食品中羰基價測定的影響因素研究

劉 瑜

（平遙縣市場監(jiān)管綜合行政執(zhí)法隊，山西晉中 031100）

羰基價是指1 kg 油樣中所含羰基化合物的量，油脂在儲存過程中會發(fā)生非常復(fù)雜的物理變化及化學(xué)反應(yīng)，通過油脂水解和油脂氧化生成過氧化物。過氧化物極其不穩(wěn)定，容易斷裂形成醛類物質(zhì)或進一步氧化成酮類物質(zhì)，變化過程復(fù)雜。羰基價是判斷煎炸油品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[1]，常用于評價油脂中氧化產(chǎn)物的含量及酸敗程度，在《油炸小食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16565—2003）中，羰基價是評價油炸小食品中油脂的一項理化檢測項目[2]。

我國現(xiàn)行有效測定羰基價的方法為《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中羰基價的測定》（GB 5009.230—2016），原理是羰基化合物與2,4-二硝基苯肼的反應(yīng)產(chǎn)物，在堿性溶液中會呈現(xiàn)出酒紅色或褐紅色，在波長440 nm 處通過測定該反應(yīng)產(chǎn)物的吸光度，可計算得到羰基價[3]。但也有研究人員認(rèn)為使用該方法對食品中羰基價進行測定時，結(jié)果差異性較大。例如，顧衛(wèi)東等[4]對食品中羰基價含量測定過程中涉及的玻璃器皿和儀器設(shè)備進行不確定度來源分析和評定；黃衛(wèi)紅等[5]對測定羰基價的方法（GB/T 5009.37—1996）進行了研究，并提出了注意事項；方波等[6]采用直接取樣法改進羰基價的測定方法，以減少溶劑苯的使用量，表明了精制試劑的重要性；韓瑞陽等[7]優(yōu)化了實驗參數(shù)和條件，選用正丁醇替代苯作為溶劑，實驗過程中無需精制試劑，通過吸光度常數(shù)即可直接算出羰基價。多數(shù)學(xué)者研究了油脂的性質(zhì)對羰基價的影響或者對試劑等實驗條件的優(yōu)化，但無法較好地反映羰基價測定結(jié)果存在差異性的原因。本文根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)[3]中規(guī)定的測定方法進行羰基價的測定，同時在實驗過程中研究放置時間、水浴時間、水浴溫度、三氯乙酸溶液濃度、2,4-二硝基苯肼溶液濃度以及氫氧化鉀溶液濃度這6 個因素對食品中羰基價測定結(jié)果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙琪瑪采購于超市。苯（色譜純）、無水乙醇（分析純）、三氫乙酸（分析純）、2,4-二硝基苯肼（分析純）、氫氧化鉀（分析純）、石油醚（分析純）以及鋁粉（分析純）。試劑與溶液均按《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中羰基價的測定》（GB 5009.230—2016）的要求進行精制、配制。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2600 紫外可見分光光度計，島津儀器(蘇州)有限公司；CPA224S 電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；VortexG560E 渦旋混合器，美國Scientific Industries；R-300 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，瑞士Bu chi；HH·S21-6-S 水浴鍋，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 油脂提取

沙琪瑪：取適量混合均勻的試樣于500 mL 帶蓋廣口瓶中，倒入石油醚，放置14～18 h，用快速濾紙過濾后置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸減壓回收溶劑，得到油脂以供測定，以上油脂均在4 ℃下存儲。

1.3.2 測定方法

稱0.1 g 油樣于25 mL 具塞試管中，加入5 mL苯溶解油樣后依次加入3 mL 三氯乙酸溶液和5 mL 2,4-二硝基苯肼溶液，振搖漏勻，在60 ℃條件下水浴30 min 后取出，用流水冷卻至室溫，然后沿試管壁緩慢加入10 mL 氫氧化鉀-乙醇溶液，使之成為二液層，渦旋振蕩混勻后放置10 min，用1 cm 比色杯，以零管調(diào)節(jié)零點，在波長440 nm 處測吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線比較沙琪瑪羰基價的變化情況[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 水浴時間對羰基價測定的影響

按標(biāo)準(zhǔn)要求提取沙琪瑪中的油脂測定其羰基價，在其他實驗條件不變情況下，將油樣置于60 ℃水中，研究水浴10 min、20 min、30 min、40 min 和50 min 對其羰基價的影響。由圖1可知，沙琪瑪?shù)聂驶鶅r隨水浴時間的增加而升高，國家標(biāo)準(zhǔn)要求水浴時間為30 min，水浴時間不足或過長都會對羰基價的測定有較大的影響，水浴時間越長，油脂的氧化產(chǎn)物越多，醛和酮的產(chǎn)物也越多，因此油脂的羰基價升高。

圖1 水浴時間對沙琪瑪羰基價的影響

2.2 水浴溫度對羰基價測定的影響

按標(biāo)準(zhǔn)要求提取沙琪瑪中的油脂測定其羰基價，在其他實驗條件不變情況下，將處理好的樣品于40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃和80 ℃條件下水浴30 min 后測定其羰基價。由圖2可知，水浴溫度越高，沙琪瑪?shù)聂驶鶅r也越高。溫度是一個影響油脂氧化速率的關(guān)鍵因素，溫度上升能夠提高氧化反應(yīng)速率，高溫條件在促進自由基產(chǎn)生的同時又能促進氫過氧化物的分解和聚合，導(dǎo)致醛和酮的產(chǎn)物增多，進而使油樣中羰基價升高。

圖2 水浴溫度對沙琪瑪羰基價的影響

2.3 三氯乙酸溶液濃度對羰基價測定的影響

分別稱取2.0 g、3.0 g、4.0 g、5.0 g 和6.0 g 三氯乙酸溶液溶于100 mL 苯中，配制成相應(yīng)濃度的三氯乙酸溶液，在其他條件不變的情況下，按標(biāo)準(zhǔn)法測定沙琪瑪?shù)聂驶鶅r。由圖3可知，沙琪瑪?shù)聂驶鶅r隨三氯乙酸溶液濃度的增加而升高。在強酸的作用下會使食品中的結(jié)合態(tài)脂肪游離出來，三氯乙酸為較強的有機酸，可以為脂肪的水解提供酸性環(huán)境，游離脂肪酸與相應(yīng)的酰基甘油是影響食品油脂氧化速率的因素之一。游離脂肪酸與酰基甘油酯化的脂肪酸相比氧化速率略大，隨著酸性的增強，水解產(chǎn)物會變多，進而導(dǎo)致醛和酮的產(chǎn)物增加，故而羰基價升高。

圖3 三氯乙酸濃度對沙琪瑪羰基價的影響

2.4 2,4-二硝基苯肼溶液濃度對羰基價測定的影響

在其他條件不變的情況下，分別稱取30 mg、40 mg、50 mg、60 mg 和70 mg 2,4-二硝基苯肼溶于100 mL 苯中，配制成不同濃度的2,4-二硝基苯肼溶液，按標(biāo)準(zhǔn)測定沙琪瑪?shù)聂驶鶅r。由圖4可知，沙琪瑪?shù)聂驶鶅r與2,4-二硝基苯肼溶液的濃度呈正相關(guān)。

圖4 2,4-二硝基苯肼溶液濃度對沙琪瑪羰基價的影響

2.5 氫氧化鉀溶液濃度對羰基價測定的影響

分別稱取2.0 g、3.0 g、4.0 g、5.0 g 和6.0 g 氫氧化鉀溶于100 mL 精制乙醇中，配制成相應(yīng)濃度的氫氧化鉀-乙醇溶液，在其他條件不變的情況下，按標(biāo)準(zhǔn)測定沙琪瑪?shù)聂驶鶅r。由圖5可知，沙琪瑪?shù)聂驶鶅r與氫氧化鉀溶液濃度呈正相關(guān)，但變化不明顯。氫氧化鉀為羰基化合物反應(yīng)產(chǎn)物提供堿性環(huán)境，生成呈酒紅色或褐紅色的醌離子，醌離子呈現(xiàn)的顏色可能會受到不同堿性環(huán)境的影響，從而導(dǎo)致羰基價的變化。

圖5 氫氧化鉀溶液濃度對沙琪瑪羰基價的影響

3 結(jié)論

本文參照GB 5009.230—2016，研究了測定食品中羰基價過程中各因素對測定結(jié)果的影響。以沙琪瑪為樣品，發(fā)現(xiàn)水浴時間、水浴溫度以及試劑濃度（三氫乙酸-苯溶液、2,4-二硝基苯肼-苯溶液、氫氧化鉀-乙醇溶液）都對羰基價測定有較大影響，每個因素的變化都會對測定結(jié)果造成不同程度的差異。因此羰基價的測定過程中需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試劑、試劑精制、試劑配制等實驗條件進行。建議在實驗進行前檢查儀器是否能正常使用、保持實驗過程中容器干燥潔凈、配制試劑前檢查試劑是否受潮以及顯色后使用秒表嚴(yán)格計時，并觀察樣品溶液及空白對照是否澄清，如果出現(xiàn)渾濁、沉淀現(xiàn)象或結(jié)果異常，可以從試劑污染、容器潮濕、儀器異常以及實驗條件不正確等方面尋找原因，保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。