鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值的可行性

黃世群， 秦 琳， 仲伶俐， 趙 珊， 李 曦， 白 勝

(1.四川省農業科學院 分析測試中心， 四川 成都 610066； 2.四川省農業科學院 服務中心， 四川 成都 610066)

玉米是我國主要糧食作物之一，也是主要的儲備糧食之一，在常規儲存條件下，玉米存儲年限為3年，由于玉米胚部較大，脂肪含量較高，玉米在儲藏過程中極易受到溫度、水分和脂肪酶的影響發生水解和氧化反應，隨儲藏時間的延長，脂肪逐漸分解，產生游離脂肪酸，導致玉米脂肪酸值上升。玉米脂肪酸值上升不僅會影響玉米的儲藏安全，還對其食用品質有很大影響。因此承儲單位須定期對糧食品質進行抽樣檢測，而玉米脂肪酸值作為判定玉米是否宜存的重要指標之一，探索最適宜的檢測方法準確測定玉米脂肪酸值對玉米儲藏安全及食用品質具有重要意義。

目前測定玉米脂肪酸值主要按國家標準GB/T 20570-2015《玉米儲存品質判定規則》附錄A進行[1]，常用方法是手工滴定法和電位滴定法。國內學者對玉米脂肪酸值測定方法研究的報道較多，王錦云[2]對玉米脂肪酸值的手工滴定和電位滴定方法進行對比研究發現，2種方法測定結果基本一致。程莉等[3]在手工滴定法中把加水量由50 mL增至100 mL稀釋提取液后再滴定，便于滴定結果觀察，測定結果準確度高。黃少華[4]采用電位滴定與手工滴定法進行比較認為，電位滴定操作簡便易行，人為誤差小。陳軍[5]采用硫酸返滴定法測定稻谷脂肪酸值，與現行稻谷檢測標準比，返滴定終點易于判斷，重復性好。手工滴定法和電位滴定法的滴定原則均是用堿中和提取液中游離脂肪酸，手工滴定法以視覺感官判定終點，但由于滴定終點的微紅色易受玉米色素掩蓋易導致堿滴定過量，電位滴定雖是自動判定滴定終點，但滴定時間長、提取液體與空氣中CO2接觸時間久、攪拌速度快使液體溫度升高等因素導致檢測結果偏大。鑒于此，為探尋玉米脂肪酸值快速、直觀、準確、穩定的測定方法，研究采用鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值，通過改變終點顏色對滴定結果進行直觀的判斷，以期為玉米的儲藏安全及品質安全提供技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1供試玉米樣品玉米樣品為2019年四川省農業科學院分析測試中心從四川省不同地區抽取的50個樣品和2019年6—8月送檢的32個玉米倉儲樣品，共計82個玉米樣品。為排除玉米色素差異的干擾，從中選取外觀顏色基本一致的(均為淺黃色)的28個玉米樣品用于手工滴定法和鹽酸返滴定法測定脂肪酸值；為增加玉米色素對滴定終點判斷的干擾，從中選用外觀有明顯色差的11個不同玉米品種用于手工滴定法、電位滴定法和鹽酸返滴定法測定脂肪酸值。

1.1.2主要儀器自動電位滴定儀，877 Titrino plus (瑞士萬通，測量精確度為±0.003)；錘式旋風磨，中儲糧FSJ-Ⅱ型錘片式糧食粉碎機(具有風門可調)；電子天平，SHMADZU Auy220(日本島津公司，精度為0.1 mg)；振蕩器，國華HY-5A回旋振蕩器；紫外分光光度計，UV-2550(日本島津公司)；恒溫干燥箱，SFG-02B(黃石恒豐醫療器械有限公司)。

1.1.3主要試劑氫氧化鉀(分析純)，無水乙醇(分析純)，95%乙醇(分析純)，0.010 45 mol/L的氫氧化鉀標準溶液，0.010 56 mol/L鹽酸標準溶液[6]，酚酞指示劑(1%)。

1.2試驗方法

1.2.1玉米水分測定按GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》中直接干燥法進行測定[7-9]。

1.2.2玉米色值測定對外觀有明顯色差的11個不同玉米品種進行試樣制備后，按GB/T 20570-2015方法要求進行稱量和提取，提取液參照GB/T 18963-2012《濃縮蘋果汁》標準進行色值3次重復測定[10]，取3次測定值的平均值為色值結果。

1.2.3玉米脂肪酸值測定采用手工滴定法、電位滴定法和鹽酸返滴定法進行玉米脂肪酸值測定。手工滴定法和電位滴定法均按現行的國家標準GB/T 20570-2015《玉米儲存品質判定規則》附錄A進行[1]。鹽酸返滴定法是以手工滴定法和電位滴定法為基礎，不改變滴定原理、測試液提取方法和使用的指示劑種類等，僅把由國標標準的堿滴定酸改成酸滴定堿，即在被測提取液中加入過量氫氧化鉀標準溶液，氫氧化鉀標準溶液與游離的脂肪酸反應后，多余的氫氧化鉀標準溶液用鹽酸標準溶液返滴定去中和，從而將滴定終點顏色由難判斷的微紅色，改變成滴定過程中由大紅色變成無色即為滴定終點。

1.3試驗過程

1.3.1試樣制備供試玉米樣品各取150 g原樣，吸塵器清理錘式旋風磨，以2～3粒/s的進樣速度進行玉米粉碎，倒掉初始粉后以同樣的進樣速度繼續粉碎玉米，通過40目篩后獲得玉米粉試樣，待用。

1.3.2試樣前處理供試樣品每個平行(2～4個平行)稱量約10 g(準確至0.000 1 g)，于250 mL具塞磨口錐形瓶中，并用50.0 mL單標線移液管加入50.0 mL無水乙醇，保持充分浸潤，加塞置于振蕩器上，以100次/min的速度振搖30 min，取出具塞磨口錐形瓶并傾斜靜置1～2 min后過濾，棄去初濾液后收集濾液，用單標線移液管將所有試樣均分別移取25.0 mL濾液于150 mL的三角瓶中待測。

1.3.3試樣滴定

1) GB/T 20570-2015手工滴定法。向已量取好濾液的150 mL的三角瓶中加入無二氧化碳水50 mL后，滴加5滴1%酚酞指示劑后搖勻，用0.010 45 mol/L的氫氧化鉀標準滴定溶液進行滴定至與未滴定液(加二氧化碳水和滴加5滴1%酚酞指示劑后的待測液)相比顏色有差異時，停止滴定，并保持30 s顏色不變視為滴定終點，記錄滴定體積。同時做空白試驗，按標準進行結果計算。

2) GB/T 20570-2015電位滴定儀法。向已量取好濾液的150 mL的三角瓶中加入無二氧化碳水50 mL，滴加5滴1%酚酞指示劑后搖勻(便于觀察終點顏色)，用0.010 45 mol/L的氫氧化鉀標準滴定溶液進行電位滴定，終點設定(SET)pH 9.20(經空白實驗，當pH 9.20時可以觀察到有微紅色)，當被滴定液pH達9.20時，儀器自動停止滴定，記錄滴定體積。同時做空白試驗，按標準進行結果計算。

3) 鹽酸返滴定法。向已量取好的濾液中加入無二氧化碳水50 mL，同樣滴加5滴1%酚酞指示劑，然后在待測樣中分別加入5 mL濃度為0.010 45 mol/L的氫氧化鉀標準溶液搖勻(以加后溶液變紅色為適量，若顏色無變化，可以增加氫氧化鉀標準溶液量)，再用0.010 65 mol/L鹽酸標準滴定溶液進行滴定，顏色變化過程為大紅→淡紅→淡粉紅→無色，溶液顏色呈無色后再加2滴鹽酸標準滴定溶液后停止滴定，并保持30 s顏色不變視為終點，記錄滴定體積。同時做空白試驗。

脂肪酸值(AK)=(V0-V)×0.010 56×56.1×(50/25)×[100/ (100-ω)×m]×100%[5]

式中，V0為滴定空白液時消耗0.010 56 mol/L鹽酸標準滴定溶液的體積(mL)，V為滴定試樣時消耗0.010 56 mol/L鹽酸標準滴定溶液的體積(mL)，0.010 56為滴定試樣時所使用的鹽酸標準滴定溶液的濃度(mol/L)，56.1為氫氧化鉀的摩爾質量(g/mol)，50為提取試樣用無水乙醇的體積(mL)，25為用于測定量取提取液的體積(mL)，100為換算為100 g干試樣的質量(g)，m為稱取測試樣品的質量(g)，ω為100 g試樣中含水分的質量(g)。

2結果與分析

2.1鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值的穩定性

采用國標手工滴定法和鹽酸返滴定法對外觀顏色相近的28個玉米樣品脂肪酸值進行測定的結果(表1)表明，在排除玉米色素差異干擾條件下，手工滴定法與鹽酸返滴定法對不同樣品脂肪酸值測定的最小差值為0.06 mg/100g，最大差值為1.98 mg/100g，2種方法測定脂肪酸值的結果基本一致，測定結果差的絕對值不超過2 mg/100g，在測定誤差允許范圍內[1]。說明，鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值結果與現行國標測定方法吻合。

手工滴定和鹽酸返滴定測定結果的標準差分別在0.03～0.95 mg/100g和0.11～0.82 mg/100g；相對標準偏差(RSD)分別在0.22%～4.47%和0.62%～3.16%，2種方法的RSD均小于5%[11-12]。說明，手工滴定和鹽酸返滴定方法測定的結果略有差異，但2種方法的準確度和穩定性均較高，均能滿足測定要求。

表1 手工滴定法與鹽酸返滴定法測定不同玉米的脂肪酸值(AK)

Table 1 Fatty acid value in different corn determined by manual titration method and hydrochloric acid back-titration method

玉米樣品Corn samples手工滴定法Manual titration method脂肪酸值干基/(mg/100g)RSD/%鹽酸返滴定法Hydrochloric acid back-titration method脂肪酸值干基/(mg/100g)RSD/%2種方法脂肪酸絕對值差/(mg/100g)Absolute difference in fatty acid value determined by the two methods玉米123.58±0.381.6122.63±0.472.080.95玉米220.34±0.080.39 21.40±0.492.291.06玉米324.92±0.220.8826.23±0.401.511.31玉米427.84±0.110.40 27.07±0.562.060.77玉米535.96±0.350.9737.05±0.742.001.09玉米639.67±0.401.01 38.73±0.620.620.94玉米715.43±0.624.0115.49±0.601.60 0.06玉米817.89±0.703.9116.94±0.472.770.95玉米925.19±0.381.5124.60±0.361.460.59玉米1019.36±0.331.7018.73±0.351.870.63玉米1118.58±0.834.4719.11±0.211.100.53玉米1228.72±0.662.3029.08±0.431.480.36玉米1325.18±0.732.9025.64±0.240.940.46玉米1426.97±0.943.4925.91±0.823.161.06玉米1531.85±0.070.2229.95±0.461.541.90 玉米1628.72±0.953.3129.32±0.200.68 0.60 玉米1715.31±0.412.6815.12±0.271.790.19玉米1817.62±0.331.8716.94±0.472.770.68玉米1925.64±0.030.1223.78±0.411.721.86玉米2025.35±0.572.2527.02±0.632.331.67玉米2125.07±0.602.3923.48±0.341.451.59玉米2231.77±0.100.3129.88±0.602.011.89玉米2328.46±0.120.4229.32±0.200.680.86玉米2424.52±0.542.20 26.02±0.190.731.50 玉米2517.84±0.452.5215.90±0.110.691.94玉米2618.73±0.361.9219.49±0.331.690.76玉米2727.33±0.321.1725.35±0.271.071.98玉米2830.64±0.130.42 28.92±0.431.491.72

2.2鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值的準確性

采用手工滴定法、電位滴定法和鹽酸返滴定法對11個外觀顏色有明顯差異的不同玉米品種進行脂肪酸值測定的結果(表2)表明，手工滴定與電位滴定法測定的玉米脂肪酸值差值較小，在0.10～0.77 mg/100g，說明2種方法測定結果基本一致。而手工滴定法與鹽酸返滴定法測定結果差值在0.35～1.95 mg/100g，電位滴定與鹽酸返滴定測定結果差值在0.85～1.86 mg/100g。雖然測定的脂肪酸值有差異，但3種方法間差值均小于2 mg/100g，在測定誤差允許范圍[1]。表明，3種方法在玉米品種色值有明顯差異的情況下測定的脂肪酸值結果一致，均具有較高的準確性。

表2 3種滴定方法測定不同色值玉米品種的脂肪酸值

2.3鹽酸返滴定法與現行國標標準滴定法測定玉米脂肪酸值結果的相關性

從圖1可見，在外觀顏色差異明顯的11個玉米品種脂肪酸值測定中，手工滴定和電位滴定與鹽酸返滴定的玉米脂肪酸值測定結果存在顯著的線性相關(R2=0.993 0與R2=0.995 3)；手工滴定和電位滴定玉米脂肪酸值測定結果存在顯著的線性相關(R2=0.998)。表明，鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值其結果與現行國標方法中的手工滴定法和電位滴定法測定結果相吻合，鹽酸返滴定法可用于玉米脂肪酸值測定。

Fig.1 Correlations of fatty acid values determined by manual titration method, potentiometric titration method and hydrochloric acid back-titration method

3結論與討論

脂肪酸值是判定玉米是否宜存的重要指標之一，目前常采用國標方法即手工滴定法和法電位滴定法進行玉米脂肪酸值測定，在實際操作中2種測定方法各有優劣。手工滴定法滴定速度快，但由于操作者對顏色敏感度不同，玉米色素掩蓋了終點的微紅色，導致終點顏色難以準確把握，容易滴定過量。電位滴定時，由于電位滴定儀器滴定時間長，空氣中的CO2可能對滴定產生影響，加上攪拌速度快，液體溫度升高，導致結果產生誤差。

研究以手工滴定法和電位滴定法為基礎，對其滴定環節進行改進獲得鹽酸返滴定法，經與手工滴定法和電位滴定法玉米脂肪酸值測定結果比較分析認為，鹽酸返滴定法測定玉米脂肪酸值準確度和穩定性均能滿足測定要求，且滴定速度快、易觀察，在把握好終點的前提下，避免了色素、空氣、光線、滴定速度及設備差異等一系列因素對玉米脂肪酸值的影響，在玉米脂肪酸值測定中應用可實現快速、直觀、準確的測定。

鹽酸返滴定法在實際操作中滴定將到達終點時，肉眼觀察紅色已退，但其實是玉米黃色掩蓋了紅色所致，此時還有部分氫氧化鉀標準滴定溶液未被中和，如果將之視為滴定終點，將會導致玉脂肪酸值測定結果偏高，因此當觀察到紅色退后還應繼續滴定2～3滴鹽酸標準溶液更為合適。