高等院校食品化學實驗油脂酸價檢測方法研究

張麗芬 強鋒 劉爽

天津天獅學院食品化學是食品科學與工程專業、食品質量與安全專業的一門重要理論課。其主要任務是從化學的角度和分子水平上研究食品的組成、結構、理化性質、營養、安全性和它們在生產、加工、貯藏、運輸、銷售過程中發生的變化，以及這些變化對食品品質和安全性影響的一門基礎應用科學。同時，它也是為改善食品品質、開發新的食物資源、革新食品加工工藝和貯運技術、科學調整膳食結構、改進食品包裝、加強食品質量控制及提高食品原料加工和綜合利用水平奠定理論基礎的一門課程。食品化學實驗是食品化學課程的實驗部分，是食品科學與工程專業、食品質量與安全專業的一門重要實踐性課程，旨在培養學生實踐操作能力和科研能力。

食用植物油是人們每日膳食中不可缺少的重要組成部分，也是人體必需脂肪酸、脂溶性維生素的重要來源。人們的身體健康、生活質量與食用油脂品質好壞有關，而酸價是衡量油脂品質的一個重要指標。油脂中部分甘油酯會分解產生游離脂肪酸，使油脂變質酸敗，因此可以通過測定油脂中游離脂肪酸的含量反映油脂的新鮮程度。

因此酸價的檢測被列入食品化學實驗課中，原理是將食用植物油脂中的游離脂肪酸用氫氧化鉀標準溶液滴定，并且以指示劑顏色的變化來判斷滴定終點，每克油脂所消耗氫氧化鉀標準溶液的毫克數即為酸價，酸價太高會影響油脂的色澤與氣味，且食用之后會出現腸胃不適、腹瀉等癥狀，損害人們的身體健康。

食品化學實驗中酸價的檢測方法為冷溶劑指示劑滴定法，具體的實驗步驟及計算方法如下：

取一個干凈的、250ml的錐形瓶，加入乙醚—異丙醇混合液50ml和3滴的酚酞指示劑，充分振搖溶解試樣。用裝有氫氧化鉀標準滴定水溶液的微量滴定管對溶液進行手工滴定，當溶液初現微紅色，且15秒內無明顯褪色后停止滴定，表明試樣溶解液的酸性正好被中和。然后用電子天平稱取油脂試樣，用酸性被中和的試樣溶解液溶解油脂試樣，再用裝有氫氧化鉀標準滴定水溶液的微量滴定管進行手工滴定試樣溶液至初現微紅色且15秒內無明顯褪色后停止滴定，記錄下此滴定所消耗的標準滴定溶液的毫升數，此數值為V，如此無需再進行空白試驗，即[V0]=0。由此，根據公式1計算酸價。

公式1

公式1中：

——酸價，單位為毫克每克（mg/g）；

——試樣測定所消耗的標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

——相應的空白測定所消耗的標準滴定溶液的體積，單位為毫升（mL）；

——消耗標定液體的摩爾濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；

——氫氧化鉀溶液的摩爾濃度，單位為克每摩爾（g/mol）；

——油脂樣品的稱樣量，單位為克（g）。

測定出的酸價值為重復條件下獲得的兩次獨立測定結果的平均值且兩次測定結果的絕對差值不得超過算術平均值15%。

實驗中使用乙醚與異丙醇混合進行測定。由于乙醚毒性強、易揮發、極易燃易爆，會對環境造成危害，而且乙醚屬于第二類易制毒化學品，存在一定風險。因此考慮對實驗進行改進，選用更優的溶劑代替乙醚，如乙醇、石油醚、環己烷等與異丙醇混合測定酸價，降低有機試劑對人體的傷害，確保檢測結果的穩定性。

實驗過程中選用大豆油作為樣品，大豆油是世界上最常用的食用油之一，是我國國民，特別是北方人的主要食用油之一。大豆油富含多種寶貴的營養成分，在加工成成品油后必須注意保鮮。

一、實驗改進與優化

（一）改進提取溶劑

使用石油醚、環己烷、乙醇與乙醚進行比較。由表1可知，其中環己烷與乙醚對油脂的溶解能力基本相同，測定結果較一致，并且環己烷的毒性較弱，價格便宜方便購買，對環境造成的危害更低，更加環保。綜上所述，使用環己烷代替乙醚與異丙醇混合測定酸價，不僅能夠保證測定結果的準確性，而且能降低風險的發生。

（二）優化提取溶劑比例

在稱樣量為5g、氫氧化鉀標準滴定水溶液的濃度為0.05mol/L、酚酞指示劑添加量為3滴、溶劑添加量為50mL下測定不同環己烷比例對大豆油酸價結果的影響。酸價的值隨著環己烷比例的升高而增大，環己烷比例0%時純異丙醇溶液所測定的酸價最小，為0.33mg/g。分析其原因，認為加入一定量環己烷的混合溶液提高了溶解油脂的能力，產生了更多的游離脂肪酸，并在環己烷比例為25%時酸價達到最大，為0.38mg/g。

之后隨著環己烷比例的升高，酸價的值反而降低，因為環己烷比例升高的同時，異丙醇比例降低，影響了混合液溶解油脂的能力。由以上數據得出結論，最佳環己烷比例為25%。

（三）優化溶劑添加量

在環己烷比例為50%、氫氧化鉀標準滴定水溶液的濃度為0.05mol/L、稱樣量為5g、酚酞指示劑添加量為3滴下測定不同溶劑添加量對大豆油酸價結果的影響。溶劑添加量為15mL時酸價最小，為0.28mg/g。溶劑添加量從15mL增大到60mL，料液比從1：3增加到1：12。起初油脂試樣在混合液中的濃度過高，油脂顏色較深，影響終點判斷。同時油脂未完全溶解，滴定過程中易出現乳化現象，影響實驗的準確性。

隨著溶劑添加量增大，溶解油脂的能力變強，可以提取更多游離脂肪酸，從50mL開始，料液比為1：10時酸價結果變得更穩定，并在60mL時酸價達到最大，為0.39mg/g。在60mL之后酸價下降，這是由于80mL、100mL時料液比為1：16和1：20，此時溶劑添加的量增大對油脂試樣的溶解能力沒有變強，反而使得油脂在混合液當中的濃度過小，混合液較澄清透明，使得滴定終點的顏色變化不明顯，導致較大的實驗誤差，影響測定結果的準確性。

由以上數據得出結論，最佳溶劑添加量為60mL。

（四）優化稱樣量

在環己烷濃度為50%、氫氧化鉀標準滴定水溶液的濃度為0.05mol/L、酚酞指示劑添加量為3滴、溶劑添加量為50mL下測定不同稱樣量對大豆油酸價結果的影響。稱樣量從1g到15g增加時，酸價的值先增大后減??；從15g到20g增加時酸價保持穩定。分析其原因，稱樣量很低時，所需氫氧化鉀溶液的量很少，在微量滴定管上的讀數較小，造成實驗較大的誤差。并且，一級大豆油的顏色較淺，稱量1g、2g的油脂試樣在50mL環己烷—異丙醇溶液中被稀釋，此時料液比分別為1：50、1：25，混合液較澄清透明，滴定終點難以觀察，影響實驗結果的準確性。因此，稱樣量1g、2g時的酸價存在較大誤差，結果不準確。

稱樣量為5g時，料液比為1：10，此時滴定終點的顏色變化明顯，測定結果較準確，酸價為0.27mg/g。稱樣量從15g到20g，酸價值穩定在0.17mg/g不再變化，說明溶劑提取效率已經達到飽和，此時料液比從1：5增加到1：2.5。繼續增加稱樣量，會造成油脂試樣在50mL環己烷—異丙醇混合液當中濃度過高，溶液顏色較深，影響終點觀察。同時油脂未完全溶解，且滴定過程中，稱樣量變大，消耗的氫氧化鉀標準滴定水溶液的體積也變多，容易出現乳化現象，導致終點難以觀察，影響實驗結果的準確性。

由以上數據得出結論，最佳稱樣量為5g。

（五）優化酚酞指示劑添加量

在環己烷濃度為50%、氫氧化鉀標準滴定水溶液的濃度為0.05mol/L、稱樣量為5g、溶劑添加量為50mL下測定不同酚酞指示劑添加量對大豆油酸價結果的影響。酚酞指示劑添加量從1至3滴變化時，酸價的值先減小后增大；從3至5滴變化時，酸價的值先減小后增大。分析其原因，添加的酚酞很少時，滴定的顏色變化慢，終點不容易觀察，而且手工滴定法存在人為誤差，導致實驗有較大誤差，影響實驗結果的準確性。

隨著酚酞指示劑添加量的增多，滴定終點越來越便于觀察，在酚酞指示劑添加量為3滴時，實驗結果較穩定。當指示劑添加量為5滴時，滴加的酚酞過多，滴定時顏色變化過快，由一開始的澄清透明溶液迅速變成深紅色，干擾終點的判斷，并且對空白實驗時的終點判斷也有著較大影響，使得實驗結果準確性較差。

由以上數據得出結論，最佳酚酞指示劑添加量為3滴。

二、在不同的環境條件下用實際樣品進行檢測

實驗室提供多種食用油樣品，包括長時間放置的大豆油，壓榨花生油和加熱后的壓榨花生油，色拉油和炸油條后的色拉油，學生也可以自帶樣品測定。以下實驗仍以大豆油為例。

（一）光照對酸價的影響

由圖1可知，在自然光照下酸價的值呈上升趨勢，用公式1計算出0天至30天光照下酸價的總增長率為233.3%，平均增長22.6%；在密封情況下的空白組酸價的總增長率為77.8%，平均增長10.4%。

第5天的增長率最大，為88.9%，酸價增長速度最快，說明光照初期對酸價的影響最大，原因在于光照可導致氧分子活化，促進油脂自動氧化并且光照能夠升高溫度，為油脂酸敗提供條件。

第20天的酸價較第15天增長0%，酸價變化微弱，可能的原因在于受天氣因素影響，光照不強，難以促進油脂的氧化，酸價增長不明顯。第25天酸價增長速度加快，酸價較第20天增長27.3%，超過平均增長率22.6%，可能的原因在于此時光照較強，促進油脂氧化的能力提高，說明即使在存放后期，酸價受光照的影響仍可能有較大的變化。

第30天時酸價達到最大，為0.30mg/g，大豆油在密封第30天下的酸價仍小于在光照下第5天的酸價。

由以上數據得出結論，在存放油脂的過程中，光照對大豆油的酸敗有較大影響，應避光貯存油脂。

（二）空氣對酸價的影響

由圖2可知，在空氣中酸價的值呈上升趨勢，用公式1計算出0天至30天暴露于空氣中的油脂酸價的總增長率為133.3%，平均增長16.6%；在密封情況下的空白組酸價的總增長率為77.8%，平均增長10.4%。

第5天的增長率最大，為55.6%，酸價增長速度最快，說明油脂暴露于空氣初期對酸價影響最大，原因在于瓶口未封閉，油脂與空氣直接接觸，并且空氣中含大量的微生物，油脂在氧化的同時空氣將微生物帶入到油脂試樣當中，促進油脂酸敗。

第15天的酸價與第10天比較，酸價變化微弱，可能的原因在于油脂放置條件較好，干擾因素較少，酸價增長不明顯。

第20天的酸價較第15天增長11.8%，小于平均增長率，說明空氣對大豆油酸敗的影響隨著時間而減弱。

第25天時酸價達到最大，為0.21mg/g，隨后保持穩定。密封下第30天的酸價小于空氣下第10天的酸價。

由以上數據得出結論，在存放油脂的過程中，空氣對大豆油的酸敗有較大影響，應避免油脂長時間暴露在空氣當中，否則隨著時間推移，油脂與越來越多的氧氣接觸，為微生物提供適宜的生存條件。

（三）水分對酸價的影響

由圖3可知，在水分中酸價的值呈上升趨勢，用公式1計算出0天至30天水分下酸價的總增長率為133.3%，平均增長16.3%；在密封情況下的空白組酸價的總增長率為77.8%，平均增長10%。

受水分的影響，從第0天到第5天時酸價增長與密封情況一致，說明水分初期對酸價的影響較小。

第10天較第5天增長45.5%，酸價增長速度最快，此時水分對酸價的影響最大，原因在于水分不僅能夠促進大豆油水解，還能夠為微生物提供有利的生存條件，當油脂樣品中的微生物越來越多時，部分微生物通過代謝可產生分解脂肪的酶，導致酸價變大。

第20天的酸價和第15天比較，酸價變化微弱，可能的原因在于油脂放置條件較好，干擾因素較小，酸價增長不明顯。

第25天的酸價較第20天增長23.5%，高于平均增長率，在第25天時酸價達到最大，為0.21mg/g，隨后保持平穩，說明水分對大豆油的影響隨時間減弱。

密封下30天的酸價等于水分下第10天的酸價，小于第15天的酸價。

由以上數據得出結論，在存放油脂的過程中，水分對大豆油的酸敗有較大影響，應當避免將油脂存放在潮濕或者與水分接觸的環境下，否則隨著時間推移，油脂中將有大量微生物滋生，加速油脂酸敗。

三、教學實踐

食品化學實驗在二年級第二學期開設，每周一次，每次3—4學時，先導課程為基礎化學，無機及分析化學及實驗課程，有機化學及實驗課程，學生已經儲備了一定的理論基礎知識及實驗操作技能，可以很順暢地對實驗內容融會貫通。

對酸價檢測方法的改進及優化作為對食品化學系列實驗教學改進的初步探索，課前一周布置預習作業，通過教材及線上資源了解本實驗的原理、實驗器材及設備，實驗步驟以及注意事項，學生自行組隊提交實驗設計方案，由教師評閱給出可行性方案建議。教學過程基于PBL教學理念，即以學生為中心，通過完成實驗相關設計方案來發掘學生對化學實驗的興趣，加深學生對所學知識的理解和運用。并且在實驗過程中指導學生按計劃實施，解決實驗中遇到的問題，最終完成方案。

實驗過程結束后認真撰寫實驗報告，完成思考題，將實驗中遇到的問題進行分析，查找原因，進行歸納總結。教師將有價值的案例融入教案，分享給全班學生，如果有條件的話也可以利用多媒體請學生進行展示，啟發全班學生認真思考，不斷探索。

四、結語

本文通過對酸價檢測方法的改進和優化實驗的研究，初步探索了高職院校食品化學實驗改進的方向。為了提高學生解決實際問題的能力，鼓勵學生分組進行實驗方案設計，自主選擇實際樣品，實驗結果可以指導人們在日常生活中正確儲存食用油，解決了生活中的實際問題，學以致用，提高了學生學習實驗技能的興趣，明確了高職院校培養應用型、創新型人才的培養目標。

（徐德明）