食品中羰基价测定的影响因素研究

刘 瑜

（平遥县市场监管综合行政执法队，山西晋中 031100）

羰基价是指1 kg 油样中所含羰基化合物的量，油脂在储存过程中会发生非常复杂的物理变化及化学反应，通过油脂水解和油脂氧化生成过氧化物。过氧化物极其不稳定，容易断裂形成醛类物质或进一步氧化成酮类物质，变化过程复杂。羰基价是判断煎炸油品质的重要指标之一[1]，常用于评价油脂中氧化产物的含量及酸败程度，在《油炸小食品卫生标准》（GB 16565—2003）中，羰基价是评价油炸小食品中油脂的一项理化检测项目[2]。

我国现行有效测定羰基价的方法为《食品安全国家标准 食品中羰基价的测定》（GB 5009.230—2016），原理是羰基化合物与2,4-二硝基苯肼的反应产物，在碱性溶液中会呈现出酒红色或褐红色，在波长440 nm 处通过测定该反应产物的吸光度，可计算得到羰基价[3]。但也有研究人员认为使用该方法对食品中羰基价进行测定时，结果差异性较大。例如，顾卫东等[4]对食品中羰基价含量测定过程中涉及的玻璃器皿和仪器设备进行不确定度来源分析和评定；黄卫红等[5]对测定羰基价的方法（GB/T 5009.37—1996）进行了研究，并提出了注意事项；方波等[6]采用直接取样法改进羰基价的测定方法，以减少溶剂苯的使用量，表明了精制试剂的重要性；韩瑞阳等[7]优化了实验参数和条件，选用正丁醇替代苯作为溶剂，实验过程中无需精制试剂，通过吸光度常数即可直接算出羰基价。多数学者研究了油脂的性质对羰基价的影响或者对试剂等实验条件的优化，但无法较好地反映羰基价测定结果存在差异性的原因。本文根据国家标准[3]中规定的测定方法进行羰基价的测定，同时在实验过程中研究放置时间、水浴时间、水浴温度、三氯乙酸溶液浓度、2,4-二硝基苯肼溶液浓度以及氢氧化钾溶液浓度这6 个因素对食品中羰基价测定结果的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙琪玛采购于超市。苯（色谱纯）、无水乙醇（分析纯）、三氢乙酸（分析纯）、2,4-二硝基苯肼（分析纯）、氢氧化钾（分析纯）、石油醚（分析纯）以及铝粉（分析纯）。试剂与溶液均按《食品安全国家标准 食品中羰基价的测定》（GB 5009.230—2016）的要求进行精制、配制。

1.2 仪器与设备

UV-2600 紫外可见分光光度计，岛津仪器(苏州)有限公司；CPA224S 电子天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；VortexG560E 涡旋混合器，美国Scientific Industries；R-300 旋转蒸发仪，瑞士Bu chi；HH·S21-6-S 水浴锅，上海新苗医疗器械制造有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 油脂提取

沙琪玛：取适量混合均匀的试样于500 mL 带盖广口瓶中，倒入石油醚，放置14～18 h，用快速滤纸过滤后置于旋转蒸发仪旋蒸减压回收溶剂，得到油脂以供测定，以上油脂均在4 ℃下存储。

1.3.2 测定方法

称0.1 g 油样于25 mL 具塞试管中，加入5 mL苯溶解油样后依次加入3 mL 三氯乙酸溶液和5 mL 2,4-二硝基苯肼溶液，振摇漏匀，在60 ℃条件下水浴30 min 后取出，用流水冷却至室温，然后沿试管壁缓慢加入10 mL 氢氧化钾-乙醇溶液，使之成为二液层，涡旋振荡混匀后放置10 min，用1 cm 比色杯，以零管调节零点，在波长440 nm 处测吸光度，并绘制标准曲线比较沙琪玛羰基价的变化情况[3]。

2 结果与分析

2.1 水浴时间对羰基价测定的影响

按标准要求提取沙琪玛中的油脂测定其羰基价，在其他实验条件不变情况下，将油样置于60 ℃水中，研究水浴10 min、20 min、30 min、40 min 和50 min 对其羰基价的影响。由图1可知，沙琪玛的羰基价随水浴时间的增加而升高，国家标准要求水浴时间为30 min，水浴时间不足或过长都会对羰基价的测定有较大的影响，水浴时间越长，油脂的氧化产物越多，醛和酮的产物也越多，因此油脂的羰基价升高。

图1 水浴时间对沙琪玛羰基价的影响

2.2 水浴温度对羰基价测定的影响

按标准要求提取沙琪玛中的油脂测定其羰基价，在其他实验条件不变情况下，将处理好的样品于40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃和80 ℃条件下水浴30 min 后测定其羰基价。由图2可知，水浴温度越高，沙琪玛的羰基价也越高。温度是一个影响油脂氧化速率的关键因素，温度上升能够提高氧化反应速率，高温条件在促进自由基产生的同时又能促进氢过氧化物的分解和聚合，导致醛和酮的产物增多，进而使油样中羰基价升高。

图2 水浴温度对沙琪玛羰基价的影响

2.3 三氯乙酸溶液浓度对羰基价测定的影响

分别称取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，配制成相应浓度的三氯乙酸溶液，在其他条件不变的情况下，按标准法测定沙琪玛的羰基价。由图3可知，沙琪玛的羰基价随三氯乙酸溶液浓度的增加而升高。在强酸的作用下会使食品中的结合态脂肪游离出来，三氯乙酸为较强的有机酸，可以为脂肪的水解提供酸性环境，游离脂肪酸与相应的酰基甘油是影响食品油脂氧化速率的因素之一。游离脂肪酸与酰基甘油酯化的脂肪酸相比氧化速率略大，随着酸性的增强，水解产物会变多，进而导致醛和酮的产物增加，故而羰基价升高。

图3 三氯乙酸浓度对沙琪玛羰基价的影响

2.4 2,4-二硝基苯肼溶液浓度对羰基价测定的影响

在其他条件不变的情况下，分别称取30 mg、40 mg、50 mg、60 mg 和70 mg 2,4-二硝基苯肼溶于100 mL 苯中，配制成不同浓度的2,4-二硝基苯肼溶液，按标准测定沙琪玛的羰基价。由图4可知，沙琪玛的羰基价与2,4-二硝基苯肼溶液的浓度呈正相关。

图4 2,4-二硝基苯肼溶液浓度对沙琪玛羰基价的影响

2.5 氢氧化钾溶液浓度对羰基价测定的影响

分别称取2.0 g、3.0 g、4.0 g、5.0 g 和6.0 g 氢氧化钾溶于100 mL 精制乙醇中，配制成相应浓度的氢氧化钾-乙醇溶液，在其他条件不变的情况下，按标准测定沙琪玛的羰基价。由图5可知，沙琪玛的羰基价与氢氧化钾溶液浓度呈正相关，但变化不明显。氢氧化钾为羰基化合物反应产物提供碱性环境，生成呈酒红色或褐红色的醌离子，醌离子呈现的颜色可能会受到不同碱性环境的影响，从而导致羰基价的变化。

图5 氢氧化钾溶液浓度对沙琪玛羰基价的影响

3 结论

本文参照GB 5009.230—2016，研究了测定食品中羰基价过程中各因素对测定结果的影响。以沙琪玛为样品，发现水浴时间、水浴温度以及试剂浓度（三氢乙酸-苯溶液、2,4-二硝基苯肼-苯溶液、氢氧化钾-乙醇溶液）都对羰基价测定有较大影响，每个因素的变化都会对测定结果造成不同程度的差异。因此羰基价的测定过程中需要严格按照标准中规定的试剂、试剂精制、试剂配制等实验条件进行。建议在实验进行前检查仪器是否能正常使用、保持实验过程中容器干燥洁净、配制试剂前检查试剂是否受潮以及显色后使用秒表严格计时，并观察样品溶液及空白对照是否澄清，如果出现浑浊、沉淀现象或结果异常，可以从试剂污染、容器潮湿、仪器异常以及实验条件不正确等方面寻找原因，保证测定结果的准确性。