高等院校食品化学实验油脂酸价检测方法研究

■天津天狮学院 张丽芬 强 锋 刘 爽

天津天狮学院食品化学是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的一门重要理论课。其主要任务是从化学的角度和分子水平上研究食品的组成、结构、理化性质、营养、安全性和它们在生产、加工、贮藏、运输、销售过程中发生的变化，以及这些变化对食品品质和安全性影响的一门基础应用科学。同时，它也是为改善食品品质、开发新的食物资源、革新食品加工工艺和贮运技术、科学调整膳食结构、改进食品包装、加强食品质量控制及提高食品原料加工和综合利用水平奠定理论基础的一门课程。食品化学实验是食品化学课程的实验部分，是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的一门重要实践性课程，旨在培养学生实践操作能力和科研能力。

食用植物油是人们每日膳食中不可缺少的重要组成部分，也是人体必需脂肪酸、脂溶性维生素的重要来源。人们的身体健康、生活质量与食用油脂品质好坏有关，而酸价是衡量油脂品质的一个重要指标。油脂中部分甘油酯会分解产生游离脂肪酸，使油脂变质酸败，因此可以通过测定油脂中游离脂肪酸的含量反映油脂的新鲜程度。

因此酸价的检测被列入食品化学实验课中，原理是将食用植物油脂中的游离脂肪酸用氢氧化钾标准溶液滴定，并且以指示剂颜色的变化来判断滴定终点，每克油脂所消耗氢氧化钾标准溶液的毫克数即为酸价，酸价太高会影响油脂的色泽与气味，且食用之后会出现肠胃不适、腹泻等症状，损害人们的身体健康。

食品化学实验中酸价的检测方法为冷溶剂指示剂滴定法，具体的实验步骤及计算方法如下：

取一个干净的、250ml 的锥形瓶，加入乙醚—异丙醇混合液50ml 和3 滴的酚酞指示剂，充分振摇溶解试样。用装有氢氧化钾标准滴定水溶液的微量滴定管对溶液进行手工滴定，当溶液初现微红色，且15秒内无明显褪色后停止滴定，表明试样溶解液的酸性正好被中和。然后用电子天平称取油脂试样，用酸性被中和的试样溶解液溶解油脂试样，再用装有氢氧化钾标准滴定水溶液的微量滴定管进行手工滴定试样溶液至初现微红色且15 秒内无明显褪色后停止滴定，记录下此滴定所消耗的标准滴定溶液的毫升数，此数值为V，如此无需再进行空白试验，即V0=0。由此，根据公式1计算酸价。

公式1中：

——酸价，单位为毫克每克（mg/g）；

——试样测定所消耗的标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL)；

——相应的空白测定所消耗的标准滴定溶液的体积，单位为毫升（mL）；

——消耗标定液体的摩尔浓度，单位为摩尔每升（mol/L)；

——氢氧化钾溶液的摩尔浓度，单位为克每摩尔（g/mol)；

——油脂样品的称样量，单位为克（g）。

测定出的酸价值为重复条件下获得的两次独立测定结果的平均值且两次测定结果的绝对差值不得超过算术平均值15%。

实验中使用乙醚与异丙醇混合进行测定。由于乙醚毒性强、易挥发、极易燃易爆，会对环境造成危害，而且乙醚属于第二类易制毒化学品，存在一定风险。因此考虑对实验进行改进，选用更优的溶剂代替乙醚，如乙醇、石油醚、环己烷等与异丙醇混合测定酸价，降低有机试剂对人体的伤害，确保检测结果的稳定性。

实验过程中选用大豆油作为样品，大豆油是世界上最常用的食用油之一，是我国国民，特别是北方人的主要食用油之一。大豆油富含多种宝贵的营养成分，在加工成成品油后必须注意保鲜。

一、实验改进与优化

（一）改进提取溶剂

使用石油醚、环己烷、乙醇与乙醚进行比较。由表1 可知，其中环己烷与乙醚对油脂的溶解能力基本相同，测定结果较一致，并且环己烷的毒性较弱，价格便宜方便购买，对环境造成的危害更低，更加环保。综上所述，使用环己烷代替乙醚与异丙醇混合测定酸价，不仅能够保证测定结果的准确性，而且能降低风险的发生。

表1 不同有机溶剂作为提取溶剂的酸价结果

（二）优化提取溶剂比例

在称样量为5g、氢氧化钾标准滴定水溶液的浓度为0.05mol/L、酚酞指示剂添加量为3滴、溶剂添加量为50mL 下测定不同环己烷比例对大豆油酸价结果的影响。酸价的值随着环己烷比例的升高而增大，环己烷比例0%时纯异丙醇溶液所测定的酸价最小，为0.33mg/g。分析其原因，认为加入一定量环己烷的混合溶液提高了溶解油脂的能力，产生了更多的游离脂肪酸，并在环己烷比例为25%时酸价达到最大，为0.38mg/g。

之后随着环己烷比例的升高，酸价的值反而降低，因为环己烷比例升高的同时，异丙醇比例降低，影响了混合液溶解油脂的能力。由以上数据得出结论，最佳环己烷比例为25%。

（三）优化溶剂添加量

在环己烷比例为50%、氢氧化钾标准滴定水溶液的浓度为0.05mol/L、称样量为5g、酚酞指示剂添加量为3滴下测定不同溶剂添加量对大豆油酸价结果的影响。溶剂添加量为15mL 时酸价最小，为0.28mg/g。溶剂添加量从15mL增大到60mL，料液比从1：3增加到1：12。起初油脂试样在混合液中的浓度过高，油脂颜色较深，影响终点判断。同时油脂未完全溶解，滴定过程中易出现乳化现象，影响实验的准确性。

随着溶剂添加量增大，溶解油脂的能力变强，可以提取更多游离脂肪酸，从50mL 开始，料液比为1：10时酸价结果变得更稳定，并在60mL时酸价达到最大，为0.39mg/g。在60mL 之后酸价下降，这是由于80mL、100mL 时料液比为 1：16 和1：20，此时溶剂添加的量增大对油脂试样的溶解能力没有变强，反而使得油脂在混合液当中的浓度过小，混合液较澄清透明，使得滴定终点的颜色变化不明显，导致较大的实验误差，影响测定结果的准确性。

由以上数据得出结论，最佳溶剂添加量为60mL。

（四）优化称样量

在环己烷浓度为50%、氢氧化钾标准滴定水溶液的浓度为0.05mol/L、酚酞指示剂添加量为3滴、溶剂添加量为50mL 下测定不同称样量对大豆油酸价结果的影响。称样量从1g 到15g 增加时，酸价的值先增大后减小；从15g 到20g 增加时酸价保持稳定。分析其原因，称样量很低时，所需氢氧化钾溶液的量很少，在微量滴定管上的读数较小，造成实验较大的误差。并且，一级大豆油的颜色较浅，称量1g、2g 的油脂试样在50mL环己烷—异丙醇溶液中被稀释，此时料液比分别为1：50、1：25，混合液较澄清透明，滴定终点难以观察，影响实验结果的准确性。因此，称样量1g、2g时的酸价存在较大误差，结果不准确。

称样量为5g时，料液比为1：10，此时滴定终点的颜色变化明显，测定结果较准确，酸价为0.27mg/g。称样量从15g 到20g，酸价值稳定在0.17mg/g 不再变化，说明溶剂提取效率已经达到饱和，此时料液比从1：5增加到1：2.5。继续增加称样量，会造成油脂试样在50mL环己烷—异丙醇混合液当中浓度过高，溶液颜色较深，影响终点观察。同时油脂未完全溶解，且滴定过程中，称样量变大，消耗的氢氧化钾标准滴定水溶液的体积也变多，容易出现乳化现象，导致终点难以观察，影响实验结果的准确性。

由以上数据得出结论，最佳称样量为5g。

（五）优化酚酞指示剂添加量

在环己烷浓度为50%、氢氧化钾标准滴定水溶液的浓度为0.05mol/L、称样量为5g、溶剂添加量为50mL 下测定不同酚酞指示剂添加量对大豆油酸价结果的影响。酚酞指示剂添加量从1至3滴变化时，酸价的值先减小后增大；从3 至5 滴变化时，酸价的值先减小后增大。分析其原因，添加的酚酞很少时，滴定的颜色变化慢，终点不容易观察，而且手工滴定法存在人为误差，导致实验有较大误差，影响实验结果的准确性。

随着酚酞指示剂添加量的增多，滴定终点越来越便于观察，在酚酞指示剂添加量为3滴时，实验结果较稳定。当指示剂添加量为5 滴时，滴加的酚酞过多，滴定时颜色变化过快，由一开始的澄清透明溶液迅速变成深红色，干扰终点的判断，并且对空白实验时的终点判断也有着较大影响，使得实验结果准确性较差。

由以上数据得出结论，最佳酚酞指示剂添加量为3滴。

二、在不同的环境条件下用实际样品进行检测

实验室提供多种食用油样品，包括长时间放置的大豆油，压榨花生油和加热后的压榨花生油，色拉油和炸油条后的色拉油，学生也可以自带样品测定。以下实验仍以大豆油为例。

（一）光照对酸价的影响

由图1 可知，在自然光照下酸价的值呈上升趋势，用公式1 计算出0 天至30 天光照下酸价的总增长率为233.3%，平均增长22.6%；在密封情况下的空白组酸价的总增长率为77.8%，平均增长10.4%。

图1 光照对大豆油酸价的影响

第5 天的增长率最大，为88.9%，酸价增长速度最快，说明光照初期对酸价的影响最大，原因在于光照可导致氧分子活化，促进油脂自动氧化并且光照能够升高温度，为油脂酸败提供条件。

第20 天的酸价较第15 天增长0%，酸价变化微弱，可能的原因在于受天气因素影响，光照不强，难以促进油脂的氧化，酸价增长不明显。第25天酸价增长速度加快，酸价较第20天增长27.3%，超过平均增长率22.6%，可能的原因在于此时光照较强，促进油脂氧化的能力提高，说明即使在存放后期，酸价受光照的影响仍可能有较大的变化。

第30 天时酸价达到最大，为0.30mg/g，大豆油在密封第30 天下的酸价仍小于在光照下第5 天的酸价。

由以上数据得出结论，在存放油脂的过程中，光照对大豆油的酸败有较大影响，应避光贮存油脂。

（二）空气对酸价的影响

由图2可知，在空气中酸价的值呈上升趋势，用公式1计算出0天至30天暴露于空气中的油脂酸价的总增长率为133.3%，平均增长16.6%；在密封情况下的空白组酸价的总增长率为77.8%，平均增长10.4%。

图2 空气对大豆油酸价的影响

第5 天的增长率最大，为55.6%，酸价增长速度最快，说明油脂暴露于空气初期对酸价影响最大，原因在于瓶口未封闭，油脂与空气直接接触，并且空气中含大量的微生物，油脂在氧化的同时空气将微生物带入到油脂试样当中，促进油脂酸败。

第15 天的酸价与第10 天比较，酸价变化微弱，可能的原因在于油脂放置条件较好，干扰因素较少，酸价增长不明显。

第20 天的酸价较第15 天增长11.8%，小于平均增长率，说明空气对大豆油酸败的影响随着时间而减弱。

第25天时酸价达到最大，为0.21mg/g，随后保持稳定。密封下第30 天的酸价小于空气下第10 天的酸价。

由以上数据得出结论，在存放油脂的过程中，空气对大豆油的酸败有较大影响，应避免油脂长时间暴露在空气当中，否则随着时间推移，油脂与越来越多的氧气接触，为微生物提供适宜的生存条件。

（三）水分对酸价的影响

由图3可知，在水分中酸价的值呈上升趋势，用公式1计算出0天至30天水分下酸价的总增长率为133.3%，平均增长16.3%；在密封情况下的空白组酸价的总增长率为77.8%，平均增长10%。

图3 水分对大豆油酸价的影响

受水分的影响，从第0天到第5天时酸价增长与密封情况一致，说明水分初期对酸价的影响较小。

第10 天较第5 天增长45.5%，酸价增长速度最快，此时水分对酸价的影响最大，原因在于水分不仅能够促进大豆油水解，还能够为微生物提供有利的生存条件，当油脂样品中的微生物越来越多时，部分微生物通过代谢可产生分解脂肪的酶，导致酸价变大。

第20 天的酸价和第15 天比较，酸价变化微弱，可能的原因在于油脂放置条件较好，干扰因素较小，酸价增长不明显。

第25 天的酸价较第20 天增长23.5%，高于平均增长率，在第25 天时酸价达到最大，为0.21mg/g，随后保持平稳，说明水分对大豆油的影响随时间减弱。

密封下30天的酸价等于水分下第10天的酸价，小于第15天的酸价。

由以上数据得出结论，在存放油脂的过程中，水分对大豆油的酸败有较大影响，应当避免将油脂存放在潮湿或者与水分接触的环境下，否则随着时间推移，油脂中将有大量微生物滋生，加速油脂酸败。

三、教学实践

食品化学实验在二年级第二学期开设，每周一次，每次3—4学时，先导课程为基础化学，无机及分析化学及实验课程，有机化学及实验课程，学生已经储备了一定的理论基础知识及实验操作技能，可以很顺畅地对实验内容融会贯通。

对酸价检测方法的改进及优化作为对食品化学系列实验教学改进的初步探索，课前一周布置预习作业，通过教材及线上资源了解本实验的原理、实验器材及设备，实验步骤以及注意事项，学生自行组队提交实验设计方案，由教师评阅给出可行性方案建议。教学过程基于PBL教学理念，即以学生为中心，通过完成实验相关设计方案来发掘学生对化学实验的兴趣，加深学生对所学知识的理解和运用。并且在实验过程中指导学生按计划实施，解决实验中遇到的问题，最终完成方案。

实验过程结束后认真撰写实验报告，完成思考题，将实验中遇到的问题进行分析，查找原因，进行归纳总结。教师将有价值的案例融入教案，分享给全班学生，如果有条件的话也可以利用多媒体请学生进行展示，启发全班学生认真思考，不断探索。

四、结语

本文通过对酸价检测方法的改进和优化实验的研究，初步探索了高职院校食品化学实验改进的方向。为了提高学生解决实际问题的能力，鼓励学生分组进行实验方案设计，自主选择实际样品，实验结果可以指导人们在日常生活中正确储存食用油，解决了生活中的实际问题，学以致用，提高了学生学习实验技能的兴趣，明确了高职院校培养应用型、创新型人才的培养目标。