黃世群， 秦 琳， 仲伶俐， 趙 珊， 李 曦， 白 勝

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 分析測(cè)試中心， 四川 成都 610066； 2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 服務(wù)中心， 四川 成都 610066)

玉米是我國(guó)主要糧食作物之一，也是主要的儲(chǔ)備糧食之一，在常規(guī)儲(chǔ)存條件下，玉米存儲(chǔ)年限為3年，由于玉米胚部較大，脂肪含量較高，玉米在儲(chǔ)藏過(guò)程中極易受到溫度、水分和脂肪酶的影響發(fā)生水解和氧化反應(yīng)，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，脂肪逐漸分解，產(chǎn)生游離脂肪酸，導(dǎo)致玉米脂肪酸值上升。玉米脂肪酸值上升不僅會(huì)影響玉米的儲(chǔ)藏安全，還對(duì)其食用品質(zhì)有很大影響。因此承儲(chǔ)單位須定期對(duì)糧食品質(zhì)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，而玉米脂肪酸值作為判定玉米是否宜存的重要指標(biāo)之一，探索最適宜的檢測(cè)方法準(zhǔn)確測(cè)定玉米脂肪酸值對(duì)玉米儲(chǔ)藏安全及食用品質(zhì)具有重要意義。

目前測(cè)定玉米脂肪酸值主要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20570-2015《玉米儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》附錄A進(jìn)行[1]，常用方法是手工滴定法和電位滴定法。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)玉米脂肪酸值測(cè)定方法研究的報(bào)道較多，王錦云[2]對(duì)玉米脂肪酸值的手工滴定和電位滴定方法進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，2種方法測(cè)定結(jié)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(jié)果觀察，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度高。黃少華[4]采用電位滴定與手工滴定法進(jìn)行比較認(rèn)為，電位滴定操作簡(jiǎn)便易行，人為誤差小。陳軍[5]采用硫酸返滴定法測(cè)定稻谷脂肪酸值，與現(xiàn)行稻谷檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)比，返滴定終點(diǎn)易于判斷，重復(fù)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(jué)感官判定終點(diǎn)，但由于滴定終點(diǎn)的微紅色易受玉米色素掩蓋易導(dǎo)致堿滴定過(guò)量，電位滴定雖是自動(dòng)判定滴定終點(diǎn)，但滴定時(shí)間長(zhǎng)、提取液體與空氣中CO2接觸時(shí)間久、攪拌速度快使液體溫度升高等因素導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果偏大。鑒于此，為探尋玉米脂肪酸值快速、直觀、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測(cè)定方法，研究采用鹽酸返滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值，通過(guò)改變終點(diǎn)顏色對(duì)滴定結(jié)果進(jìn)行直觀的判斷，以期為玉米的儲(chǔ)藏安全及品質(zhì)安全提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1供試玉米樣品玉米樣品為2019年四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心從四川省不同地區(qū)抽取的50個(gè)樣品和2019年6—8月送檢的32個(gè)玉米倉(cāng)儲(chǔ)樣品，共計(jì)82個(gè)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(gè)玉米樣品用于手工滴定法和鹽酸返滴定法測(cè)定脂肪酸值；為增加玉米色素對(duì)滴定終點(diǎn)判斷的干擾，從中選用外觀有明顯色差的11個(gè)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(cè)定脂肪酸值。

1.1.2主要儀器自動(dòng)電位滴定儀，877 Titrino plus (瑞士萬(wàn)通，測(cè)量精確度為±0.003)；錘式旋風(fēng)磨，中儲(chǔ)糧FSJ-Ⅱ型錘片式糧食粉碎機(jī)(具有風(fēng)門(mén)可調(diào))；電子天平，SHMADZU Auy220(日本島津公司，精度為0.1 mg)；振蕩器，國(guó)華HY-5A回旋振蕩器；紫外分光光度計(jì)，UV-2550(日本島津公司)；恒溫干燥箱，SFG-02B(黃石恒豐醫(yī)療器械有限公司)。

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

1.2試驗(yàn)方法

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

1.2.2玉米色值測(cè)定對(duì)外觀有明顯色差的11個(gè)不同玉米品種進(jìn)行試樣制備后，按GB/T 20570-2015方法要求進(jìn)行稱量和提取，提取液參照GB/T 18963-2012《濃縮蘋(píng)果汁》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行色值3次重復(fù)測(cè)定[10]，取3次測(cè)定值的平均值為色值結(jié)果。

1.2.3玉米脂肪酸值測(cè)定采用手工滴定法、電位滴定法和鹽酸返滴定法進(jìn)行玉米脂肪酸值測(cè)定。手工滴定法和電位滴定法均按現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20570-2015《玉米儲(chǔ)存品質(zhì)判定規(guī)則》附錄A進(jìn)行[1]。鹽酸返滴定法是以手工滴定法和電位滴定法為基礎(chǔ)，不改變滴定原理、測(cè)試液提取方法和使用的指示劑種類等，僅把由國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的堿滴定酸改成酸滴定堿，即在被測(cè)提取液中加入過(guò)量氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液與游離的脂肪酸反應(yīng)后，多余的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定去中和，從而將滴定終點(diǎn)顏色由難判斷的微紅色，改變成滴定過(guò)程中由大紅色變成無(wú)色即為滴定終點(diǎn)。

1.3試驗(yàn)過(guò)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(fēng)磨，以2～3粒/s的進(jìn)樣速度進(jìn)行玉米粉碎，倒掉初始粉后以同樣的進(jìn)樣速度繼續(xù)粉碎玉米，通過(guò)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(gè)平行(2～4個(gè)平行)稱量約10 g(準(zhǔn)確至0.000 1 g)，于250 mL具塞磨口錐形瓶中，并用50.0 mL單標(biāo)線移液管加入50.0 mL無(wú)水乙醇，保持充分浸潤(rùn)，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(guò)濾，棄去初濾液后收集濾液，用單標(biāo)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(cè)。

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(wú)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(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)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(cè)液)相比顏色有差異時(shí)，停止滴定，并保持30 s顏色不變視為滴定終點(diǎn)，記錄滴定體積。同時(shí)做空白試驗(yàn)，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果計(jì)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(wú)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(diǎn)顏色)，用0.010 45 mol/L的氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行電位滴定，終點(diǎn)設(shè)定(SET)pH 9.20(經(jīng)空白實(shí)驗(yàn)，當(dāng)pH 9.20時(shí)可以觀察到有微紅色)，當(dāng)被滴定液pH達(dá)9.20時(shí)，儀器自動(dòng)停止滴定，記錄滴定體積。同時(shí)做空白試驗(yàn)，按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果計(jì)算。

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

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(shí)消耗0.010 56 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(mL)，V為滴定試樣時(shí)消耗0.010 56 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(mL)，0.010 56為滴定試樣時(shí)所使用的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(mol/L)，56.1為氫氧化鉀的摩爾質(zhì)量(g/mol)，50為提取試樣用無(wú)水乙醇的體積(mL)，25為用于測(cè)定量取提取液的體積(mL)，100為換算為100 g干試樣的質(zhì)量(g)，m為稱取測(cè)試樣品的質(zhì)量(g)，ω為100 g試樣中含水分的質(zhì)量(g)。

2結(jié)果與分析

2.1鹽酸返滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值的穩(wěn)定性

采用國(guó)標(biāo)手工滴定法和鹽酸返滴定法對(duì)外觀顏色相近的28個(gè)玉米樣品脂肪酸值進(jìn)行測(cè)定的結(jié)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(duì)不同樣品脂肪酸值測(cè)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(cè)定脂肪酸值的結(jié)果基本一致，測(cè)定結(jié)果差的絕對(duì)值不超過(guò)2 mg/100g，在測(cè)定誤差允許范圍內(nèi)[1]。說(shuō)明，鹽酸返滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值結(jié)果與現(xiàn)行國(guó)標(biāo)測(cè)定方法吻合。

手工滴定和鹽酸返滴定測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差分別在0.03～0.95 mg/100g和0.11～0.82 mg/100g；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(shuō)明，手工滴定和鹽酸返滴定方法測(cè)定的結(jié)果略有差異，但2種方法的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性均較高，均能滿足測(cè)定要求。

表1 手工滴定法與鹽酸返滴定法測(cè)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(duì)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(cè)定玉米脂肪酸值的準(zhǔn)確性

采用手工滴定法、電位滴定法和鹽酸返滴定法對(duì)11個(gè)外觀顏色有明顯差異的不同玉米品種進(jìn)行脂肪酸值測(cè)定的結(jié)果(表2)表明，手工滴定與電位滴定法測(cè)定的玉米脂肪酸值差值較小，在0.10～0.77 mg/100g，說(shuō)明2種方法測(cè)定結(jié)果基本一致。而手工滴定法與鹽酸返滴定法測(cè)定結(jié)果差值在0.35～1.95 mg/100g，電位滴定與鹽酸返滴定測(cè)定結(jié)果差值在0.85～1.86 mg/100g。雖然測(cè)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(cè)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(cè)定的脂肪酸值結(jié)果一致，均具有較高的準(zhǔn)確性。

表2 3種滴定方法測(cè)定不同色值玉米品種的脂肪酸值

2.3鹽酸返滴定法與現(xiàn)行國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值結(jié)果的相關(guān)性

從圖1可見(jiàn)，在外觀顏色差異明顯的11個(gè)玉米品種脂肪酸值測(cè)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(cè)定結(jié)果存在顯著的線性相關(guān)(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(cè)定結(jié)果存在顯著的線性相關(guān)(R2=0.998)。表明，鹽酸返滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值其結(jié)果與現(xiàn)行國(guó)標(biāo)方法中的手工滴定法和電位滴定法測(cè)定結(jié)果相吻合，鹽酸返滴定法可用于玉米脂肪酸值測(cè)定。

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

3結(jié)論與討論

脂肪酸值是判定玉米是否宜存的重要指標(biāo)之一，目前常采用國(guó)標(biāo)方法即手工滴定法和法電位滴定法進(jìn)行玉米脂肪酸值測(cè)定，在實(shí)際操作中2種測(cè)定方法各有優(yōu)劣。手工滴定法滴定速度快，但由于操作者對(duì)顏色敏感度不同，玉米色素掩蓋了終點(diǎn)的微紅色，導(dǎo)致終點(diǎn)顏色難以準(zhǔn)確把握，容易滴定過(guò)量。電位滴定時(shí)，由于電位滴定儀器滴定時(shí)間長(zhǎng)，空氣中的CO2可能對(duì)滴定產(chǎn)生影響，加上攪拌速度快，液體溫度升高，導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生誤差。

研究以手工滴定法和電位滴定法為基礎(chǔ)，對(duì)其滴定環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)獲得鹽酸返滴定法，經(jīng)與手工滴定法和電位滴定法玉米脂肪酸值測(cè)定結(jié)果比較分析認(rèn)為，鹽酸返滴定法測(cè)定玉米脂肪酸值準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性均能滿足測(cè)定要求，且滴定速度快、易觀察，在把握好終點(diǎn)的前提下，避免了色素、空氣、光線、滴定速度及設(shè)備差異等一系列因素對(duì)玉米脂肪酸值的影響，在玉米脂肪酸值測(cè)定中應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)快速、直觀、準(zhǔn)確的測(cè)定。

鹽酸返滴定法在實(shí)際操作中滴定將到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，肉眼觀察紅色已退，但其實(shí)是玉米黃色掩蓋了紅色所致，此時(shí)還有部分氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液未被中和，如果將之視為滴定終點(diǎn)，將會(huì)導(dǎo)致玉脂肪酸值測(cè)定結(jié)果偏高，因此當(dāng)觀察到紅色退后還應(yīng)繼續(xù)滴定2～3滴鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液更為合適。