安 振，葛夢茹，張夢麗，江秀明，向國強

（河南工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，河南 鄭州 450001）

紫外光譜法測定油脂過氧化值的方法研究

安 振，葛夢茹，張夢麗，江秀明*，向國強

（河南工業(yè)大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，河南 鄭州 450001）

三苯基膦（TPP）與油脂過氧化物定量反應(yīng)，生成三苯基氧膦（TPPO），反應(yīng)前后TPP溶液在266 nm處的吸光度降低值（ΔA）和樣品中過氧化物的量之間存在良好的線性關(guān)系。23個油脂樣品的過氧化值（POV）測定結(jié)果顯示：在0～20 mmol/kg范圍內(nèi)，所建方法測定的POV值與國家標準方法的結(jié)果具有很好的相關(guān)性，兩者間線性關(guān)系的斜率為0.997 0，相關(guān)系數(shù)為0.995 1，表明該方法可以替代國家標準法應(yīng)用于食用油POV的大批量定量測定。

食用油；過氧化值；紫外光譜

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2017-4-20 14:09:03

0 引言

食用油是食品工業(yè)和家庭飲食不可或缺的重要原料，其在生產(chǎn)、儲藏、運輸、銷售和食用過程中由于油脂的水解和氧化會發(fā)生品質(zhì)變化，主要表現(xiàn)為酸價、過氧化值、羰基價和茴香胺值等指標的變化[1-4]。過氧化值（POV）是反映油脂氧化產(chǎn)物——過氧化物含量的重要指標，POV越高，油脂品質(zhì)越差。測定POV的標準方法是碘量法，該法雖然簡單易行，但存在費時、受外界因素影響大、對操作人員要求較高、重現(xiàn)性差、靈敏度低等缺點[5]。采用電化學(xué)分析法、紫外光譜法、紅外和近紅外光譜法等儀器分析技術(shù)[6-8]，可以有效提高測定靈敏度。

由于油脂過氧化物并不吸收紫外光或可見光，因此，利用紫外光譜技術(shù)測定POV時，必須將其定量轉(zhuǎn)化為可吸收紫外-可見光的產(chǎn)物。油脂過氧化物能與三苯基膦（TPP）定量反應(yīng)，生成三苯基氧膦（TPPO），利用TPPO的紅外特征吸收測定油脂POV[9]?；赥PP和TPPO的紫外吸收，Talpur等[10]和秦小園等[11]分別建立了油脂POV定量分析的紫外光譜方法。Talpur等使用氯仿作溶劑，測定體系在240 nm處的吸收，但是氯仿及油脂均在此波長處有較強吸收，干擾吸光度的準確測定；秦小園等采用不同POV區(qū)間的分段定量模型，在POV大于或小于6 mmol/kg時，分別采用不同線性方程計算POV值，同時，為消除油脂樣品自身吸收對測定結(jié)果的影響，每次測定時，均需準確稱量4.000 g樣品，實際操作難度較大。

作者通過對TPP與油脂過氧化物反應(yīng)體系及其紫外吸收的深入研究，試圖建立簡單易行的油脂POV分析程序及定量測定方法，為食用油的生產(chǎn)、銷售及研究者提供一種實用的油脂POV測試技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

天然谷物調(diào)和油、食用調(diào)和油、大豆油、亞麻籽油、菜籽油、稻米油、花生油、葵花油、玉米油、芝麻和黑芝麻油等11種食用油均購自超市。三苯基膦（TPP）、三苯基氧膦（TPPO）、正己烷、四氯化碳、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉等試劑均為分析純。TU-1810紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品過氧化值的國標方法測定

所有油脂樣品的過氧化值均按照 GB/T 5538—2005測定。

1.2.2 模擬標準曲線建立

準確移取濃度為 1.61 mmol/L的 TPP溶液0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL于6只10 mL比色管中，分別加入濃度為1.61 mmol/L的TPPO溶液1.00、0.80、0.60、0.40、0.20、0.00 mL，用正己烷稀釋至刻度并搖勻。用1 cm石英比色皿，以正己烷為參比，測定其在266 nm處的吸光度，建立TPP溶液和反應(yīng)液吸光度差值與相對應(yīng)的過氧化物的物質(zhì)的量之間的線性關(guān)系。

1.2.3 樣品過氧化值的紫外光度法測定

準確移取濃度為 1.61 mmol/L的 TPP溶液1.00 mL于25 mL比色管中，用正己烷稀釋至刻度，搖勻，以正己烷作參比，測量吸光度ATPP。使用同一份TPP溶液的樣品無需重復(fù)測定ATPP。

準確稱取油樣0.750 g（精確至1 mg），用正己烷稀釋至10.00 mL。平行樣取上述溶液4份，每份1.00 mL于4個25 mL具塞比色管中，其中1份留作參照，其余3份均加入1.00 mL 1.61 mmol/L的TPP溶液，反應(yīng)20 min后，4份溶液均用正己烷稀釋至刻度并搖勻。用1 cm石英比色皿，以參照液為參比，測定與TPP反應(yīng)后的樣品溶液在266 nm的吸光度A樣品。計算△A=ATPP-A樣品，通過模擬標準曲線，計算樣品中含有的氧化物的量及樣品的POV，取3次平行測定的平均值作為樣品的POV。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法原理及反應(yīng)條件的優(yōu)化

2.1.1 方法原理

油脂樣品中的過氧化物能與TPP反應(yīng)生成TPPO，并且1 mol TPP與1 mol過氧化物反應(yīng)生成1 mol TPPO。通過樣品中過氧化物消耗的TPP的量，即可計算出油脂的POV。

濃度同為8.05×10-5mol/L的TPP和TPPO溶液的紫外吸收光譜如圖1所示，二者在266 nm均有較強吸收，且TPPO的吸光度遠小于TPP的。TPP與油脂樣品中的過氧化物反應(yīng)后，其吸光度有較大幅度的減小，可以用此吸光度的變化計算樣品所消耗的TPP的量，進而計算油脂POV。

2.1.2 溶劑的選擇

油脂在正己烷、三氯甲烷和四氯化碳中的溶解度較好，但3種溶劑對紫外光的吸收不同（圖2），其中正己烷對220 nm以上的紫外光是透明的，而三氯甲烷和四氯化碳對波長小于280 nm的紫外光均有一定程度的吸收。盡管文獻[10]報道以三氯甲烷為測定溶劑，但為了減小溶劑吸收對吸光度測定的影響，選擇正己烷為溶劑。

圖1 TPP與TPPO正己烷溶液的紫外吸收光譜Fig.1 UV absorption spectra of TPP and TPPO solution in n-hexane

圖2 不同溶劑的紫外吸收光譜Fig.2 UV absorption spectra of n-hexane，chloroform and carbon tetrachloride

2.1.3 油樣用量的選擇

油脂樣品對紫外光有不同程度的吸收，為了消除樣品自身吸收對測定的影響，有必要合理設(shè)置測試樣品的質(zhì)量。不同濃度油脂樣品的吸收曲線如圖3所示，油樣用量越大，其吸光度也越大。油脂樣品用量過大時，其對測定用紫外光的吸收較強，作為參比可能會導(dǎo)致測定結(jié)果誤差偏大；若油樣用量過小，樣品中含有的過氧化物較少，TPP與樣品反應(yīng)前后的吸光度變化偏小，導(dǎo)致POV計算誤差較大。

根據(jù)樣品POV紫外光譜法測量過程，樣品用量為0.750 g時，折合的POV大約為20 mmol/kg，此時樣品自身在266 nm處的吸光度（與濃度為3 mg/mL的油樣相當）大約為0.25，對反應(yīng)液吸光度測定不會產(chǎn)生明顯影響。同時，在測定樣品過氧化物與TPP反應(yīng)液的吸光度時，以同濃度的油脂樣品做參比，清除油脂自身吸收因素影響。

Talpur等[10]建立的油脂POV紫外光譜定量分析方法，是以氯仿為溶劑，通過測定體系在240 nm處吸光度的變化，計算油脂POV值。但是，氯仿和油脂對240 nm紫外光均有明顯吸收，盡管可以通過參比選擇，在吸光度測定中扣除溶劑和油脂的自身吸收，但強烈的背景吸收對測定結(jié)果勢必產(chǎn)生較大影響，進而限制方法的可靠性和使用范圍。

圖3 不同濃度食用油正己烷溶液的紫外吸收光譜Fig.3 UV absorption spectra of edible oil solution in n-hexane with different concentrations

2.1.4 反應(yīng)時間的確定

為扣除油脂樣品的吸收，測定油脂過氧化物與TPP反應(yīng)液吸光度時，需要以油樣為參比，并確保反應(yīng)液中油脂用量與參比中的完全相等；同時，為了簡化反應(yīng)液的稀釋過程，試驗時，首先稱取一定質(zhì)量的油樣，稀釋到10.00 mL，然后移取同樣體積的稀釋液，其中1份作為參照，其他加入1.00 mL TPP溶液，反應(yīng)一定時間后，將空白和反應(yīng)液同時稀釋至25.00 mL，以參照液為參比測定反應(yīng)液的吸光度。此過程雖然可以從反應(yīng)液中完全扣除油脂的吸收并減少試劑用量，但反應(yīng)體系中油脂過氧化物和TPP均被稀釋，濃度大幅降低，有可能影響二者反應(yīng)的速度及完全程度。為此，考察了不同反應(yīng)時間后，體系在266 nm吸光度的變化，如圖4所示。結(jié)果表明，在最初的一段時間內(nèi)，由于油脂過氧化物與TPP間的反應(yīng)，體系吸光度快速減??；反應(yīng)時間超過10 min，尤其是20 min后，體系吸光度已基本不變?；跍y定效率和準確度考慮，選擇反應(yīng)時間為20 min。

圖4 反應(yīng)時間對油脂過氧化物與TPP反應(yīng)的影響Fig.4 Influence of reaction time on the reaction of peroxide and TPP

2.2 模擬標準曲線的建立

根據(jù)油脂中過氧化物與TPP反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的TPPO的測定原理，油脂POV測定的標準曲線，可通過TPP與TPPO的混合溶液模擬樣品與TPP的反應(yīng)來建立。模擬溶液中TPP與TPPO總物質(zhì)的量保持不變的情況下，TPP的物質(zhì)的量的減少，伴隨著相同物質(zhì)的量的TPPO的增加，可看作是TPP與樣品中過氧化物反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的TPPO的結(jié)果，模擬溶液中TPP的減少量，即標準溶液中過氧化物的物質(zhì)的量。

由TPP和TPPO溶液配制的6份分別相當于0.00～1.61 μmol油脂過氧化物的模擬標準溶液的吸收曲線如圖5所示，顯示出良好的規(guī)律性變化。模擬標準溶液中TPP量的減小，導(dǎo)致溶液在266 nm吸光度降低，該溶液與TPPO濃度為零(即TPP濃度最大)的溶液的吸光度差值ΔA，可視作是由于標準溶液中過氧化物與TPP反應(yīng)引起的。因此，計算得到每份模擬標準溶液吸光度降低值ΔA之后，即可建立ΔA與過氧化物的物質(zhì)的量間的關(guān)系曲線（圖6）。結(jié)果顯示，ΔA與相對應(yīng)的油脂過氧化物的量間存在良好的線性關(guān)系，二者間的相關(guān)系數(shù)（R2）為0.999 5，相關(guān)方程為ΔA=0.355 8×n（PO）+ 0.001 4，式中，n（PO）為油脂與TPP的反應(yīng)體系中過氧化物的量(μmol)。

圖5 TPP與TPPO混合液的吸收曲線Fig.5 UV absorption spectra of TPP and TPPO mixture

圖6 模擬標準曲線Fig.6 Simulation standard curve

2.3 油脂樣品過氧化值的紫外光譜法測定

基于本研究采用的樣品測定操作方法，測得油脂樣品與TPP反應(yīng)后吸光度的降低值ΔA，并通過模擬標準曲線，求得反應(yīng)體系中過氧化物的量n（PO）（mol）后，根據(jù)測定時稱量的油脂樣品的質(zhì)量m（g），利用公式：POV=10×n（PO）/m計算油脂POV（mmol/kg），式中，系數(shù)10為樣品稱量質(zhì)量與參與反應(yīng)的樣品質(zhì)量的比值。

試驗過程中，加入的TPP全部轉(zhuǎn)化為TPPO時，對應(yīng)的樣品POV為21.3 mmol/kg，即按照試驗操作程序，可測得的油脂樣品的POV最高值為21.3 mmol/kg。

為了驗證建立的油脂POV測定程序及計算方法的可靠性，分別測試了市場上購買的11種食用油和通過不同油間的互配而得到的POV小于20 mmol/kg的12種混合樣品的POV，并同時利用國標方法測定這些樣品的POV，結(jié)果見圖7。

圖7 食用油過氧化值的紫外光度法和滴定分析法測定結(jié)果對比Fig.7 Comparison of POV determination results with UV spectrophotometry and chemical titration method

當樣品的POV小于20 mmol/kg時，紫外光度法得到的樣品的POV值與國標法測得的POV值間存在良好的線性相關(guān)性，二者間的相關(guān)關(guān)系為POVChem=0.997 0×POVUV+0.349，相關(guān)系數(shù) R為0.995 1。說明本試驗建立的POV測定方法，可以作為國標方法的替代方法使用。

3 結(jié)論

通過對TPP與油脂中過氧化物反應(yīng)的研究，建立了一種簡單、實用的油脂POV的紫外分光光度法測量程序。與其他基于TPP的POV測定方法相比[10-11]，本方法能夠更好地消除溶劑及油脂樣品背景吸收的干擾。當油脂樣品的 POV小于 20 mmol/kg時，基于本方法的操作程序測得的POV值與國標法測定結(jié)果一致，兩者線性關(guān)系的斜率為0.997 0，相關(guān)系數(shù)為0.995 1，表明該方法可以作為標準滴定分析程序的替代方法，應(yīng)用于不同種類油脂的POV測定，并適用于實驗室研究、油脂生產(chǎn)和儲運以及應(yīng)用于企業(yè)的大規(guī)模跟蹤測試。

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DETERMINATION OF PEROXIDE VALUE OF EDIBLE OIL BY ULTRAVIOLET SPECTROPHOTOMETRIC METHOD

AN Zhen，GE Mengru，ZHANG Mengli，JIANG Xiuming，XIANG Guoqiang
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

Peroxide value （POV） is the indicator of peroxides content.Peroxides must be quantitatively transformed to the products which can absorb ultraviolet or visible light in the determination of POV by UV spectroscopy.Triphenylphosphine （TPP）can quantitatively react with peroxides in edible oils to produce triphenylphosphine oxide（TPPO）.There was a good liner relationship between the decrease of the absorbance at 266 nm（ΔA）of TPP after reacting with the peroxides and the amount of peroxides in the sample.The determination results of 23 edible oil samples showed that POV determined by ultraviolet spectrophotometric method had a good correlation with the results of nation standard method in the range of 0～20 mmol/kg and the correlation coefficient was 0.995 1.It was concluded that the established ultraviolet spectrophotometric method could be applied in quantitative determination of POV in edible oil.

edible oil；peroxide value；ultraviolet spectrophotometric

TS207.3

B

1673-2383(2017)02-0014-05

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20170420.1409.006.html

2016-07-31

河南工業(yè)大學(xué)人才支持計劃（2015RCJH08）

安振（1991—），男，河南周口人，碩士研究生，研究方向為分析化學(xué)。

*通信作者