鄧燕

成都石室中學(xué)，成都 610041

隨著我國(guó)居民生活水平的提高，堅(jiān)果作為休閑食品越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎。堅(jiān)果中富含油脂，油脂是人體需要的重要營(yíng)養(yǎng)素之一，它在供給人體能量、合成人體細(xì)胞組織、合成生理活性物質(zhì)、體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫姘l(fā)揮重要作用[1]，尤其是不飽和脂肪酸甘油三酯，因人體無(wú)法合成，只能從食物中攝取，故將其基本結(jié)構(gòu)中的不飽和脂肪酸稱作“必需脂肪酸”。因此，堅(jiān)果油脂中不飽和脂肪酸的含量是評(píng)價(jià)堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)水平的重要指標(biāo)。油脂中不飽和脂肪酸的測(cè)定方法有氣相色譜法[2]、高效液相色譜法[3]、質(zhì)譜法[4,5]、傅里葉紅外光譜法[6]和核磁共振法[7,8]，以及傳統(tǒng)的碘值測(cè)定法[9]，其中基于碘量法的碘值測(cè)定法操作簡(jiǎn)便，非常適合作為本科生定量分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

碘值，又稱碘價(jià)，是指100 g油脂在一定條件下吸收碘的克數(shù)[9]，碘值越高意味著油脂的不飽和度越高，一定程度上也意味著不飽和脂肪酸的含量越高。碘值的測(cè)定方法很多，如氯化碘-乙醇法、氯化碘-乙酸法、碘酊法、溴化法、溴化碘法等，其中較為廣泛采用的是氯化碘-乙酸法和碘酊法。本實(shí)驗(yàn)采用氯化碘-乙酸法測(cè)定花生油和核桃油的碘值，并進(jìn)行對(duì)比分析。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

(1) 學(xué)習(xí)常見(jiàn)的樣品前處理技術(shù)，如萃取、減壓過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等；

(2) 進(jìn)一步了解間接碘量法的原理和應(yīng)用；

(3) 掌握定量分析數(shù)據(jù)處理方法。

2 實(shí)驗(yàn)原理

在溶劑中溶解油脂，加入過(guò)量的氯化碘-乙酸溶液(韋氏液)，使油脂與氯化碘充分反應(yīng)；再加入碘化鉀溶液，使之與剩余的氯化碘作用析出碘，并用硫代硫酸鈉定量測(cè)定析出的碘，同時(shí)做空白試驗(yàn)。最后結(jié)合油脂的用量計(jì)算每100 g油脂吸收氯化碘的量，并換算成碘的克數(shù)，即碘值。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 實(shí)驗(yàn)用品

3.1.1 儀器

配置循環(huán)水泵(力辰科技SHZ-III)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮RE-2000B)和減壓過(guò)濾裝置，數(shù)顯恒溫磁力攪拌器(大龍興創(chuàng)MS-H280)，電子天平(Shimadzu AUY120，精度0.0001 g)，家用料理棒(九陽(yáng)S5-F93)、碘量瓶(500 mL)、移液管(25 mL)、刻度吸量管(1 mL)、堿式滴定管(50 mL)。

3.1.2 試劑

重鉻酸鉀(基準(zhǔn)試劑)購(gòu)自科試試劑；氯化碘、冰乙酸、五水硫代硫酸鈉、碳酸鈉、碘化鉀、淀粉、濃鹽酸、異己烷均為分析純，購(gòu)自成都科隆化工；花生和核桃均購(gòu)自本地農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)(學(xué)生可依興趣自選堅(jiān)果品種)。

3.1.3 溶液的配制

韋氏液：稱取15 g氯化碘溶于1000 mL冰乙酸。

0.1 mol·L?1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[10]：稱取25 g五水硫代硫酸鈉溶于300 mL新煮沸冷卻的去離子水，加入0.2 g碳酸鈉溶解后，用新煮沸冷卻的去離子水稀釋至1 L，貯存于棕色瓶中，放置7天后用重鉻酸鉀標(biāo)定。

20%碘化鉀溶液：稱取20 g碘化鉀溶于80 mL去離子水中。

0.5 %淀粉溶液：稱取0.5 g淀粉溶于100 mL煮沸的去離子水中，冷卻備用。

6 mol·L?1鹽酸：取市售濃鹽酸100 mL，加100 mL去離子水稀釋。

3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

3.2.1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的的標(biāo)定

準(zhǔn)確稱取已于120 °C烘干至恒重的基準(zhǔn)重鉻酸鉀0.12 g左右于碘量瓶中，加入25 mL去離子水溶解，加2 g碘化鉀及5 mL 6 mol·L?1鹽酸，搖勻，放置暗處反應(yīng)10 min。加50 mL去離子水，用Na2S2O3溶液滴定至淺黃色后，加2 mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘無(wú)變化即為滴定終點(diǎn)，記錄所用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1。重復(fù)測(cè)定2-3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表1中。

表1 Na2S2O3溶液標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.2.2 堅(jiān)果樣品中油脂的提取

工業(yè)上從堅(jiān)果中提取油脂通常有壓榨法和浸取法[5]兩種方法，因浸取法更能體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品前處理的基本方法，故本實(shí)驗(yàn)選取浸取法進(jìn)行油脂的提取?；ㄉとテず蟮玫交ㄉ?，稱取適量花生仁(10.03 g)用料理棒進(jìn)行機(jī)械研磨得到花生粉。將所有粉末全部轉(zhuǎn)移到燒杯中，加入15 mL異己烷進(jìn)行浸取[6]，用磁力攪拌器在室溫下攪拌過(guò)夜。然后將所得混合物進(jìn)行減壓過(guò)濾以除去濾渣，所得濾液轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶(潔凈干燥，提前稱質(zhì)量)，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在室溫下進(jìn)行旋蒸以除去異己烷，獲得花生油，稱量其質(zhì)量為4.11 g，4 °C冷藏保存待用。

核桃去核后得到核桃仁，按照處理花生仁的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，共用去核桃仁10.23 g，提取核桃油2.96 g，4 °C冷藏保存待用。

3.2.3 碘值的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取花生油0.2 g左右于500 mL碘量瓶中，加入20 mL異己烷，置于磁力攪拌器上使樣品溶解，用移液管準(zhǔn)確移取25.00 mL韋氏液加入到樣品中，塞緊瓶塞，并用少量碘化鉀溶液封口，搖勻后放置暗處反應(yīng)1 h后，沿瓶口加入10 mL 20%碘化鉀溶液，稍加搖動(dòng)，以100 mL水沖洗瓶塞及瓶口后，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加入2 mL 0.5%淀粉溶液繼續(xù)滴至溶液藍(lán)色恰好褪去且半分鐘無(wú)變化即為終點(diǎn)，記錄所用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V(Na2S2O3)。重復(fù)測(cè)定2-3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表2中。

取核桃油脂進(jìn)行上述相同實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)測(cè)定2-3次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表2中。

3.2.4 空白樣品的測(cè)定

取20 mL異己烷于碘量瓶，用移液管準(zhǔn)確移取25.00 mL韋氏液加入到碘量瓶，按3.2.3小節(jié)中方法進(jìn)行測(cè)定，并重復(fù)2-3次。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

4.1 Na2S2O3溶液的標(biāo)定

一定量的K2Cr2O7與足量KI在酸性溶液中可以定量地析出I2：

用未知濃度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，發(fā)生反應(yīng)：

由定量關(guān)系K2Cr2O7-3I2-6Na2S2O3可知Na2S2O3溶液濃度c按下式計(jì)算：

式中：c(Na2S2O3)為Na2S2O3溶液的準(zhǔn)確濃度，單位為mol·L?1；m為基準(zhǔn)試劑K2Cr2O7的準(zhǔn)確質(zhì)量，單位為g；V為消耗Na2S2O3溶液的體積，單位為mL。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)計(jì)算出Na2S2O3濃度為0.0954 mol·L?1，此即實(shí)驗(yàn)所用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。

4.2 堅(jiān)果樣品不飽和脂肪酸含量分析

樣品的碘值I·V按下式計(jì)算：

式中：c為Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為mol·L?1；V0為空白樣品消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為mL (實(shí)驗(yàn)方法3.2.4中平行三次測(cè)得的平均值為40.68 mL)；V1為油脂樣品消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為mL；m為油脂樣品的質(zhì)量，單位為g。

油脂碘值測(cè)定數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 核桃和花生油脂中碘值測(cè)定結(jié)果

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，花生油的碘值為80.74，核桃油的碘值為74.30。在不考慮產(chǎn)地、采摘批次等因素的情況下，花生油的碘值較高，且花生出油率比核桃高。因此，從油脂的不飽和度的角度來(lái)說(shuō)，核桃不如花生有營(yíng)養(yǎng)。當(dāng)然堅(jiān)果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值除了參考不飽和脂肪酸的含量外，還需關(guān)注脂肪酸的種類及其他營(yíng)養(yǎng)成分。

5 注意事項(xiàng)及教學(xué)建議

(1) 本實(shí)驗(yàn)適合安排在定量分析化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生有良好的滴定分析基礎(chǔ)和樣品前處理基本操作基礎(chǔ)。

(2) 本實(shí)驗(yàn)實(shí)施時(shí)，應(yīng)由學(xué)生獨(dú)立完成。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段，充分了解碘值法測(cè)定油脂碘值的原理及操作注意事項(xiàng)。

(3) 實(shí)驗(yàn)所需溶液較多(包括韋氏液、0.1 mol·L?1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液、20%碘化鉀溶液、0.5%淀粉溶液、6 mol·L?1鹽酸)，為節(jié)約課時(shí)，建議由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一配制。

(4) 建議實(shí)驗(yàn)分兩階段完成(共12時(shí))，第一階段為油脂的提取和硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定，第二階段為滴定分析油脂的碘值?？紤]到油脂的萃取需過(guò)夜攪拌，建議實(shí)驗(yàn)在第一天的下午開(kāi)始，完成標(biāo)定、粉碎并開(kāi)始萃取(4學(xué)時(shí))，第二天完成減壓過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和滴定分析(共8學(xué)時(shí))。

(5) 若減壓過(guò)濾儀器緊張，可安排一部分學(xué)生用離心的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)萃取后樣品的分離。

(6) 堅(jiān)果品種由學(xué)生自選(至少兩種)，若學(xué)時(shí)有限，可考慮去掉油脂的提取部分，直接用商品化的食用油，如橄欖油、花生油甚至調(diào)和油等作為分析對(duì)象。

6 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一個(gè)涵蓋樣品前處理和組分測(cè)定的定量分析化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括堅(jiān)果中油脂的提取和油脂不飽和度的定量分析。本實(shí)驗(yàn)作為探究性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在高中化學(xué)興趣小組開(kāi)展兩年，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生不但接觸到了液相萃取、減壓過(guò)濾、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等實(shí)用的樣品前處理方法，還在酸堿中和滴定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了氧化還原滴定的原理和應(yīng)用，開(kāi)拓了高中生的視野，同時(shí)也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)了解決實(shí)際問(wèn)題的能力。作者在指導(dǎo)高中生的過(guò)程中，多次查閱分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的大學(xué)教材，認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)不僅能夠鞏固化學(xué)專業(yè)本科生的化學(xué)理論知識(shí)、訓(xùn)練基本的實(shí)驗(yàn)操作，而且還能夠很好地培養(yǎng)他們分析解決問(wèn)題的綜合能力。