張旭萍，張 妍，屈之昊，高 媛，于修燭?

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

酸值是指中和 1 g油脂中游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）所需要的氫氧化鉀毫克數(shù)，也是油脂精煉程度和新鮮度的重要標(biāo)志之一[1]。食用植物油作為人們?nèi)粘Ｉ攀持胁豢扇鄙俚囊徊糠?，除了可以改善和提高食品口感、風(fēng)味和物性外，還可提供人體脂溶性維生素和磷、鐵、鈣、鉀等礦物質(zhì)，為人體提供能量，具有很高的營養(yǎng)價值[2-3]。然而，在植物油加工和儲藏過程中，水分、光、氧、酶、熱等因素會引起油脂的酸敗變質(zhì)，油脂會發(fā)生水解，產(chǎn)生FFA。FFA中不飽和脂肪酸不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致油脂的氧化和酸敗，產(chǎn)生醛、酮、酸等低分子有異味物質(zhì)，最終會降低油脂的品質(zhì)甚至對人體健康產(chǎn)生不利影響[4]。因此，食用植物油FFA含量的測定對保障其品質(zhì)和安全十分重要。此外，在油料種子的形成過程中，脂肪酸和甘油經(jīng)酯化形成脂肪的反應(yīng)不徹底，導(dǎo)致植物油料中殘留 FFA[5]，油脂堿煉脫酸過程可除去殘留的FFA和油料加工儲藏過程中產(chǎn)生的FFA，酸值是油脂堿煉脫酸過程中計算用堿量的依據(jù)，可以指導(dǎo)食用油生產(chǎn)，也是評價油脂精煉程度的重要指標(biāo)[6]。

目前，食用油酸值常用分析方法為滴定法。滴定法操作簡便、易行，對大多數(shù)種類食用油的檢測是有效的，但該法對于少部分油脂的檢測存在局限性：對于顏色較深的油脂如四級菜籽油，其背景顏色會干擾對滴定終點指示劑顏色變化的判斷[1]；對于含有除FFA外其它酸性物質(zhì)的油脂，如含有高含量谷維素的米糠油，谷維素會干擾滴定終點指示劑的顏色變化，從而影響滴定終點的判定[7]；對于低FFA含量的油脂，滴定法的精確度和靈敏度較低；在測定數(shù)量較大的油脂樣品時，需要大量化學(xué)試劑，檢測耗時長，無法滿足酸值現(xiàn)場快速檢測的要求[1]。為了克服滴定法存在的問題，現(xiàn)已開發(fā)了許多儀器分析方法包括光譜法、電化學(xué)法、比色法和色譜法等作為滴定法的潛在替代方法，這些方法可能需要各種復(fù)雜的儀器，在分析速度、自動化適應(yīng)性和減少有害溶劑方面都有較好的表現(xiàn)，有良好的靈敏度和準確性[2]。本綜述對食用植物油FFA產(chǎn)生途徑、酸值測定方法的特點和現(xiàn)狀進行了探討，以期為食用植物油酸值檢測方法的應(yīng)用和創(chuàng)新提供參考，實現(xiàn)各種植物油酸值的快速準確檢測。

1 FFA產(chǎn)生途徑

FFA是指一端含有一個活潑羧基的脂肪酸碳氫鏈，其化學(xué)通式為 RCOOH，食用油中存在的FFA，一部分是油籽中脂肪酸酯化不徹底經(jīng)精煉后仍殘留的；另一部分是甘油三酯的水解產(chǎn)物[8]。在食用油儲存過程中，受水分、微生物、酶、光照、溫度、空氣等多種因素影響，致使油脂發(fā)生水解酸敗，產(chǎn)生 FFA[9]。食用油中甘油三酯水解產(chǎn)生FFA的過程見圖1。

圖1 食用油FFA的產(chǎn)生途徑[10-11]Fig.1 Production pathway of free fatty acid in edible oil[10-11]

由圖1可知，甘油三酯的水解分步進行，甘油三酯在微量水存在條件下，經(jīng)脂肪酶、霉、酵母、殘皂等催化劑催化，逐次產(chǎn)生甘油二酯、單甘油酯、甘油，伴隨產(chǎn)生FFA[10-11]。甘油三酯水解過程中FFA含量變化見圖2。

圖2 甘油三酯水解反應(yīng)過程[12]Fig.2 Hydrolysis reaction process of triglyceride[12]

由圖2可知，在水及催化劑存在條件下，甘油三酯發(fā)生自動催化反應(yīng)，隨反應(yīng)的進行，F(xiàn)FA的產(chǎn)生速率不斷變化。該過程可以分為三個階段，首先是Ⅰ初期誘導(dǎo)期，水解產(chǎn)生FFA的速率慢，這是由于水在油中的溶解度較低，而水解速率與油脂和水的互溶性有關(guān)；Ⅱ中期水解速率加快，這是由于隨著反應(yīng)的進行，水解產(chǎn)生甘油二酯和單甘油酯，二者極性大于甘油三酯，且具有表面活性，增大了水在油中的溶解度，從而增大油水相的接觸面積；Ⅲ后期由于水解產(chǎn)物（甘油和FFA）濃度的不斷增加，導(dǎo)致酯化速率加快，水解速率降低，當(dāng)酯化速率與水解速率相等時，水解反應(yīng)趨于平衡，F(xiàn)FA含量達最大值[11-12]。

水解酸敗是由脂肪酶和水共同造成的，在一定程度上，水分含量是影響食用油品質(zhì)的重要因素，即使0.1%的水分就可以使油脂發(fā)生水解，且水解生成的FFA含量遠遠超出了閾值范圍[11]。油脂中含有的水分，既是油脂發(fā)生水解變質(zhì)的前提，也是各種酶顯示活性以及微生物生長的前提，所以，應(yīng)控制油脂中水分含量大小，減緩油脂水解的發(fā)生。此外，在高溫條件下，甘油和FFA都會部分蒸發(fā)，從而促進了水解反應(yīng)的進行[10]，因此，應(yīng)避免食用油暴露在光、熱的環(huán)境中，提高油脂穩(wěn)定性。

飽和FFA在一系列酶的催化下氧化生成有怪味的酮酸和甲基酮[13]。不飽和FFA發(fā)生自氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氫過氧化物，并被進一步分解為低分子酮、醛、醇類[11]。一般情況下，食用油中FFA的存在對人體不造成危害，但因其極易發(fā)生反應(yīng)，進一步產(chǎn)生醛、酮、酸等，產(chǎn)生刺激性氣味，使油脂的營養(yǎng)價值大大降低，食用后影響人體正常的消化吸收功能，并可能對人體的健康產(chǎn)生不利影響[8]。因此，監(jiān)控油脂中FFA含量，評價食用油的新鮮度和油脂品質(zhì)好壞，有著十分重要的意義。

2 國標(biāo)法及其改進

食品安全國家標(biāo)準中規(guī)定了食用油酸值測定的三種方法，分別是冷溶劑指示劑滴定法、冷溶劑自動電位滴定法、熱乙醇指示劑滴定法[14]，其比較見表1。

表1 食用油酸值檢測三種滴定法的比較[14]Table 1 Comparison of three titration methods for acid value detection of edible oil[14]

由表1可知，三種方法的溶劑、指示劑選擇不同。在溶劑選擇上，冷溶劑法溶劑毒性較大；在指示劑方面，冷溶劑指示劑法由于深色油脂滴定終點難以判斷，因此針對顏色深淺的油樣分別選擇不同的指示劑，而對于深顏色油樣，采用熱乙醇法測定的結(jié)果平行性明顯優(yōu)于冷溶劑法[15]，自動電位滴定法不受油脂顏色的干擾[7]。對于某些含有干擾成分的油脂如米糠油，米糠油中的谷維素是一種結(jié)構(gòu)中帶有酚羥基的物質(zhì)，可以與標(biāo)準溶液發(fā)生中和反應(yīng)，從而影響結(jié)果的準確性，冷溶劑法和熱乙醇法均無法有效避免該誤差，而自動電位滴定法可排除 γ-谷維素對米糠油酸值檢測的干擾[7]。自動電位滴定法采用自動滴定裝置，抗干擾能力強；指示劑滴定法中熱乙醇法需要加熱，加熱過程可能造成油脂酸值升高，對低酸值食用油影響較大，冷溶劑指示劑滴定法操作相對簡單，但滴定過程中易出現(xiàn)油樣與堿液未完全溶解在一起的情況，從而導(dǎo)致乳化渾濁現(xiàn)象，且兩者測定結(jié)果均依賴于顏色變化和人工感官的判斷，誤差較大[16]。這三種滴定法可操作性強，成本較低，但是在測定酸值較低（<1 mg/g）的油脂時，精確度和靈敏度較低[14]，且在測定數(shù)量較大的油脂樣品時，化學(xué)試劑消耗量大，耗時長，無法滿足現(xiàn)場快速檢測的要求[1]，特別是冷溶劑法溶劑的選擇，乙醚具有一定毒性，對人體健康及環(huán)境均造成不良影響，因此，亟待尋找乙醚的替代溶劑，以達到環(huán)保經(jīng)濟的目的。

指示劑滴定法雖然存在一定局限性[17]，但操作簡單、易行，現(xiàn)仍是最普遍采用的食用油酸值測定方法。許多學(xué)者針對指示劑滴定法存在的問題對該法進行優(yōu)化。馬蔥等[15]選用乙醇和石油醚混合溶劑作為提取溶劑，避免使用具有一定毒性且易使滴定終點褪色的乙醚；標(biāo)準溶液使用氫氧化鉀乙醇溶液代替氫氧化鉀溶液，且堿液的用量不宜超過乙醇用量的1/4，從而避免滴定過程中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。陳勤勤等[18]向油脂中加入飽和食鹽水，可以破壞乳化現(xiàn)象使系統(tǒng)呈現(xiàn)明顯的油水兩相，通過食鹽水層的顏色變化來間接判斷滴定終點，使滴定終點更加清晰。王平東等[19]采用雙液相滴定法，植物油脂中的黃色色素不溶于下層醇水相而保留于上層石油醚有機相中，從而避免了色素對滴定終點的干擾。曾史俊等[20]采用熱乙醇法測定食用油酸值，結(jié)果表明：熱乙醇法溫度高，溶解能力強，擴散快，能及時判斷滴定終點。

電位滴定法以 FFA發(fā)生中和反應(yīng)所引起的“pH突躍”為依據(jù)判定滴定終點，排除了油脂試樣顏色引起的終點判定誤差[21]，目前對電位滴定法的研究日漸成熟，李英軍等[22]通過測定7種植物油酸值比較研究了人工滴定法與自動電位滴定法，結(jié)果表明：在測定顏色深且酸價高或者油脂顏色淺且酸價低的油脂時，自動電位滴定法的精密度更高一些。

3 光譜法

3.1 紅外光譜法

3.1.1 近紅外光譜法

近紅外（near infrared, NIR）光譜法是利用近紅外譜區(qū)包含的物質(zhì)信息，用于有機物質(zhì)定性和定量分析的一種分析技術(shù)[23]，該方法具有操作簡便、定性定量準確、無需樣品預(yù)處理、快速無損及多組分同時測定等優(yōu)點[24]。食用油的NIR光譜是各種化學(xué)基團振動的倍頻和組合頻率的綜合表現(xiàn)，可以通過觀察C==O、O—H等基團伸縮振動的特征吸收來衡量其FFA含量。由于近紅外光譜區(qū)的吸收強度弱、譜帶復(fù)雜、重疊嚴重，因此必須借助化學(xué)計量學(xué)方法區(qū)分光譜間的不同[25]，如偏最小二乘法（Partial least squares, PLS）、間隔偏最小二乘法（interval partial least squares, iPLS）、組合區(qū)間偏最小二乘法（synergy interval partial least square, Si-PLS）、遺傳算法（genetic algorithm,GA）、 連續(xù)投影算法（ successive projection algorithm, SPA）、蟻群優(yōu)化算法（ant colony optimization, ACO）及引導(dǎo)軟閾值算法(bootstrapping soft shrinkage, BOSS)等。NIR 光譜技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用見表2。

表2 NIR光譜技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用Table 2 Application of NIR spectroscopy in determination of acid value of edible oil

由表2可知，分析對象多為常見食用植物油，選擇光譜范圍大多在 4 600～7 500 cm-1范圍內(nèi)，這可能與C==O、O—H等基團的倍頻和組合頻在該光譜范圍內(nèi)有特征吸收有關(guān)?；瘜W(xué)計量學(xué)方法大多采用 PLS，PLS可以降低模型復(fù)雜度，提高模型的預(yù)測精度。Yang等[29]分別采用PLS、Si-PLS、GA-PLS、GA-Si-PLS、ACO-PLS五種方法測定花生油酸值，結(jié)果表明：所有變量選擇方法的性能都比PLS模型更好一些，特別是GA-Si-PLS。由此可見，PLS與其他數(shù)據(jù)處理方法相結(jié)合，有助于提高模型性能，使得在低于4 mg/g的酸值范圍內(nèi)，均能取得較為可靠的結(jié)果，國家標(biāo)準GB2716—2018《食品安全國家標(biāo)準 植物油》中規(guī)定食用植物油的酸值應(yīng)不高于3 mg/g[32]，說明可以通過NIR技術(shù)判斷植物油酸值是否在安全范圍內(nèi)。此外，光譜法是基于某些基團的特征吸收對食用油酸值進行測定，不同的基團吸收峰強度不同，因此光譜法可以有效的避免米糠油中谷維素的干擾，實現(xiàn)準確測定。然而，由于不同類型的油品需要不同的NIR酸值測定模型，模型的通用性可能會限制其應(yīng)用，充足的數(shù)據(jù)庫和完善的校正模型是NIR技術(shù)測定食用油酸值的基礎(chǔ)，因此，應(yīng)合理選取并擴充樣本、不斷調(diào)整校正模型，以提高 NIR技術(shù)的準確度，進一步擴大其應(yīng)用范圍。

3.1.2 中紅外光譜法

傅里葉變換紅外（Fourier transform infrared,FTIR）光譜技術(shù)可以通過監(jiān)測有機化合物官能團的特征吸收進行檢測分析[33]。FTIR技術(shù)操作簡單快捷，無需樣品預(yù)處理，靈敏度高，可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，在實際工作中具有良好的應(yīng)用前景[34]。由于食用油 FTIR光譜難以獲得，因此需借助一定光譜采集方法來獲取光譜信息，光譜采集方法包括液池法、衰減全反射（attenuated total reflection,ATR）、涂膜法及紅外石英比色皿法（infrared quartz cuvette, IQC）。

FTIR光譜技術(shù)定量測定油脂 FFA含量的方法，可分為直接法和間接法。直接法是基于C==O在1 711 cm-1處的特征吸收，通過建立模型進而實現(xiàn)對食用油FFA含量的測定，但測定結(jié)果易受甘油三酯（C==O在1 746 cm-1處有特征吸收峰）和基底效應(yīng)的影響[33]。為了克服上述缺點，筆者所在團隊設(shè)計了一種基于聚乙烯（polyethylene,PE）膜的FTIR光譜技術(shù)，通過研究甘油三酯（—C==O）的倍頻特征吸收峰（3 471/3 527 cm-1），將酯振動的干擾強度降低到±0.083%[35]。間接法是用堿性物質(zhì)把食用油中的FFA轉(zhuǎn)化為羧酸鹽，羧酸鹽的羧基（COO—）基團在1 573 cm-1處有特征吸收，進而實現(xiàn)食用油中FFA含量的間接測定，避免了羰基吸收的干擾。Li等[36]使用新型光譜儀VFA-IR測定食用油中FFA含量，以乙醇為萃取劑，將FFA轉(zhuǎn)化為羧酸鹽，測定其在1 573 cm-1處的特征吸收峰，消除了基底效應(yīng)。有關(guān)FTIR光譜技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用見表3。

表3 FTIR光譜技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用Table 3 Application of FTIR spectroscopy in determination of acid value of edible oil

由表3可知，F(xiàn)TIR技術(shù)分析對象為常見食用油，間接法與直接法相比，雖然使分析變得復(fù)雜，但卻提高了分析的靈敏度和準確性，尤其是對于低含量FFA的檢測。光譜采集方法大多采用液池法、ATR，IQC和PE膜作為新型光譜采集方法，其操作簡便、精密度高。IQC作為FTIR附件，可以提供合適而準確的光程，能更準確地測定低酸值食用油FFA含量；涂膜法所使用的PE膜是一次性的，其操作簡便，采集速度快，在0%～3%FFA水平的分析范圍內(nèi)具有較好的檢測準確度[35]。數(shù)據(jù)處理方法以線性回歸為主。FTIR技術(shù)測定結(jié)果準確度高、分析速度快，易于實現(xiàn)食用油加工過程的動態(tài)監(jiān)控。但其光譜難以獲得，需要借助附件來采集光譜，且直接法分析過程易受基底效應(yīng)的影響，間接法雖避免了基底效應(yīng)，但操作相對繁瑣，關(guān)于如何改進光譜采集方法及消除基底效應(yīng)仍需進一步研究與探討，如能得到改進，F(xiàn)TIR技術(shù)將會更加便捷，其應(yīng)用前景也將更加廣闊。

3.2 拉曼光譜法

拉曼光譜是一種散射光譜，基于分子極化率的改變，可以提供不同官能團分子結(jié)構(gòu)信息[43]。該技術(shù)具有儀器操作簡單、檢測范圍廣、無污染及可實現(xiàn)遠距離在線分析檢測的特點[44]。食用油拉曼光譜特征峰與FFA分子結(jié)構(gòu)具有相關(guān)性，可應(yīng)用于FFA含量測定[45]。

食用油酸值一般通過拉曼光譜和PLS結(jié)合建模來測定，El-Abassy等[46]采用 PLS結(jié)合拉曼光譜技術(shù)測定特級初榨橄欖油中FFA的含量，發(fā)現(xiàn)基于1 600～945 cm-1區(qū)域處的拉曼光譜模型，可以較好的預(yù)測所獲得的 FFA含量。Jiang等[47]通過變量組合總體分析方法優(yōu)化拉曼光譜特性后再建立支持向量機模型，使得模型性能有了明顯提高，驗證了應(yīng)用拉曼光譜結(jié)合多元分析技術(shù)實現(xiàn)食用油酸值（0.113～1.804 mg/g）在儲藏過程中定量分析的可行性。相比于傳統(tǒng)滴定法，拉曼光譜技術(shù)的準確性受油脂種類的影響較小，通過該法預(yù)測的FFA含量可以用于不同種類油脂的分類，然而儀器的高昂費用限制了該技術(shù)在常規(guī)分析中的使用，且相較其他光譜分析法，其準確度較低，靈敏度較差，使用時需要頻繁校準，不能實現(xiàn)快速測定。

3.3 核磁共振波譜法

核磁共振（nuclear magnetic resonance , NMR）技術(shù)作為一種有效的脂肪酸表征技術(shù)，用于確定脂肪酸組成和不同?；g的比例，研究和監(jiān)測食用油氧化變質(zhì)[48]，可用于測定食用油中FFA含量，具有無損、同時檢測、高效準確、無污染等優(yōu)點，在食用油脂分析檢測方面顯示出了良好的發(fā)展前景[49-50]。

目前已報道了許多食用植物油中FFA含量測定的方法，包括13C-NMR、31P-NMR、1H-NMR法，其中最常用的是1H-NMR法。1H-NMR法是基于 FFA 的 α-羰基-CH2與酯化的 α-羰基-CH2信號積分計算FFA含量，其限制在于光譜寬度窄，可能出現(xiàn)光譜重疊；13C-NMR法可以較好的避免，該法根據(jù)游離羰基化學(xué)位移δ在176～178區(qū)域與酯化羰基化學(xué)位移δ在171～174區(qū)域產(chǎn)生信號強度的對比分析計算出FFA含量，然而該法采集合適信噪比的波譜所需時間較長；為縮短實驗時間，可以采用31P-NMR法，該法通過化學(xué)位移 δ在134.8處磷酸化FFA的信號計算酸值，然而其需要對FFA進行衍生化處理，可能會破壞分析物[48]。1H-NMR法的有效性和準確性在與滴定法的對比中得到了驗證，利用兩種技術(shù)對20多個不同品種油品進行分析，大多數(shù)樣品的結(jié)果是相似的，少數(shù)南瓜籽油通過滴定法測定的酸值略高，這可能是由于南瓜籽油的顏色較深，從而導(dǎo)致滴定過程難以準確判斷滴定終點[51]。王欣等[52]通過對低場核磁共振技術(shù)（low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）弛豫特性、理化指標(biāo)變化規(guī)律分析及主成分回歸分析，建立了大豆油和玉米油在薯條煎炸過程中酸值與LF-NMR弛豫特性間的相關(guān)性模型（R2>0.9），模型驗證良好。結(jié)果表明：根據(jù)LF-NMR弛豫特性的變化可以快速預(yù)測酸值的改變程度。NMR技術(shù)對深色油的適用性及對于非FFA的酸性物質(zhì)的非檢測性[48]，使得該技術(shù)相比滴定法具有獨特的優(yōu)勢，然而該方法雖然操作簡單、準確快捷，但因其設(shè)備的高價格和技術(shù)要求，該法在酸值測定中并未得以廣泛應(yīng)用。

4 電化學(xué)法

電化學(xué)法是基于電化學(xué)池中所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)進行分析測定的，電化學(xué)池由電解液和浸入其中的電極組成，根據(jù)待測物質(zhì)在溶液中的電流、電位、電量和電導(dǎo)率等參數(shù)的變化，將被測物質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)化為一種電學(xué)參量加以測量[53]。

4.1 伏安法

伏安法是一類重要的電化學(xué)分析方法，根據(jù)指示電極電位與通過電解池的電流之間的關(guān)系而獲得分析結(jié)果，該法通常用于分析FFA等電活性較差、易于氧化或還原的化合物，是一種具有高度選擇性和靈敏度的定量分析方法[54]。在存在少量酸的情況下，還原形式的醌（溶于乙醇）會產(chǎn)生非常強的伏安信號，產(chǎn)生的電流變化與酸濃度成正比[1]。Kusu等[55]改變了甲萘醌（VK3）的還原歷程，在其原還原峰校正的電位處產(chǎn)生新的還原峰，新還原峰電流與FFA濃度成線性關(guān)系，基于此新還原峰電流的測定，提出了測定FFA濃度的新型伏安法。隨后，LI等[56]提出了一種使用聚吡咯修飾電極和線性電位掃描伏安法測定酸值的方法，其線性檢測范圍為 5.0×10-6～6×10-3mol/L，檢測靈敏度為 2.41×10-2A L/mol，最低檢測限為1.2×10-6mol，每小時可分析 45個樣品，該法與傳統(tǒng)滴定法相比更加靈敏，且所需油樣少，無需樣品預(yù)處理。有關(guān)伏安法在食用油酸值測定中的應(yīng)用見表4。

表4 伏安法在食用油酸值測定中的應(yīng)用Table 4 Application of voltammetry in determination of acid value of edible oil

由表4可知，分析對象多為常見食用油，電極包括玻碳電極、聚吡咯修飾電極、鉑微盤電極等，電解液大多為含有LiClO4的乙醇溶液。為克服FFA低電導(dǎo)率的問題，Baldo等[58]使用RTIL、[P14,6,6,6]+[NTf2]-作為支持電解質(zhì)，使用鉑微盤電極，通過在低掃描速率（即穩(wěn)態(tài)下）循環(huán)伏安法和計時伏安法監(jiān)測FFA的還原過程。之后，又建立了一種基于伏安法結(jié)合PLS測定特級初榨橄欖油FFA含量的方法，在低至0.2%的FFA水平下，也能實現(xiàn)準確定量[54]。伏安法是一種低成本、節(jié)但是其準確度和重現(xiàn)性主要取決于電極的條件[2]，因此為進一步提高伏安法的準確度和穩(wěn)定性，滿省溶劑的酸值測定方法，適用于現(xiàn)場快速測定，足酸值檢測不同精度要求，裝置參數(shù)的優(yōu)化可以作為接下來的研究重點。

4.2 電導(dǎo)率法

電導(dǎo)率法是基于一定溫度條件下，水溶液中強電解質(zhì)的濃度變化與其電導(dǎo)率的變化值成正比，向食用油中加入過量堿液，油中的FFA與過量的堿發(fā)生中和反應(yīng)，同時，隨著堿液的消耗，溶液電導(dǎo)率不斷下降，可以建立溶液電導(dǎo)率與FFA含量的關(guān)系，通過測定溶液電導(dǎo)率的變化，從而實現(xiàn)食用油酸值的測定[59]。筆者所在團隊利用KOH-FFA混合反應(yīng)過程中KOH溶液電導(dǎo)率的變化測定食用油中 FFA含量，并優(yōu)化了溶液中KOH濃度、油脂種類、料液比、溫度及靜置時間等工藝參數(shù)，通過與傳統(tǒng)滴定法比較，電導(dǎo)率法具有更多優(yōu)勢[60]。電導(dǎo)率法具有重復(fù)性好、操作簡便、價格低廉等優(yōu)點[61]，適合現(xiàn)場快速測定，具有很好的應(yīng)用前景。

4.3 pH值測定法

pH值測定法是基于從食用油樣品中快速、完整地提取FFA到混合試劑中，通過測定混合試劑的 pH值實現(xiàn)食用油酸值的測定。該混合試劑是指含有三乙醇胺（TEA）和 KNO3的異丙醇、水（1∶1，v/v）的混合物，由于該混合試劑含水量很高，食用油幾乎不溶于該試劑，油樣與試劑混合時形成乳狀液，由于乳液相表面積較大，F(xiàn)FA提取速率大大加快[62]。早期學(xué)者通過理論和實驗證明了：pH=A-logNa，A是給定試劑溫度的常數(shù)（20 ℃時，A=7.325±0.003），Na是 FFA 的濃度[63]。Gerasimenko等[64]研究了自動流程pH法，油樣和試劑以恒定速率流動，在混合器中混流形成乳液提取 FFA，然后將乳液送入盤管以完成提取和加熱，再而進行 pH測定，與傳統(tǒng)滴定法相比，大大減少了有機溶劑消耗量。pH值法作為一種簡單且經(jīng)濟的方法，在食用油酸值檢測應(yīng)用中有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5 比色法

5.1 銅皂法

銅皂法是基于FFA與顯色劑（5%醋酸銅溶液用吡啶調(diào)至pH=6.1）中的銅離子反應(yīng)生成的銅皂藍色絡(luò)合物在710 nm波長下有最大吸收值，再通過與脂肪酸吸光度工作曲線進行對照得出脂肪酸濃度[2]。Marta等[65]使用環(huán)己烷代替苯溶解油樣，減少了苯對環(huán)境的污染，基于銅皂法測定的油脂酸值與傳統(tǒng)滴定法對比，結(jié)果具有良好的準確度和相關(guān)性。Gy?rik等[66]提出了光熱窗（使用632.8 nm氦氖激光作為輻照源）與銅皂法相結(jié)合測定食用油中FFA含量的方法，結(jié)果表明：當(dāng)FFA濃度超過2 mmol/mL時，該方法的結(jié)果與傳統(tǒng)滴定法有很高的相關(guān)性。

5.2 自動流動注射分析法

流動注射分析（flow injection analysis , FIA）技術(shù)是一種自動快速的化學(xué)分析技術(shù)，具有操作簡便、快速、靈敏以及可實現(xiàn)在線監(jiān)測等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域[67]。首個基于銅皂法的自動化食用油酸值測定系統(tǒng)，就是通過FIA系統(tǒng)實現(xiàn)的。后又有學(xué)者基于酚酞（phenolphthalein，PHP）法結(jié)合FIA，通過監(jiān)測KOH和FFA反應(yīng)導(dǎo)致的PHP強度在562 nm處的降低，來實現(xiàn)FFA的定量。有關(guān)FIA技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用見表5。

表5 FIA技術(shù)在食用油酸值測定中的應(yīng)用Table 5 Application of FIA technology in determination of acid value of edible oil

由表5可知，F(xiàn)IA系統(tǒng)的通道及采樣速率得到不斷優(yōu)化，使裝置盡可能簡單，采樣速率逐漸提高。Zhi等[68]基于銅皂比色法測定橄欖油 FFA含量，采用在線樣品稀釋，液液萃取通過反向流動實現(xiàn)，避免了使用相分離器，實現(xiàn)了樣品自動稀釋。Saad等[70]發(fā)現(xiàn)單線通道需要樣品的離線預(yù)稀釋，雙線通道允許直接注入油樣，并且分別推薦使用以 PHP為指示劑的單線流動注射分析和以 BTB為指示劑的雙線流動注射分析來測定酸度大于 0.4和小于 0.4的樣品。通過比色法結(jié)合FIA測定食用油酸值，可以實現(xiàn)分析自動化及在線監(jiān)測，提高樣品分析的效率，適合于脂肪酸含量較低的試樣及大量樣品的測定，具有很大的應(yīng)用潛力。

5.3 其他法

Guo 等[72]研究了聚酰胺-胺（polyamidoamine，PAMAM）、金納米粒子（gold nanoparticles，AuNP）競爭比色法測定食用油中總 FFA含量，PAMAM與AuNPs之間由于靜電吸引會觸發(fā)形成PAMAM/AuNP組裝體，然而在酸堿化學(xué)和離子對的驅(qū)動下，F(xiàn)FA吸附在PAMAM表面，從而阻礙了PAMAM/AuNP的聚集，可以通過測定AuNPs的紫外吸收值，建立FFA濃度與吸光值間的關(guān)系曲線，從而實現(xiàn)FFA含量的測定。結(jié)果表明：PAMAM/AuNPs比色法結(jié)果與傳統(tǒng)滴定法無顯著差異，且避免了傳統(tǒng)滴定法測定深色油脂終點的困難，可以靈敏的測定FFA含量。

紙基微流控芯片技術(shù)是以紙張為基底，將生物化學(xué)分析過程構(gòu)建在一個幾平方厘米甚至更小的芯片上，通過微流通道控制液體的輸送，實現(xiàn)樣品的制備、反應(yīng)、檢測等操作[73]。Muthukumar等[74]基于紙基微流體比色檢測技術(shù)對食用油中的FFA含量進行測定，通過改變酚酞的含量，優(yōu)化了從該裝置獲得的視覺信號，且目視比色信號的穩(wěn)定性得到了檢驗。該法具有快速簡便、經(jīng)濟環(huán)保的特點。

6 色譜法

該法可以提供食用油中各FFA的定性與定量信息，由于食用油基質(zhì)復(fù)雜，F(xiàn)FA含量低、極性較強且揮發(fā)性低，因此需要先經(jīng)過復(fù)雜的樣品前處理將FFA轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再進行氣相色譜（gas chromatography，GC）或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析[75]。Wan等[76]比較了滴定法與GC法分析食用油中FFA含量的差異，結(jié)果表明：FFA含量在 0.04%～12%范圍內(nèi)，兩種方法結(jié)果高度相關(guān)（R>0.996）。Xie等[77]研究了一種頂空氣相色譜法測定食用油酸值的方法，該法基于FFA與碳酸氫鹽間反應(yīng)，之后通過頂空氣相色譜法檢測反應(yīng)生成的CO2，結(jié)果表明：該法可以在30 min內(nèi)完成中和反應(yīng)，GC法簡便、高效、準確，適合于油脂生產(chǎn)過程控制和和市場樣品的質(zhì)量檢驗。

與GC相比，高效液相色譜法可以直接將FFA轉(zhuǎn)化為大量不同的衍生物。Wabaidur等[78]建立了一種將超高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用方法，用于同時分離鑒定和定量橄欖油中的 FFA，該法無需樣品預(yù)處理（萃取或衍生化），有助于節(jié)省時間和成本。結(jié)果表明：方法回收率大于89%，線性關(guān)系良好（R2>0.992），檢出限為 0.09～0.24 g/mL，相對標(biāo)準偏差小于2.4%，是一種靈敏度高、重現(xiàn)性好、操作簡便的食用油FFA的分析方法。該法試劑用量少，適合于大批量的樣品測定，但整個過程繁瑣、費時，更適合測定試樣中單個脂肪酸的含量和脂肪酸組分[8]。

7 討論

食用油酸值測定方法主要包括國標(biāo)滴定法、光譜法、電化學(xué)法、比色法及色譜法，這些方法優(yōu)缺點的比較見表6。

表6 食用植物油酸值測定方法的比較Table 6 Comparison of determination methods for acid value of edible vegetable oil

食用植物油酸值測定方法的選擇主要取決于精確度要求、設(shè)備的可用性、技術(shù)人員的操作熟練度、樣本數(shù)量及質(zhì)量，如傳統(tǒng)滴定法雖然操作簡單、方便快捷，但在樣本數(shù)量較多時會造成時間和資源浪費；光譜法適用于企業(yè)在生產(chǎn)過程中的品質(zhì)監(jiān)測和質(zhì)量控制；電化學(xué)法適合相關(guān)部門的現(xiàn)場快速檢測；比色法適合需要快速測定大量樣品的場合；色譜法更適合于單個脂肪酸的含量和脂肪酸組分的測定。食用油樣本質(zhì)量不同，同一種測定方法的精確度也不同。對于顏色深淺的油脂，傳統(tǒng)滴定法適合測定顏色較淺的食用油，測定顏色較深的油脂時，因滴定終點易判斷不準確而造成結(jié)果誤差較大；而各種儀器分析方法幾乎不受油脂顏色的影響。對于不同酸值范圍的油脂，傳統(tǒng)滴定法在測定精煉程度高或者酸敗程度小的油脂時，因這類油脂F(xiàn)FA含量少，僅憑借指示劑顏色變化和肉眼觀察，難以準確把握滴定終點，此外，熱乙醇指示劑滴定法操作過程中需要加熱處理，對低酸值油樣影響較大；而各類儀器分析方法對不同品質(zhì)的油脂酸值的測定，均能取得較好的結(jié)果，其中比色法結(jié)合FIA及FTIR技術(shù)在測定低酸值油樣時相較其它儀器分析方法精確度更高。對于含有干擾成分的油脂，如含有谷維素的米糠油，滴定法測定誤差較大，光譜法的測定結(jié)果幾乎不受谷維素等非FFA成分的影響，是測定該類油脂酸值十分有效的方法。

8 結(jié)束語

酸值是評價食用油質(zhì)量的重要指標(biāo)，國內(nèi)外對食用油酸值的測定方法都有了深入的研究，光譜法、電化學(xué)法、比色法、色譜法等儀器分析方法作為傳統(tǒng)滴定法的潛在替代方法，在分析速度、準確度、樣品適用性方面均有較好的表現(xiàn)，然而目前大部分酸價測定方法存在只適應(yīng)于實驗室檢測的問題，無法滿足現(xiàn)代社會對食用油安全檢測技術(shù)現(xiàn)場化準確測定的要求，傳統(tǒng)滴定法因其經(jīng)濟實用性仍是最普遍使用的方法，筆者認為還需要從以下三個方面進一步探究和完善：（1）在不影響準確度的情況下，各種方法都應(yīng)簡化操作，縮短檢測時間，提高檢測效率，尤其是對試紙比色法進行深入研究，目前已有研究成果表明試紙法穩(wěn)定性差、誤差大，因此，對于試紙比色法的研究仍有較大提升空間，在分析測試的精確度和穩(wěn)定性方面仍需改進和提高。（2）FTIR技術(shù)作為一項分析速度快、準確度高的分析方法，應(yīng)進一步改進光譜采集方法，以便更容易地獲得光譜，并且消除基底效應(yīng)，避免繁瑣操作，提高檢測精度，拓寬 FTIR技術(shù)的應(yīng)用范圍。（3）伏安法是實現(xiàn)食用油酸值快速、精確、在線檢測的重要方法，其應(yīng)用潛力巨大，應(yīng)進一步優(yōu)化實驗裝置參數(shù)，改進溶劑和電極條件，提高準確度和穩(wěn)定性，縮短檢測時間。