徐 曉,鐘 貞

(麗珠集團麗珠制藥廠,珠海 519045)

藥用油脂作為脂溶性藥物的溶媒輔料,常用于維生素E滴丸、脂肪乳注射液等藥品的生產,然而受氧氣、光照及微生物等影響,油脂中不飽和脂肪酸易氧化生成過氧化自由基,通過鏈式反應直至油脂徹底酸敗[1-2]。若人體食用過量的過氧化脂質,可破壞細胞正常結構與生理功能,因此國家標準GB 2716－2018?食品安全國家標準 植物油?利用過氧化值(過氧化物相當于碘的質量分數(shù))表示油脂中過氧化物含量,以評價其氧化酸敗的程度,同時?中華人民共和國藥典?(2020年版)也規(guī)定了藥用油脂中過氧化值的限度(不超過0.13 g/100 g)。如何簡便、快速、準確地測定油脂中過氧化值,對相關產品的質量控制意義重大。

目前測定過氧化值的方法主要為滴定法[3-4]、分光光度法[5-6]、色譜法[7-8]和電化學法[9-10]等,其中滴定法借鑒碘量法的測定原理,靈敏度較低,終點指示不敏銳;分光光度法操作簡便,但摩爾吸光系數(shù)受影響因素較多,結果重復性較差;采用色譜法時,樣品預處理復雜,檢測成本較高。文獻[11]以單質碘為滴定劑,采用庫侖滴定法測定油脂的過氧化值,但該方法可能存在下述問題:首先樣品中剩余的硫代硫酸鈉在酸性環(huán)境下易發(fā)生分解,其次電解生成的碘極易揮發(fā),從而影響結果的準確度。本工作在此基礎上,優(yōu)化了庫侖滴定法測定油脂的過氧化值的分析步驟,過量的氯化亞鐵與油脂中過氧化物充分反應后,通過電解產生Ce4＋來滴定樣品中剩余Fe2＋,間接測得過氧化值。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

ZDJ-5型庫侖滴定儀;ZDJ-4B型自動電位滴定儀;鉑絲電極[外套玻璃管,裝有10%(質量分數(shù))硫酸鉀溶液,底部為陶瓷砂芯];217型飽和甘汞電極;213型鉑片電極;FA1204N 型分析天平。

氯化亞鐵標準溶液:準確稱取0.30 g四水合氯化亞鐵(FeCl2·4H2O),加少許水溶解后,再加入10 mol·L－1鹽酸溶液2 mL,繼續(xù)加水稀釋并定容至100 mL,采用0.01 mol·L－1重鉻酸鉀溶液標定后,待用。

碘化鉀飽和溶液:稱取20.0 g 碘化鉀溶于10 mL煮沸冷卻后的水中,搖勻后存于棕色瓶中,待用。

重鉻酸鉀基準試劑;冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉、硫酸亞鈰、氯化亞鐵、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純;不同廠家的油脂樣品分別編號為1、2、3,另將樣品1暴露空氣中,放置6個月,編號為樣品4;試驗用水為自制純化水。

1.2 試驗原理

過量的氯化亞鐵溶液加入至預處理后的樣品溶液中,Fe2＋被油脂中過氧化物氧化后,電解硫酸鈰溶液產生的Ce4＋滴定剩余的Fe2＋,利用電位法指示滴定終點,通過法拉第電解定律計算過氧化值,如式(1)～(3)所示。

1.3 試驗方法

1.3.1 庫侖滴定法

準確稱取一定質量的藥用油脂(精確至0.001 g)至電解池中,加入10 mL體積比4∶6的異辛烷-冰乙酸混合液,輕搖振蕩使其完全溶解后,加入5.0 mL氯化亞鐵標準溶液,攪拌1 min,立即加入1.0 mol·L－1硫酸鈰溶液20 mL,開啟庫侖滴定儀,以213型鉑片電極與鉑絲電極為電解電極對,213型鉑片電極與217型飽和甘汞電極為指示電極對,1.0 mol·L－1硫酸鈰溶液為電解質。記錄至滴定終點的電解時間,平行測定5次,另做空白試驗,根據式(4)計算油脂的過氧化值。

式中:nFe2＋為加入電解池中Fe2＋的物質的量,mol;I為電解電流,A;t為電解時間,s;F為96 500 C·mol－1;253.8為碘的摩爾質量,g·mol－1;m為油脂樣品質量,g;100 為換算系數(shù);X為過氧化值,g/100 g。

1.3.2 電位滴定法

參照GB 5009.227－2016?食品安全國家標準食品中過氧化值的測定?,取30 mL 體積比4∶6的異辛烷-冰乙酸混合液溶解10.0 g油脂后,采用電位滴定法測定樣品的過氧化值。

2 結果與討論

2.1 電解質溶液濃度的選擇

電解質溶液需有足夠的電導率,以保證滴定時恒定的電流強度,并使電流效率達100%。試驗采用已知量的氯化亞鐵溶液(因沒有實際樣品的質量,從而不能得出理論過氧化值,但已知量的氯化亞鐵為實際樣品預處理后剩余氯化亞鐵進行滴定反應的模擬值,具有一定代表性)探討分析條件,考察了不同濃度的硫酸鈰溶液(電解質溶液)對6.22×10－2mmol氯化亞鐵標準溶液測定結果的影響,每個電解質溶液濃度下測定5次,計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD),結果見表1。

由表1可知:隨著硫酸鈰溶液的濃度增大,測定結果的回收率越來越接近100%,RSD 逐漸減小;當硫酸鈰溶液濃度為1.0 mol·L－1時,測定結果的回收率約為100%,且RSD 低于1.0%。這可能由于電解質溶液濃度過低,無法保證電流穩(wěn)定[12]。因此,試驗選擇硫酸鈰溶液濃度為1.0 mol·L－1。

表1 硫酸鈰溶液濃度對測定結果的影響(n＝5)Tab.1 Effect of cerium(Ⅲ)sulfate solution concentration on determined result(n＝5)

2.2 電解電流的選擇

電解電流既影響測定結果的準確度,也決定樣品的分析時間。由于油脂中過氧化物含量越高,剩余的Fe2＋含量越小,因此試驗考察了不同電解電流對不同濃度氯化亞鐵標準溶液測定結果的影響,每個電解電流下測定5 次,計算回收率和測定值的RSD,結果見表2。

表2 電解電流對測定結果的影響(n＝5)Tab.2 Effect of electrolytic current on determined result(n＝5)

由表2可知,隨著電解電流的增大,分析時間逐漸縮短,當Fe2＋濃度較小時,應選擇較小的電流,以保證測定結果的準確度和精密度。因此,應根據溶液中剩余Fe2＋濃度選擇合適的電流,以達到最佳測定效果。

2.3 溶解氧的影響

在測定過程中,由于電解質溶液與外界相通,會有氧氣溶解于其內,可能造成部分Fe2＋被氧化,使得結果出現(xiàn)誤差,因此試驗考察電解質溶液在不同滴定條件下(通入氮氣前后)對6.22×10－2mmol氯化亞鐵標準溶液測定結果的影響,每個滴定條件下測定5 次,計算回收率和測定值的RSD,結果見表3。

由表3可知,不同滴定條件下,各回收率結果相近,表明在較短分析時間下,溶解氧對測定結果影響較小,因此滴定過程無須使用氮氣。

表3 滴定條件對測定結果的影響(n＝5)Tab.3 Effect of titration condition on determined result(n＝5)

2.4 電解質溶液酸度的影響

Ce4＋作為常見強氧化劑,在酸性溶液中可將Fe2＋氧化成Fe3＋,不產生中間價態(tài)產物,反應較為簡單,即使在有機物存在下,仍可獲得準確結果[13]。采用鹽酸或氫氧化鈉調節(jié)電解質溶液的酸度,分別考察了不同酸度的電解質溶液對6.22×10－2mmol氯化亞鐵標準溶液測定結果的影響,并計算回收率和測定值的RSD,結果見表4。

表4 電解質溶液酸度對測定結果的影響(n＝5)Tab.4 Effect of acidity of electrolyte solution on determined result(n＝5)

由表4 可知,當電解質溶液pH 小于6.0 時,Fe2＋回收率結果均接近100%。Ce4＋在中性或堿性溶液中可能發(fā)生水解反應,而電解質溶液的實際酸度在pH 3.0～4.0內,并非中性或堿性,可保證測定結果的準確度。

2.5 精密度試驗

分析方法在不同試驗環(huán)境下的結果重復性,可反映其耐用性,因此選擇兩位分析人員在不同時間和不同實驗室中按照上述步驟對6.22×10－2mmol氯化亞鐵標準溶液平行測定5次,并計算測定值的RSD,結果見表5。

表5 精密度試驗結果(n＝5)Tab.5 Results of test for precision(n＝5)

由表5可知,不同分析人員所得的測定結果與已知值相近,測定結果的RSD 均低于1.0%,表明該方法精密度較好。

2.6 樣品分析

分別采用庫侖滴定法和電位滴定法測定不同藥用油脂樣品的過氧化值,結果見表6。

表6 不同方法測定結果比較(n＝5)Tab.6 Comparison of determined results by different methods(n＝5)

結果表明,庫侖滴定法測定結果與電位滴定法測定結果相近。在95%置信度下,對兩種方法測定結果進行t檢驗,無顯著性差異(P＞0.05)。

與碘量法相比,基于Fe2＋-Ce4＋體系的庫侖滴定法無需配制及標定過多的標準溶液,操作更為簡便,且測定耗時較短,另外無需考慮硫代硫酸鈉在酸性溶液中分解和單質碘的揮發(fā)對結果的干擾,系統(tǒng)誤差較少,更加適用于油脂的過氧化值測定。

本工作采用基于Fe2＋-Ce4＋體系的庫侖滴定法測定藥用油脂的過氧化值。在酸性電解質溶液中,利用鉑電極上電解生成的Ce4＋與預處理后樣品溶液中剩余的Fe2＋進行氧化還原反應,通過電解時間計算出油脂中過氧化值。與其他分析方法相比,庫侖滴定法操作更為簡便、分析耗時較短,測定結果的精密度與準確度較好,可為相關產品的質量控制提供參考。