盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值的可行性

黄世群， 秦 琳， 仲伶俐， 赵 珊， 李 曦， 白 胜

(1.四川省农业科学院 分析测试中心， 四川 成都 610066； 2.四川省农业科学院 服务中心， 四川 成都 610066)

玉米是我国主要粮食作物之一，也是主要的储备粮食之一，在常规储存条件下，玉米存储年限为3年，由于玉米胚部较大，脂肪含量较高，玉米在储藏过程中极易受到温度、水分和脂肪酶的影响发生水解和氧化反应，随储藏时间的延长，脂肪逐渐分解，产生游离脂肪酸，导致玉米脂肪酸值上升。玉米脂肪酸值上升不仅会影响玉米的储藏安全，还对其食用品质有很大影响。因此承储单位须定期对粮食品质进行抽样检测，而玉米脂肪酸值作为判定玉米是否宜存的重要指标之一，探索最适宜的检测方法准确测定玉米脂肪酸值对玉米储藏安全及食用品质具有重要意义。

目前测定玉米脂肪酸值主要按国家标准GB/T 20570-2015《玉米储存品质判定规则》附录A进行[1]，常用方法是手工滴定法和电位滴定法。国内学者对玉米脂肪酸值测定方法研究的报道较多，王锦云[2]对玉米脂肪酸值的手工滴定和电位滴定方法进行对比研究发现，2种方法测定结果基本一致。程莉等[3]在手工滴定法中把加水量由50 mL增至100 mL稀释提取液后再滴定，便于滴定结果观察，测定结果准确度高。黄少华[4]采用电位滴定与手工滴定法进行比较认为，电位滴定操作简便易行，人为误差小。陈军[5]采用硫酸返滴定法测定稻谷脂肪酸值，与现行稻谷检测标准比，返滴定终点易于判断，重复性好。手工滴定法和电位滴定法的滴定原则均是用碱中和提取液中游离脂肪酸，手工滴定法以视觉感官判定终点，但由于滴定终点的微红色易受玉米色素掩盖易导致碱滴定过量，电位滴定虽是自动判定滴定终点，但滴定时间长、提取液体与空气中CO2接触时间久、搅拌速度快使液体温度升高等因素导致检测结果偏大。鉴于此，为探寻玉米脂肪酸值快速、直观、准确、稳定的测定方法，研究采用盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值，通过改变终点颜色对滴定结果进行直观的判断，以期为玉米的储藏安全及品质安全提供技术支撑。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1供试玉米样品玉米样品为2019年四川省农业科学院分析测试中心从四川省不同地区抽取的50个样品和2019年6—8月送检的32个玉米仓储样品，共计82个玉米样品。为排除玉米色素差异的干扰，从中选取外观颜色基本一致的(均为浅黄色)的28个玉米样品用于手工滴定法和盐酸返滴定法测定脂肪酸值；为增加玉米色素对滴定终点判断的干扰，从中选用外观有明显色差的11个不同玉米品种用于手工滴定法、电位滴定法和盐酸返滴定法测定脂肪酸值。

1.1.2主要仪器自动电位滴定仪，877 Titrino plus (瑞士万通，测量精确度为±0.003)；锤式旋风磨，中储粮FSJ-Ⅱ型锤片式粮食粉碎机(具有风门可调)；电子天平，SHMADZU Auy220(日本岛津公司，精度为0.1 mg)；振荡器，国华HY-5A回旋振荡器；紫外分光光度计，UV-2550(日本岛津公司)；恒温干燥箱，SFG-02B(黄石恒丰医疗器械有限公司)。

1.1.3主要试剂氢氧化钾(分析纯)，无水乙醇(分析纯)，95%乙醇(分析纯)，0.010 45 mol/L的氢氧化钾标准溶液，0.010 56 mol/L盐酸标准溶液[6]，酚酞指示剂(1%)。

1.2试验方法

1.2.1玉米水分测定按GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》中直接干燥法进行测定[7-9]。

1.2.2玉米色值测定对外观有明显色差的11个不同玉米品种进行试样制备后，按GB/T 20570-2015方法要求进行称量和提取，提取液参照GB/T 18963-2012《浓缩苹果汁》标准进行色值3次重复测定[10]，取3次测定值的平均值为色值结果。

1.2.3玉米脂肪酸值测定采用手工滴定法、电位滴定法和盐酸返滴定法进行玉米脂肪酸值测定。手工滴定法和电位滴定法均按现行的国家标准GB/T 20570-2015《玉米储存品质判定规则》附录A进行[1]。盐酸返滴定法是以手工滴定法和电位滴定法为基础，不改变滴定原理、测试液提取方法和使用的指示剂种类等，仅把由国标标准的碱滴定酸改成酸滴定碱，即在被测提取液中加入过量氢氧化钾标准溶液，氢氧化钾标准溶液与游离的脂肪酸反应后，多余的氢氧化钾标准溶液用盐酸标准溶液返滴定去中和，从而将滴定终点颜色由难判断的微红色，改变成滴定过程中由大红色变成无色即为滴定终点。

1.3试验过程

1.3.1试样制备供试玉米样品各取150 g原样，吸尘器清理锤式旋风磨，以2～3粒/s的进样速度进行玉米粉碎，倒掉初始粉后以同样的进样速度继续粉碎玉米，通过40目筛后获得玉米粉试样，待用。

1.3.2试样前处理供试样品每个平行(2～4个平行)称量约10 g(准确至0.000 1 g)，于250 mL具塞磨口锥形瓶中，并用50.0 mL单标线移液管加入50.0 mL无水乙醇，保持充分浸润，加塞置于振荡器上，以100次/min的速度振摇30 min，取出具塞磨口锥形瓶并倾斜静置1～2 min后过滤，弃去初滤液后收集滤液，用单标线移液管将所有试样均分别移取25.0 mL滤液于150 mL的三角瓶中待测。

1.3.3试样滴定

1) GB/T 20570-2015手工滴定法。向已量取好滤液的150 mL的三角瓶中加入无二氧化碳水50 mL后，滴加5滴1%酚酞指示剂后摇匀，用0.010 45 mol/L的氢氧化钾标准滴定溶液进行滴定至与未滴定液(加二氧化碳水和滴加5滴1%酚酞指示剂后的待测液)相比颜色有差异时，停止滴定，并保持30 s颜色不变视为滴定终点，记录滴定体积。同时做空白试验，按标准进行结果计算。

2) GB/T 20570-2015电位滴定仪法。向已量取好滤液的150 mL的三角瓶中加入无二氧化碳水50 mL，滴加5滴1%酚酞指示剂后摇匀(便于观察终点颜色)，用0.010 45 mol/L的氢氧化钾标准滴定溶液进行电位滴定，终点设定(SET)pH 9.20(经空白实验，当pH 9.20时可以观察到有微红色)，当被滴定液pH达9.20时，仪器自动停止滴定，记录滴定体积。同时做空白试验，按标准进行结果计算。

3) 盐酸返滴定法。向已量取好的滤液中加入无二氧化碳水50 mL，同样滴加5滴1%酚酞指示剂，然后在待测样中分别加入5 mL浓度为0.010 45 mol/L的氢氧化钾标准溶液摇匀(以加后溶液变红色为适量，若颜色无变化，可以增加氢氧化钾标准溶液量)，再用0.010 65 mol/L盐酸标准滴定溶液进行滴定，颜色变化过程为大红→淡红→淡粉红→无色，溶液颜色呈无色后再加2滴盐酸标准滴定溶液后停止滴定，并保持30 s颜色不变视为终点，记录滴定体积。同时做空白试验。

脂肪酸值(AK)=(V0-V)×0.010 56×56.1×(50/25)×[100/ (100-ω)×m]×100%[5]

式中，V0为滴定空白液时消耗0.010 56 mol/L盐酸标准滴定溶液的体积(mL)，V为滴定试样时消耗0.010 56 mol/L盐酸标准滴定溶液的体积(mL)，0.010 56为滴定试样时所使用的盐酸标准滴定溶液的浓度(mol/L)，56.1为氢氧化钾的摩尔质量(g/mol)，50为提取试样用无水乙醇的体积(mL)，25为用于测定量取提取液的体积(mL)，100为换算为100 g干试样的质量(g)，m为称取测试样品的质量(g)，ω为100 g试样中含水分的质量(g)。

2结果与分析

2.1盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值的稳定性

采用国标手工滴定法和盐酸返滴定法对外观颜色相近的28个玉米样品脂肪酸值进行测定的结果(表1)表明，在排除玉米色素差异干扰条件下，手工滴定法与盐酸返滴定法对不同样品脂肪酸值测定的最小差值为0.06 mg/100g，最大差值为1.98 mg/100g，2种方法测定脂肪酸值的结果基本一致，测定结果差的绝对值不超过2 mg/100g，在测定误差允许范围内[1]。说明，盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值结果与现行国标测定方法吻合。

手工滴定和盐酸返滴定测定结果的标准差分别在0.03～0.95 mg/100g和0.11～0.82 mg/100g；相对标准偏差(RSD)分别在0.22%～4.47%和0.62%～3.16%，2种方法的RSD均小于5%[11-12]。说明，手工滴定和盐酸返滴定方法测定的结果略有差异，但2种方法的准确度和稳定性均较高，均能满足测定要求。

表1 手工滴定法与盐酸返滴定法测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

玉米样品Corn samples手工滴定法Manual titration method脂肪酸值干基/(mg/100g)RSD/%盐酸返滴定法Hydrochloric acid back-titration method脂肪酸值干基/(mg/100g)RSD/%2种方法脂肪酸绝对值差/(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盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值的准确性

采用手工滴定法、电位滴定法和盐酸返滴定法对11个外观颜色有明显差异的不同玉米品种进行脂肪酸值测定的结果(表2)表明，手工滴定与电位滴定法测定的玉米脂肪酸值差值较小，在0.10～0.77 mg/100g，说明2种方法测定结果基本一致。而手工滴定法与盐酸返滴定法测定结果差值在0.35～1.95 mg/100g，电位滴定与盐酸返滴定测定结果差值在0.85～1.86 mg/100g。虽然测定的脂肪酸值有差异，但3种方法间差值均小于2 mg/100g，在测定误差允许范围[1]。表明，3种方法在玉米品种色值有明显差异的情况下测定的脂肪酸值结果一致，均具有较高的准确性。

表2 3种滴定方法测定不同色值玉米品种的脂肪酸值

2.3盐酸返滴定法与现行国标标准滴定法测定玉米脂肪酸值结果的相关性

从图1可见，在外观颜色差异明显的11个玉米品种脂肪酸值测定中，手工滴定和电位滴定与盐酸返滴定的玉米脂肪酸值测定结果存在显著的线性相关(R2=0.993 0与R2=0.995 3)；手工滴定和电位滴定玉米脂肪酸值测定结果存在显著的线性相关(R2=0.998)。表明，盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值其结果与现行国标方法中的手工滴定法和电位滴定法测定结果相吻合，盐酸返滴定法可用于玉米脂肪酸值测定。

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

3结论与讨论

脂肪酸值是判定玉米是否宜存的重要指标之一，目前常采用国标方法即手工滴定法和法电位滴定法进行玉米脂肪酸值测定，在实际操作中2种测定方法各有优劣。手工滴定法滴定速度快，但由于操作者对颜色敏感度不同，玉米色素掩盖了终点的微红色，导致终点颜色难以准确把握，容易滴定过量。电位滴定时，由于电位滴定仪器滴定时间长，空气中的CO2可能对滴定产生影响，加上搅拌速度快，液体温度升高，导致结果产生误差。

研究以手工滴定法和电位滴定法为基础，对其滴定环节进行改进获得盐酸返滴定法，经与手工滴定法和电位滴定法玉米脂肪酸值测定结果比较分析认为，盐酸返滴定法测定玉米脂肪酸值准确度和稳定性均能满足测定要求，且滴定速度快、易观察，在把握好终点的前提下，避免了色素、空气、光线、滴定速度及设备差异等一系列因素对玉米脂肪酸值的影响，在玉米脂肪酸值测定中应用可实现快速、直观、准确的测定。

盐酸返滴定法在实际操作中滴定将到达终点时，肉眼观察红色已退，但其实是玉米黄色掩盖了红色所致，此时还有部分氢氧化钾标准滴定溶液未被中和，如果将之视为滴定终点，将会导致玉脂肪酸值测定结果偏高，因此当观察到红色退后还应继续滴定2～3滴盐酸标准溶液更为合适。