钟永强
目前市场销售的植物油主要是:大豆油、菜籽油、葵花籽油等,大豆油中含有丰富的亚油酸、豆类磷脂等营养物质,能够降低血脂、胆固醇,有益于神经、血管、大脑的发育生长。大豆经过压榨和浸出等方式生成毛油,毛油中有一种成分是游离脂肪酸,会影响食用油的品质以及人的身体健康,为去除游离脂肪酸,必要的方法是对毛油进行碱炼。本文主要探讨大豆油油脂含皂量检测,理清实验中测定含皂量的方法和注意事项。
我国大豆主要生产地区主要是在黑龙江省、吉林省、辽宁省,种植品种主要是龙江51、禾育46、吉育112等,大豆完整粒率平均89.9%,增长幅度连续三年上升,大豆粗脂肪含量(高油三级≥6%)符合高油大豆要求的比例约为93%,符合高蛋白(高蛋白≥40%)大豆要求的比例约为30%,菜籽油、葵花籽油等植物油种植面积少、出油率低,故大豆油是居民生活主要食用油。而含皂量是大豆油的一项重要性质量指标。含皂量的数值会直接直接影响大豆油的品质,是判定大油质量好次的重要标准之一,所以对含皂量检验的研究显得尤为重要。
一、大豆油含皂量检测的意义
1、油脂含皂量定义:是指经碱炼后油脂中皂化物数量,表示方法是100g油脂中所含油酸钠的克数。
2、大豆在生产过程中制取的毛油基本不含有肥皂,肥皂的来源主要是经过碱化工艺,因加入NaOH水溶液,与毛油中游离的脂肪酸发生中和反应生成脂肪酸钠,而NaOH水溶液中含有Ca2+和Mg2+,Ca2+、Mg2+和脂肪酸钠发生置换反应生成脂肪酸钙和脂肪酸镁。因此若油脂中含皂量过高会导致油脂脱色过程消耗过多H+,从而酸价升高、透明度降低。而油脂含皂量的测定为油脂碱炼精制过程提供加碱数量依据,并且可以将毛油中的游离脂肪酸去除,提升大豆油的品质。
二、油脂含皂量检验原理
油样用中性丙酮水溶液放入水浴锅中煮沸溶解后,使皂化物水解;用配制好的鹽酸标准溶液滴定。
RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O
NaOH+HCl=NaCl+H2O
脂肪酸钠盐RCOONa在水中的溶解度很大。油酸钠25℃时在水中的溶解度为15%, 30℃时可达25%;硬脂酸钠70℃时在水中的溶解度是2.5%,90℃时可达20%以上。故含皂量应在温度90℃条件下进行测定。
三、HCL标准溶液的配制和标定
1、标准溶液配制。C(HCl)=0.01mol/L标准溶液配置。根据《化学试剂标准滴定溶液的制备GB/T601-2016》,吸取0.9mL盐酸,注入1000mL水中摇匀。
2、标准溶液标定。称取0.1g工作基准试剂无水碳酸钠,在270℃-300℃烘箱中烘至恒量,溶于50mL中,加10滴溴甲酚绿-甲基红指示液,用配置好的0.1mol/L盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色,以 30s不褪色为终点,同时做空白实验。
盐酸标准溶液的浓度计算式:CHCl=■×1000
式中: C(HCl) -盐酸标准溶液之物质的量浓度,mol/L
m(Na2CO3)-无水碳酸钠之质量(g)
V(HCl)-盐酸溶液之用量(mL)
Vo-空白试验盐酸溶液之用量(mL)
106-无水碳酸钠的摩尔质量(g/mol)
四、配制中性丙酮溶液用
用量筒量取980mL丙酮至烧杯中,再量取20 mL水加入至丙酮中,摇匀。临分析前,每100 mL中加入0.5 mL1%溴酚蓝溶液,滴加0.01mol/L盐酸溶液调节至溶液呈黄色。实际配制时可按照实验所用丙酮水溶液量按同比例减量配制。
五、实验过程
1、油样制备。称取三级油样品40g,精确至0.01g,置于具塞锥形瓶中,加入1mL水,将锥形瓶置于沸水浴(90℃)中,充分摇匀。加入1mL水主要是为了防止油样爆沸,在实际操作过程中,加入1mL水,油样也是有爆沸情况,而加入沸石后可以有效控制油样爆沸,所以个人认为在具塞锥形瓶中加入沸石作用更优,更加有效防止油样爆沸。
2、用量筒量取50mL丙酮水溶液和油样混匀,在水浴中加热后,充分振摇。
3、用酸式滴定管趁热逐滴滴加0.01mol/L盐酸标准溶液,每滴至溶液从蓝色变为黄色。30秒不褪色,记录消耗盐酸体积。同时做空白试验。
六、实验探讨
1、样品称取量,原标准为10g,标准修订后为40g,原标准中样品称取量难以满足目前已发布的油脂标准中对含皂量的限量标准( ≤0.03%)的测定要求,如按原标准测定当油脂中含皂量在标准限量以下时,滴定体积不到0.5mL,会导致结果精密度较差。而目前因为我们各地方粮油检验监测站测定的油产品多为成品食用油,油样中含皂量很低,符合国家标准生产要求,所以我们在探讨油脂中含皂量问题时,可以选择市场上销售的三级油产品,便于测定出含皂量。而在实际工作中我们检测的油产品种类繁多,油质级数多样,因此为了更加有效测定含皂量,可以将标准中称取的样品40g增加至80g与丙酮水溶液融合,这样测定含皂量时,溶液颜色变色更容易观察,测定的结果更加精确。
2、HCl和NaOH标定问题。为了更精确大豆油含皂量,需要严格控制标定HCl和NaOH的浓度,因实验过程受个人和环境等因素影响,不能精确保证每次称量样品一致,所以本次实验中选取12个称量瓶,即使实验存在少许误差,也能保证每组有4个称量样品平行。此过程可以通过选取12个称量瓶,将12个称量瓶分别用记号笔标记序号,将12个称量瓶放入105℃电烘箱中烘1小时,并在干燥罐中冷却30分钟左右,待称量瓶冷却后,称取0.1g无水碳酸钠分别放入1-6号称量瓶;称取0.15g邻苯二甲酸氢钾分别放入7-12号称量瓶,将1-6号装有无水碳酸钠称量瓶放入270℃-300℃电烘箱烘至恒量(因无水碳酸钠暴露在空气中,极易吸水,故电烘箱的温度需要控制在270℃-300℃),立即放入干燥罐中。将7-12号装有邻苯二甲酸氢钾称量瓶放入105℃-110℃电烘箱烘至恒量,立即放入干燥罐中。通过以上做法标定HCl和NaOH的浓度能保证每组4个数据平行,达到GB/T601-2016重复性临界极差的相对值在0. 18%以内。
3、因为我们各检验员在实际检验油脂含皂量时,其滴定颜色不易观察,故而将原标准中稀释试剂由石油醚改为“丙酮水溶液”,滴定时锥形瓶中溶液呈现两相,便于观察滴定过程中颜色的变化情况。
(作者单位:136600吉林省东辽县粮油检验监测站)