基于電導(dǎo)率法的地溝油含量測(cè)定
引 言
地溝油,是從地溝的廢棄食物或者殘?jiān)刑釤挸龅挠停?可分為三類:一是狹義的地溝油,是將下水道中的油膩漂浮物或賓館,酒樓的剩菜剩飯經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工和提煉出的油;二是由劣質(zhì)的豬肉,豬內(nèi)臟,豬皮加工和提煉出的油;三是用于油炸食品的油,但超過(guò)一定使用次數(shù)后被重復(fù)使用或向其中加入一部分新油再進(jìn)行使用的油類[1]。
初期處理的地溝油只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工,即去掉肉眼能看見(jiàn)的臟東西,反復(fù)加熱后把殘?jiān)^(guò)濾或沉淀掉就被視為食用油出現(xiàn)在市場(chǎng)上。隨著造假技術(shù)的進(jìn)一步提升,地溝油經(jīng)白土和活性炭吸附進(jìn)行脫色處理過(guò)濾后顏色變淺并且變亮,摻入正常的食用油中無(wú)法通過(guò)肉眼識(shí)別,達(dá)到了以假亂真的效果[2]。地溝油中不僅含有大量污水、重金屬、垃圾和洗滌劑,還含有黃曲霉素及苯并芘等致癌物質(zhì),且地溝油不衛(wèi)生的制作過(guò)程導(dǎo)致其含有大量細(xì)菌和真菌等有害微生物,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的寄生蟲(chóng)及蟲(chóng)卵。
當(dāng)人們食用經(jīng)處理過(guò)的地溝油時(shí),輕者會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭疼、腹瀉、腹痛、消化不良等癥狀,重者體內(nèi)的白血球和消化道粘膜會(huì)遭到破壞,引起食物中毒,內(nèi)臟嚴(yán)重受損甚至致癌[2]。此外,大部分地溝油中都含有富含飽和脂肪酸的動(dòng)物油脂,而食用過(guò)量飽和脂肪酸會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)膽固醇,三酰甘油,LDL-C 含量升高,對(duì)心腦血管健康造成巨大威脅[3]。針對(duì)地溝油對(duì)食品安全造成的極大危害,采取有效鑒別地溝油的方法,對(duì)加強(qiáng)地溝油的監(jiān)督管理,確保食用油質(zhì)量和人身健康具有重要價(jià)值[4]。
1 研究背景
許多發(fā)達(dá)國(guó)家都有對(duì)地溝油進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管的制度,美國(guó)對(duì)非法回收和加工地溝油有嚴(yán)厲的懲罰制度;德國(guó)的泔水從產(chǎn)出、回收和利用都有詳細(xì)的記錄 ;而日本在很多城市都設(shè)有廢棄油回收點(diǎn),通過(guò)專業(yè)公司處理后由政府高價(jià)回收等[5]。隨著我國(guó)餐飲業(yè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大,所產(chǎn)生的廢棄油脂也日益增多。在利益的驅(qū)使下,許多不法分子將目光投向了提煉地溝油,并將其摻入到食用油中流入市場(chǎng)[6]。由于成本低,利潤(rùn)大,而且我國(guó)對(duì)廢棄油脂的回收處理還缺乏完善的管理體制,使得越來(lái)越多的地溝油涌入市場(chǎng),不僅造成市場(chǎng)混亂,而且在很大程度上危害著我們國(guó)人的身體健康。因此急需一種簡(jiǎn)單、有效的檢驗(yàn)方法來(lái)拯救我們的市場(chǎng)和每位消費(fèi)者的身心健康。
2 研究目的與意義
目前,我國(guó)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有檢測(cè)地溝油的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB27162005)[7]中,關(guān)于食用油的理化指標(biāo)檢測(cè)包括酸價(jià)、過(guò)氧化值、浸出油溶劑殘留、游離酚(棉籽油)、總砷、鉛、黃曲霉毒素、苯并芘、農(nóng)藥殘留共 9 項(xiàng)指標(biāo),分別對(duì)植物原油和植物食用油進(jìn)行不同
的指標(biāo)檢測(cè)。但這 9 項(xiàng)指標(biāo)即使是地溝油也可以在經(jīng)過(guò)深加工后達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),無(wú)法針對(duì)地溝油進(jìn)行辨別性檢測(cè)。而且傳統(tǒng)檢測(cè)地溝油的方法如酸價(jià)測(cè)定法,過(guò)氧化值測(cè)定法測(cè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng),操作步驟復(fù)雜繁瑣,不易應(yīng)用和掌握[2]。由于在烹飪過(guò)程中加入了各種各樣的調(diào)味劑以及污水中含有大量的金屬離子使地溝油的電導(dǎo)率測(cè)定值升高[8],因此地溝油的電導(dǎo)率遠(yuǎn)大于食用油的電導(dǎo)率,而且電導(dǎo)率的測(cè)定容易操作,且儀器易于在一般場(chǎng)所配置,便于工作人員使用,更具有方便、廉價(jià)等特點(diǎn),適用于監(jiān)管部門的監(jiān)管與監(jiān)控[9]。所以本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定地溝油水相的電導(dǎo)率值來(lái)簡(jiǎn)單、有效、快速地判斷出食用油中是否摻有地溝油。
3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前,在利用電導(dǎo)率來(lái)測(cè)定地溝油的相關(guān)研究方面,劉志軍[10]等人利用電導(dǎo)率與電解質(zhì)的關(guān)系,因地溝油萃取水相的電導(dǎo)率為食用油的 3~7倍,研制出一種半小時(shí)即可鑒定出地溝油的方法,但準(zhǔn)確性不高,沒(méi)有得到推廣[11]。朱銳[6]等人主要研究了以不同比例向食用油中摻入地溝油來(lái)定量檢測(cè)是否使用地溝油摻假,但并未研究出各種影響電導(dǎo)率值的因素。黃偉[1]等人從電導(dǎo)率和折光指數(shù)兩個(gè)指標(biāo)對(duì)地溝油摻偽進(jìn)行檢測(cè),由于其方法比較復(fù)雜,限制了應(yīng)用[11]。國(guó)外許多國(guó)家對(duì)于地溝油的回收和處理都有嚴(yán)格的法律法規(guī),因此國(guó)外對(duì)地溝油檢測(cè)方法的研究較少。
4 研究方法
電導(dǎo)率是表示物質(zhì)傳輸電流能力強(qiáng)弱的一種測(cè)量值。電導(dǎo)率儀的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板放在被測(cè)溶液中,在極板的兩端加上一定電勢(shì),然后測(cè)定極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律,電導(dǎo)率是電阻的倒數(shù),由導(dǎo)體本身決定。水相的電導(dǎo)率值與其所含的無(wú)機(jī)酸、堿、鹽的量有一定關(guān)系,當(dāng)這些量的濃度較低時(shí),電導(dǎo)率值隨著濃度的增大而增大,因此,該指標(biāo)常用于推測(cè)水中離子的總濃度或者含鹽量。正常的食用油脂屬于非導(dǎo)電物質(zhì),其電導(dǎo)率值很低,而地溝油中含有食物殘?jiān)?,洗滌劑以及食鹽等添加物,且在烹飪和提煉過(guò)程中與金屬器皿長(zhǎng)時(shí)間接觸,含有大量金屬離子,更重要的是油脂在氧化變質(zhì)的過(guò)程中會(huì)分解產(chǎn)生大量極性小分子化合物如醛、酮等[12],使得非導(dǎo)電油脂的電導(dǎo)率大幅度增加。故用測(cè)定油水混合物萃取水相的電導(dǎo)率方法來(lái)判定樣品油中是否含有地溝油是有效可行的。
5 材料與方法
5.1 材料與試劑
分別選取金龍魚一級(jí)大豆油,金鼎一級(jí)大豆油,燒烤店用油,油條店用油,烤腸攤用油,熏肉大餅店用油,散打油 1, 散打油 2,餅店用油,臭豆腐炸后油(地溝油)和去離子水(電導(dǎo)率為 2.47 μS/cm)
5.2 儀器與設(shè)備
除選用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀(DJS-1C型鉑黑電導(dǎo)電極)與北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的Sartorius電子天平外,還需 50 mL的燒杯, 100mL的量筒若干。
5.3 實(shí)驗(yàn)方法
5.3.1 電導(dǎo)率儀的安裝及調(diào)試
將電源及電極插入相應(yīng)的電源插座和電極插座中,并將電極的固定架安裝在電導(dǎo)率儀右側(cè),將電極放在固定架上。打開(kāi)開(kāi)關(guān),待顯示屏穩(wěn)定后,開(kāi)始調(diào)試。按 測(cè)量轉(zhuǎn)換 鍵直到顯示屏右下角出現(xiàn) 電導(dǎo)率 字樣,然后按 模式 鍵,再按上下鍵選擇 電極常數(shù) ,按 確定 后,儀器顯示 電極常數(shù)設(shè)定 和 電極常數(shù)標(biāo)定 ,按上下鍵確定電極常數(shù)設(shè)定, 由于電極的型號(hào)為DJS-1C型鉑黑電極,因此電極常數(shù)設(shè)定為1, 按 確定 即可進(jìn)行測(cè)量。
5.3.2油萃取水相電導(dǎo)率的測(cè)定
稱取 10 組 10.0 g 不同種類的油,用去離子水配成水油比為 2∶1(mL/g)的油水混合物,攪拌 30 s后靜置分層10 min,然后萃取出水相,測(cè)定萃取出的水相的電導(dǎo)率值,并扣除去離子水自身的電導(dǎo)率值[13]。
5.3.3 測(cè)定水油比對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
每種油稱取四組,每 10.0 g 為一組。分別加入 10,20, 30,40 mL 的去離子水,配置成為水油比分別為1∶1,2∶1,3∶1,4∶1 的油水混合物,攪拌 30 s后靜置分層10 min,萃取出水相,并測(cè)定水相的電導(dǎo)率值,扣除去離子水的電導(dǎo)率值。
5.3.4 測(cè)定油水混合物的混勻方式對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
每種油稱取兩組,每 10.0 g 為一組。分別加入 20 mL 的去離子水,配制成水油比為 2∶1 的油水混合物,第一組攪拌30 s,然后靜置分層10 min,萃取水相并測(cè)出電導(dǎo)率值。第二組振蕩 30 s,靜置分層10 min,萃取水相并測(cè)出其電導(dǎo)率值。但以上測(cè)出的電導(dǎo)率值都應(yīng)減去去離子水的電導(dǎo)率值。
5.3.5 測(cè)定靜置分層的時(shí)間對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
每種油稱取兩組,每組 10.0 g,分別加入 20 mL 的去離子水,攪拌 30 s,第一組靜置分層10 min,第二組靜置分層過(guò)夜,分別萃取兩組的水相并測(cè)定水相的電導(dǎo)率值,扣除去離子水的電導(dǎo)率值并進(jìn)行比較。
6 結(jié)果與分析
6.1 樣品油萃取水相的電導(dǎo)率值
各種油的電導(dǎo)率值見(jiàn)表 1 所列。
從表 1 中可以看出臭豆腐炸后油,即純粹的地溝油的萃取水相的電導(dǎo)率值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他油的電導(dǎo)率值。在超市所購(gòu)買的金龍魚一級(jí)大豆油和金鼎一級(jí)大豆油的電導(dǎo)率值均小于10 μS/cm,而測(cè)定的樣品油中,油條店用油和烤腸攤用油及散打油 2的萃取水相的電導(dǎo)率值明顯高于 10μS/cm,甚至達(dá)到其他油類的 2~4倍,因此可以判斷出正常食用油的電導(dǎo)率值均小于 10μS/cm,而地溝油的電導(dǎo)率值則大于 30μS/cm,介于10 ~30 μS/cm 之間的油類則摻有地溝油,屬于摻假油。
6.2 水油比對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
水油比對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響如圖 1所示。由圖 1 可知,水油比對(duì)電導(dǎo)率值的大小有較大影響,當(dāng)水油比為1∶1 時(shí),萃取水相操作較難控制,操作性不強(qiáng);當(dāng)水油比為 3∶1時(shí), 測(cè)定結(jié)果不穩(wěn)定 ;當(dāng)水油比為 4∶1時(shí),10種油的電導(dǎo)率值差距不大,無(wú)法明確判斷出是否含有地溝油。因此,選擇水油比為 2∶1的比例較合適,既穩(wěn)定又能明顯區(qū)分,可以清楚判斷出是否摻有地溝油。
6.3 油水混合物的混勻方式對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
油水混合物的混勻方式對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響如圖2 所示。從圖2中可以看出,油水混合物的混勻方式為攪拌時(shí), 將油和水進(jìn)行比較徹底的混合,油中的各種離子完全進(jìn)入水中,因此各種油萃取水相的電導(dǎo)率值可進(jìn)行清晰的區(qū)分和判斷, 而振蕩使得油和水無(wú)法很好地混合,油中的離子沒(méi)有徹底進(jìn)入水中,導(dǎo)致各種油的萃取水相的電導(dǎo)率值差距不大,不能很好地區(qū)分。故選擇以攪拌方式將油和水進(jìn)行混合比較合適。
6.4 靜置分層的時(shí)間對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響
靜置分層時(shí)間對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響如圖 3 所示。
從圖 3 所示的結(jié)果中可看出,第二組過(guò)夜靜置分層的油水混合物萃取水相的電導(dǎo)率值與第一組經(jīng)過(guò) 10 min 靜置分層的油水混合物的萃取水相的電導(dǎo)率值并沒(méi)有明顯差別。因此靜置分層過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)油水混合物萃取水相的電導(dǎo)率值沒(méi)有明顯影響。
7 討論
從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,正常食用油的電導(dǎo)率值均小于 10 μS/cm,地溝油的電導(dǎo)率值大于 30 μS/cm,而樣品中某些油類的電導(dǎo)率值介于10 ~30 μS/cm 之間,屬于正常食用油中摻有一定量的地溝油。而且在研究各種因素對(duì)樣品油萃取水相的電導(dǎo)率值的影響時(shí),可以看出油水混合物的水油比對(duì)萃取水相的電導(dǎo)率值有明顯影響,并且經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出了最合適的水油比。油水混合物的混勻方式對(duì)萃取水相的電導(dǎo)率值也有相對(duì)明顯的影響。而靜置分層時(shí)間 10 min 和過(guò)夜靜置分組測(cè)定后,萃取水相的電導(dǎo)率值并沒(méi)有明顯區(qū)別。
8 結(jié) 語(yǔ)
在超市購(gòu)買的金龍魚一級(jí)大豆油和金鼎一級(jí)大豆油為正常合格的食用油,在學(xué)校周圍收集的燒烤店用油,熏肉大餅店用油及散打油 1 號(hào)的電導(dǎo)率值小于 10 μS/cm,故為正常合格的食用油。臭豆腐炸后油為純地溝油,電導(dǎo)率超過(guò) 30 μS/cm。而在學(xué)校周圍其他店收集的油如油條店用油,烤腸攤用油,餅店用油和散打油 2 號(hào)的電導(dǎo)率值均在 10 ~30 μS/cm 之間,故判斷這些油類都不同程度的摻有地溝油。
在研究各因素對(duì)萃取水相電導(dǎo)率值的影響實(shí)驗(yàn)中可以得出,油水混合物水油比對(duì)萃取水相的電導(dǎo)率值有明顯影響, 最合適的水油比為 2∶1 ;油水混合物的混勻方式對(duì)萃取水相的電導(dǎo)率值也有明顯影響,攪拌方式能夠使得油水混合物混勻,油中各種離子能夠徹底進(jìn)入水中,測(cè)得的電導(dǎo)率值更加準(zhǔn)確,而振蕩方式不能很好的達(dá)到這一點(diǎn),因此,攪拌方式為最合適的選擇 ;靜置分層的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)萃取水相的電導(dǎo)率值與靜置分層10 min萃取水相的電導(dǎo)率值并沒(méi)有明顯差別,所以10 min 的時(shí)間使油水混合物能夠明顯分層即可。