徐 晓,钟 贞

(丽珠集团丽珠制药厂,珠海 519045)

药用油脂作为脂溶性药物的溶媒辅料,常用于维生素E滴丸、脂肪乳注射液等药品的生产,然而受氧气、光照及微生物等影响,油脂中不饱和脂肪酸易氧化生成过氧化自由基,通过链式反应直至油脂彻底酸败[1-2]。若人体食用过量的过氧化脂质,可破坏细胞正常结构与生理功能,因此国家标准GB 2716－2018«食品安全国家标准 植物油»利用过氧化值(过氧化物相当于碘的质量分数)表示油脂中过氧化物含量,以评价其氧化酸败的程度,同时«中华人民共和国药典»(2020年版)也规定了药用油脂中过氧化值的限度(不超过0.13 g/100 g)。如何简便、快速、准确地测定油脂中过氧化值,对相关产品的质量控制意义重大。

目前测定过氧化值的方法主要为滴定法[3-4]、分光光度法[5-6]、色谱法[7-8]和电化学法[9-10]等,其中滴定法借鉴碘量法的测定原理,灵敏度较低,终点指示不敏锐;分光光度法操作简便,但摩尔吸光系数受影响因素较多,结果重复性较差;采用色谱法时,样品预处理复杂,检测成本较高。文献[11]以单质碘为滴定剂,采用库仑滴定法测定油脂的过氧化值,但该方法可能存在下述问题:首先样品中剩余的硫代硫酸钠在酸性环境下易发生分解,其次电解生成的碘极易挥发,从而影响结果的准确度。本工作在此基础上,优化了库仑滴定法测定油脂的过氧化值的分析步骤,过量的氯化亚铁与油脂中过氧化物充分反应后,通过电解产生Ce4＋来滴定样品中剩余Fe2＋,间接测得过氧化值。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

ZDJ-5型库仑滴定仪;ZDJ-4B型自动电位滴定仪;铂丝电极[外套玻璃管,装有10%(质量分数)硫酸钾溶液,底部为陶瓷砂芯];217型饱和甘汞电极;213型铂片电极;FA1204N 型分析天平。

氯化亚铁标准溶液:准确称取0.30 g四水合氯化亚铁(FeCl2·4H2O),加少许水溶解后,再加入10 mol·L－1盐酸溶液2 mL,继续加水稀释并定容至100 mL,采用0.01 mol·L－1重铬酸钾溶液标定后,待用。

碘化钾饱和溶液:称取20.0 g 碘化钾溶于10 mL煮沸冷却后的水中,摇匀后存于棕色瓶中,待用。

重铬酸钾基准试剂;冰乙酸、异辛烷、碘化钾、硫代硫酸钠、硫酸亚铈、氯化亚铁、盐酸、氢氧化钠均为分析纯;不同厂家的油脂样品分别编号为1、2、3,另将样品1暴露空气中,放置6个月,编号为样品4;试验用水为自制纯化水。

1.2 试验原理

过量的氯化亚铁溶液加入至预处理后的样品溶液中,Fe2＋被油脂中过氧化物氧化后,电解硫酸铈溶液产生的Ce4＋滴定剩余的Fe2＋,利用电位法指示滴定终点,通过法拉第电解定律计算过氧化值,如式(1)～(3)所示。

1.3 试验方法

1.3.1 库仑滴定法

准确称取一定质量的药用油脂(精确至0.001 g)至电解池中,加入10 mL体积比4∶6的异辛烷-冰乙酸混合液,轻摇振荡使其完全溶解后,加入5.0 mL氯化亚铁标准溶液,搅拌1 min,立即加入1.0 mol·L－1硫酸铈溶液20 mL,开启库仑滴定仪,以213型铂片电极与铂丝电极为电解电极对,213型铂片电极与217型饱和甘汞电极为指示电极对,1.0 mol·L－1硫酸铈溶液为电解质。记录至滴定终点的电解时间,平行测定5次,另做空白试验,根据式(4)计算油脂的过氧化值。

式中:nFe2＋为加入电解池中Fe2＋的物质的量,mol;I为电解电流,A;t为电解时间,s;F为96 500 C·mol－1;253.8为碘的摩尔质量,g·mol－1;m为油脂样品质量,g;100 为换算系数;X为过氧化值,g/100 g。

1.3.2 电位滴定法

参照GB 5009.227－2016«食品安全国家标准食品中过氧化值的测定»,取30 mL 体积比4∶6的异辛烷-冰乙酸混合液溶解10.0 g油脂后,采用电位滴定法测定样品的过氧化值。

2 结果与讨论

2.1 电解质溶液浓度的选择

电解质溶液需有足够的电导率,以保证滴定时恒定的电流强度,并使电流效率达100%。试验采用已知量的氯化亚铁溶液(因没有实际样品的质量,从而不能得出理论过氧化值,但已知量的氯化亚铁为实际样品预处理后剩余氯化亚铁进行滴定反应的模拟值,具有一定代表性)探讨分析条件,考察了不同浓度的硫酸铈溶液(电解质溶液)对6.22×10－2mmol氯化亚铁标准溶液测定结果的影响,每个电解质溶液浓度下测定5次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表1。

由表1可知:随着硫酸铈溶液的浓度增大,测定结果的回收率越来越接近100%,RSD 逐渐减小;当硫酸铈溶液浓度为1.0 mol·L－1时,测定结果的回收率约为100%,且RSD 低于1.0%。这可能由于电解质溶液浓度过低,无法保证电流稳定[12]。因此,试验选择硫酸铈溶液浓度为1.0 mol·L－1。

表1 硫酸铈溶液浓度对测定结果的影响(n＝5)Tab.1 Effect of cerium(Ⅲ)sulfate solution concentration on determined result(n＝5)

2.2 电解电流的选择

电解电流既影响测定结果的准确度,也决定样品的分析时间。由于油脂中过氧化物含量越高,剩余的Fe2＋含量越小,因此试验考察了不同电解电流对不同浓度氯化亚铁标准溶液测定结果的影响,每个电解电流下测定5 次,计算回收率和测定值的RSD,结果见表2。

表2 电解电流对测定结果的影响(n＝5)Tab.2 Effect of electrolytic current on determined result(n＝5)

由表2可知,随着电解电流的增大,分析时间逐渐缩短,当Fe2＋浓度较小时,应选择较小的电流,以保证测定结果的准确度和精密度。因此,应根据溶液中剩余Fe2＋浓度选择合适的电流,以达到最佳测定效果。

2.3 溶解氧的影响

在测定过程中,由于电解质溶液与外界相通,会有氧气溶解于其内,可能造成部分Fe2＋被氧化,使得结果出现误差,因此试验考察电解质溶液在不同滴定条件下(通入氮气前后)对6.22×10－2mmol氯化亚铁标准溶液测定结果的影响,每个滴定条件下测定5 次,计算回收率和测定值的RSD,结果见表3。

由表3可知,不同滴定条件下,各回收率结果相近,表明在较短分析时间下,溶解氧对测定结果影响较小,因此滴定过程无须使用氮气。

表3 滴定条件对测定结果的影响(n＝5)Tab.3 Effect of titration condition on determined result(n＝5)

2.4 电解质溶液酸度的影响

Ce4＋作为常见强氧化剂,在酸性溶液中可将Fe2＋氧化成Fe3＋,不产生中间价态产物,反应较为简单,即使在有机物存在下,仍可获得准确结果[13]。采用盐酸或氢氧化钠调节电解质溶液的酸度,分别考察了不同酸度的电解质溶液对6.22×10－2mmol氯化亚铁标准溶液测定结果的影响,并计算回收率和测定值的RSD,结果见表4。

表4 电解质溶液酸度对测定结果的影响(n＝5)Tab.4 Effect of acidity of electrolyte solution on determined result(n＝5)

由表4 可知,当电解质溶液pH 小于6.0 时,Fe2＋回收率结果均接近100%。Ce4＋在中性或碱性溶液中可能发生水解反应,而电解质溶液的实际酸度在pH 3.0～4.0内,并非中性或碱性,可保证测定结果的准确度。

2.5 精密度试验

分析方法在不同试验环境下的结果重复性,可反映其耐用性,因此选择两位分析人员在不同时间和不同实验室中按照上述步骤对6.22×10－2mmol氯化亚铁标准溶液平行测定5次,并计算测定值的RSD,结果见表5。

表5 精密度试验结果(n＝5)Tab.5 Results of test for precision(n＝5)

由表5可知,不同分析人员所得的测定结果与已知值相近,测定结果的RSD 均低于1.0%,表明该方法精密度较好。

2.6 样品分析

分别采用库仑滴定法和电位滴定法测定不同药用油脂样品的过氧化值,结果见表6。

表6 不同方法测定结果比较(n＝5)Tab.6 Comparison of determined results by different methods(n＝5)

结果表明,库仑滴定法测定结果与电位滴定法测定结果相近。在95%置信度下,对两种方法测定结果进行t检验,无显著性差异(P＞0.05)。

与碘量法相比,基于Fe2＋-Ce4＋体系的库仑滴定法无需配制及标定过多的标准溶液,操作更为简便,且测定耗时较短,另外无需考虑硫代硫酸钠在酸性溶液中分解和单质碘的挥发对结果的干扰,系统误差较少,更加适用于油脂的过氧化值测定。

本工作采用基于Fe2＋-Ce4＋体系的库仑滴定法测定药用油脂的过氧化值。在酸性电解质溶液中,利用铂电极上电解生成的Ce4＋与预处理后样品溶液中剩余的Fe2＋进行氧化还原反应,通过电解时间计算出油脂中过氧化值。与其他分析方法相比,库仑滴定法操作更为简便、分析耗时较短,测定结果的精密度与准确度较好,可为相关产品的质量控制提供参考。