基于電導(dǎo)率法的地溝油含量測定

引 言

地溝油，是從地溝的廢棄食物或者殘渣中提煉出的油， 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)過簡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)過簡單加工，即去掉肉眼能看見的臟東西，反復(fù)加熱后把殘渣過濾或沉淀掉就被視為食用油出現(xiàn)在市場上。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)行脫色處理過濾后顏色變淺并且變亮，摻入正常的食用油中無法通過肉眼識別，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)生的制作過程導(dǎo)致其含有大量細(xì)菌和真菌等有害微生物，同時還會產(chǎn)生大量的寄生蟲及蟲卵。

當(dāng)人們食用經(jīng)處理過的地溝油時，輕者會出現(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物油脂，而食用過量飽和脂肪酸會導(dǎo)致人體內(nèi)膽固醇，三酰甘油，LDL-C 含量升高，對心腦血管健康造成巨大威脅［3］。針對地溝油對食品安全造成的極大危害，采取有效鑒別地溝油的方法，對加強(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值［4］。

1 研究背景

許多發(fā)達(dá)國家都有對地溝油進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管的制度，美國對非法回收和加工地溝油有嚴(yán)厲的懲罰制度；德國的泔水從產(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，通過專業(yè)公司處理后由政府高價回收等［5］。隨著我國餐飲業(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［6］。由于成本低，利潤大，而且我國對廢棄油脂的回收處理還缺乏完善的管理體制，使得越來越多的地溝油涌入市場，不僅造成市場混亂，而且在很大程度上危害著我們國人的身體健康。因此急需一種簡單、有效的檢驗方法來拯救我們的市場和每位消費者的身心健康。

2 研究目的與意義

目前，我國國內(nèi)還沒有檢測地溝油的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的國家強(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)檢測包括酸價、過氧化值、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 項指標(biāo)，分別對植物原油和植物食用油進(jìn)行不同

的指標(biāo)檢測。但這 9 項指標(biāo)即使是地溝油也可以在經(jīng)過深加工后達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，無法針對地溝油進(jìn)行辨別性檢測。而且傳統(tǒng)檢測地溝油的方法如酸價測定法，過氧化值測定法測定時間過長，操作步驟復(fù)雜繁瑣，不易應(yīng)用和掌握［2］。由于在烹飪過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)率的測定容易操作，且儀器易于在一般場所配置，便于工作人員使用，更具有方便、廉價等特點，適用于監(jiān)管部門的監(jiān)管與監(jiān)控［9］。所以本實驗通過測定地溝油水相的電導(dǎo)率值來簡單、有效、快速地判斷出食用油中是否摻有地溝油。

3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，在利用電導(dǎo)率來測定地溝油的相關(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，研制出一種半小時即可鑒定出地溝油的方法，但準(zhǔn)確性不高，沒有得到推廣［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定量檢測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)兩個指標(biāo)對地溝油摻偽進(jìn)行檢測，由于其方法比較復(fù)雜，限制了應(yīng)用［11］。國外許多國家對于地溝油的回收和處理都有嚴(yán)格的法律法規(guī)，因此國外對地溝油檢測方法的研究較少。

4 研究方法

電導(dǎo)率是表示物質(zhì)傳輸電流能力強(qiáng)弱的一種測量值。電導(dǎo)率儀的測量原理是將兩塊平行的極板放在被測溶液中，在極板的兩端加上一定電勢，然后測定極板間流過的電流。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)率值與其所含的無機(jī)酸、堿、鹽的量有一定關(guān)系，當(dāng)這些量的濃度較低時，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渣，洗滌劑以及食鹽等添加物，且在烹飪和提煉過程中與金屬器皿長時間接觸，含有大量金屬離子，更重要的是油脂在氧化變質(zhì)的過程中會分解產(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。故用測定油水混合物萃取水相的電導(dǎo)率方法來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大豆油，金鼎一級大豆油，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 實驗方法

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。打開開關(guān)，待顯示屏穩(wěn)定后，開始調(diào)試。按 測量轉(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)行測量。

5.3.2油萃取水相電導(dǎo)率的測定

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 測定水油比對萃取水相電導(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 測定油水混合物的混勻方式對萃取水相電導(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，萃取水相并測出其電導(dǎo)率值。但以上測出的電導(dǎo)率值都應(yīng)減去去離子水的電導(dǎo)率值。

5.3.5 測定靜置分層的時間對萃取水相電導(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，第二組靜置分層過夜，分別萃取兩組的水相并測定水相的電導(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。在超市所購買的金龍魚一級大豆油和金鼎一級大豆油的電導(dǎo)率值均小于10 μS/cm，而測定的樣品油中，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 水油比對萃取水相電導(dǎo)率值的影響

水油比對萃取水相電導(dǎo)率值的影響如圖 1所示。由圖 1 可知，水油比對電導(dǎo)率值的大小有較大影響，當(dāng)水油比為1∶1 時，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， 測定結(jié)果不穩(wěn)定 ；當(dāng)水油比為 4∶1時，10種油的電導(dǎo)率值差距不大，無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萃取水相電導(dǎo)率值的影響

油水混合物的混勻方式對萃取水相電導(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， 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法很好地混合，油中的離子沒有徹底進(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 靜置分層的時間對萃取水相電導(dǎo)率值的影響

靜置分層時間對萃取水相電導(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 10 min 靜置分層的油水混合物的萃取水相的電導(dǎo)率值并沒有明顯差別。因此靜置分層過長時間對油水混合物萃取水相的電導(dǎo)率值沒有明顯影響。

7 討論

從上述實驗結(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樣品油萃取水相的電導(dǎo)率值的影響時，可以看出油水混合物的水油比對萃取水相的電導(dǎo)率值有明顯影響，并且經(jīng)實驗得出了最合適的水油比。油水混合物的混勻方式對萃取水相的電導(dǎo)率值也有相對明顯的影響。而靜置分層時間 10 min 和過夜靜置分組測定后，萃取水相的電導(dǎo)率值并沒有明顯區(qū)別。

8 結(jié) 語

在超市購買的金龍魚一級大豆油和金鼎一級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 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。

在研究各因素對萃取水相電導(dǎo)率值的影響實驗中可以得出，油水混合物水油比對萃取水相的電導(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，因此，攪拌方式為最合適的選擇 ；靜置分層的時間過長對萃取水相的電導(dǎo)率值與靜置分層10 min萃取水相的電導(dǎo)率值并沒有明顯差別，所以10 min 的時間使油水混合物能夠明顯分層即可。