本發(fā)明涉及一種評價油脂氧化穩(wěn)定性的電化學方法，屬于分析化學領(lǐng)域的油脂氧化穩(wěn)定性檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

油脂或含脂類的物品在人類生活中隨處可見，但在儲藏的過程中，由于光照、溫度、空氣等因素的影響油脂易氧化，產(chǎn)生氫過氧化物，有潛在的致癌性，影響使用者的健康。油脂自動氧化過程非常復(fù)雜，其變化歷程主要為誘導(dǎo)期、發(fā)展期、終止期三個部分。誘導(dǎo)期是一個緩慢的過程，其中油脂發(fā)生氧化逐漸產(chǎn)生氫過氧化物。油脂自動氧化過程中，由誘導(dǎo)期到發(fā)展期之間的時間(氧化誘導(dǎo)時間)與油脂的抗氧化能力，即油脂的氧化穩(wěn)定性密切相關(guān)。因此，可以通過測量油脂的氧化誘導(dǎo)時間來評價油脂的氧化穩(wěn)定性。

目前國內(nèi)外油脂體系中氫過氧化物含量的測量，常用的方法主要有碘量法、分光光度法和電化學法等。王愛娟等利用油脂氧化過程產(chǎn)生的氫過氧化物與碘化鉀反應(yīng)，生成游離態(tài)碘，以硫代硫酸鈉標準溶液滴定碘，根據(jù)硫代硫酸鈉的消耗量計算過氧化值。余輝等在利用氫過氧化物在酸性條件下可將Fe(II)氧化成Fe(III)，F(xiàn)e(III)再與硫氰酸鹽反應(yīng)生成紅色的硫氰酸鐵絡(luò)合物，采用分光光度法進行比色定量。邵志芳等用聚乙烯醇-亞鐵氰化鉀修飾電極測定油/水型乳液中油脂的氫過氧化物含量。

目前測定油脂中氫過氧化物含量的方法不全面，已見報道的研究中存在諸多缺點，如碘量法的試劑量大，且滴定終點不易判斷導(dǎo)致準確度不高，再現(xiàn)性差；分光光度法操作較繁瑣，耗時長，所用試劑如氯仿等為毒性物質(zhì)。用石墨烯修飾電極測定油脂體系中氫過氧化物含量的研究尚未見有關(guān)報道。

油脂的導(dǎo)電性較差，而油脂氧化過程所引起的峰電流變化相對較小，用裸玻碳電極進行峰電流測量時，靈敏度較低，實驗誤差較大。所以有必要對玻碳電極進行修飾以能較準確靈敏地測量油脂的峰電流。石墨烯是一種由單層碳原子緊密堆積成的六方蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的晶體，它具有優(yōu)異的電化學性能，如電荷傳遞電阻小、電催化活性高和電化學窗口寬等。本文 用電化學方法制備了石墨烯修飾電極并對其進行表征，由于計時電流法可以快速準確地測量油脂氧化過程在峰電流值及其變化，據(jù)此建立了一種簡便、靈敏和準確地評價油脂氧化穩(wěn)定性的電化學方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，如試劑用量大、試劑毒性大、操作過于繁瑣等，提出了一種評價油脂氧化穩(wěn)定性的電化學方法。本發(fā)明首先用在線電還原技術(shù)制備了石墨烯修飾玻碳電極，通過選擇合適的支持電解質(zhì)和工作電壓，采用計時電流法測量并記錄油脂氧化過程中氧化峰電流的變化，從而提出了一種簡便、靈敏和準確地評價油脂氧化穩(wěn)定性的電化學方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種評價油脂氧化穩(wěn)定性的電化學方法，包括以下步驟：(1)在線電還原氧化石墨烯懸浮液制備了石墨烯修飾電極；(2)將待測油脂用支持電解質(zhì)溶液稀釋，將稀釋液加入電解池中，組成三電極系統(tǒng)(工作電極為石墨烯修飾電極、對電極為鉑絲電極、參比電極為甘汞電極)；(3)選擇合適的工作電位，通過計時電流法測量并記錄油脂氧化過程中氧化峰電流的變化；(4)通過雙切線法對峰電流-時間曲線作雙切線，交點所對應(yīng)的時間即為油脂的氧化穩(wěn)定時間。

玻碳電極的預(yù)處理方法為：將玻碳電極依次用0.3和0.05μm的氧化鋁粉末在鹿皮上研磨拋光，至電極表面光亮如鏡。依次在無水乙醇和稀硝酸中超聲清洗5min，每次超聲后均用超純水沖洗，室溫下晾干備用。

修飾電極的制備：將通過修正Hummers法制備的氧化石墨用水分散，并用超聲清洗器超聲約5h，靜置后取上層液離心分離并在60℃下真空干燥，即得氧化石墨烯。玻碳電極的修飾層石墨烯懸浮液，所述懸浮液濃度為0.5-2.0g/L，掃描速度為10-50mV/s，電沉積圈數(shù)為20-50圈。

優(yōu)選地，所述的氧化石墨烯懸浮液濃度為1.0g/L，將處理好的玻碳電極置于氧化石墨烯懸浮液中，通N₂除氧。飽和甘汞電極為參比電極，鉑片電極為對電極。采用循環(huán)伏安法以20mV/s的掃速在-1.5V到0.5V電位范圍內(nèi)掃描30圈，沖洗、室溫晾干后即得電沉積還原的石墨烯修飾電極。

油脂峰電流測量條件選擇的實驗：考察了溶劑對油脂峰電流測量的影響，對不同的有機溶劑進行油脂溶解和計時電流法測量時發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)選擇乙醇∶三氯甲烷＝20∶3(V∶V)作為溶 劑時能完全溶解油脂。所以選擇乙醇和三氯甲烷的混合溶液為溶解油脂的溶劑。

進一步地，考察油脂取樣量對油脂峰電流測量的影響，并測量其響應(yīng)電流。分別稱取0.10g、0.20g、0.50g和1.00g溶解于支持電解質(zhì)中并測量峰電流，發(fā)現(xiàn)隨著油脂含量的增大，體系響應(yīng)電流也有所增加。由于油脂本身的導(dǎo)電性較差，且油脂氧化過程所引起電流變化的絕對值較小，若體系的電流值太大，則測量結(jié)果的靈敏度就會降低；若體系的電流值太小，測量結(jié)果的重現(xiàn)性會受到影響，準確度難以得到保證。實驗結(jié)果表明，油脂取樣量為0.20g時，能較好地滿足測量結(jié)果的準確度和精密度的要求。

進一步地，考察計時電流法測量油脂的工作電位的選擇，通過測量空白溶液(1×10^-3mol/L LiCl-乙醇/三氯甲烷(V/V＝20/3)、含0.2g油樣溶液的伏安特性曲線，發(fā)現(xiàn)含油樣溶液在0V-1V出現(xiàn)了氧化寬峰，是因為在該電壓范圍內(nèi)多種過氧化物發(fā)生了連續(xù)的氧化反應(yīng)導(dǎo)致了多個氧化峰的重疊。在0.45V電位處出現(xiàn)了較為明顯的氧化峰，故選擇較為合適的0.45V作為計時電流法檢測的工作電位。

三電極系統(tǒng)：電沉積還原的石墨烯修飾電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極，鉑絲電極作為對電極；將三電極系統(tǒng)放入待測油脂樣品的電解池中測量體系的氧化峰電流。

更進一步地，考察油脂峰電流和過氧化值隨時間的變化關(guān)系，加速氧化過程剛開始時，隨著油脂中氫過氧化物的增多，油脂的POV緩慢增加，峰電流也隨之增大，此段時間為油脂在該溫度條件下的誘導(dǎo)期。隨后POV快速增大，同時，峰電流增加的速率也加快。通過圖2和圖3中的峰電流-t曲線和POV-t曲線，由雙切線法可分別求得橄欖油、杏仁油在70℃水浴下的氧化穩(wěn)定時間為10.14h和10.08h、2.82h和2.86h。F檢驗和t檢驗結(jié)果表明，兩種測量方法之間不存在顯著性差異。計時電流法較國標法能更為簡便、靈敏和準確地評價油脂氧化穩(wěn)定性。

本發(fā)明所用的試劑可選用分析純，所用的水可選用超純水。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本方法克服了目前已見報道的測量方法的諸多弊端，研制了一種在線電還原的石墨烯修飾玻碳電極，通過計時電流法測量并記錄油脂氧化過程中氧化峰電流的變化，從而評價油脂的氧化穩(wěn)定性。方法簡單、準確、靈敏度高，可對油脂的氧化穩(wěn)定時間進行直接測定。具體表現(xiàn)在：①準確度、靈敏度高，可直接測量油脂氧化過程中峰電流的變化；②與國標法相比，計時電流法是一種更為簡便、準確和經(jīng)濟的方法。③本發(fā)明說提出的測量方法可用于植物油脂的氧化穩(wěn)定性的評價。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是石墨烯修飾電極的掃描電鏡圖。

圖2是橄欖油的過氧化值和峰電流值隨時間的變化關(guān)系圖。

圖3是杏仁油的過氧化值和峰電流值隨時間的變化關(guān)系圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種評價油脂氧化穩(wěn)定時間的電化學方法，步驟如下，(1)：將玻碳電極依次用0.3μm和0.05μm的氧化鋁粉末在鹿皮上打磨，至電極表面光亮如鏡。依次在無水乙醇和稀硝酸中超聲清洗5min，室溫下晾干備用。(2)：將處理好的玻碳電極置于1.0g/L GO懸浮液中，通N₂除氧。飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為對電極。采用循環(huán)伏安法以20mV/s的掃速在-1.5V到0.5V電位范圍內(nèi)掃描30圈，沖洗、室溫晾干后即得在線電還原的石墨烯修飾電極。(3)：在線電還原的石墨烯修飾電極作為工作電極，飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極，213型鉑片電極作為對電極；將三電極系統(tǒng)放入待測油脂樣品的電解池中，通過計時電流法測量并記錄油脂氧化過程中氧化峰電流的變化。(4)：利用國標法同步測量油脂的過氧化值。(5)：通過雙切線法求得該油脂的氧化穩(wěn)定時間。

用上述建立的電化學方法和國標中植物油檢驗的方法測定不同的兩種油品，用T檢驗和F檢驗計算結(jié)果的可靠性，所得結(jié)果均為六次平行測定所得。

表1 T檢驗和F檢驗

*六次測量結(jié)果的平均值；

a遵循國標GB/T 5009.37-2003，依據(jù)POV-時間曲線求得的氧化穩(wěn)定時間；

b通過計時電流法，依據(jù)i_p-時間曲線求得的氧化穩(wěn)定時間；

c置信度P＝0.05，n＝6，查表得t為2.23；

d置信度P＝0.05，自由度f₁＝f₂＝5，查表得f為5.05。

由表中可以看出，兩種方法用T檢驗和F檢驗無顯著性差異，說明建立的電化學方法結(jié)果可靠，準確度高。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。