本發(fā)明涉及一種測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)的電化學(xué)方法，屬于分析化學(xué)領(lǐng)域的油脂分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油脂自氧化過(guò)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(gè)部分。誘導(dǎo)期是一個(gè)緩慢的過(guò)程，其中油脂發(fā)生氧化產(chǎn)生過(guò)氧化物，接下來(lái)的發(fā)展期過(guò)氧化物分解產(chǎn)生醛酮等游離小分子物質(zhì)。油脂自動(dòng)氧化由誘導(dǎo)期到發(fā)展期之間的時(shí)間(氧化誘導(dǎo)時(shí)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(guò)測(cè)量油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)油脂的氧化穩(wěn)定性。
目前國(guó)內(nèi)外純油體系中氫過(guò)氧化物含量的測(cè)量，常用的方法主要有碘量法、分光光度法和電化學(xué)法等。
王愛(ài)娟等利用油脂氧化過(guò)程產(chǎn)生的氫過(guò)氧化物與碘化鉀反應(yīng)，生成游離態(tài)碘，以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘，根據(jù)硫代硫酸鈉的消耗量計(jì)算過(guò)氧化值。余輝等在利用氫過(guò)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(jìn)行比色定量。邵志芳等用聚乙烯醇-亞鐵氰化鉀修飾電極測(cè)定油/水型乳液中油脂的氫過(guò)氧化物含量。
目前測(cè)定油脂中氫過(guò)氧化物含量的方法不全面，已見(jiàn)報(bào)道的研究中存在諸多缺點(diǎn)，如碘量法的試劑量大，且滴定終點(diǎn)不易判斷導(dǎo)致準(zhǔn)確度不高，再現(xiàn)性差；分光光度法操作較繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，所用試劑如氯仿等為毒性物質(zhì)。用石墨烯/碳納米管復(fù)合測(cè)定油脂體系中氫過(guò)氧化物含量的研究尚未見(jiàn)有關(guān)報(bào)道。
油脂的導(dǎo)電性較差，而油脂氧化過(guò)程所引起的阻抗變化相對(duì)較小，用裸玻碳電極進(jìn)行阻抗測(cè)量時(shí)，靈敏度較低，實(shí)驗(yàn)誤差較大。所以有必要對(duì)玻碳電極進(jìn)行修飾以能較準(zhǔn)確靈敏地測(cè)量油脂的阻抗。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(xué)性能，如-電荷傳遞電阻小、電催化活性高和電化學(xué)窗口寬等；石墨烯是一種優(yōu)異的電極修飾材料。碳納米管因其具有較大的比表面積和良好的表面活性，往往修飾 在電極表面對(duì)電子反應(yīng)具有催化，放大的作用，因而具備良好的分析特點(diǎn)，近年來(lái)在電化學(xué)和生物傳感器領(lǐng)域運(yùn)用越來(lái)越廣泛。本發(fā)明制備了石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極可以快速準(zhǔn)確地測(cè)量油脂樣品氧化過(guò)程的阻抗值及其變化，據(jù)此建立了一種簡(jiǎn)便、靈敏和準(zhǔn)確地測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的電化學(xué)分析方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，如操作繁瑣；靈敏度和選擇性不理想等，提出了一種測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的電化學(xué)方法。本發(fā)明首先用滴涂法或旋涂法制備了石墨烯/碳納米管修飾玻碳電極，提出了一種簡(jiǎn)便、靈敏地測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的方法。方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、靈敏度高，可準(zhǔn)確測(cè)定油脂氧化過(guò)程中阻抗的變化，從而算得油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種石墨烯/碳納米管電極測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的方法，包括以下步驟，(1)制備了石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極；(2)將待測(cè)油脂用支持電解質(zhì)溶液溶解后加入電解池中，組成三電極系統(tǒng)(工作電極為石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極、對(duì)電極為鉑片電極、參比電極為飽和甘汞電極)，(3)利用交流阻抗法測(cè)定電解池中溶液的阻抗，(4)通過(guò)雙切線法即可求得油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。該方法制備的復(fù)合修飾電極可快速準(zhǔn)確地測(cè)量油脂氧化過(guò)程中阻抗值的變化，從而建立了一種簡(jiǎn)便、靈敏和準(zhǔn)確地測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的電化學(xué)分析方法。
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Al2O3粉末在鹿皮上打磨，至電極表面光亮如鏡。依次用無(wú)水乙醇和超純水中超聲5min，每次超聲后用超純水沖洗，室溫下晾干備用。
多壁碳納米管預(yù)處理：將碳納米管加入適量的濃鹽酸中超聲分散1h，洗至中性，再加入濃硝酸∶濃硫酸(V∶V＝3∶1)加熱回流5h，過(guò)濾并將PH洗至中性，在烘箱中干燥保存。
修飾電極的制備：取2mg酸化處理過(guò)的碳管和2mg石墨烯混合超聲分散于4ml DMF中，得穩(wěn)定的黑色穩(wěn)定懸浮液，采用滴涂法或旋涂法制備石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極，修飾后的電極自然晾干24h即可使用。
油脂阻抗測(cè)量條件的選擇實(shí)驗(yàn)：考察了玻碳電極的直徑對(duì)油脂阻抗測(cè)量得影響，分別用內(nèi)徑為2mm、3mm、5mm的修飾電極測(cè)量油脂的阻抗值，發(fā)現(xiàn)玻碳電極的直徑越大，測(cè)出的阻抗值越小。復(fù)合修飾膜對(duì)油脂中的氫過(guò)氧化物有明顯的催化作用，使得氫過(guò)氧化物中的 醛、酮等小分子在修飾電極上的電子傳遞速率更快。而膜的有效表面積越大，修飾電極的活性越大，電化學(xué)信號(hào)越靈敏。所以選擇直徑為5mm的玻碳電極進(jìn)行油脂阻抗的測(cè)量。
考察了溶劑對(duì)油脂阻抗的影響，對(duì)不同的有機(jī)溶劑進(jìn)行油脂溶解和阻抗測(cè)量時(shí)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(shí)能完全溶解油脂。所以本實(shí)驗(yàn)選擇乙醇和三氯甲烷的混合溶液為溶解油脂的溶劑。
考察了油脂取樣量對(duì)油脂阻抗測(cè)量的影響，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(cè)量其阻抗譜，發(fā)現(xiàn)隨著油脂含量的增大，體系的阻抗值也越來(lái)越大。由于油脂本身的導(dǎo)電性較差，且油脂氧化過(guò)程所引起阻抗變化的絕對(duì)值較小，若體系的阻抗值太大，則測(cè)量結(jié)果的靈敏度就會(huì)降低；若體系的阻抗值太小，阻抗圖譜的穩(wěn)定性或重現(xiàn)性受到影響，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度難以得到保證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，油脂取樣量為0.20g時(shí)，能較好地滿足測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度的要求。
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(SCE)作為參比電極，213型鉑片電極作為對(duì)電極；將三電極系統(tǒng)放入待測(cè)油脂樣品的電解池中測(cè)量體系的阻抗。
考察了油脂阻抗和過(guò)氧化值隨時(shí)間的變化關(guān)系，加速氧化過(guò)程剛開(kāi)始時(shí)，隨著油脂中過(guò)氧化物的增多，油脂的POV緩慢增加，而阻抗緩慢減小，此段時(shí)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(shí)，阻抗下降速率也加快。通過(guò)圖1中的阻抗-t曲線和POV-t曲線，通過(guò)雙切線法可分別求得杏仁油在70°水浴下的誘導(dǎo)時(shí)間為2.54h和2.58h。由POV-時(shí)間曲線求得的誘導(dǎo)時(shí)間與由阻抗-時(shí)間曲線求得的誘導(dǎo)時(shí)間幾乎相同，說(shuō)明使用本發(fā)明所制備的復(fù)合修飾電極可以快捷、靈敏和準(zhǔn)確地測(cè)量油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。
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(jiàn)報(bào)道的測(cè)量方法的諸多弊端，研制了石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極，測(cè)量油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、靈敏度高，可對(duì)油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間進(jìn)行直接測(cè)定。具體表現(xiàn)在：①準(zhǔn)確度、靈敏度高，可直接測(cè)出油脂樣品的氧化在該修飾電極上交流阻抗的變化；②與國(guó)標(biāo)法相比，電化學(xué)阻抗法是一種更為簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)的方法。③本發(fā)明說(shuō)提出的測(cè)量方法不僅可用于油脂誘導(dǎo)時(shí)間的測(cè)量，也同樣適用于O/W型乳液誘導(dǎo)時(shí)間的測(cè)量。
附圖說(shuō)明
附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
圖1是杏仁油的過(guò)氧化值和阻抗值隨時(shí)間的變化關(guān)系圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
一種石墨烯/碳納米管電極測(cè)量油脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的方法，步驟如下，(1)將玻碳電極依次用0.3和0.05μm的Al2O3粉末在鹿皮上打磨，至電極表面光亮如鏡。依次用無(wú)水乙醇和超純水中超聲5min，室溫下晾干備用。(2)多壁碳納米管預(yù)處理：將碳納米管加入適量的濃鹽酸中超聲分散1h，洗至中性，再加入濃硝酸∶濃硫酸(V∶V＝3∶1)加熱回流5h，過(guò)濾并將PH洗至中性，在烘箱中干燥保存。(3)取2mg酸化處理過(guò)的碳管和2mg石墨烯混合超聲分散于4ml DMF中，得穩(wěn)定的黑色穩(wěn)定懸浮液，采用滴涂法或旋涂法制備石墨烯/碳納米管復(fù)合修飾電極，修飾后的電極自然晾干24h即可使用。(4)以復(fù)合修飾電極為工作電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，213型鉑片電極為對(duì)電極；將三電極系統(tǒng)放入待測(cè)油脂樣品的電解池中測(cè)量體系的阻抗。(4)：利用國(guó)標(biāo)法同步測(cè)量油脂的過(guò)氧化值。(5)通過(guò)雙切線法求得該油脂的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。