酸水解法與自動(dòng)索氏抽提法測(cè)定人造奶油脂肪含量的差異研究和方法改進(jìn)

張俊浩，馮會(huì)敏，溫雅婷，杜高發(fā)

(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 國(guó)家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣州)，廣州 511447)

檢測(cè)分析

酸水解法與自動(dòng)索氏抽提法測(cè)定人造奶油脂肪含量的差異研究和方法改進(jìn)

張俊浩，馮會(huì)敏，溫雅婷，杜高發(fā)

(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 國(guó)家加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣州)，廣州 511447)

采用酸水解法和自動(dòng)索氏抽提法測(cè)定6種不同人造奶油試樣的脂肪含量，并對(duì)自動(dòng)索氏抽提法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)不同方法的結(jié)果差異進(jìn)行分析和研究。結(jié)果表明：酸水解法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低；且酸水解法和自動(dòng)索氏抽提法對(duì)人造奶油脂肪含量的測(cè)定存在顯著差異，采用自動(dòng)索氏抽提法更合適。同時(shí)，對(duì)自動(dòng)索氏抽提法進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度高，其標(biāo)準(zhǔn)差為0.12，均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.03，說(shuō)明改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法重現(xiàn)性好；且改進(jìn)法對(duì)實(shí)驗(yàn)具有顯著的影響。采用改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法，抽提紙筒可循環(huán)使用12次，有效降低了實(shí)驗(yàn)成本。

人造奶油；酸水解法；自動(dòng)索氏抽提法；改進(jìn)；t檢驗(yàn)

人造奶油是利用植物油和添加部分動(dòng)物油、水、調(diào)味料等經(jīng)調(diào)配加工而成的，具有可塑性的油脂制品，常被用于替代從牛奶等乳制品中取得的天然奶油，已廣泛用于糕點(diǎn)、餅干類(lèi)等食品的生產(chǎn)中[1-2]。同時(shí)，人造奶油也越來(lái)越廣泛地用于乳制品的生產(chǎn)中，利用其獨(dú)特的風(fēng)味和口感，可生產(chǎn)口感更細(xì)膩、風(fēng)味更香濃的調(diào)制乳制品。

人造奶油的脂肪是其賦予食品獨(dú)特口感和風(fēng)味的主要來(lái)源。準(zhǔn)確測(cè)定人造奶油的脂肪含量，可以更好地對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行監(jiān)督，保證其加工生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。常用的測(cè)定方法有索氏抽提法、酸水解法、巴布科克法、益勃氏法、羅斯哥特里法等[3]，最常用的測(cè)定方法為索氏抽提法[4-8]和酸水解法[9]。

索氏抽提法主要用于分離試樣的游離脂肪，可準(zhǔn)確檢測(cè)試樣中游離脂肪含量，但對(duì)其結(jié)合脂肪分離效果并不明顯。酸水解法可將試樣的結(jié)合脂肪水解，可準(zhǔn)確檢測(cè)試樣的總脂肪(游離脂肪和結(jié)合脂肪)含量。人造奶油的脂肪都屬于游離脂肪，利用索氏抽提法和酸水解法都適合。前期研究主要為兩種方法測(cè)定肉制品或豆制品等脂肪含量的比較，但研究結(jié)論并不相同[10-11]。所以，不同食品試樣采用的最合適的方法并不相同，對(duì)兩種方法在油脂制品中脂肪測(cè)定的比較研究和針對(duì)性的方法改進(jìn)也尚未涉及。本文立足于此，采用自動(dòng)索氏抽提法和酸水解法分別測(cè)定人造奶油試樣的脂肪含量，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異和兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析，找出更合適的方法。同時(shí)，進(jìn)行方法改進(jìn)，設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確度更高、效率更高、成本更低的人造奶油脂肪含量的測(cè)定方法。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選取6種總脂肪含量較高的，物理性質(zhì)相似的食品工業(yè)用人造奶油，分別記作A、B、C、D、E和F。無(wú)水乙醇、乙醚、石油醚I、鹽酸均為分析純，廣州化學(xué)試劑廠。

NEWCLASSIC MS分析天平(Mettler Toledo)，TW20恒溫水浴箱(Julabo)，電熱鼓風(fēng)干燥箱(Binder)，SoxtecTM 2055全自動(dòng)索氏抽提儀(Foss)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 自動(dòng)索氏抽提法

稱(chēng)取均勻試樣2 g(精確至0.000 1 g)，裝入抽提紙筒中，把抽提紙筒放入提取器內(nèi)。提取器上端連接冷凝管，下端連接提取鋁盒，最后向提取鋁盒加入適量的石油醚。打開(kāi)電源，開(kāi)始加熱升溫，此時(shí)溶劑蒸氣上升再經(jīng)冷凝后，流入提取器內(nèi)與試樣充分混合，溶解試樣中的脂肪。已溶解的脂肪和溶劑一起被抽提流入鋁盒中。經(jīng)過(guò)4 h左右連續(xù)萃取，試樣中的脂肪隨著溶劑已全部萃取到鋁盒中。停止回流，回收多余溶劑(注意保持通風(fēng)、防爆)，然后將揮干溶劑的鋁盒放入干燥箱內(nèi)，溫度控制在100℃±5℃，烘干2 h，取出后放置在干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱(chēng)重，重復(fù)以上操作至恒重。

1.2.2 酸水解法

稱(chēng)取均勻試樣2 g(精確至0.000 1 g)，置于100 mL具塞量筒內(nèi)，加8 mL蒸餾水，混勻后再加10 mL鹽酸。將量筒放入70～80℃水浴中進(jìn)行水解，每隔5～10 min用玻璃棒攪拌1次，至試樣消化完全為止，約40～50 min。

脂肪提?。喝〕隽客?，加入25 mL乙醚，混合，加塞振搖1 min，小心開(kāi)塞，放出氣體。之后向量筒加入10 mL無(wú)水乙醇，輕搖放氣，振搖1 min后加25 mL 乙醚輕搖，小心開(kāi)塞，放出氣體。再加塞振搖量筒1 min，小心開(kāi)塞，放出氣體，再塞好，靜置20 min 分層后，吸出上清液于已恒重的燒杯內(nèi)，再加入10 mL乙醚于具塞量筒內(nèi)振搖，靜置后，仍將上層乙醚吸出，放入原燒杯內(nèi)。將燒杯放置水浴上蒸干后再放置在干燥箱(100℃±5℃)中烘干2 h，取出后再在干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱(chēng)重，重復(fù)以上操作至恒重。

1.2.3 改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法

據(jù)研究，加裝恒溫冷凝水系統(tǒng)，可提高索氏抽提法的準(zhǔn)確度[12]；加入脫脂棉(抽提紙筒內(nèi))，可提高索氏抽提法的效率[13]。本研究在保證準(zhǔn)確度和效率時(shí)，對(duì)自動(dòng)索氏抽提法進(jìn)行改進(jìn)，降低實(shí)驗(yàn)的成本。

稱(chēng)取均勻試樣2 g(精確至0.000 1 g)，用定性濾紙包裹后，再放進(jìn)抽提紙筒中，其余步驟見(jiàn)1.2.1。實(shí)驗(yàn)操作完成后取出濾紙，試樣的殘留物大部分留在濾紙上，抽提紙筒仍保持干凈，可進(jìn)行循環(huán)利用。同時(shí)，用相同紙筒進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)12～15次，直到抽提紙筒不能再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為止。并記錄試樣脂肪含量的所有數(shù)據(jù)，供分析用。

1.2.4 脂肪含量的計(jì)算

根據(jù)GB 5009.6—2003《食品中脂肪的測(cè)定》，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 自動(dòng)索氏抽提法與酸水解法測(cè)定人造奶油脂肪含量

實(shí)驗(yàn)分別采用自動(dòng)索氏抽提法和酸水解法對(duì)6種不同的人造奶油進(jìn)行脂肪含量的測(cè)定，結(jié)果如表1所示。

表1 索氏抽提法與酸水解法的測(cè)定結(jié)果

由表1可知，6種人造奶油試樣的脂肪含量都在80%～90%區(qū)間內(nèi)，自動(dòng)索氏抽提法和酸水解法都測(cè)定出人造奶油C的脂肪含量最高，分別為88.87%和87.20%。但同時(shí)可以看出，酸水解法測(cè)定的6種人造奶油的脂肪含量都比自動(dòng)索氏抽提法的要低。

2.2 兩種測(cè)定方法的比較

對(duì)兩種測(cè)定方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及誤差分析，結(jié)果如表2所示。由表2可知，均值進(jìn)一步顯示了酸水解法測(cè)定出試樣脂肪的含量偏低。而標(biāo)準(zhǔn)差顯示出酸水解法比自動(dòng)索氏抽提法的稍低，但并不明顯。

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

再對(duì)兩種測(cè)定方法配對(duì)，進(jìn)行t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表3、表4所示。

由表3可知，6組人造奶油脂肪含量相關(guān)系數(shù)為0.977，Sig.=0.001<0.05，兩種測(cè)定方法對(duì)人造奶油的脂肪含量都是顯著相關(guān)的。由表4可知，對(duì)兩種測(cè)定方法配對(duì)后進(jìn)行t檢驗(yàn)，Sig.=0.005<0.05，進(jìn)一步說(shuō)明了兩種測(cè)定方法對(duì)人造奶油脂肪含量的測(cè)定有顯著差異，不能等同使用，酸水解法的測(cè)定結(jié)果偏低。

表3 測(cè)定方法的相關(guān)性

表4 測(cè)定方法的配對(duì)t檢驗(yàn)

這一結(jié)果也體現(xiàn)在實(shí)際的檢驗(yàn)任務(wù)中。采用酸水解法可以一次水解處理較多人造奶油試樣，但測(cè)定試樣的脂肪含量與真值或?qū)嶒?yàn)室對(duì)比的均值相比，往往偏低，并容易受到委托客戶的投訴。采用索氏抽提法對(duì)試樣脂肪含量的測(cè)定進(jìn)行復(fù)查檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果比酸水解法的高，較酸水解法更接近真值。這是因?yàn)槿嗽炷逃偷闹径紴橛坞x脂肪，且含量高，采用酸水解法前處理時(shí)，一部分脂肪的結(jié)構(gòu)可能被破壞，難以被溶劑溶解，同時(shí)酸水解對(duì)脂肪的抽提是人工進(jìn)行的，難以把已經(jīng)抽提出的脂肪完全地分離，試樣的脂肪含量越高，誤差也越大，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。因此，對(duì)于只含有游離脂肪且其含量高的人造奶油，采用索氏抽提法測(cè)定其脂肪含量較為合適。

2.3 改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法分析

如前文所示，雖然自動(dòng)索氏抽提法測(cè)定人造奶油脂肪含量準(zhǔn)確性高、誤差小，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需的抽提紙筒作為消耗品，價(jià)格昂貴，原則上一個(gè)紙筒只能進(jìn)行一個(gè)樣品的一次抽提實(shí)驗(yàn)，大大增加了實(shí)驗(yàn)成本。為了在保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的前提上，降低實(shí)驗(yàn)成本，對(duì)抽提紙筒循環(huán)利用的可行性和利用的次數(shù)進(jìn)行了研究分析。

實(shí)驗(yàn)使用相同的抽提紙筒，對(duì)6種人造奶油的脂肪含量進(jìn)行重復(fù)性測(cè)定，直到抽提紙筒由于各種原因(紙筒變形、缺失、出現(xiàn)異常結(jié)果等)不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。6種人造奶油分別進(jìn)行13～15次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5 改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，人造奶油試樣B和D共進(jìn)行了15次實(shí)驗(yàn)，但試樣D在第15次實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果出現(xiàn)異常；人造奶油試樣C進(jìn)行了14次實(shí)驗(yàn)，但第14次實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)異常；人造奶油A、E、F共進(jìn)行了13次實(shí)驗(yàn)，其中試樣A在第13次實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果出現(xiàn)異常，試樣F在第11次、第13次實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果出現(xiàn)異常。

由于人造奶油B的有效實(shí)驗(yàn)次數(shù)最多，最具有代表性，故實(shí)驗(yàn)取B組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和誤差分析。由表5可知，試樣B的重復(fù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)并不大，脂肪含量在85%～86%區(qū)間內(nèi)。對(duì)B組實(shí)驗(yàn)的15次結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表6所示。由表6可知，實(shí)驗(yàn)的脂肪含量平均值為85.53%，接近改進(jìn)前自動(dòng)索氏抽提法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差為0.12，均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.03，進(jìn)一步說(shuō)明抽提紙筒重復(fù)使用的過(guò)程中測(cè)得的數(shù)據(jù)偏差小，重復(fù)性好。

表6 改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法B組數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)B組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)再進(jìn)行t檢驗(yàn)，結(jié)果如表7所示。由表7可知，實(shí)驗(yàn)所測(cè)值95%置信區(qū)間在85.46%～85.60%。同時(shí)，Sig.=0.000<0.05，說(shuō)明改進(jìn)后自動(dòng)索氏抽提法對(duì)測(cè)定人造奶油中脂肪含量有著顯著性的影響。因此，可以認(rèn)為，采用改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法對(duì)人造奶油脂肪含量的測(cè)定是合適的，且誤差小，重現(xiàn)性好。

表7 改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法B組數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)結(jié)果

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法中抽提紙筒也不可無(wú)限使用，大于12次可能會(huì)出現(xiàn)較大誤差的異常結(jié)果，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，所以抽提紙筒的循環(huán)使用次數(shù)不能大于12次。如果出現(xiàn)需要試樣大于12次的極端情況，需要多做平行實(shí)驗(yàn)，并誤差分析，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

此外，在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中，人造奶油等油脂制品利用索氏抽提法所得到的脂肪要進(jìn)一步處理分析，測(cè)定出其含有飽和脂肪酸和反式脂肪酸的含量。這兩種脂肪酸含量是人造奶油等油脂制品的重要質(zhì)量指標(biāo)，直接影響著人類(lèi)的健康和安全[14-15]。

3 結(jié) 論

食品中脂肪含量檢測(cè)方法有多種，不同類(lèi)別的食品應(yīng)采用合適的方法進(jìn)行檢測(cè)。研究表明，酸水解法雖然適用于大多數(shù)食品脂肪含量的測(cè)定，但在實(shí)際分析測(cè)試中，采用此法檢測(cè)人造奶油等油脂制品的脂肪含量往往較真值偏低。采用自動(dòng)索氏抽提法可以有效準(zhǔn)確地測(cè)定出人造奶油的脂肪含量。特別采用濾紙包裹試樣，循環(huán)利用抽提紙筒的改進(jìn)自動(dòng)索氏抽提法，實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差為0.12，均值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.03，具有較好的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性，符合實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的要求。同時(shí)，抽提紙筒的使用次數(shù)可達(dá)到12次，有效地降低了實(shí)驗(yàn)成本。因此，自動(dòng)索氏抽

提法是測(cè)定人造奶油脂肪含量的一種簡(jiǎn)單有效的方法，也為其后續(xù)項(xiàng)目的檢驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。

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Comparison of determination of fat content in margarine by acid hydrolysis and automatic Soxhlet extraction and method improvement

ZHANG Junhao, FENG Huimin, WEN Yating, DU Gaofa

(National Centre for Quality Supervision and Testing of Processed Food (Guangzhou), Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute, Guangzhou 511447, China)

Fat contents in six kinds of margarine were determined by acid hydrolysis and automatic Soxhlet extraction, and the automatic Soxhlet extraction was improved. The results of different methods were comparatively analyzed and researched. The results showed that the experimental result of acid hydrolysis was lower. There was a significant difference between acid hydrolysis and automatic Soxhlet extraction in the determination of fat content in margarine. So the automatic Soxhlet extraction was more appropriate. In the same time, the automatic Soxhlet extraction was improved, and the experimental result had high accuracy with the standard deviation 0.12 and the standard error of mean 0.03, showing that the reproducibility was good. The improvement method had a significant impact on the experiment. Moreover, the extraction paper tube could be recycled for twelve times, which reduced the cost of experiment by the improvement method.

margarine; acid hydrolysis; automatic Soxhlet extration; improvement;ttest

2016-09-12；

2017-01-22

張俊浩(1986)，男，工程師，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳跋嚓P(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù) (E-mail)manqzhang@163.com。

杜高發(fā)，工程師(E-mail) kiraguigui@qq.com。

TS225.23;TS207

A

1003-7969(2017)05-0136-04