鹽酸水解系統(tǒng)-索氏提取儀測(cè)定食品中總脂肪的研究

葉文芳，王曉暢，陳榕德

（惠州市食品藥品檢驗(yàn)所，廣東惠州 516000）

脂肪既是人體組織的重要構(gòu)成部分，又是提供熱量的主要物質(zhì)，是食品營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽的四大核心營(yíng)養(yǎng)素之一，成為食品標(biāo)準(zhǔn)中常見的檢驗(yàn)項(xiàng)目[1]。食品中的脂肪主要以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)的形式存在，不同食品的檢測(cè)方法不同[2]。目前，食品中脂肪的測(cè)定根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》（GB 5009.6—2016）中的規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，使用酸水解法測(cè)定食品中游離態(tài)脂肪及結(jié)合態(tài)脂肪的總量[3]。針對(duì)不同類別的食品中脂肪的測(cè)定，很多研究引進(jìn)了儀器化的檢測(cè)，提高了工作效率及精準(zhǔn)度。例如，應(yīng)用紅外光譜儀測(cè)定乳粉的脂肪含量[4]，采用全自動(dòng)快速萃取技術(shù)測(cè)定嬰幼兒奶粉中的粗脂肪[5]，基于雙波長(zhǎng)紫外吸收快速測(cè)定乳脂肪[6]，使用乳脂肪分析儀測(cè)定乳脂肪[7]，采用折光法快速脂肪測(cè)定儀測(cè)定油料及餅粕脂肪含量[8]，這些研究都推進(jìn)了脂肪檢測(cè)的儀器化。濾袋法是一種簡(jiǎn)易高效的檢測(cè)方法，以濾袋包裹樣品進(jìn)行樣品的前處理，通過減重法測(cè)得樣品中脂肪含量[9-10]。本文通過研究應(yīng)用酸水解系統(tǒng)-索氏提取儀，結(jié)合濾袋法提取，計(jì)算得到總脂肪含量；并用該儀器法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)不同類別食品，驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度和精密度。在批量檢測(cè)食品中的總脂肪時(shí)，該法擬提高檢測(cè)效率，減少檢驗(yàn)員的人工操作，實(shí)現(xiàn)食品總脂肪的自動(dòng)化測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹽酸（HCl）、乙醇（C2H5OH）、無水乙醚（C4H10O）和石油醚（CnH2n+2，沸程為30～60 ℃），均為分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；酸洗硅藻土，美國(guó)ANKOM公司；實(shí)驗(yàn)用水為超純水；分析樣品均為本實(shí)驗(yàn)室日常抽檢的樣品。

1.2 儀器與設(shè)備

XS205DU分析天平（瑞士梅特勒托利多公司）；BGZ-140電熱干燥箱（上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司）；E-816脂肪提取儀（瑞士步琦（BUCHI）有限公司）；ANKOM HCl Si自動(dòng)鹽酸水解系統(tǒng)（美國(guó)ANKOM公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試樣酸水解

稱取0.5～1.0 g（待測(cè)試樣脂肪含量超過20%）或1.0～2.0 g（待測(cè)試樣脂肪含量在20%以內(nèi)）試樣置于濾袋中（內(nèi)含硅藻土），記錄試樣質(zhì)量（m1）；密封好濾袋后放入水解艙體中（每批可以放進(jìn)15個(gè)試樣，本實(shí)驗(yàn)只放進(jìn)10個(gè)），加入500 mL 3 mol/L的鹽酸溶液，根據(jù)鹽酸水解系統(tǒng)的程序，設(shè)置水解的時(shí)間90 min，溫度90 ℃，淋洗時(shí)間60 min，開始水解。同批次做硅藻土空白樣。

1.3.2 試樣干燥稱重

水解結(jié)束后，取出濾袋，用吸水紙和壓板均勻擠壓出水，將濾袋先放入簡(jiǎn)易烘箱中（105±2）℃下干燥2 h以揮干鹽酸，再將濾袋轉(zhuǎn)移到電熱干燥箱中（105±2）℃繼續(xù)干燥2 h，取出置于干燥器中，冷卻至室溫，稱量質(zhì)量，記錄濾袋質(zhì)量（m2）。

1.3.3 索氏提取

將干燥后的濾袋置于索氏提取儀樣品腔中，加入無水乙醚作提取劑100 mL，設(shè)定儀器程序，抽提時(shí)間120 min，抽提25～30次，淋洗30 min，揮干石油醚15 min；開始抽提。

1.3.4 干燥稱量

抽提結(jié)束后取出濾袋，放入電熱干燥箱中干燥1 h，取出放置于干燥器中冷卻至室溫，稱量至恒重（直至兩次稱量的差不超過2 mg），記錄質(zhì)量（m3）。

1.3.5 計(jì)算

試樣中的總脂肪含量計(jì)算公式如下：

式中：m1為試樣質(zhì)量，g；m2為水解后試樣+濾袋+硅藻土烘干后質(zhì)量，g；c1為水解后空白袋干燥后質(zhì)量，g；c2為脂肪提取后空白袋烘干后質(zhì)量，g；m3為浸提后樣品+濾袋烘干后質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 稱樣量的選擇

選取脂肪含量不同的4種食品（范圍分別為0～20%、20%～40%、大于40%），分別稱?。?.750 0±0.000 2）g、（1.500 0±0.000 2）g、（3.500 0±0.000 2）g進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

圖1 稱樣量對(duì)脂肪提取效果的影響

脂肪含量在20%以內(nèi)的樣品稱取1～2 g為佳，稱樣量若太小，誤差大，導(dǎo)致結(jié)果偏低；脂肪含量大于20%的樣品稱取0.5～1.0 g適宜，稱樣量太大水解不完全，導(dǎo)致結(jié)果偏低。

2.2 酸水解系統(tǒng)條件的優(yōu)化

2.2.1 鹽酸濃度及添加量的優(yōu)化

根據(jù)鹽酸水解系統(tǒng)的操作說明，建議使用3 mol/L的鹽酸500 mL。為滿足多批次試樣能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)完全水解，濾袋應(yīng)完全浸泡在鹽酸溶液中，故鹽酸溶液的添加量為儀器設(shè)定的500 mL。而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中分別使用了2 mol/L、3 mol/L及6 mol/L[固體試樣10+8（V/V），液體試樣10+10（V/V），為方便實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)一為10+10（V/V）]3種不同濃度的鹽酸，故選取這3種濃度分別進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖2。

圖2 鹽酸溶液濃度對(duì)脂肪提取效果的影響

隨著鹽酸溶液濃度升高，脂肪含量有微小幅度的提升，鹽酸濃度增加可以促進(jìn)試樣水解，但濃度過高，鹽酸使用量高，水解后濾袋中鹽酸不易被洗脫，造成對(duì)儀器的酸化腐蝕，且酸液殘留不易烘干，索氏提取不完全，造成脂肪含量結(jié)果誤差偏大。故酸水解系統(tǒng)鹽酸溶液選取為3 mol/L。

2.2.2 酸水解時(shí)間的優(yōu)化

由于試樣類別不一致，水解時(shí)間有差別，設(shè)置酸水解時(shí)間為60 min、90 min、120 min，進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖3。酸水解時(shí)間為60 min時(shí)，脂肪含量偏低，水解不完全，水解時(shí)間為90 min時(shí)，脂肪含量達(dá)到穩(wěn)定值，增加到120 min，脂肪含量變化不大?？紤]工作效率，選擇水解時(shí)間為90 min。

圖3 酸水解時(shí)間對(duì)脂肪提取效果的影響

2.3 精密度實(shí)驗(yàn)

分別選擇3種類別的5份試樣按照優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行酸水解-索氏提取，平行測(cè)定6次，結(jié)果見表1。使用酸水解系統(tǒng)-索氏提取儀測(cè)定不同類別試樣中脂肪含量，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.57%～3.86%，方法重復(fù)性良好。

表1 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=6）

2.4 儀器法與標(biāo)準(zhǔn)法比較

采用儀器法與國(guó)標(biāo)法測(cè)定不同類別10批次食品的總脂肪，儀器法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL、SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，采用t檢驗(yàn)，得到t=1.221，P=0.253＞0.05，表明兩種方法無顯著性差異，兩者均值相對(duì)誤差值均小于10%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，見表2。

表2 儀器法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（x±s）

3 結(jié)論

本研究在結(jié)合濾袋法的基礎(chǔ)上，使用酸水解系統(tǒng)-索氏提取儀檢測(cè)食品中的總脂肪，整個(gè)檢測(cè)過程樣品無需轉(zhuǎn)移，誤差減少，自動(dòng)化程度高，操作更為簡(jiǎn)便，可以同時(shí)檢測(cè)15批次樣品，工作效率高，方法的準(zhǔn)確度和精確度高，且由于水解及提取過程都在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，避免了化學(xué)試劑對(duì)操作人員身體的傷害，也減少了環(huán)境污染，提高了實(shí)驗(yàn)的安全性，值得推廣應(yīng)用。