鹽酸水解系統-索氏提取儀測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所，廣東惠州 516000）

脂肪既是人體組織的重要構成部分，又是提供熱量的主要物質，是食品營養標簽的四大核心營養素之一，成為食品標準中常見的檢驗項目[1]。食品中的脂肪主要以游離態和結合態的形式存在，不同食品的檢測方法不同[2]。目前，食品中脂肪的測定根據《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》（GB 5009.6—2016）中的規定進行檢測，使用酸水解法測定食品中游離態脂肪及結合態脂肪的總量[3]。針對不同類別的食品中脂肪的測定，很多研究引進了儀器化的檢測，提高了工作效率及精準度。例如，應用紅外光譜儀測定乳粉的脂肪含量[4]，采用全自動快速萃取技術測定嬰幼兒奶粉中的粗脂肪[5]，基于雙波長紫外吸收快速測定乳脂肪[6]，使用乳脂肪分析儀測定乳脂肪[7]，采用折光法快速脂肪測定儀測定油料及餅粕脂肪含量[8]，這些研究都推進了脂肪檢測的儀器化。濾袋法是一種簡易高效的檢測方法，以濾袋包裹樣品進行樣品的前處理，通過減重法測得樣品中脂肪含量[9-10]。本文通過研究應用酸水解系統-索氏提取儀，結合濾袋法提取，計算得到總脂肪含量；并用該儀器法與國家標準方法檢測不同類別食品，驗證方法的準確度和精密度。在批量檢測食品中的總脂肪時，該法擬提高檢測效率，減少檢驗員的人工操作，實現食品總脂肪的自動化測定。

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，天津市科密歐化學試劑有限公司；酸洗硅藻土，美國ANKOM公司；實驗用水為超純水；分析樣品均為本實驗室日常抽檢的樣品。

1.2 儀器與設備

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自動鹽酸水解系統（美國ANKOM公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 試樣酸水解

稱取0.5～1.0 g（待測試樣脂肪含量超過20%）或1.0～2.0 g（待測試樣脂肪含量在20%以內）試樣置于濾袋中（內含硅藻土），記錄試樣質量（m1）；密封好濾袋后放入水解艙體中（每批可以放進15個試樣，本實驗只放進10個），加入500 mL 3 mol/L的鹽酸溶液，根據鹽酸水解系統的程序，設置水解的時間90 min，溫度90 ℃，淋洗時間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，將濾袋先放入簡易烘箱中（105±2）℃下干燥2 h以揮干鹽酸，再將濾袋轉移到電熱干燥箱中（105±2）℃繼續干燥2 h，取出置于干燥器中，冷卻至室溫，稱量質量，記錄濾袋質量（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，設定儀器程序，抽提時間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），記錄質量（m3）。

1.3.5 計算

試樣中的總脂肪含量計算公式如下：

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

2 結果與分析

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%），分別稱取（0.750 0±0.000 2）g、（1.500 0±0.000 2）g、（3.500 0±0.000 2）g進行實驗，結果見圖1。

圖1 稱樣量對脂肪提取效果的影響

脂肪含量在20%以內的樣品稱取1～2 g為佳，稱樣量若太小，誤差大，導致結果偏低；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，導致結果偏低。

2.2 酸水解系統條件的優化

2.2.1 鹽酸濃度及添加量的優化

根據鹽酸水解系統的操作說明，建議使用3 mol/L的鹽酸500 mL。為滿足多批次試樣能夠同時實現完全水解，濾袋應完全浸泡在鹽酸溶液中，故鹽酸溶液的添加量為儀器設定的500 mL。而國家標準方法中分別使用了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），為方便實驗，統一為10+10（V/V）]3種不同濃度的鹽酸，故選取這3種濃度分別進行優化對比實驗，結果見圖2。

圖2 鹽酸溶液濃度對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，造成脂肪含量結果誤差偏大。故酸水解系統鹽酸溶液選取為3 mol/L。

2.2.2 酸水解時間的優化

由于試樣類別不一致，水解時間有差別，設置酸水解時間為60 min、90 min、120 min，進行優化對比實驗，結果見圖3。酸水解時間為60 min時，脂肪含量偏低，水解不完全，水解時間為90 min時，脂肪含量達到穩定值，增加到120 min，脂肪含量變化不大。考慮工作效率，選擇水解時間為90 min。

圖3 酸水解時間對脂肪提取效果的影響

2.3 精密度實驗

分別選擇3種類別的5份試樣按照優化后的實驗條件進行酸水解-索氏提取，平行測定6次，結果見表1。使用酸水解系統-索氏提取儀測定不同類別試樣中脂肪含量，相對標準偏差為0.57%～3.86%，方法重復性良好。

表1 精密度實驗結果（n=6）

2.4 儀器法與標準法比較

采用儀器法與國標法測定不同類別10批次食品的總脂肪，儀器法與國家標準方法實驗數據采用EXCEL、SPSS軟件進行統計與計算，采用t檢驗，得到t=1.221，P=0.253＞0.05，表明兩種方法無顯著性差異，兩者均值相對誤差值均小于10%，符合國家標準要求，見表2。

表2 儀器法與國家標準方法的實驗結果（x±s）

3 結論

本研究在結合濾袋法的基礎上，使用酸水解系統-索氏提取儀檢測食品中的總脂肪，整個檢測過程樣品無需轉移，誤差減少，自動化程度高，操作更為簡便，可以同時檢測15批次樣品，工作效率高，方法的準確度和精確度高，且由于水解及提取過程都在密閉系統中進行，避免了化學試劑對操作人員身體的傷害，也減少了環境污染，提高了實驗的安全性，值得推廣應用。