全自動膳食纖維儀測定食品中總膳食纖維的不確定度相關研究

林 玲，劉艇飛，肖曉峰

（臺州海關綜合技術服務中心，浙江臺州 317700）

膳食纖維[1]存于植物細胞壁中，是一種碳水化合物，膳食纖維=可溶性膳食纖維[2]+不可溶性膳食纖維，分為非水溶性和水溶性纖維兩類。非水溶性纖維分為纖維素、半纖維素和木質素，主要來自根莖蔬菜和食物中的芹菜、果皮。非水溶性纖維可促進消化道中細菌排出的毒素，同時可降低罹患腸癌的風險[3]。水溶性膳食纖維[4]主要來自食物中的大麥、豆類、胡蘿卜、柑橘、燕麥和燕麥糠等，水溶性膳食纖維可讓血液中的血糖和膽固醇控制在理想的水平，還可以幫助糖尿病患者改善胰島素和三酸甘油脂。飲食均衡攝取水溶性與非水溶性纖維可減緩消化速度和快速排泄膽固醇，有助于調節免疫系統功能，促進體內有毒重金屬的排出[5]。因此，膳食纖維含量的測定是有必要的，通過全自動膳食纖維分析儀測定膳食纖維的含量可縮短復雜的中間處理環節，只需先將樣品根據標準經過干燥、脫脂、脫糖等處理后按要求稱入儀器即能快速完成分析，再通過后續的檢測和計算得出數據，具有節省資源、檢測快速的優點。但其測定結果的準確性又受到酶解過程及灰分含量、蛋白質含量等影響因素的影響，對上述因素做系統分析是有必要的，從而能夠更加準確、高效測定食品中膳食纖維含量[6]。《GB 5009.88—2014》食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定[7]，檢測原理為干燥試樣經過熱穩定α -淀粉酶、蛋白酶和葡萄糖苷酶酶解消化以去除蛋白質和淀粉后，經過乙醇沉淀、抽濾，殘渣用乙醇和丙酮洗滌，干燥稱量，得到總膳食纖維殘渣。扣除各類膳食纖維殘渣中相應的蛋白質[8]、灰分[9]和試劑空白含量，即可計算出試樣中總的膳食纖維含量[10]。通過測量不確度的評定，可以為測量結果質量的控制提供重要技術參考。

1 檢測程序[9]

1.1 操作方法[10]

試樣制備：試樣處理根據水分含量、脂肪含量和糖含量進行適當的處理及干燥，并粉碎、混勻過篩。

脂肪含量＜10%的試樣，若試樣水分含量較低（＜10%），則取試樣直接反復粉碎，至完全過篩。混勻后待測。

若試樣水分含量較高（≥10%），試樣混勻后，稱取適量試樣（mC，不少于50 g），置于70±1 ℃真空干燥箱內重復干燥至恒質量。將干燥后試樣轉至干燥器中，待試樣溫度降到室溫后再稱量（mD）。根據干燥前后試樣質量，計算試樣質量損失因子（f）。干燥后試樣反復粉碎至完全過篩，置于干燥器中待測。若試樣不宜加熱，也可采取冷凍干燥法。

脂肪含量≥10%的試樣，需經脫脂處理。稱取適量試樣（mC，不少于50 g），置于漏斗中，按每克試樣25 mL 的比例加入石油醚進行沖洗，連續3 次。脫脂后將試樣混勻再按進行干燥稱質量記為（mD）。記錄脫脂、干燥后試樣的質量損失因子（f）。試樣反復粉碎至完全過篩，置于干燥器中待測。若試樣脂肪含量未知，按先脫脂再干燥粉碎方法處理。

糖含量≥5%的試樣，試樣需經脫糖處理。稱取適量試樣（mC，不少于50 g），置于漏斗中，按每克試樣10 mL 的比例用85%乙醇溶液沖洗，棄乙醇溶液，連續3 次。脫糖后將試樣置于40 ℃烘箱內干燥過夜，稱量記為（mD），記錄脫糖、干燥后試樣的質量損失因子（f）。干樣反復粉碎至完全過篩，置于干燥器中待測。

試樣總膳食纖維（TDF）測定：在膳食纖維分析儀上安裝好試樣袋和殘渣袋后準確稱取雙份試樣（m）于試樣袋中，約1 g（精確至0.1 mg），雙份試樣質量差≤0.005 g，同時做2 份空白試驗。然后在殘渣袋（mG）中，各稱入硅藻土約1 g（精確至0.1 mg）記為（mDE），根據儀器要求將配置好的試劑放到指定通道后啟用儀器，待儀器中間停止后手動調節pH 值，用1 mol/L 氫氧化鈉溶液或1 mol/L 鹽酸溶液調節試樣液pH 值至4.5±0.2。開啟儀器繼續反應直至儀器運行結束。取下殘渣袋分別用78%乙醇15 mL 洗滌殘渣袋2 次，用95%乙醇15 mL 洗滌殘渣袋2 次，丙酮15 mL 洗滌殘渣2 次，瀝干去除洗滌液后，將坩堝連同殘渣于105 ℃烘干過夜。將坩堝置干燥器中冷卻1 h，稱量（mGR，包括處理后坩堝質量及殘渣質量），精確至0.1 mg。減去處理后坩堝質量，計算試樣殘渣質量（mR）。蛋白質和灰分的測定，取2 份試樣殘渣中的1 份按GB 5009.5 測定氮（N）含量，以6.25 為換算系數，計算蛋白質質量（mP）；另1 份試樣測定灰分，即在525 ℃灰化5 h，于干燥器中冷卻，精確稱量坩堝總質量（精確至0.1 mg），減去處理后坩堝質量，計算灰分質量（mA）。

1.2 試樣中膳食纖維含量的計算

如果試樣沒有經過干燥、脫脂、脫糖等處理，f=1

總之，互聯網+視域下管理會計環節中大數據技術得到了前面的發展，并且大數據技術也推動了管理會計信息數據的多樣化、科學護發展，有利于企業展開可持續的經營決策。

式中：mB——試劑空白的質量，g；

mBP——試劑空白殘渣中蛋白質的質量，g；

mBA——試劑空白殘渣中灰分的質量，g；

mR——試樣殘渣質量，g；

mDE——硅藻土質量，g；

mGR——恒重殘渣袋及殘渣質量，g；

mG——恒質量殘渣袋質量，g；

m0——恒質量空坩堝質量，g；

mA——試樣殘渣中灰分的質量，g；

mP——試樣殘渣中蛋白質的質量，g；

mC——試樣制備前的質量，g；

mD——試樣制備后的質量，g；

f——試樣制備時因干燥、脫脂、脫糖導致質量變化的校正因子；

m——雙份試樣取樣質量值，g；

X——試樣中膳食纖維的含量，g/100 g；

V1——試液消耗硫酸或鹽酸標準滴定液體積，mL；

V0——試劑空白消耗硫酸或鹽酸標準滴定液體積，mL；

C——硫酸或鹽酸標準滴定溶液濃度，mol/L。

2 總膳食纖維不確定度來源的關系圖[11]

根據膳食纖維計算公式中各參數，不確定度相關的來源分量表示在圖1 的關系圖中。

總膳食纖維含量不確定度來源的因果關系圖見圖1。

圖1 總膳食纖維含量不確定度來源的因果關系圖

3 總膳食纖維不確定度各分量

3.1 總膳食纖維相對標準不確定度urel(f)：試樣制備時因干燥、脫脂、脫糖導致質量變化的校正因子

3.2 總膳食纖維相對標準不確定度urel(m)：雙份試樣取樣質量的均值

3.3 總膳食纖維相對標準不確定度urel(R)：雙份試樣殘渣質量的均值

3.4 總膳食纖維相對標準不確定度urel(mA)：試樣殘渣中灰分的質量

3.5 總膳食纖維相對標準不確定度urel(mP)：試樣殘渣中蛋白質的質量

試樣殘渣中蛋白質的質量[13]帶來的不確定度來源為鹽酸標準滴定溶液、滴定管。

鹽酸標準溶液的濃度為0.100 8 mol/L，標準溶液證書上給出的相對擴展不確定度為0.20%，包含因子k=2，其相對標準不確定度urel(c)=0.20%/2=0.001 000。

4 總膳食纖維不確定度各組分分量匯總[11]

試樣制備時因干燥、脫脂、脫糖導致質量變化的校正因子f 帶入引起的相對標準不確定度urel(f)、雙份試樣取樣質量均值mˉ帶入引起的相對標準不確定度urel(mˉ)、雙份試樣殘渣質量的均值mˉR帶入引起的相對標準不確定度urel(mˉR)、雙份試樣殘渣中灰分的質量mA帶入引起的相對標準不確定度urel(mA)、試樣殘渣中蛋白質的質量mP帶入引起的相對標準不確定度urel(mP)、試劑空白的質量mB帶入引起的相對標準不確定度urel(mB)。

各測量不確定度分量匯總表見表1。

表1 各測量不確定度分量匯總表

5 總膳食纖維合成標準不確定度

依據合成標準不確定度簡單規則2 CNAS-GL006：2019：合成總膳食纖維含量相對標準不確定度urel(Hgd)與每個組分有關的測量不確定度，通過計算得到：

6 總膳食纖維擴展不確定度結果完整表示

試樣的總膳食纖維含量：

試樣的總膳食纖維含量標準不確定度：

總膳食纖維的相對標準不確定度為：

在95%的置信區間，用包含因子k=2 得到的擴展不確定度U95=2×0.078=0.16 g/100 g。

總膳食纖維檢測結果的完整表示：

7 結論

試樣中總膳食纖維含量可采用手動操作和儀器自動分析來完成。手動操作需對樣品進行相對麻煩的前處理，并且所需時間長、各種能耗需求較大、儀器轉移損失等缺陷[11]。試驗采用全自動膳食纖維儀測定食品中總膳食纖維的含量，日常檢測工作操作方便、有效縮短檢測周期、定量配制所需試劑、精密度良好，可操作性更優。餅干中總膳食纖維質控樣6 次測定結果為1.61～1.68 g/100 g 與證書值1.757±0.438 g/100 g 相符，準確性良好。在滿足試驗要求的基礎上，雙份試樣質量差≤0.005 g。準確測定灰分和蛋白質的濃度對其定量存在至關重要的作用[14-16]。通過食品中總膳食纖維含量測定結果的影響因素各分量逐個分解，有效減少檢測結果相對偏差，使精確度良好，為檢測提供一定的參考價值。