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索氏提取脂肪測定儀之重量分析法-脂肪的測定

來源:杭州川一實驗儀器有限公司   2021年03月09日 14:12  

1概述

食品中的脂類主要包括脂肪(甘油三酸脂)和一些類脂質,如脂肪酸、磷脂、糖脂、甾醇、固醇等,大多數(shù)動物性食品及某些植物性食品(如種子、果實、果仁)都含有天然脂肪或類脂化合物。  

    各種食品含脂量各不相同,其中植物性或動物性油脂中脂肪含量*高,而水果蔬菜中脂肪含量很低。

(1)脂肪在食品與食品加工中的作用

脂肪是食品中重要的營養(yǎng)成分之一。

    脂肪可為人體提供必需脂肪酸。脂肪是一種富含熱能營養(yǎng)素,是人體熱能的主要來源。

    脂肪是脂溶性維生素的良好溶劑,有助于脂溶性維生素的吸收。

    脂肪與蛋白質結合生成脂蛋白,在調節(jié)人體S理機能和完成體內生化反應方面都起著十分重要的作用。

    在食品加工過程中,原料、半成品、成品的脂類含量對產品的風味、組織結構、品質、外觀、口感等都有直接的影響。蔬菜本身的脂肪含量較底,在生產蔬菜罐頭時,添加適量的脂肪可以改善產品的風味,對于食品面包之類焙烤食品,脂肪含量特別是卵磷脂組分,對于面包心的柔軟度、面包的體積及其結構都有影響。

因此,在含脂肪的食品中,其含量都有一定的規(guī)定,是食品質量管理中的一項重要指標。測定食品的脂肪含量,可以用來評價食品的品質,衡量食品的營養(yǎng)價值,而且對實行工藝監(jiān)督,生產過程的質量管理,研究食品的儲藏方式是否恰當?shù)确矫娑加兄匾囊饬x。

(2)食品中脂肪存在形式

    食品中脂肪有游離態(tài)存在形式的,如動物性脂肪及植物性油脂;也有結合態(tài)的,如天然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白及某些加工品(如焙烤食品及麥乳精等)中的脂肪,與蛋白質或碳水化合物形成結合態(tài)。

    對大多數(shù)食品來說,游離態(tài)脂肪是主要的,結合態(tài)脂肪含量較少。

脂類的共同特點是在水中的溶解度非常小,能溶于脂肪溶劑中,再根據(jù)相似相溶的規(guī)律具體選擇。

(3)脂類的提取

常用測定脂類的有機溶劑有:

     ①乙m

    有一定極性,但不如乙醇、甲醇、水等溶解脂肪的能力強,應用*多。GB中關于脂肪含量的測定都采用它作提取劑。

    乙m沸點低(34.6℃),易燃。乙m可飽和2%的水。含水乙m在萃取脂肪的同時,會抽提出糖分等非脂成分。所以必須用無水乙m作提取劑,被測樣品也要事先烘干。

    ②石油m

    石油m的沸點比乙m高,不太易燃,溶解脂肪能力比乙m弱,吸收水分比乙m少,允許樣品含微量的水分。石油m溶解脂肪的能力比乙m弱些,但吸收水分比乙m少,沒有乙m易燃,使用時允許樣品含有微量水分,這兩種溶液只能直接提取游離的脂肪,對于結合態(tài)脂類,必須預先用酸或堿破壞脂類和非脂成分的結合后才能提取。

    因二者各有特點,故常?;旌鲜褂?。但乙m、石油m都只能提取樣品中游離態(tài)的脂肪。對于結合態(tài)的脂類,必須預先用酸或堿及乙醇破壞脂類與非脂類的結合后,才能提取。     

    3. 氯F-甲醇

    一種有效的溶劑,對脂蛋白、磷脂提取效率較高。特別適用于水產品、家禽、蛋制品中脂肪的提取。

樣品的預處理

1)固體樣品要粉碎,顆粒大小要合適,注意粉碎過程中的溫度,防止脂肪氧化。

2)樣品要干燥

    溫度低——酶活力高,脂肪易降解。

    溫度高——脂肪易氧化成結合態(tài)。

    較理想的方法是冷凍干燥法。

3)酸水解:對于乙m不能滲入內部的或含結合態(tài)脂肪。

    用溶劑提取食品中的脂類時,要根據(jù)食品種類、性狀及所選取的分析方法,在測定之前對樣品進行預處理。有時需將樣品粉碎、切碎、碾磨等;有時需將樣品烘干;有的樣品易結塊,可加入4-6倍量的海砂;有的樣品含水量較高,可加入適量無水硫酸鈉,使樣品成粒狀。以上的處理目的都是為了增加樣品的表面積,減少樣品含水量,使有機溶劑更有效的提取出脂類。

2 常用的測定脂類的方法

    常用的測定脂肪的方法有:索氏提取法、酸分解法、羅斯-哥特里法、巴布科克氏法、蓋勃氏法和氯F-甲醇提取法等。酸水解法能對包括結合態(tài)脂類在內的 全部脂類進行定量。而羅斯-哥特里法主要用于乳及乳制品中脂類的測定。

2.1  索氏提取法

    (1) 原理

    將經前處理而分散且干燥的樣品用無水乙m或石油m等溶劑回流提取,使樣品中的脂肪進入溶劑中,回收溶劑后所得到的殘留物,即為脂肪(或粗脂肪)。

    一般食品用有機溶劑浸提,揮干有機溶劑后得到的重量主要是游離脂肪,此外,還含有磷脂、色素、樹脂、蠟狀物、揮發(fā)油、糖脂等物質,所以用索氏提取法測得的脂肪,也稱粗脂肪。

    (2) 適用范圍與特點

    此法適用于脂類含量較高,結合態(tài)的脂類含量較少,能烘干磨細,不易吸濕結塊的樣品的測定。索氏提取法測得的只是游離態(tài)脂肪,而結合態(tài)脂肪測不出來。

    此法經典,對大多數(shù)樣品的測定結果比較可靠。但費時長(8-16 h)溶劑用量大,需要專門的儀器,索氏提取器。

(3) 儀器

①索氏提取器

②電熱恒溫水?。?0~80℃)

③電熱恒溫烘箱(80~120℃)

    (4) 試劑
    無水乙m或石油m
    (5) 測定方法

濾紙筒的制備→樣品制備→索氏提取器的準備→抽提→回收溶劑

    將濾紙裁成8cm×15cm大小,以直徑位 2.0cm 的大試管為模型,將濾紙緊靠試管壁卷成圓筒型,把底端封口,內放一小片脫脂棉,用白細線扎好定型,在100~105℃烘箱中烘至恒量(準確至0.0002g)。

  濾紙筒的制備

    固體樣品:精密稱取干燥并研細的樣品 2~5g(可取測定水分后的樣品),必要時拌以海砂,無損地移入濾紙筒內。

    半固體或液體樣品:稱取 5.0-10.0g 于蒸發(fā)皿中,加入海砂約 20g 于沸水浴上蒸干后,再于95-105℃烘干、研細,全部移入濾紙筒內,蒸發(fā)皿及粘附有樣品的玻璃棒都用沾有乙m的脫脂棉擦凈,將棉花一同放進濾紙筒內。

 樣品處理

    索氏抽提取器是由回流冷凝管、提脂管、提脂燒瓶三部分所組成,抽提脂肪之前應將各部分洗滌干凈并干燥,提脂燒瓶需烘干并稱至恒量。

③索氏抽提取器的準備

    將濾紙筒或濾紙包放入索氏抽提器內,連接已干燥至恒重的脂肪接受瓶,由冷凝管上端加入無水乙m或石油m(30-60℃沸程) ,加量為接受瓶的2/3體積,于水浴上(夏天65℃,冬天80℃左右)加熱使乙m或石油m不斷的回流提取,控制每分鐘滴下乙m80滴左右,抽提3-4h至抽提*(視含油量高低,或8-12h,甚至24h)??捎脼V紙或毛玻璃檢查,由提脂管下口滴下的乙m滴在濾紙或毛玻璃上,揮發(fā)后不留下痕跡。

④抽提

    ⑤ 回收溶劑

    ⑥ 稱重

    取出濾紙筒,用抽提器回收乙m,當乙m在提脂管內將虹吸時立即取下提脂管,將其下口放到盛乙m的試劑瓶口,使之傾斜,使液面超過虹吸管,乙m即經虹吸管流入瓶內。按同法繼續(xù)回收,將乙m*蒸出后,取下提脂燒瓶,于水浴上蒸去殘留乙m。用紗布擦凈燒瓶外部,于100~105℃烘箱中烘至恒量并準確稱量。或將濾紙筒置于小燒杯內,揮干乙m,在100 ~105 ℃烘箱中烘至恒量,濾紙筒及樣品所減少的質量即為脂肪質量。所用濾紙應事先用乙m浸泡揮干處理,濾紙筒應預先恒量。

(6) 結果計算

(7)  注意及說明

    ① 樣品應干燥后研細,樣品含水分會影響溶劑提取效果,而且溶劑會吸收樣品中的水分造成非脂成分溶出。裝樣品的濾紙筒一定要嚴密,不能往外漏樣品,也但不要包得太賢影響镕劑滲透。放入濾紙筒時高度不要超過回流彎管,否則超過彎管的樣品中的脂肪不能提盡,造成誤差。

    ② 對含多量糖及糊精的樣品,要先以冷水使糖及糊精溶解,經過濾除去,將殘渣連同濾紙一起烘干,再一起放入抽提管中。

    ③ 抽提用的乙m或石油m要求無水、無醇、無過氧化物,揮發(fā)殘渣含量低。因水和醇可導致水溶性物質溶解,如水溶性鹽類、糖類等,使得測定結果偏高。過氧化物會導致脂肪氧化,在烘干時也有引起爆炸的危險。

    ④提取時水浴溫度不可過高,以每分鐘從冷凝管滴下80滴左右,每小時回流6-12次為宜,提取過程應注意防火。

    ⑤在抽提時,冷凝管上端*好連接一個氯化鈣干燥管,這樣,可防止空氣中水分進入,也可避免乙m揮發(fā)在空氣中,如無此裝置可塞一團干燥的脫脂棉球。

    ⑥抽提是否*,可憑經驗,也可用濾紙或毛玻璃檢查,由抽提管下口滴下的乙m滴在濾紙或毛玻璃上,揮發(fā)后不留下油跡表明已抽提*。

    ⑦在揮發(fā)乙m或石油m時,切忌用直接火加熱,應該用電熱套,電水浴等。烘前應驅除全部殘余的乙m,因乙m稍有殘留,放入烘箱時,有發(fā)生爆炸的危險。

    ⑧反復加熱會因脂類氧化而增重。重量增加時,以增重前的重量作為恒重。

    ⑨因為乙m是麻醉劑,要注意室內通風。

2.2  酸分解法
    某些食品中,脂肪被包含在食品組織內部,或與食品成分結合而成結合態(tài)脂類,如,谷物等淀粉顆粒中的脂類,面條、焙烤食品等組織中包含的脂類,用索氏提取法不能*提取出來。這種情況下,必須要用強酸將淀粉、蛋白質、纖維素水解,使脂類游離出來,再用有機溶劑提取。

    此法使用于各類食品總脂肪的測定,特別對于易吸潮,結塊,難以干燥的食品應用本法測定效果較好,但此法不宜用高糖類食品,因糖類食品遇強酸易炭化而影響測定效果。

    應用此法,脂類中的磷脂,在水解條件下將幾乎*分解為脂肪酸及堿,當用于測定含大量磷脂的食品時,測定值將偏低。故對于含較多磷脂的蛋及其制品,魚類及其制品,不適宜用此法。

    (一)原理

    將試祥與鹽酸溶液一同加熱進行水解,使結合或包藏在組織里的脂肪游離出來,再用乙m和石油m提取脂肪,回收溶劑,干燥后稱量,提取物的重量即為脂肪含量。

(二) 適用范圍與特點

    此法適用于各類、各種狀態(tài)的食品中脂肪測定。特別是加工后的混合食品,易吸濕,不好烘干的,用索氏提取法不行的樣品,效果更好。

    本法不適于測定含磷脂高的食品、如:魚、貝、蛋品等。因為在鹽酸加熱時,磷脂幾乎*分解為脂肪酸和堿,當只測定前者時,使測定值偏低。本法也不適于測定含糖高的食品,因糖類遇強酸易炭化而影響測定。

    (1) 儀器

     恒溫水浴50~80℃

    ② 100ml 具塞量筒

    (2) 試劑

     乙醇(95%體積分數(shù))

    ② 乙m(不含過氧化物)

     石油m(30~600C沸騰)

     鹽酸

    (3) 測定步驟

  水解:準確稱取固體樣品2g于50ml大試管中,加入8mL水,用玻璃棒充分混合,加10ml鹽酸?;蚍Q取液體樣品10g于50mL大試管中,加10mL鹽酸?;靹蚝笥?0~80℃的水浴中,每隔5~10min用玻璃棒攪拌一次至脂肪游離為止,約須40~50min,取出靜置,冷卻。

  提?。喝〕鲈嚬芗尤?0mL乙醇,混合。冷卻后將混合物移入100mL具塞筒中,用25mL乙m分次沖洗試管,洗液一并倒入具塞量筒內。加塞振搖1min,將塞子慢慢轉動放出氣體,再塞好,靜置15min,小心開塞,用石油m-乙m等量混合液沖洗塞及筒口附著的脂肪。靜置10~20min,待上部液體清晰,吸出上層清夜于已恒量的錐形瓶內,再加入5ml乙m于具塞量筒內振搖,靜置后仍將上層乙m吸出,放入原錐形瓶內。將錐形瓶于水浴上蒸干,置95~105℃烘箱中干燥2h,取出放干燥器中冷卻30min后稱量

    (4) 結果計算

 (5) 說明

    ①開始加入8mL水是為防止后面加鹽酸時干試樣固化,水解后加入乙醇可使蛋白質沉淀,降低表面張力,促進脂肪球聚合,同時溶解一些碳水化合物如糖,有機酸等。后面用乙m提取脂肪時因乙醇可溶于乙m故需加入石油m降低乙醇在m中的溶解度,使乙醇溶解物殘留在水層,使分層清晰。

     ②揮干溶劑后殘留物中若有黑色焦油狀雜質,是分解物與水一同混入所致,會使測定值增大造成誤差,可用等量的乙m及石油m溶解后,過濾,再次進行揮干溶劑的操作。

③若無分解液等雜質混入,通常干燥2h即可恒量。

2.3 氯F-甲醇提取法

    索氏提取法對包含在組織內部的脂肪等不能*提取出來,酸分解法常使磷脂分接而損失。而在一定的水分存在下,極性的甲醇及非極性的氯F混合溶液卻能有效地提取結合態(tài)脂類,如脂蛋白、蛋白脂等及磷脂,此法對于高水分生物試樣如鮮魚、蛋類等脂類的測定更為有效。

 (1)原理

    氯F-甲醇提取法的原理是將試樣分散于氯F-甲醇混合液中,于水浴上輕微沸騰,氯F-甲醇混合液與一定的水分形成提取脂類的有效溶劑,在使試樣組織中結合態(tài)脂類游離出來的同時與磷脂等極性脂類的親合性增大,從而有效地提取出全部脂類。再經過濾,除去非脂成分,然后回收溶劑,對于殘留脂類要用石油m提取,定量。

  1. 儀器

①具塞三角瓶

    ②電熱恒溫水?。?0~100℃

    ③提取裝置

   ④布氏漏斗

   ⑤具塞離心管

   ⑥離心機:3000r/min

(3)試劑

    ①氯F:97%(體積分數(shù))以上。

    ②甲醇:96%(體積分數(shù))以上。

     ③ 氯F甲醇混合液:按2:1體積比混合。

    ④ 石油m。

    ⑤ 無水硫酸鈉:以120~135℃干燥1~2h。 

(4)操作步驟

   ①提取 

    準確稱取均勻樣品5g于具塞三角瓶內(高水分食品可加適量硅藻土使其分散),加入60mL氯F-甲醇混合液(對于干燥食品,可加入2~3mL水)。連接提取裝置,于650C水浴中,由輕微沸騰開始,加熱1h進行提取。

   ②回收溶劑

    提取結束后,取下燒瓶用布氏漏斗過濾,并用氯F-甲醇混合液洗滌濾器,燒瓶及濾器中試樣殘渣,濾液、洗滌液一并收集于具塞三角瓶內,置65~700C水浴中回收溶劑,至燒瓶內物料呈濃稠態(tài),而不能使其干,然后冷卻。

    ③石油m萃取、定量

    用移液管加入25ml石油m,然后加入15g無水硫酸鈉,立即加塞混搖1 min ,將m層移入具塞離心沉淀管進行離心分離(3000r/min)5min.用10mL移液管加入迅速吸取離心管中澄清的石油m10mL,于已稱量至恒量的干燥稱量瓶內,蒸發(fā)去除石油m,于100~105℃烘箱中烘至恒量(約30 min )。

(5)結果計算

2.4羅斯•哥特里法

    此法為標準化組織(ISO),糧農組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)等采用,為乳、煉乳、奶粉、奶油等脂類定量的標準法。它適用于各種液狀乳(生乳、加工乳、部分脫脂乳、脫脂乳等)、各種煉乳、奶粉、奶油 及冰淇淋。除乳制品外,也適用于豆乳或加工成乳狀的食品。

(一)原理

    利用氨-乙醇溶液破壞乳的膠體性狀及脂肪球膜使非脂成分溶解于氨-乙醇溶液中,而脂肪游離出來,再用乙m-石油m提取出脂肪,蒸餾去除溶劑后,殘留物即為乳脂肪。

   (二)適用范圍與特點

    本法適用于各種液狀乳(生乳、加工乳、部分脫脂乳、脫脂乳等),各種煉乳、奶粉、奶油及冰淇淋等能在堿性溶液中溶解的乳制品,也適用于豆乳或加水呈乳狀的食品。

(三)測定方法
    取一定量樣品于抽脂 瓶中,分別加入氨水,乙醇,乙m,石油m,充分搖勻,待上層液澄清時。讀取m層體積,放出一定體積m層于一已值重的燒瓶中,蒸餾回收乙m和石油m,烘干至恒重,稱重。

2.5 巴布科克法和蓋勃法

(一)原理

    用濃硫酸溶解乳中的乳糖和蛋白質等非脂成分,將牛奶中的酪蛋白鈣鹽轉變成可溶性的重硫酸酪蛋白,使脂肪球膜被破壞,脂肪游離出來,再利用加熱離心,使脂肪*迅速分離,直接讀取脂肪層的數(shù)值,便可知被測乳的含脂率。

(二)適應范圍與特點   

    這兩種方法都是測定乳脂肪的標準方法,適用于鮮乳及乳制品脂肪的測定。對含糖多的乳品(如甜煉乳、加糖乳粉等),采用此方法時糖易焦化,使結果誤差較大,故不適宜。

    此法操作簡便,迅速。對大多數(shù)樣品來說測定精度可滿足要求,但不如重量法準確。

 (三)測定方法

精密吸取17.6mL樣品,倒入巴布科克氏乳脂瓶中,再取17.5mL硫酸,沿瓶頸緩緩注入瓶中,將瓶頸回旋,使液體充分混合,至無凝塊并呈均勻棕色。置乳脂離心機上,以約1000r/min的速度離心5min,取出,加入80ºC以上的水至瓶頸基部,再置離心機中離心2min,取出后再加入80ºC以上的水至脂肪浮到2或3刻度處,再置離心機中離心1min,取出后置55~60ºC水溶中,5min后立即讀取脂肪層*高與*低點所占的格數(shù),即為樣品含脂肪的百分數(shù)。

 (四) 說明及討論

① 硫酸的濃度要嚴格遵守規(guī)定的要求,如過濃會使乳炭化呈黑色溶液而影響讀數(shù);過稀則不能使酪蛋白*溶解,會使測定值偏低或使脂肪層混濁。
    ② 硫酸除可破壞脂肪球膜,使脂肪游離出來外,還可增加液體相對密度,使脂肪容易浮出。
    ③ 蓋勃法中所用異戊醇的作用是促使脂肪析出,并能降低脂肪球的表面張力,以利于形成連續(xù)的脂肪層。
    ④ 加熱(65~70ºC水浴)和離心的目的是促使脂肪離析。。

    ⑤ 巴布科克法中采用17.6ml標準吸管取樣,實際上注入巴氏瓶中的樣品只有17.5ml,牛乳的相對密度為1.03,故樣品重量為17.5×1.03=18g。巴氏瓶頸的刻度(0~10%)共10個大格,每大格容積為0.2ml,在60ºC左右,脂肪的平均相對密度為0.9,故當整個刻度部分充滿脂肪時,其脂肪重量為0.2×10×0.9=1.8g。18g樣品中含有1.8g脂肪,即瓶頸全部刻度表示為脂肪含量10%,每一大格代表1%的脂肪。故瓶頸刻度讀數(shù)即為樣品中脂肪百分含量。
    ⑥每組樣品只取兩格乳脂瓶進行測定。放入離心機時,必須對稱放置。
    ⑦硫酸的濃度和用量必須嚴格按照規(guī)定,沿瓶壁緩慢加入,回旋搖動,使充分混合 ,否則易時脂肪層產生黑色塊粒。

補充: 食用油脂幾項理化特性的測定

    一、酸價的測定

酸價——中和 1 g 油脂中的游離脂肪酸所需氫氧化鉀的質量(mg)。

酸價是反映油脂酸敗的主要指標。

    二、碘價的測定

碘價(碘值)——100 g 油脂所吸收的氯化碘或溴化碘換算成碘的質量(g)。

碘價在一定范圍內反映油脂的不飽和程度。

    三、過氧化值的測定

過氧化值——滴定 1g 油脂所需用( 0.002 mol/L ) Na2S2O3 標準溶液的體積(mL)。

過氧化值的大小是反映油脂是否新鮮及酸敗的程度。

    四、皂化價的測定

皂化價——中和 1 g 油脂中的全部脂肪酸(游離+結合的)所需氫氧化鉀的質量(mg)。

皂化價可對油脂的種類和純度進行鑒定。

    五、羰基價的測定

    用羰基價來評價油脂中氧化物的含量和酸敗程度。

    總羰基價—— 用比色法測定。

思考題

1、脂類測定提取劑的種類、優(yōu)缺點。

2、索氏提取法的原理、方法、注意事項。

3、乳脂肪的測定方法有哪幾種?

4、食用油特性(酸價、碘價、氧化值、過氧化值、皂化價、羰基價)的定義。

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