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(zhì),,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zui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(zhì)結(jié)合生成脂蛋白,,在調(diào)節(jié)人體生理機能和完成體內(nèi)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(chǎn)品的風味、組織結(jié)構,、品質(zhì)、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(chǎn)蔬菜罐頭時,,添加適量的脂肪可以改善產(chǎn)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(jié)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(zhì)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(zhì),衡量食品的營養(yǎng)價值,,而且對實行工藝監(jiān)督,,生產(chǎn)過程的質(zhì)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(jié)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(zhì)或碳水化合物形成結(jié)合態(tài),。
對大多數(shù)食品來說,,游離態(tài)脂肪是主要的,結(jié)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mi
有一定極性,,但不如乙醇、甲醇,、水等溶解脂肪的能力強,,應用zui多。GB中關于脂肪含量的測定都采用它作提取劑,。
乙mi沸點低(34.6℃),,易燃。乙mi可飽和2%的水,。含水乙mi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mi作提取劑,,被測樣品也要事先烘干,。
②石油醚
石油醚的沸點比乙mi高,不太易燃,,溶解脂肪能力比乙mi弱,,吸收水分比乙mi少,允許樣品含微量的水分,。石油醚溶解脂肪的能力比乙mi弱些,,但吸收水分比乙mi少,沒有乙mi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(jié)合態(tài)脂類,,必須預先用酸或堿破壞脂類和非脂成分的結(jié)合后才能提取,。
因二者各有特點,故常?;旌鲜褂?。但乙mi、石油醚都只能提取樣品中游離態(tài)的脂肪,。對于結(jié)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(jié)合后,,才能提取。
3. 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(chǎn)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(jié)合態(tài),。
較理想的方法是冷凍干燥法,。
3)酸水解:對于乙mi不能滲入內(nèi)部的或含結(jié)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(jié)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
-甲醇提取法等。酸水解法能對包括結(jié)合態(tài)脂類在內(nèi)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 JTONE索氏提取法
(1) 原理
將經(jīng)前處理而分散且干燥的樣品用無水乙mi或石油醚等溶劑回流提取,,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(zhì),,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(jié)合態(tài)的脂類含量較少,能烘干磨細,,不易吸濕結(jié)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(jié)合態(tài)脂肪測不出來,。
此法經(jīng)典,,對大多數(shù)樣品的測定結(jié)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電熱恒溫水浴(50~80℃)
③電熱恒溫烘箱(80~120℃)
(4) 試劑
無水乙mi或石油醚
(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(nèi)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),。
① 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(nèi),。
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(nèi),,蒸發(fā)皿及粘附有樣品的玻璃棒都用沾有乙mi的脫脂棉擦凈,將棉花一同放進濾紙筒內(nèi),。
② 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聚同電子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(nèi),,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mi或石油醚(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mi或石油醚不斷的回流提取,控制每分鐘滴下乙mi80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mi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mi,,當乙mi在提脂管內(nèi)將虹吸時立即取下提脂管,,將其下口放到盛乙mi的試劑瓶口,使之傾斜,,使液面超過虹吸管,,乙mi即經(jīng)虹吸管流入瓶內(nèi),。按同法繼續(xù)回收,,將乙mi*蒸出后,取下提脂燒瓶,,于水浴上蒸去殘留乙mi,。用紗布擦凈燒瓶外部,于100~105℃烘箱中烘至恒量并準確稱量,?;?qū)V紙筒置于小燒杯內(nèi),揮干乙mi,,在100 ~105 ℃烘箱中烘至恒量,,濾紙筒及樣品所減少的質(zhì)量即為脂肪質(zhì)量,。所用濾紙應事先用乙mi浸泡揮干處理,濾紙筒應預先恒量,。
(6) 結(jié)果計算
(7) JTONE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(jīng)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mi或石油醚要求無水,、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(zhì)溶解,,如水溶性鹽類、糖類等,,使得測定結(jié)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mi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(jīng)驗,,也可用濾紙或毛玻璃檢查,,由抽提管下口滴下的乙mi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mi或石油醚時,,切忌用直接火加熱,,應該用電熱套,電水浴等,。烘前應驅(qū)除全部殘余的乙mi,,因乙mi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mi是麻醉劑,要注意室內(nèi)通風,。
2.2 聚同電子酸分解法
某些食品中,,脂肪被包含在食品組織內(nèi)部,或與食品成分結(jié)合而成結(jié)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(zhì)、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(jié)塊,難以干燥的食品應用本法測定效果,,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(jié)合或包藏在組織里的脂肪游離出來,,再用乙mi和石油醚提取脂肪,,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) JTONE儀器
① 恒溫水浴50~80℃
② 100ml 具塞量筒
(2) 試劑
① 乙醇(95%體積分數(shù))
② 乙mi(不含過氧化物)
③ 石油醚(30~600C沸騰)
④ 鹽酸
(3) 聚同電子測定步驟
① 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,。或稱取液體樣品10g于50mL大試管中,,加10mL鹽酸,。混勻后于70~80℃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,。
② 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mi分次沖洗試管,洗液一并倒入具塞量筒內(nèi),。加塞振搖1min,,將塞子慢慢轉(zhuǎn)動放出氣體,再塞好,,靜置15min,,小心開塞,用石油醚-乙mi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(nèi),再加入5ml乙mi于具塞量筒內(nèi)振搖,,靜置后仍將上層乙mi吸出,,放入原錐形瓶內(nèi)。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(jié)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(zhì)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mi提取脂肪時因乙醇可溶于乙mi故需加入石油醚降低乙醇在醚中的溶解度,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(zhì),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mi及石油醚溶解后,過濾,,再次進行揮干溶劑的操作,。
③若無分解液等雜質(zhì)混入,通常干燥2h即可恒量,。
2.3 甲醇提取法
索氏提取法對包含在組織內(nèi)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混合溶液卻能有效地提取結(jié)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
甲醇提取法的原理是將試樣分散于-甲醇混合液中,,于水浴上輕微沸騰,,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(jié)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(jīng)過濾,除去非脂成分,,然后回收溶劑,,對于殘留脂類要用石油醚提取,定量,。
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
①97%(體積分數(shù))以上。
②甲醇:96%(體積分數(shù))以上,。
③ 甲醇混合液:按2:1體積比混合,。
④ 石油醚。
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(nèi)(高水分食品可加適量硅藻土使其分散),,加入60mL-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(jié)束后,取下燒瓶用布氏漏斗過濾,,并用-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(nèi),,置65~700C水浴中回收溶劑,至燒瓶內(nèi)物料呈濃稠態(tài),,而不能使其干,,然后冷卻。
③石油醚萃取、定量
用移液管加入25ml石油醚,,然后加入15g無水硫酸鈉,,立即加塞混搖1 min ,將醚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醚10mL,于已稱量至恒量的干燥稱量瓶內(nèi),,蒸發(fā)去除石油醚,,于100~105℃烘箱中烘至恒量(約30 min )。
(5)結(jié)果計算
2.4羅斯•哥特里法
此法為標準化組織(ISO),,聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界組織(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mi-石油醚提取出脂肪,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mi,,石油醚,,充分搖勻,待上層液澄清時,。讀取醚層體積,,放出一定體積醚層于一已值重的燒瓶中,蒸餾回收乙mi和石油醚,,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(zhì)等非脂成分,,將牛奶中的酪蛋白鈣鹽轉(zhuǎn)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(jié)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zui高與zui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(chǎn)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(zhì)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(zhì)量(g),。
碘價在一定范圍內(nèi)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(jié)合的)所需氫氧化鉀的質(zhì)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,。
索氏提取脂肪測定儀之重量分析法——脂肪的測定參考資料:杭州聚同電子有限公司
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