第八章脂类的测定 第一节概述 一、食品中的脂类物质和脂肪含量 脂类是食品的重要组成分,包括一些具有共同性质和相似组成的物质。食品中的脂类主 要包括脂肪(甘油三酸酯)和一些类脂质,如脂肪酸、磷脂、糖脂、笛醇、固醇等,大多数动 物性食品及某些植物性食品(如种子,果实,果仁)都含有天然脂肪或类脂化合物。各种食品含 脂量各不相同,其中植物性或动物性油脂中脂肪含量最高,而水果蔬莱中脂肪含量很低。不同 食品的脂肪含量如表8-1。 表8-1 不同食品中的脂肪含量 防含量/%(量分数 查品项目 脂防含量/%(质量分数) 谷物食品离包通心 6 米(黄色) 新制全爱 10.0 二、脂类物质的测定意义 脂肪是食品中重要的营养成分之一,可为人体提供必需脂肪酸:脂肪是一种富含热能的 营养素,是人体热能的主要来源,每克脂肪在体内可提供37.62kJ(9©l)热能,比碳水化合物 和蛋白质高一倍以上:脂肪还是脂溶性维生素的良好溶剂,有助于脂溶性维生素的吸收,脂 肪与蛋白质结合生成的脂蛋白,在调节人体生理机能和完成体内生化反应方面都起着十分重 要的作用。但过量摄入脂肪对人体健康也是不利的。 在食品加工生产过程中,原料、半成品、成品的脂类含量对产品的风味、组织结构、品 质、外观、口感等都有直接的影响。蔬菜本身的脂肪含量较低,在生产蔬菜罐头时,添加适量 的脂肪可以改善产品的风味,对于面包之类的焙烤食品,脂肪含量特别是卵磷脂等组分,对 面包心的柔软度、面包的体积及其结构都有影响。因此,在含脂肪的食品中,其含最都有一定 的规定,是食品质量管理中的一项重要指标。测定食品的脂肪含量,可以用来评价食品的品质, 衡量食品的营养价值,而且对实行工艺监督,生产过程的质量管理,研究食品的储藏方式是 否恰当等方面都有重要的意义
1 第八章 脂类的测定 第一节 概 述 一、食品中的脂类物质和脂肪含量 脂类是食品的重要组成分,包括一些具有共同性质和相似组成的物质。食品中的脂类主 要包括脂肪 (甘油三酸酯) 和一些类脂质, 如脂肪酸、磷脂、糖脂、甾醇、固醇等, 大多数动 物性食品及某些植物性食品 (如种子,果实,果仁) 都含有天然脂肪或类脂化合物。各种食品含 脂量各不相同, 其中植物性或动物性油脂中脂肪含量最高, 而水果蔬菜中脂肪含量很低。不同 食品的脂肪含量如表 8-1。 表 8-1 不同食品中的脂肪含量 二、脂类物质的测定意义 脂肪是食品中重要的营养成分之一, 可为人体提供必需脂肪酸;脂肪是一种富含热能的 营养素,是人体热能的主要来源, 每克脂肪在体内可提供 37.62 kJ ( 9kcal )热能, 比碳水化合物 和蛋白质高一倍以上; 脂肪还是脂溶性维生素的良好溶剂, 有助于脂溶性维生素的吸收; 脂 肪与蛋白质结合生成的脂蛋白, 在调节人体生理机能和完成体内生化反应方面都起着十分重 要的作用。但过量摄入脂肪对人体健康也是不利的。 在食品加工生产过程中, 原料、半成品、成品的脂类含量对产品的风味、组织结构、品 质、外观、口感等都有直接的影响。蔬菜本身的脂肪含量较低, 在生产蔬菜罐头时, 添加适量 的脂肪可以改善产品的风味, 对于面包之类的焙烤食品, 脂肪含量特别是卵磷脂等组分, 对 面包心的柔软度、面包的体积及其结构都有影响。因此, 在含脂肪的食品中, 其含量都有一定 的规定,是食品质量管理中的一项重要指标。测定食品的脂肪含量, 可以用来评价食品的品质, 衡量食品的营养价值, 而且对实行工艺监督, 生产过程的质量管理, 研究食品的储藏方式是 否恰当等方面都有重要的意义
三、脂类的测定 食品中脂肪的存在形式有游离态的,如动物性脂肪及植物性油脂也有结合态的,如天 然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白及某些加工食品(如焙烤食品及麦乳精等中的脂肪,与蛋白质 或碳水化合物等成分形成结合态。大多数食品中所含的脂肪为游离脂肪,结合态脂肪含量较 少 脂类不溶于水,易溶于有机溶剂。测定脂类大多采用低沸点的有机溶剂萃取的方法。常 用的溶剂有乙醚,石油醚、氯仿一甲醇混合溶剂等。其中乙醚溶解脂肪的能力强,应用最多。 但它沸点低(B4.6℃),易燃,且可饱和约2%的水分。含水乙醚会同时抽提出糖分等非脂成分 所以实用时、必须采用无水乙继做提取剂.且要求样品必须预先烘干。石油醚溶解脂肪的能力 比乙醚弱些,但吸收水分比乙醚少,没有乙酷易燃,使用时允许样品含有微量水分,这两种溶 剂只能直接提取游离的脂肪。对于结合态脂类必须预先用酸或碱破坏脂类和非脂成分的结 合后才能提取。因二者各有特点,故常常混合使用。氯仿一甲醇是另一种有效的溶剂。它对于 脂蛋白、砖脂的提取效率较高.特别话用于水产品、家贪、蛋制品等食品脂肪的提取。 用溶剂提取食品中的脂类时,要根据食品种类、性状及所选取的分析方法,在测定之前对 样品进行预处理。有时需将样品粉碎、切碎、赈磨等;有时需将样品烘干,有的样品易结块 可加入4~6倍量的海砂,有的样品含水量较高,可加入适量无水硫酸钠,使样品成粒状。以 上处理的目的都是为了增加样品的表面积,诚少样品含水量,使有机溶剂更有效地提取出脂 类。 食品的种类不同,其中脂肪的含量及其存在形式就不相同,测定脂肪的方法也就不同。 常用的测定脂类的方法有:索氏提取法、酸分解法、罗紫一哥特里法、巴布科克氏法、盖勃 氏法和氯仿一甲醇提取法等。过去普遍采用的是索氏提取法,此法至今仍被认为是测定多种 食品脂类含量的有代表性的方法,但对于某些样品测定结果往往偏低。酸水解法能对包括结 合态脂类在内的全部脂类进行定量。而罗紫一哥特里法主要用于乳及乳制品中脂类的测定。 本章将分别介绍以上各种方法。此外,对于食用植物油脂的几项化学特性,也介绍其测定原 理和方法。 第二节脂类的测定方法 、索氏提取法 索氏提取法测定脂肪含量是普遍采用的经典方法,是国标的方法之一,也是美国AOG 法920.39、960.39中脂肪含量测定方法(半连续溶剂萃取法)。随若科学技术的发展,该法也 在不断改进和完善,如目前已有改进的直滴式抽提法和脂肪自动测定仪法 (一)陌里 将经前处理的样品用无水乙醚或石油醚回流提取,使样品中的脂肪进入溶剂中,蒸去溶 剂后所得到的残留物,即为脂肪(或粗脂肪) 本法提取的脂溶性物质为脂肪类物质的混合物,除含有脂肪外还含有磷脂、色素、树脂、 固醇、芳香油等醚溶性物质。因此,用索氏提取法测得的脂肪也称为粗脂肪。 (二)适应范围与特点 此法活用于脂类含量较高.结合态的脂类含量较少、能烘干磨细不易吸湿结块的样品 的测定。食品中的游离脂肪一般都能直接被乙醚、石油醚等有机溶剂抽提,而结合态脂肪不
2 三、脂类的测定 食品中脂肪的存在形式有游离态的, 如动物性脂肪及植物性油脂; 也有结合态的, 如天 然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白及某些加工食品 (如焙烤食品及麦乳精等) 中的脂肪, 与蛋白质 或碳水化合物等成分形成结合态。大多数食品中所含的脂肪为游离脂肪,结合态脂肪含量较 少。 脂类不溶于水, 易溶于有机溶剂。测定脂类大多采用低沸点的有机溶剂萃取的方法。常 用的溶剂有乙醚,石油醚、氯仿-甲醇混合溶剂等。其中乙醚溶解脂肪的能力强, 应用最多。 但它沸点低 (34.6℃) ,易燃, 且可饱和约 2%的水分。含水乙醚会同时抽提出糖分等非脂成分, 所以实用时, 必须采用无水乙醚做提取剂, 且要求样品必须预先烘干。石油醚溶解脂肪的能力 比乙醚弱些, 但吸收水分比乙醚少, 没有乙醚易燃, 使用时允许样品含有微量水分,这两种溶 剂只能直接提取游离的脂肪, 对于结合态脂类, 必须预先用酸或碱破坏脂类和非脂成分的结 合后才能提取。因二者各有特点, 故常常混合使用。氯仿一甲醇是另一种有效的溶剂, 它对于 脂蛋白、磷脂的提取效率较高, 特别适用于水产品、家禽、蛋制品等食品脂肪的提取。 用溶剂提取食品中的脂类时, 要根据食品种类、性状及所选取的分析方法, 在测定之前对 样品进行预处理。有时需将样品粉碎、切碎、碾磨等; 有时需将样品烘干; 有的样品易结块, 可加入 4~6 倍量的海砂; 有的样品含水量较高, 可加入适量无水硫酸钠, 使样品成粒状。以 上处理的目的都是为了增加样品的表面积,减少样品含水量, 使有机溶剂更有效地提取出脂 类。 食品的种类不同, 其中脂肪的含量及其存在形式就不相同, 测定脂肪的方法也就不同。 常用的测定脂类的方法有: 索氏提取法、酸分解法、罗紫-哥特里法、巴布科克氏法、盖勃 氏法和氯仿-甲醇提取法等。过去普遍采用的是索氏提取法, 此法至今仍被认为是测定多种 食品脂类含量的有代表性的方法, 但对于某些样品测定结果往往偏低。酸水解法能对包括结 合态脂类在内的全部脂类进行定量。而罗紫-哥特里法主要用于乳及乳制品中脂类的测定。 本章将分别介绍以上各种方法。此外,对于食用植物油脂的几项化学特性,也介绍其测定原 理和方法。 第二节 脂类的测定方法 一、索氏提取法 索氏提取法测定脂肪含量是普遍采用的经典方法,是国标的方法之一,也是美国 AOAC 法 920.39、960.39 中脂肪含量测定方法 (半连续溶剂萃取法)。随着科学技术的发展,该法也 在不断改进和完善,如目前已有改进的直滴式抽提法和脂肪自动测定仪法。 (一) 原 理 将经前处理的样品用无水乙醚或石油醚回流提取, 使样品中的脂肪进入溶剂中, 蒸去溶 剂后所得到的残留物, 即为脂肪 (或粗脂肪) 。 本法提取的脂溶性物质为脂肪类物质的混合物,除含有脂肪外还含有磷脂、色素、树脂、 固醇、芳香油等醚溶性物质。因此,用索氏提取法测得的脂肪也称为粗脂肪。 (二) 适应范围与特点 此法适用于脂类含量较高, 结合态的脂类含量较少, 能烘干磨细, 不易吸湿结块的样品 的测定。食品中的游离脂肪一般都能直接被乙醚、石油醚等有机溶剂抽提, 而结合态脂肪不
能直接被乙酵、石油提取.需在一定条件下进行水解等处理.使之转变为游离脂肪后方能提 取,故索氏提取法测得的只是游离态脂肪,而结合态脂肪测不出来。此法是经典方法,对大多 数样品结果比较可靠,但费时间,溶剂用量大,且需专门的索氏抽提器(图81)。 冷凝管- 一抽提管 纸 图8】索氏抽提器 (三)测定方法 1.滤纸筒的制备 将大小8cmX15Cm的滤纸,用直径约2cm的试管为模刑,将滤纸以试管壁为基础,叠折 成底端封口的滤纸筒,筒内底部放一小片脱脂棉。在105℃中烘至恒重,置于干燥器中备用。 2.样品处理 ()固体样品:精密称取干燥并研细的样品2一5g(可取测定水分后的样品),必要时拌以 海砂,无损地移入滤纸筒内 (2)半固体或液体样品:称取50一10.0g于蒸发皿中,加入海砂约20g.于沸水浴上蒸干后 再于95~105℃烘干、研细,全部移入滤纸简内,蒸发皿及粘附有样品的玻璃棒都用沾有乙醚 的脱脂棉擦净,将脱脂棉一同放在滤纸筒上面,再用脱脂棉线封捆滤纸筒口。 3.抽提 将滤纸筒放入索氏抽提器内,连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶,由冷凝管上端加入无水 乙酷或石油酰,加量为接受瓶的213体积,于水浴上(厦天65℃,冬天80℃左右)加热使乙 醚或石油醚不断的回流提取,一般提取612h,至抽提完全为止。 4.称重 取下接受瓶,回收乙醚或石油醚,待接受瓶内乙酰剩12mL时,在水浴上蒸干,再于 10-105℃干燥2h,取出放干燥器内冷却30min,称重,并重复操作至恒重 3
3 能直接被乙醚、石油醚提取, 需在一定条件下进行水解等处理, 使之转变为游离脂肪后方能提 取, 故索氏提取法测得的只是游离态脂肪, 而结合态脂肪测不出来。此法是经典方法, 对大多 数样品结果比较可靠, 但费时间, 溶剂用量大, 且需专门的索氏抽提器 (图 8-1)。 图 8-1 索氏抽提器 (三) 测定方法 1.滤纸筒的制备 将大小 8cm×15cm 的滤纸,用直径约 2cm 的试管为模型,将滤纸以试管壁为基础,叠折 成底端封口的滤纸筒,筒内底部放一小片脱脂棉。在 105℃中烘至恒重,置于干燥器中备用。 2.样品处理. (1) 固体样品:精密称取干燥并研细的样品 2~5g (可取测定水分后的样品), 必要时拌以 海砂, 无损地移入滤纸筒内。 (2)半固体或液体样品: 称取 5.0~10.0g 于蒸发皿中, 加入海砂约 20g, 于沸水浴上蒸干后, 再于 95~105℃烘干、研细, 全部移入滤纸简内, 蒸发皿及粘附有样品的玻璃棒都用沾有乙醚 的脱脂棉擦净, 将脱脂棉一同放在滤纸筒上面,再用脱脂棉线封捆滤纸筒口。 3.抽提 将滤纸筒放入索氏抽提器内, 连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶, 由冷凝管上端加入无水 乙醚或石油醚, 加量为接受瓶的 2 / 3 体积, 于水浴上 (夏天 65℃, 冬天 80℃左右) 加热使乙 醚或石油醚不断的回流提取, 一般提取 6~12h, 至抽提完全为止。 4.称重 取下接受瓶, 回收乙醚或石油醚, 待接受瓶内乙醚剩 1~2 mL 时, 在水浴上蒸干, 再于 100~105℃干燥 2h, 取出放干燥器内冷却 30min, 称重, 并重复操作至恒重
(四)结果计算 脂肪(%=?二m, :×100 式中:m2一接受瓶和脂肪的质量,g: m一 接受瓶的质量,g: m一样品的质量(如为测定水分后的样品,以测定水分前的质量计),g。 (五)注意及说明 1.样品应干燥后研细,样品含水分会影响溶剂提取效果,而且溶剂会吸收样品中的水分 造成非脂成分溶出.装样品的滤纸筒一定要严密,不能往外漏样品,但也不要包得太紧影响溶 剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管,否则超过弯管样品中的脂肪不能抽提,造成误 差。 2.对含多量糖及糊精的样品,要先以冷水使糖及糊精溶解,经过滤除去,将残渣连同滤 纸一起烘干,放入抽提管中。 3.抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物,挥发残渣含量低。 4.过氧化物的检查方法:取6mL乙醚,加2mL10%碘化钾溶液,用力振摇,放置lmin 后,若出现黄色,则证明有过氧化物存在,应另选乙醚或处理后再用。 5.提取时水浴温度不可过高,以每分钟从冷凝管滴下80滴左右,每小时回流6~12次为 宜,提取过程应注意防火。 6.在抽提时,冷凝管上端最好连接一支氯化钙干燥管,如无此装置可塞一团干燥的脱脂 棉球。这样,可防止空气中水分进入,也可避免乙醚在空气中挥发。 7.抽提是否完全可凭经验,也可用滤纸或毛玻璃检查,由抽提管下口滴下的乙醚滴在滤 纸或毛玻璃上,挥发后不留下油迹表明已抽提完全,若留下油迹说明抽提不完全。 8.在挥发乙醚或石油醚时,切忌用直接火加热。烘前应驱除全部残余的乙醚,因乙醚稍 有残留,放入烘箱时,有发生爆炸的危险。 (六)改良直滴式抽提法 改进型直滴式抽提法的原理、试剂、结果计算与索氏抽提法一样,只有操作方法上略有 不同。主要是使用直滴式抽提器或改进型直滴式抽提器一套,见图8一2。 直滴式抽提器将索氏抽提器抽提筒旁边的虹吸管和支管除去,并将筒底打通,筒底附近 加三个支点,可将盛有试样的滤纸筒放入玻璃漏斗后,置于抽提筒内的三个玻璃支点上,抽 提时烧瓶中乙醚蒸气通过抽提筒至冷凝器内被冷却,液化后滴入滤纸筒,抽提试样中脂肪后, 滴入烧瓶中,这样始终不断地有新乙醚来抽提试样中脂肪,使乙醚与试样之间始终保持最大 的浓度差,处于最佳抽提效率。 测定方法: 将盛有试样滤纸筒置入抽提筒,用乙醚抽提脂肪,脂肪抽净后,取出滤纸筒,关上玻璃活 塞,继续加热即可回收乙醚,其他操作同索氏抽提法。 直滴式抽提器虽然比索氏抽提器效率高,速度快,但抽提仍需6~8h。现在有不少改进型 直滴式抽提器在直滴式基础上又进行以下几方面的改进:
4 (四) 结果计算 m 2 - m 1 脂肪 (%) = ×100 m 式中:m 2 ─ 接受瓶和脂肪的质量 ,g; m 1─ 接受瓶的质量 ,g; m ─ 样品的质量 (如为测定水分后的样品, 以测定水分前的质量计),g。 (五) 注意及说明 1.样品应干燥后研细, 样品含水分会影响溶剂提取效果, 而且溶剂会吸收样品中的水分 造成非脂成分溶出。装样品的滤纸筒一定要严密, 不能往外漏样品, 但也不要包得太紧影晌溶 剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管, 否则超过弯管样品中的脂肪不能抽提, 造成误 差。 2.对含多量糖及糊精的样品, 要先以冷水使糖及糊精溶解, 经过滤除去, 将残渣连同滤 纸一起烘干, 放入抽提管中。 3.抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物, 挥发残渣含量低。 4. 过氧化物的检查方法:取 6 mL 乙醚, 加 2 mL10%碘化钾溶液, 用力振摇, 放置 lmin 后,若出现黄色, 则证明有过氧化物存在, 应另选乙醚或处理后再用。 5. 提取时水浴温度不可过高, 以每分钟从冷凝管滴下 80 滴左右, 每小时回流 6~12 次为 宜, 提取过程应注意防火。 6. 在抽提时,冷凝管上端最好连接一支氯化钙干燥管, 如无此装置可塞一团干燥的脱脂 棉球。这样, 可防止空气中水分进入, 也可避免乙醚在空气中挥发。 7. 抽提是否完全可凭经验, 也可用滤纸或毛玻璃检查, 由抽提管下口滴下的乙醚滴在滤 纸或毛玻璃上, 挥发后不留下油迹表明已抽提完全, 若留下油迹说明抽提不完全。 8. 在挥发乙醚或石油醚时, 切忌用直接火加热。烘前应驱除全部残余的乙醚, 因乙醚稍 有残留, 放入烘箱时, 有发生爆炸的危险。 (六) 改良直滴式抽提法 改进型直滴式抽提法的原理、试剂、结果计算与索氏抽提法一样,只有操作方法上略有 不同。主要是使用直滴式抽提器或改进型直滴式抽提器一套, 见图 8-2。 直滴式抽提器将索氏抽提器抽提筒旁边的虹吸管和支管除去, 并将筒底打通, 筒底附近 加三个支点, 可将盛有试样的滤纸筒放入玻璃漏斗后, 置于抽提筒内的三个玻璃支点上, 抽 提时烧瓶中乙醚蒸气通过抽提筒至冷凝器内被冷却, 液化后滴入滤纸筒, 抽提试样中脂肪后, 滴入烧瓶中, 这样始终不断地有新乙醚来抽提试样中脂肪, 使乙醚与试样之间始终保持最大 的浓度差, 处于最佳抽提效率。 测定方法: 将盛有试样滤纸筒置入抽提筒, 用乙醚抽提脂肪, 脂肪抽净后, 取出滤纸筒, 关上玻璃活 塞, 继续加热即可回收乙醚, 其他操作同索氏抽提法。 直滴式抽提器虽然比索氏抽提器效率高, 速度快, 但抽提仍需 6~8 h。现在有不少改进型 直滴式抽提器在直滴式基础上又进行以下几方面的改进:
图8一2改进型直滴式抽提器 ①加大仪器的容量,增大滤纸简内径,使溶剂与试样接触面积增大 ②冷凝器液滴口制成锯齿形,既可增加回滴速度,又可使液滴均匀分布滴入试样中 ③抽提筒置于烧瓶中,使抽提在较高温度中进行,提高抽提效率, ④烧瓶口口径加大,可使烘干时间缩短,使测定时间减少。 (七)Tecator脂肪自动测定仪 1.仪器构造 特卡托脂肪自动测定仪由主机(抽提单元)和辅助单元两部分构成。 辅助单元主要是为主机提供热循环介质,使溶剂气化,热介质由泵进行强制循环,与主 机用管子连接。辅机上有一空气泵,其作用是在分析结束时,吸走抽提杯中残留的微最溶剂气 体。 抽提杯一般为铝制(也有玻璃制),每套6个,可放入抽提杯安放架中,便于插入主机内。 抽提套可固定在抽提套安放架上,抽提套支撑圈每套为7个,其中6个插入主机内,另1个同 天平配套使用.以简化称量程序 2.工作原理 将试样先浸泡在沸腾的溶剂中,提取出大部分脂肪,再把试样提出至溶剂液面上,用溶
5 图 8-2 改进型直滴式抽提器 ① 加大仪器的容量, 增大滤纸筒内径, 使溶剂与试样接触面积增大; ② 冷凝器液滴口制成锯齿形, 既可增加回滴速度, 又可使液滴均匀分布滴入试样中; ③ 抽提筒置于烧瓶中, 使抽提在较高温度中进行, 提高抽提效率; ④ 烧瓶口口径加大, 可使烘干时间缩短, 使测定时间减少。 (七) Tecator 脂肪自动测定仪 1.仪器构造 特卡托脂肪自动测定仪由主机 (抽提单元) 和辅助单元两部分构成。 辅助单元主要是为主机提供热循环介质, 使溶剂气化, 热介质由泵进行强制循环, 与主 机用管子连接。辅机上有一空气泵, 其作用是在分析结束时, 吸走抽提杯中残留的微量溶剂气 体。 抽提杯一般为铝制 (也有玻璃制), 每套 6 个, 可放入抽提杯安放架中, 便于插入主机内。 抽提套可固定在抽提套安放架上, 抽提套支撑圈每套为 7 个, 其中 6 个插入主机内, 另 l 个同 天平配套使用, 以简化称量程序。 2. 工作原理 将试样先浸泡在沸腾的溶剂中, 提取出大部分脂肪, 再把试样提出至溶剂液面上, 用溶