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盐酸水解系统-索氏提取仪测定食品中总脂肪的研究

2022-05-17叶文芳王晓畅陈榕德

食品安全导刊 2022年11期
关键词:索氏滤袋水解

叶文芳,王晓畅,陈榕德

(惠州市食品药品检验所,广东惠州 516000)

脂肪既是人体组织的重要构成部分,又是提供热量的主要物质,是食品营养标签的四大核心营养素之一,成为食品标准中常见的检验项目[1]。食品中的脂肪主要以游离态和结合态的形式存在,不同食品的检测方法不同[2]。目前,食品中脂肪的测定根据《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》(GB 5009.6—2016)中的规定进行检测,使用酸水解法测定食品中游离态脂肪及结合态脂肪的总量[3]。针对不同类别的食品中脂肪的测定,很多研究引进了仪器化的检测,提高了工作效率及精准度。例如,应用红外光谱仪测定乳粉的脂肪含量[4],采用全自动快速萃取技术测定婴幼儿奶粉中的粗脂肪[5],基于双波长紫外吸收快速测定乳脂肪[6],使用乳脂肪分析仪测定乳脂肪[7],采用折光法快速脂肪测定仪测定油料及饼粕脂肪含量[8],这些研究都推进了脂肪检测的仪器化。滤袋法是一种简易高效的检测方法,以滤袋包裹样品进行样品的前处理,通过减重法测得样品中脂肪含量[9-10]。本文通过研究应用酸水解系统-索氏提取仪,结合滤袋法提取,计算得到总脂肪含量;并用该仪器法与国家标准方法检测不同类别食品,验证方法的准确度和精密度。在批量检测食品中的总脂肪时,该法拟提高检测效率,减少检验员的人工操作,实现食品总脂肪的自动化测定。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

盐酸(HCl)、乙醇(C2H5OH)、无水乙醚(C4H10O)和石油醚(CnH2n+2,沸程为30~60 ℃),均为分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;酸洗硅藻土,美国ANKOM公司;实验用水为超纯水;分析样品均为本实验室日常抽检的样品。

1.2 仪器与设备

XS205DU分析天平(瑞士梅特勒托利多公司);BGZ-140电热干燥箱(上海博迅医疗生物仪器股份有限公司);E-816脂肪提取仪(瑞士步琦(BUCHI)有限公司);ANKOM HCl Si自动盐酸水解系统(美国ANKOM公司)。

1.3 实验方法

1.3.1 试样酸水解

称取0.5~1.0 g(待测试样脂肪含量超过20%)或1.0~2.0 g(待测试样脂肪含量在20%以内)试样置于滤袋中(内含硅藻土),记录试样质量(m1);密封好滤袋后放入水解舱体中(每批可以放进15个试样,本实验只放进10个),加入500 mL 3 mol/L的盐酸溶液,根据盐酸水解系统的程序,设置水解的时间90 min,温度90 ℃,淋洗时间60 min,开始水解。同批次做硅藻土空白样。

1.3.2 试样干燥称重

水解结束后,取出滤袋,用吸水纸和压板均匀挤压出水,将滤袋先放入简易烘箱中(105±2)℃下干燥2 h以挥干盐酸,再将滤袋转移到电热干燥箱中(105±2)℃继续干燥2 h,取出置于干燥器中,冷却至室温,称量质量,记录滤袋质量(m2)。

1.3.3 索氏提取

将干燥后的滤袋置于索氏提取仪样品腔中,加入无水乙醚作提取剂100 mL,设定仪器程序,抽提时间120 min,抽提25~30次,淋洗30 min,挥干石油醚15 min;开始抽提。

1.3.4 干燥称量

抽提结束后取出滤袋,放入电热干燥箱中干燥1 h,取出放置于干燥器中冷却至室温,称量至恒重(直至两次称量的差不超过2 mg),记录质量(m3)。

1.3.5 计算

试样中的总脂肪含量计算公式如下:

式中:m1为试样质量,g;m2为水解后试样+滤袋+硅藻土烘干后质量,g;c1为水解后空白袋干燥后质量,g;c2为脂肪提取后空白袋烘干后质量,g;m3为浸提后样品+滤袋烘干后质量,g。

2 结果与分析

2.1 称样量的选择

选取脂肪含量不同的4种食品(范围分别为0~20%、20%~40%、大于40%),分别称取(0.750 0±0.000 2)g、(1.500 0±0.000 2)g、(3.500 0±0.000 2)g进行实验,结果见图1。

图1 称样量对脂肪提取效果的影响

脂肪含量在20%以内的样品称取1~2 g为佳,称样量若太小,误差大,导致结果偏低;脂肪含量大于20%的样品称取0.5~1.0 g适宜,称样量太大水解不完全,导致结果偏低。

2.2 酸水解系统条件的优化

2.2.1 盐酸浓度及添加量的优化

根据盐酸水解系统的操作说明,建议使用3 mol/L的盐酸500 mL。为满足多批次试样能够同时实现完全水解,滤袋应完全浸泡在盐酸溶液中,故盐酸溶液的添加量为仪器设定的500 mL。而国家标准方法中分别使用了2 mol/L、3 mol/L及6 mol/L[固体试样10+8(V/V),液体试样10+10(V/V),为方便实验,统一为10+10(V/V)]3种不同浓度的盐酸,故选取这3种浓度分别进行优化对比实验,结果见图2。

图2 盐酸溶液浓度对脂肪提取效果的影响

随着盐酸溶液浓度升高,脂肪含量有微小幅度的提升,盐酸浓度增加可以促进试样水解,但浓度过高,盐酸使用量高,水解后滤袋中盐酸不易被洗脱,造成对仪器的酸化腐蚀,且酸液残留不易烘干,索氏提取不完全,造成脂肪含量结果误差偏大。故酸水解系统盐酸溶液选取为3 mol/L。

2.2.2 酸水解时间的优化

由于试样类别不一致,水解时间有差别,设置酸水解时间为60 min、90 min、120 min,进行优化对比实验,结果见图3。酸水解时间为60 min时,脂肪含量偏低,水解不完全,水解时间为90 min时,脂肪含量达到稳定值,增加到120 min,脂肪含量变化不大。考虑工作效率,选择水解时间为90 min。

图3 酸水解时间对脂肪提取效果的影响

2.3 精密度实验

分别选择3种类别的5份试样按照优化后的实验条件进行酸水解-索氏提取,平行测定6次,结果见表1。使用酸水解系统-索氏提取仪测定不同类别试样中脂肪含量,相对标准偏差为0.57%~3.86%,方法重复性良好。

表1 精密度实验结果(n=6)

2.4 仪器法与标准法比较

采用仪器法与国标法测定不同类别10批次食品的总脂肪,仪器法与国家标准方法实验数据采用EXCEL、SPSS软件进行统计与计算,采用t检验,得到t=1.221,P=0.253>0.05,表明两种方法无显著性差异,两者均值相对误差值均小于10%,符合国家标准要求,见表2。

表2 仪器法与国家标准方法的实验结果(x±s)

3 结论

本研究在结合滤袋法的基础上,使用酸水解系统-索氏提取仪检测食品中的总脂肪,整个检测过程样品无需转移,误差减少,自动化程度高,操作更为简便,可以同时检测15批次样品,工作效率高,方法的准确度和精确度高,且由于水解及提取过程都在密闭系统中进行,避免了化学试剂对操作人员身体的伤害,也减少了环境污染,提高了实验的安全性,值得推广应用。

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