脂肪的测定分析

第六章脂肪的测定简介包括脂肪和类脂质。脂类可溶于氯仿或其它有机溶剂，但难溶于水。脂类的这个特性是一般大分子所没有的：（1）脂类包括具有共同性质和相似组成的很多物质（2）有些脂类如甘油三酯，疏水性很强，而有些脂类如双酰基和单酰基甘油，其分子内既有疏水基又有亲水基，因此可溶于具有相对极性的溶剂中。甘油三酯是食品中最具代表性的脂类化合物—脂肪和油。2．一般分类1单脂:由脂肪酸与醇结合而成的酯脂肪：脂肪酸与甘油结合而成的酯——甘油三酯。蜡：脂肪酸与高级醇结合而成的酯，而不是与甘油形成的酯——如：三十烷基棕榈酸，十六烷基棕榈酸，VA酯，VD酯。2复合脂:除脂肪酸与醇结合形成的酯外，同时还含有其他基团。磷脂：含有脂肪酸甘油酯、磷酸和含氮的基团，如：卵磷脂，磷脂酰丝氨酸，磷脂乙酰胺，肌醇。脑苷脂类：含有脂肪酸、碳水化合物和部分含氮化合物，如：半乳糖脑苷脂类和葡萄糖脑苷脂类。鞘脂类：含有脂肪酸、部分氮和磷酰基的化合物，如：鞘磷脂。3衍生脂:衍生脂类是由中性脂类或合成脂类衍生而来的物质。具有脂类的一般特性，如脂肪酸、长链醇、固醇、脂溶性维生素和碳水化合物。食品中的脂含量表13—1列出了牛奶中脂类的含量。该表显示了牛奶中的脂类在极性和浓度方面的复杂性。表13-1牛奶的脂类含量脂肪的种类脂类中的百分含量甘油三酯97-99甘油二酯0.28-0.59甘油一酯0.016-0.038磷脂0.2-1.0胆固醇0.25-0.40三十碳六烯痕量游离脂肪酸0.1-0.44蜡质痕量维生素A7-8.5μg/g类胡罗卜素8-10μg/g维生素D痕量维生素E2-5μg/g维生素K痕量分析的重要性是食品中的重要的营养成分之一，是一种富含热能的营养素，是人体热能的主要来源。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。概述脂类溶于有机溶剂，不溶于水——此性质为脂类的重要分析特征，并作为其与蛋白质、水、碳水化合物分离的基础。在食品中存在状态：游离态（脂肪、油脂）和结合态（磷脂、糖脂、脂蛋白）对于结合态的脂，必须打破脂类与蛋白质或碳水化合物之间的结合，使脂类能游离并溶于有机萃取液中，才能进行成功的萃取。分析方法溶剂萃取法：脂类不溶于水，溶于有机溶剂（乙醚、石油醚、氯仿-甲醇）精确性较大程度上取决于脂类在所用萃取剂中的溶解性。某一食品采用一种溶剂萃取后得到的脂含量与用另一种溶剂萃取后得到的结果很可能相差很大。利用食品中脂类的物化特性的几种仪器分析方法：巴布-科克法一、溶剂萃取法用于脂肪萃取的理想溶剂应具有下列条件：（1）对脂类具有很强的溶解能力，而对蛋白质、氨基酸和碳水化合物则没有或只有很低的溶解能力；（2）可直接挥发而不留残渣；具有相当低的沸点；（3）在液态和气态下不可燃且无毒害；（4）可直接渗透样品颗粒；（5）形成的萃取组分比较简单以避免再分馏；（6）价格便宜；（7）不吸湿。乙醚和石油醚，戊烷和正己烷是最常用的溶剂。二至三种溶剂的组合使用也是溶剂萃取中常用的方法。这些溶剂必须经纯化，且不含过氧化物。并且必须采用适当的溶剂与溶质的比例以获得最佳萃取效果。溶剂乙醚和石油醚是最常用的溶剂，戊烷和正己烷也常用于大豆油的萃取。乙醚溶解脂肪能力强，较其它溶剂便宜。但沸点低（34.6℃），但其易燃，易爆，易饱和约2%的水分，含水后可抽提出糖分等非脂成分。所以应用无水乙醚，且样品必须预先烘干。石油醚溶解脂肪能力比乙醚弱，沸点为35--38℃，比乙醚不易燃，比乙醚憎水，允许样品有少量水分。只能用于提取游离脂肪，对于结合脂肪，必须预先用酸或碱破坏结合才能提取。两种溶剂常混合使用。氯仿-甲醇：对于脂蛋白、磷脂的提取率较高，特别适用于水产品、家禽、蛋制品等食品脂肪的提取。样品预处理有时需要粉碎、切碎、研磨等，有时需要烘干等。目的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。1.索氏抽提法索氏抽提法（AOAC法920.39C测定谷类中的脂肪含量，AOAC法960.39测定肉类中的脂肪含量）是一种半连续溶剂萃取法。是我国国家标准方法。原理与特性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（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，使用该法测得的也是粗脂肪。适用范围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，测得的只是游离态脂肪（结合脂肪不能直接被有机溶剂提取）。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。样品处理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），必要时拌以海沙。半固体或液体样品：称取5.0~10.0g于蒸发皿中，加海砂于沸水浴上蒸干，在烘干（最好是减压低温干燥），研细。操作步骤滤纸筒的制备：将8m×15cm的滤纸，用直径约为2cm的试管为模型，将滤纸以试管壁为基础，叠成底端封口的滤纸筒，筒内底部放一小片脱脂棉。称取约2克（精确至毫克）已干燥过的样品，加入无水硫酸钠，放入滤纸筒内。。将预先干燥过的接收烧瓶称重。将滤纸筒放入索氏抽提器内，连接接受瓶，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（65℃或80℃）上加热使乙醚或石油醚不断地回流提取，一般6~12小时，至抽提完为止。将含有脂肪的接收瓶取下，回收乙醚或石油醚，待接收瓶中乙醚剩1~2mL时，在水浴上蒸干，在100~105℃烘箱内干燥2小时，称重并重复至恒重。计算脂肪%=（接收瓶和脂肪的质量-接收瓶的质量）/样品质量×100注意及说明样品应干燥后研细，样品含水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，但也不要包的太紧影响溶剂渗透。对含多量糖和糊精的样品，要先用冷水使糖及糊精溶解除去，抽提残渣。抽提用乙醚和石油醚要求无水、无醇、无过氧化物，挥发残渣含量低。水浴温度不能过高。冷凝管上端最好连接一支氯化钙干燥管，或塞一团干燥的脱脂棉球防止空气中水分进入。不可用直接火加热挥发乙醚或石油醚。2.酸水解法原理：试样与盐酸溶液一同加热进行水解，使结合或包藏在组织里的脂肪游离出来，再用乙醚或石油醚提取脂肪，回收溶剂，干燥后称重。适用范围：各类食品中脂肪的测定，对固体、半固体、粘稠液体或液体食品，特别是加工后的混合食品，容易吸湿、结块、不易烘干的食品，不能采取索氏抽提法时，用此法效果好。不适用与含糖高的食品（糖遇强酸易炭化）。测定的是总脂肪（游离态和结合态）。表13-3酸水解萃取食品脂肪的效果酸水解后测得的脂肪含量没有酸水解测得的脂肪含量干蛋42.3936.74酵母6.353.74面粉1.721.20面条3.77-4.842.1-3.91粗粒小麦粉1.86-1.931.1-1.37摘自参考文献(5)3.氯仿-甲醇提取（CM）法原理：将试样分散于氯仿-甲醇混合溶液中，在水浴中轻微沸腾，氯仿、甲醇和试样中的水分形成三种成分的溶剂，可把包括结合态脂类在内的全部脂类提取出来。经过除去非脂成分，回收溶剂，残留的脂类用石油醚提取，蒸馏除去石油醚后定量。适合于结合态的脂类，特别是磷脂含量高的食品，如鱼、贝类、肉、禽、蛋及其制品、大豆及其制品等。对高水分试样的测定更为有效，对于干燥试样，可先在试样中加入一定量水。4.罗兹-哥特里法原理：利用氨-乙醇溶液破坏乳的胶体性状及脂肪球膜，使非脂部分溶解于氨-乙醇溶液中，而脂肪游离出来，再用乙醚-石油醚提取出脂肪，蒸馏去除溶剂后没，残留物为乳脂肪。适用范围：各种液体乳、各种炼乳、乳粉、奶油及冰激凌等能在碱性溶液中溶解的乳制品，也适用于豆乳或加水呈乳状的食品。5.Goldfish法原理与特性连续溶剂萃取法：萃取溶剂连续地流过置于陶瓷萃取管中的样品进行萃取。样品的脂肪含量则通过样品失重或脂肪的抽提量测得。连续萃取法比半连续萃取法更快速、有效。然而有时会引起沟流，使得萃取不完全。Goldfish法就是连续萃取法中的一种。操作步骤1．将预先干燥过的多孔陶瓷萃取管称重，将经真空干燥箱干燥的样品加入管中，再称重（样品与海砂混合后放入管中，干燥）。2．将预先干燥过的萃取杯称重。3．将陶瓷萃取管放入玻璃夹管中，与萃取装置的冷凝管联接4．将无水乙醚（或石油醚）倒入萃取杯中，将萃取杯置于加热板上。5．萃取4小时。6．停止加热，使样品冷却。7．取下萃取杯，在空气中干燥过夜，然后再在100℃下干燥30分钟，移入干燥器中，冷却后称重。计算公式样品脂肪含量=（萃取杯＋脂肪）－萃取杯脂肪含量%（以干基计）=（样品脂肪克数/干样品克数）×1006.高温高压溶剂萃取法在高温高压条件下，利用溶剂与样品相互作用原理进行萃取脂肪的方法。超临界流体提取（SFE）和加速溶剂萃取法（ASE），这两个方法目前已经越来越多地替代了传统溶剂萃取法，因为环保鼓励在实验室减少有机溶剂的使用。超临界流体萃取法（SFE）1.原理流体（大多数为CO2）充入一个特殊压力—温度装置中，使之成为能从样品中将脂肪选择性地萃取出来的超临界态。样品在设定的时间、压力、温度下，始终处于超临界流体的包围中，使样品中的脂肪发生溶解，溶解后的脂肪通过沉降从高压溶剂中分离出来。沉降后的脂肪经干燥后，定量，以重量百分比表示。分析步骤1)称重。精确称取3—5克（精确至毫克）干燥样品，置于萃取室中。2)关闭萃取器，加热炉升温至80℃，萃取室加压至10，000psi。收集瓶应保持在60—70℃，压力与环境相同。3)用泵将通过萃取室的CO2流速控制在15升/分钟。4)在设定的温度与压力下使萃取室出来的脂肪移至收集瓶，约20分钟。5)萃取室降压，停止萃取，关闭加热炉，移开收集瓶（内含有脂肪）。6)收集瓶的内容物可通过旋转蒸发（60分钟，50℃，内容物置于预先称重的底瓶中）除去油产品中CO2残留或水。7)冷却，将烧瓶与脂肪一起称重。应用由于采用SFE萃取的许多样品具有不同的密度和化学组成等特性，萃取时可能需要通过改变上述方法中所用的压力与温度条件以达到最大萃取效率。SFE除了用于对总脂肪含量进行定量分析外，通过改变SFE中的压力-温度-时间条件，可对样品中少量极性及非极性组分进行选择性萃取。而夹带剂如甲醇通常用来帮助超临界CO2萃取强极性化合物。随着SFE萃取仪与色谱系统如GC（SFE-GC）的联用，使得对每个萃取组分进行快速准确的分离及定量分析成为可能。因为SFE比传统的萃取法省时、省钱。同时，由于其精确性及准确性，该技术在脂类萃取领域中将得到进一步的应用和发展。加速溶剂萃取法（ASE法）1．原理将固体或半固体样品置于高温高压下的非极性溶剂中，采用静态或动态模式进行脂肪萃取。在静态模式中，萃取时无溶剂流出。而在动态模式中，则有新鲜溶剂在萃取时不断地流过样品，溶解的脂肪从样品颗粒中心扩散至表面，压缩空气将溶解的脂肪转移至收集器中。步骤a.称重。称取3-5克（精确到毫克级）干样品，置于萃取室中。b.关闭加热炉中的萃取室，使萃取温度达到150℃（也可以200℃）。在预热过程中打开缓冲阀。c.在达到要求的温度后，打开泵阀让溶剂流入萃取室直到约有1ml溶剂积于收集瓶。d.关闭缓冲阀，让萃取室中压力升至约2000psi。e.使加压的静止溶剂萃取10分钟。f.再打开缓冲阀，使新的溶剂进入萃取室中萃取，收集萃取溶剂于收集瓶中。g.关闭泵阀，打开吹洗阀使萃取室中剩余溶剂进入收集瓶中。h.经旋转蒸发器（50℃60分钟，用预先称重过的底瓶）除去脂肪中的溶剂。i.冷却，称重，计算脂肪含量。应用动态ASE能进行快速萃取，但同时也会增加溶剂的消耗。静态ASE需要的时间较长，但使用的溶剂最少，更适合于痕量分析。动态和静态的结合使用（方法如前所述）通常能使脂肪的萃取得到最佳的结果