玉晏飛 薛飛燕

(北京農(nóng)學院生物技術(shù)學院農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點實驗室，北京 102206)

黏紅酵母(Rhodotorula glutinis)作為一種重要的產(chǎn)油微生物，因具有生產(chǎn)周期短、可利用廢棄物作為培養(yǎng)基等明顯優(yōu)勢而被認為是生物柴油原料油脂的潛力來源之一［1－3］。餐廚廢水，因其有機物和無機鹽等含量高，致使利用傳統(tǒng)方法處理難度大，同時也造成了資源浪費的現(xiàn)狀［4－5］，因此利用黏紅酵母轉(zhuǎn)化餐廚廢水合成油脂是一個重要的研究方向。

在研究黏紅酵母利用餐廚廢水合成油脂的過程中，含油量是一個重要的測量指標。眾多的含油量測定方法中，索氏提取定量法被認為是最便捷的方法，廣泛應(yīng)用于各種含油樣品油脂的提取和測定［6－7］，因此國標法(GB/T 5512—2008)測定糧食脂肪含量亦采用索氏提取法。然而傳統(tǒng)索氏提取方法采用的是根據(jù)提取燒瓶質(zhì)量的增加量來計算含油量，即增重法。韋芳三等［8］研究了將測定提取燒瓶的增重量(即增重法)改進為測定樣品濾紙包的減重量(即減重法)確定藻類含油量，證明傳統(tǒng)索氏法應(yīng)用于藻類油脂測定時，存在對試驗操作要求高、精度差、同時處理樣品少等不足，需要針對具體提取測定任務(wù)進行適當改進。索氏提取法應(yīng)用于黏紅酵母菌體含油量測定準確性的研究尚未報道，本試驗分別利用傳統(tǒng)索氏提取計算方法(即增重法)和改進后的方法(即減重法)測定了不同培養(yǎng)基發(fā)酵得黏紅酵母菌體的含油量，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件比較分析了兩種方法準確性，同時考察了兩種方法測定餐廚固體垃圾中含油量的準確性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 供試含油樣品

廢水培養(yǎng)基發(fā)酵獲得黏紅酵母菌體;基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵獲得黏紅酵母菌體;餐廚固體垃圾:北京農(nóng)學院食堂。

含油樣品提取前經(jīng)過4步預(yù)處理:篩選，烘干，研磨，再烘干至恒重。

1.1.2 試驗試劑

石油醚(60～90℃，分析純):北京化工廠。

1.1.3 試驗儀器

HH.S11－Ni2型恒溫水浴鍋:北京長安永創(chuàng)科學儀器有限公司;索氏提取玻璃套件:北京玻璃儀器廠;電子天平:賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;DHG－9203A型電熱恒溫鼓風干燥箱:上海一恒科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 油脂提取及含油量計算方法

以石油醚為提取溶劑，提取溫度83℃，提取時間5 h。采用以下兩種方法計算含油量。

減重法:取質(zhì)量為m1的樣品裝入濾紙包，稱重裝樣濾紙包m2，進行索氏提取，提取結(jié)束后將裝樣濾紙包在60℃烘箱中烘干至恒重m3，以提取前后其質(zhì)量的變化計算含油量a。含油量 a=(m2－m3)/m1×100%。式中:m1為含油樣品質(zhì)量;m2為提取前裝樣濾紙包質(zhì)量;m3為提取烘干后裝樣濾紙包質(zhì)量;濾紙包是將濾紙做成筒狀，上開口折疊封口保證其提取過程中的完整性，提取前濾紙需在60℃烘箱中烘干至恒重處理以排除水分等的影響。

增重法:取質(zhì)量為m1的樣品裝入濾紙包進行索氏提取，提取前稱量空燒瓶質(zhì)量m0，提取結(jié)束后將含油燒瓶在60℃烘箱中烘干至恒重m4，以提取前后燒瓶質(zhì)量的變化計算含油量。含油量b=(m4－m0)/m1×100﹪。式中:m0為空燒瓶重量;m1為含油樣品質(zhì)量;m4為提取烘干后油脂與燒瓶總質(zhì)量。

1.2.2 數(shù)據(jù)標準差分析方法

將2種含油量計算方法所得數(shù)據(jù)利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進行處理，著重比較標準誤差。

2 結(jié)果與討論

2.1 廢水培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)物含油量測定結(jié)果

研究測定了利用餐廚廢水培養(yǎng)黏紅酵母所得菌體的含油量，如圖1，減重法測得含油量a比增重法測得含油量b高27%。在進行平行度檢驗的重復(fù)試驗中，通過SPSS的分析(如表1)，減重法在5次重復(fù)試驗中，標準誤差為0.000 8，遠小于傳統(tǒng)增重法的0.002 9，說明減重法的數(shù)據(jù)測量值平行性優(yōu)于增重法，利用該方法計算樣品的含油量更準確。

圖1 廢水培養(yǎng)黏紅酵母菌體含油量的測定結(jié)果

表1 廢水培養(yǎng)黏紅酵母菌體含油量測定數(shù)據(jù)的SPSS分析結(jié)果

2.2 基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵產(chǎn)物含油量測定結(jié)果

研究測定了利用基礎(chǔ)培養(yǎng)基［9］發(fā)酵黏紅酵母所得菌體的含油量，如圖2，結(jié)果含油量a比含油量b高64%。SPSS的分析結(jié)果如表2，5次重復(fù)試驗中，減重法的標準誤差0.004 6仍小于增重法的標準誤差0.008 1，說明當樣品的含油量較低時，運用改進后的減重法測定含油量同樣具有較高的精確度。

圖2 基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵黏紅酵母菌體含油量測定結(jié)果

表2 基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵黏紅酵母菌體含油量測定數(shù)據(jù)的SPSS分析結(jié)果

2.3 餐廚固體垃圾含油量測定結(jié)果

黏紅酵母菌體含油量的測定表明，改進后的減重法所測得含油量高于傳統(tǒng)增重法，并具有較好的平行性，為了進一步檢驗減重法計算的準確性和普遍適用性，進一步測定了餐廚固體垃圾的含油量。

圖3 餐廚固體垃圾含油量的測定結(jié)果

如圖3，餐廚固體垃圾含油量的測定結(jié)果表明，所得含油量a比含油量b高31%。測定平行度的重復(fù)試驗中(表3)，減重法的標準誤差為0.003 9，而增重法的標準誤差高達0.006 4。說明了當樣本含油量較高時，減重法測定含油量的準確度較高。

表3 餐廚固體垃圾含油量測定數(shù)據(jù)的SPSS分析結(jié)果

2.4 結(jié)果討論

不同培養(yǎng)基發(fā)酵得黏紅酵母菌體含油量的測定結(jié)果均表明利用改進后減重法得含油量a大于利用傳統(tǒng)增重法得含油量b。傳統(tǒng)增重法所得結(jié)果偏小，可能是由于黏紅酵母菌體和餐廚固體垃圾的脂溶性成分多，如一些色素物質(zhì)、芳香油和有機酸等的影響:而有機酸一般溶于水或乙醇，難溶于其他有機溶劑，因本研究所用的提取劑是石油醚，故推測不是主要原因;主要原因可能是一些脂溶性色素或者揮發(fā)性芳香油等的影響。

從SPSS數(shù)據(jù)處理軟件的處理結(jié)果也對減重法的可行性進行了證明，各組數(shù)據(jù)的標準誤差均明顯小于增重法所得出的數(shù)據(jù)，說明減重法在測定黏紅酵母菌體的含油量時，精確度高于增重法。

餐廚固體垃圾含油量試驗結(jié)果進一步驗證了減重法測定的數(shù)據(jù)比增重法準確。說明索氏提取減重法計算具有普適性，不僅僅局限于黏紅酵母菌菌體的含油量測定。

3 結(jié)論

3.1 傳統(tǒng)索氏增重法所測得黏紅酵母的含油量偏低，樣品含油量越小，該法造成誤差越大，而改進后的減重法所測得數(shù)據(jù)準確性較高。

3.2 利用改進后的索氏減重法不僅適用于黏紅酵母菌體含油量的測定，也適用于餐廚固體垃圾含油量的測定，即在測定固體樣品含油量時，改進后的索氏減重法均優(yōu)于傳統(tǒng)索氏法。

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