王 璽，雷海英，靳志強(qiáng)，白變霞

（長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西長(zhǎng)治046011）

沁州黃小米和金米粗脂肪提取工藝優(yōu)化及含量對(duì)比

王 璽，雷海英，靳志強(qiáng)，白變霞

（長(zhǎng)治學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)系，山西長(zhǎng)治046011）

利用海能SOX500粗脂肪測(cè)定儀分別對(duì)沁州黃小米和金米中粗脂肪含量進(jìn)行定量分析，并研究對(duì)比了樣品含水量、抽提時(shí)間、抽提循環(huán)速度對(duì)粗脂肪提取的影響及含量對(duì)比分析。結(jié)果表明，小米粗脂肪測(cè)定的最佳抽提條件為抽提時(shí)間5 h；抽提循環(huán)速度為8 min/次；萃取溫度為60℃；提取完畢后的預(yù)干燥時(shí)間為30 min。同時(shí)根據(jù)此方案對(duì)沁州黃小米和金米中粗脂肪含量的測(cè)定結(jié)果顯示，金米＞沁州黃小米。該研究可為沁州黃小米和金米中粗脂肪的有效利用提供參考。

小米；粗脂肪；提取工藝優(yōu)化

谷子最早作為人們的主要糧食作物種植于我國(guó)的黃河流域。小米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含蛋白質(zhì)9.2%～14.7%、脂肪3.0%～4.6%。其中，粗脂肪即用乙醚等有機(jī)溶劑提取時(shí)所得的可溶解于有機(jī)溶劑內(nèi)的油類化合物，除了真脂肪外，還包括一些其他的可溶于乙醚的有機(jī)物質(zhì)，如色素、有機(jī)酸、脂溶性維生素等，故稱粗脂肪或乙醚浸出物，其主要生理作用為給人體提供能量、構(gòu)成人體組織、供給人體所必需的脂肪酸、增加食欲、促進(jìn)維生素吸收[1]、調(diào)節(jié)生理功能等。

將樣品粉碎并干燥，然后依據(jù)脂肪可溶于有機(jī)溶劑的原理，利用乙醚和石油醚對(duì)樣品進(jìn)行反復(fù)提取，將溶劑進(jìn)行回收后所得的殘留物即為粗脂肪。蛋白質(zhì)、維生素、纖維等物質(zhì)的含量是評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)和組織生產(chǎn)的重要依據(jù)，粗脂肪也是其中之一[2-3]。到目前為止，脂肪含量的提取方法有比重法[4]、索氏抽提法、水解法、折射法[5]等，也有研究利用核磁共振法提取植物組織中的粗脂肪[6-8]?，F(xiàn)在，抽提法是最常采用的一種測(cè)定方法，其中，索氏抽提法（Soxhlet extractor method）是公認(rèn)的經(jīng)典方法。但是在實(shí)際操作中，這種方法抽提時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且抽提瓶不易保持恒質(zhì)量，之后根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法》中粗脂肪的測(cè)定方法以及索氏抽提法的原理改進(jìn)后的熱浸提法[9-11]，使樣品迅速地溶解在溶劑中，從而加快了浸出速度，使得浸提的時(shí)間縮短，加快了測(cè)定速度。在這個(gè)方法中，抽提杯容易保持恒質(zhì)量，而且不容易被污染，操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單；可以在電子天平上直接稱出試樣的質(zhì)量，脂肪含量即為樣品抽提前后的質(zhì)量差；測(cè)得的結(jié)果為原來(lái)樣品中的脂肪含量，與國(guó)標(biāo)法測(cè)得的結(jié)果一致。脂肪不溶于水，易溶于乙醚、石油醚和氯仿等有機(jī)溶劑。將樣品的濾紙包放入紙筒，再加入試劑。當(dāng)加熱時(shí)，溶劑蒸汽經(jīng)過(guò)通氣管到達(dá)冷凝管，冷凝后的溶劑滴入濾紙筒，對(duì)樣品進(jìn)行浸提。隨后溶有粗脂肪的溶劑從虹吸管流入抽提瓶。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)抽提，樣品中的脂肪逐漸全部濃集在抽提瓶中，抽提完畢，通過(guò)計(jì)算抽提瓶前后的質(zhì)量差從而計(jì)算樣品的脂肪含量。由于有機(jī)溶劑從樣品中抽提出的不單為脂肪，因此測(cè)定結(jié)果為粗脂肪的含量[12]。

小米是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的食品，含有豐富的粗脂肪。山西沁縣的沁州黃、山東金鄉(xiāng)縣的金米、章丘縣的龍山小米以及河北蔚縣的桃花米并稱為我國(guó)的“四大名米”。本試驗(yàn)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)植物類食品粗脂肪含量測(cè)定方法的基礎(chǔ)上，利用海能粗脂肪測(cè)定儀，測(cè)定沁州黃小米和金米中的粗脂肪含量，并且對(duì)不同的影響因素進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)測(cè)定，分析各種因素對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響[13]，優(yōu)化測(cè)定方法并測(cè)量小米中的粗脂肪含量，旨在為人們選食小米，進(jìn)行合理的膳食搭配、補(bǔ)充脂肪提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

沁州黃小米（購(gòu)于山西沁州黃小米集團(tuán)有限公司）和金米（購(gòu)于山東濟(jì)寧金鄉(xiāng)縣）。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品含水量測(cè)定 準(zhǔn)確稱取樣品各100 g，粉碎機(jī)粉碎30 s[14]，再將粉碎后的各樣品稱取50 g于干燥箱中，105℃條件下干燥2 h，冷卻，稱質(zhì)量，直至樣品恒質(zhì)量（樣品稱量之差不超過(guò)0.001 g）。稱量完畢之后，將烘干的樣品放入干燥箱中備用。

1.2.2 儀器精密度檢測(cè) 試驗(yàn)方法參照文獻(xiàn)[15]進(jìn)行。準(zhǔn)確稱取樣品1 g（精確到0.000 1 g），用濾紙和脫脂細(xì)線將樣品包好，放入濾紙筒中，將濾紙筒放入樣品托架，置于萃取室之內(nèi)，旋緊上部密封螺帽，同時(shí)稱量干燥加熱杯質(zhì)量。

準(zhǔn)確量取80 mL溶劑加入萃取室，加熱杯置于加熱盤(pán)上；打開(kāi)冷凝水，開(kāi)啟儀器，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)：萃取溫度60℃；萃取時(shí)間5 h；預(yù)干燥時(shí)間30 min；抽提循環(huán)速度為8 min/次，開(kāi)始試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)束后，降下裝置，取走加熱杯，置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥30 min，玻璃干燥器中冷卻至室溫，稱量脂肪與加熱杯的質(zhì)量。

回收試劑。放好100 mL燒杯，上升裝置，回收乙醚溶劑。

式中，X表示樣品中粗脂肪的含量；m1表示加熱杯和粗脂肪的質(zhì)量（g）；m0表示加熱杯的質(zhì)量（g）；m表示樣品的質(zhì)量（如果是測(cè)定水分后的試樣，則按照測(cè)定水分前的質(zhì)量計(jì)算）（g）。

1.2.3 樣品含水量對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響 稱取粉碎后未經(jīng)處理的樣品及經(jīng)干燥處理的樣品各1 g，用濾紙和脫脂細(xì)線將樣品包扎，置于萃取室中，按照1.2.2的步驟，參照國(guó)標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)。重復(fù)3次，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.4 抽提時(shí)間對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響 準(zhǔn)確稱取經(jīng)干燥處理的樣品1 g（精確到0.000 1 g），用濾紙和脫脂細(xì)線將樣品包扎，根據(jù)抽提時(shí)間的不同分為3組，分別設(shè)定為4，5，6 h，按照1.2.2的步驟，設(shè)定抽提循環(huán)速度為8 min/次，根據(jù)國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定。重復(fù)3次，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.5 抽提循環(huán)速度對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響

準(zhǔn)確稱取經(jīng)干燥處理的樣品1 g（精確到0.000 1 g），用濾紙和脫脂細(xì)線將樣品包扎，置于萃取室中，根據(jù)抽提循環(huán)速度不同分別設(shè)定為6 min/次，8 min/次，10 min/次，按照1.2.2的步驟，參照國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定。重復(fù)3次，記錄試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.6 2種樣品中粗脂肪含量的測(cè)定 準(zhǔn)確稱取沁州黃小米和金米粉碎后的樣品各1 g（精確到0.000 1 g），使用分析純乙醚為溶劑，按照1.2.2的步驟，根據(jù)國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定。設(shè)定儀器條件：萃取時(shí)間5 h；抽提循環(huán)速度為8 min/次；萃取溫度60℃；預(yù)干燥時(shí)間30 min。重復(fù)3次，記錄試驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行比較。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以P＝0.05為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品含水量的測(cè)定結(jié)果

由表1可知，金米含水量高于沁州黃小米的含水量。

表1 沁州黃和金縣金米中的含水量 %

2.2 儀器精密度測(cè)定結(jié)果

由表2可知，各個(gè)萃取室中的提取結(jié)果存在一定的差異。1號(hào)萃取室平均結(jié)果略小于其他萃取室的平均值，2號(hào)和3號(hào)結(jié)果相差不大。對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析表明，各個(gè)萃取室的精密度良好。

表2 3個(gè)萃取室內(nèi)沁州黃和金米的粗脂肪含量測(cè)定結(jié)果 %

3個(gè)萃取室儀器精密度測(cè)定結(jié)果比較如圖1所示。從圖1可以直觀地看出，3個(gè)萃取室的結(jié)果一致，雖然在各個(gè)萃取室時(shí)間存在微小的差別，但各個(gè)萃取室萃取時(shí)的精密度良好，結(jié)果表明，金米的粗脂肪含量明顯高于沁州黃小米。

2.3 樣品含水量對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響

從表3可以看出，沁州黃烘干樣品的粗脂肪含量明顯小于未烘干樣品的粗脂肪含量，二者相差0.40百分點(diǎn)左右；金米烘干樣品的粗脂肪含量明顯小于未烘干樣品的粗脂肪含量，二者相差5.24百分點(diǎn)左右。經(jīng)數(shù)據(jù)分析可知，未烘干樣品測(cè)得結(jié)果和烘干樣品測(cè)得結(jié)果相比差異較顯著。

表3 沁州黃和金米含水量對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響 %

2種小米中含水量對(duì)試驗(yàn)的影響比較如圖2所示。從圖2可以看出，樣品烘干以后粗脂肪含量明顯低于未烘干樣品，可能是由于樣品中的水溶性物質(zhì)溶解，例如鹽類、糖類、水溶性礦物質(zhì)、可溶性蛋白質(zhì)等，在抽提的時(shí)候，這些物質(zhì)同脂肪一起被抽提出來(lái)。因此，在提取過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將樣品烘干再進(jìn)行提取，這樣結(jié)果更為準(zhǔn)確。

2.4 抽提時(shí)間對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響

從圖3、表4可以反映出，4 h抽提時(shí)間，粗脂肪類物質(zhì)還不能被完全提取，因此結(jié)果偏??；5，6 h的提取結(jié)果相近，均達(dá)到完全抽提的效果。因此，在提取過(guò)程中選取抽提時(shí)間5 h為宜。

表4 抽提時(shí)間對(duì)2種小米粗脂肪含量測(cè)定的影響 %

2.5 抽提循環(huán)速度對(duì)粗脂肪含量測(cè)定的影響

表5 抽提循環(huán)速度對(duì)2種小米粗脂肪含量測(cè)定的影響 %

從表5、圖4可看出，抽提循環(huán)速度為8 min/次提取的粗脂肪含量最大，提取結(jié)果由高到低分別為8 min/次＞6 min/次＞10 min/次。因此，提取過(guò)程中以抽屜循環(huán)速度8 min/次為宜。

2.6 沁州黃小米和金米中粗脂肪含量的測(cè)定結(jié)果分析

根據(jù)最佳方案測(cè)定2種小米的粗脂肪含量，對(duì)其平均值進(jìn)行比較可知，金米粗脂肪含量高于沁州黃小米粗脂肪含量。二者相比較，差異顯著（表6）。

表6 2種樣品中粗脂肪含量的測(cè)定結(jié)果 %

3 結(jié)論與討論

本研究經(jīng)過(guò)對(duì)比沁州黃小米和金米中粗脂肪提取工藝的優(yōu)化及含量，得出2種小米的含水量為金米高于沁州黃小米；粗脂肪含量為金米高于沁州黃小米。樣品含水量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有顯著影響，因此，應(yīng)選用烘至恒質(zhì)量的樣品進(jìn)行試驗(yàn)。樣品抽提速度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也存在顯著影響，應(yīng)選擇8 min/次為宜；抽提時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響亦顯著，采用5 h抽提時(shí)間為宜。

提取工藝優(yōu)化過(guò)程中一些參數(shù)的優(yōu)化對(duì)粗脂肪提取率起到了關(guān)鍵作用。

樣品含水量對(duì)粗脂肪含量測(cè)定有較大影響。分析其中的原因，可能是由于樣品中的水溶性物質(zhì)溶解，例如鹽類、糖類、水溶性礦物質(zhì)、可溶性蛋白質(zhì)等，在抽提的時(shí)候，這些物質(zhì)同脂肪一起被抽提出來(lái)，因此測(cè)出結(jié)果偏高。除此之外，樣品含有過(guò)多的水分，則乙醚不容易滲透到組織內(nèi)部，會(huì)使得溶劑對(duì)油脂的溶解不充分。因此，樣品必須烘干。

試驗(yàn)中選擇的最佳循環(huán)速度是8 min/次，過(guò)低或者過(guò)高都會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果偏低。最佳試驗(yàn)時(shí)間為5 h，時(shí)間較短則提取的脂肪含量偏低或者提取不出來(lái)，時(shí)間較長(zhǎng)則與5 h結(jié)果相仿，原因可能是由于時(shí)間低于抽提終點(diǎn)所需的時(shí)間，脂肪就不能夠被完全提取出來(lái)；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則超過(guò)抽提終點(diǎn)，既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)資源，所以抽提5 h為宜。

近年來(lái)，有關(guān)粗脂肪的報(bào)道多數(shù)側(cè)重于大豆、飼料等物質(zhì)中的粗脂肪含量測(cè)定或者對(duì)粗脂肪的測(cè)定方法進(jìn)行改進(jìn)，關(guān)于小米中粗脂肪含量測(cè)定的研究較少。本試驗(yàn)借鑒飼料、大豆等的粗脂肪研究對(duì)小米粗脂肪的含量進(jìn)行了測(cè)定[16-17]。聶國(guó)興等[18]的研究結(jié)果表明，儀器法測(cè)定脂肪含量的用時(shí)較少，精密度高，提高了測(cè)定效率。除了測(cè)定方法對(duì)試驗(yàn)有影響外，測(cè)定過(guò)程中的一些因素也會(huì)對(duì)試驗(yàn)造成一定的影響，如樣品含水量、抽提時(shí)間、抽提循環(huán)速度等[19-20]。所以，本試驗(yàn)采用儀器法，并對(duì)樣品含水量、抽提時(shí)間、抽提循環(huán)速度進(jìn)行了測(cè)試，可為準(zhǔn)確測(cè)定小米中粗脂肪含量提供依據(jù)。

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Optimization of Extraction Process and Content Comparison of Crude Fat in Qinzhouhuang and Golden Millets

WANG Xi，LEI Hai-ying，JIN Zhi-qiang，BAI Bian-xia
（Department of Biological Sciences and Technology,Changzhi University，Changzhi 046011，China）

Extraction process and content comparison of the crude fat in Qinzhouhuang and Golden millets were studied quantitatively by using the Hai-neng SOX500 crude fat tester.The effects of water content,extraction time and extraction cycle speed on the extraction and content of crude fat were analyzed.The results showed that the best extraction conditions of crude fat were extraction time for 5 h,extraction cycle speed for 8 min at a time,extraction temperature for 60℃;and preliminary drying for 30 min after the process.According to optimal solution,the content of the crude fat of Golden millet was higher than Qinzhouhuang.This research can provide a reference for the effective utilization of the crude fat in Qinzhouhuangand Golden millets.

millet;crude fat;optimization of extraction process

TS224

A

1002-2481（2016）05-0676-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.05.25

2015-12-11

長(zhǎng)治學(xué)院校級(jí)課題（2013205）

王 璽（1986-），男，山西長(zhǎng)治人，助教，碩士，主要從事生物技術(shù)和植物功能基因組學(xué)的研究工作。