謝飛鴻

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，福建 福州 350002）

脂肪是食物中具有很高能量的營(yíng)養(yǎng)素，也是食品中三大營(yíng)養(yǎng)素之一，食品中的脂肪含量是衡量食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo)之一[1]。通過(guò)測(cè)定食品脂肪含量，可評(píng)估食品的品質(zhì)、衡量食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在生產(chǎn)上對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行管控、生產(chǎn)工藝進(jìn)行監(jiān)督，在科研上，對(duì)探討食品的儲(chǔ)存方式是否恰當(dāng)?shù)榷加兄匾囊饬x[2]。

脂肪含量是乳制品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的考核指標(biāo)，隨著國(guó)家對(duì)乳制品質(zhì)量的重視[3]，GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中的堿水解法（第三法）應(yīng)用比重也越來(lái)越大[4]，因此，提高此方法的檢測(cè)效率成為了檢測(cè)機(jī)構(gòu)必須重視的問(wèn)題[5]。另一方面，環(huán)境保護(hù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室排放的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，降低有機(jī)試劑的排放，減輕污染也是檢測(cè)機(jī)構(gòu)所關(guān)注的問(wèn)題。為了提高檢測(cè)效率，降低有機(jī)試劑排放，研究磁力攪拌液液萃取儀以及抽提泵在堿水解法測(cè)定脂肪過(guò)程中的應(yīng)用具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

本研究提供了一種磁力攪拌液液萃取儀及其制備方法，其中磁力攪拌液液萃取儀包括磁性攪拌組件、架體、多個(gè)抽提容器，每個(gè)抽提容器內(nèi)均配置有硬幣狀磁性攪拌子。所述磁性攪拌組件設(shè)置于架體的中間位置且可以沿中心軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，多個(gè)抽提容器環(huán)繞磁性攪拌組件設(shè)置于架體上；磁性攪拌子能跟隨磁性攪拌組件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的變化磁場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)抽提容器內(nèi)的溶液進(jìn)行攪拌。通過(guò)磁力攪拌液液萃取儀可以實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動(dòng)多個(gè)磁性攪拌子轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)抽提容器進(jìn)行攪拌，從而達(dá)到用機(jī)械代替人工攪拌，提高效率、環(huán)保節(jié)能的目的。

1 材料與方法

1.1 儀器和設(shè)備

磁力攪拌液液萃取儀：上海潤(rùn)誓儀器設(shè)備有限公司；

電子分析天平：BSA224S型（d=0.0001 g），賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱：101A-1型，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠(chǎng)有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：DK-S26，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 試劑和材料

氨水：質(zhì)量分?jǐn)?shù)約25%；乙醇：體積分?jǐn)?shù)95%；石油醚（沸程為30～60 ℃）；無(wú)水乙醚。

混合試劑：等體積混合乙醚和石油醚，現(xiàn)用現(xiàn)配；市售奶粉、煉乳、牛奶。

檢測(cè)樣品為市場(chǎng)隨機(jī)抽查樣本，其他試劑均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 磁力攪拌液液萃取儀以及抽提泵抽提脂肪的測(cè)定方法

參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》中的第三法——堿水解法[6]。

稱(chēng)樣（固體試樣加10 ml熱水溶解）加2 ml氨水混勻，于65 ℃水浴中水解20 min，不時(shí)振搖，取出冷卻，加10 ml乙醇混勻，再加入乙醚和石油醚，磁力攪拌液液萃取儀抽提脂肪，靜置后，用抽提泵吸取上層清液，放入已烘干恒重的錐形瓶?jī)?nèi)，烘干，恒重。

其中應(yīng)用磁力攪拌液液萃取儀以及抽提泵抽提脂肪的測(cè)定方法以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械抽提，用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.6—2016（第三法）堿水解法抽提脂肪以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)標(biāo)抽提。

2 應(yīng)用機(jī)械抽提脂肪條件的確定

2.1 應(yīng)用抽提泵抽提脂肪條件的確定

隨機(jī)選取市售的一種樣品（奶粉1）進(jìn)行試驗(yàn)，參照GB 5009.6-2016（第三法）堿水解法[6]，在抽提脂肪的過(guò)程，應(yīng)用抽提泵抽提上層清液，抽提泵轉(zhuǎn)速量程為：0～350 r/min，經(jīng)實(shí)驗(yàn)觀察后，分別對(duì)抽提泵的6個(gè)不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1。

圖1 抽提泵不同轉(zhuǎn)速的抽提時(shí)間

通過(guò)圖1比對(duì)可以看出，轉(zhuǎn)速為350 r/min時(shí)，抽提泵抽取速度最快，抽提所用時(shí)間最短，從實(shí)驗(yàn)過(guò)程觀察發(fā)現(xiàn)此抽提速度在抽提上層清液的同時(shí)不會(huì)把雜質(zhì)吸取，故抽提泵抽提脂肪的最佳轉(zhuǎn)速為350 r/min。

相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)抽提脂肪，抽提泵抽提脂肪的速度得到巨大的提升，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，并且降低了抽提失誤的概率。

2.2 應(yīng)用磁力攪拌液液萃取儀測(cè)定脂肪含量的最佳試驗(yàn)條件的確定

選取2.1中所述的樣品（奶粉1），通過(guò)測(cè)定脂肪含量過(guò)程中，磁力攪拌儀的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)時(shí)間以及抽提次數(shù)對(duì)抽提效率的影響進(jìn)行研究，確認(rèn)磁力攪拌液液萃取儀的最佳條件試驗(yàn)[7]。

2.2.1 轉(zhuǎn)速條件的確定

磁力攪拌液液萃取儀轉(zhuǎn)速量程為：0～1200 r/min，經(jīng)肉眼觀察后，選擇6個(gè)帶動(dòng)待測(cè)液效果較好的轉(zhuǎn)速段來(lái)進(jìn)行比較。使用1.3中所述的方法，設(shè)置抽提泵轉(zhuǎn)速為350 r/min，磁力攪拌旋轉(zhuǎn)時(shí)間為10 min，抽提3次，分別對(duì)磁力攪拌儀的6個(gè)不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。

圖2 磁力攪拌不同轉(zhuǎn)速下抽提的脂肪含量

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速為550 r/min時(shí)，帶動(dòng)樣品的旋轉(zhuǎn)速度是效果最好。轉(zhuǎn)速偏低，樣品雖被攪拌子然帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，但是帶動(dòng)幅度小，脂肪不能完全釋放；轉(zhuǎn)速過(guò)高，攪拌子旋轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)法帶動(dòng)樣品同時(shí)旋轉(zhuǎn)。圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，轉(zhuǎn)速550 r/min時(shí)，對(duì)脂肪的抽提最完全，故磁力攪拌抽提脂肪的最佳轉(zhuǎn)速為550 r/min。

相比較國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)振搖，磁力攪拌液液萃取儀抽提脂肪降低人為失誤以及人力成本。

2.2.2 磁力攪拌旋轉(zhuǎn)時(shí)間的確定

為了測(cè)定磁力攪拌抽提脂肪最佳旋轉(zhuǎn)時(shí)間，測(cè)定過(guò)程中選擇6個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)進(jìn)行比較。使用1.3中所述的方法，設(shè)置抽提泵轉(zhuǎn)速為350 r/min，磁力攪拌轉(zhuǎn)速為550 r/min，抽提3次，分別對(duì)磁力攪拌儀的6個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)時(shí)間進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。

圖3 不同旋轉(zhuǎn)時(shí)間的脂肪含量

圖3結(jié)果顯示，磁力攪拌旋轉(zhuǎn)時(shí)間到達(dá)4 min，脂肪含量就不再增加，故磁力攪拌旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4 min時(shí)，抽提脂肪已完全。旋轉(zhuǎn)時(shí)間超過(guò)4 min，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀察來(lái)看會(huì)增加樣品乳化的可能性，增加后續(xù)抽提上層清液難度，故磁力攪拌最佳旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4 min。

相比較國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)抽提脂肪，磁力攪拌液液萃取儀可同時(shí)多個(gè)樣品進(jìn)行磁力攪拌抽提脂肪，降低實(shí)驗(yàn)周期，提高工作效率。

2.2.3 抽提脂肪次數(shù)的確定

為了確定最佳抽提脂肪次數(shù)，測(cè)定過(guò)程中選擇了5個(gè)抽提次數(shù)來(lái)進(jìn)行比較。使用1.3中所述的方法，設(shè)置抽提泵轉(zhuǎn)速為350 r/min，磁力攪拌轉(zhuǎn)速為550 r/min，磁力攪拌旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4 min，分別對(duì)磁力攪拌儀的5個(gè)不同的抽提次數(shù)進(jìn)行抽提實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4。

圖4 不同抽提脂肪次數(shù)的脂肪含量

表1 最佳條件下磁力攪拌測(cè)定的脂肪含量（單位：g/100g）

表2 機(jī)械抽提與國(guó)標(biāo)抽提測(cè)定的脂肪含量的比較（單位：g/100g）

圖4結(jié)果顯示，抽提次數(shù)從第2次到第5次的脂肪含量基本不變，表明抽提脂肪2次時(shí)，脂肪已經(jīng)完全抽提，故磁力攪拌最佳抽提次數(shù)為2次。

相比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)注明的抽提3次，從實(shí)驗(yàn)表明使用磁力攪拌液液萃取儀抽提次數(shù)可減少一次，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)成本，減少有機(jī)試劑的使用，也減少有機(jī)試劑的排放。

2.3 最佳實(shí)驗(yàn)條件的確定

通過(guò)四個(gè)不同條件下的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，從圖1、圖2、圖3、圖4的數(shù)據(jù)可以得出，機(jī)械抽提脂肪在抽提泵轉(zhuǎn)速為350 r/min，磁力攪拌液液萃取儀轉(zhuǎn)速為550 r/min、旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4 min，抽提脂肪次數(shù)為2次條件下，為最佳實(shí)驗(yàn)條件。

2.4 重復(fù)性試驗(yàn)

在最佳條件下（2.3），準(zhǔn)確稱(chēng)取2.1的樣品（奶粉1）進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，每份樣品重復(fù)測(cè)定6次，測(cè)定的脂肪含量以平均值為計(jì)算結(jié)果。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，當(dāng)樣品中脂肪含量≥15%時(shí),兩次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果之差≤0.3 g/100g，從表1可以得出6個(gè)平行樣之間結(jié)果之差都小于0.3 g/100g，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 機(jī)械抽提與國(guó)標(biāo)抽提脂肪的結(jié)果比較及分析

為了驗(yàn)證機(jī)械抽提脂肪應(yīng)用在堿水解法的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性以及廣泛適用性，對(duì)市售的6種乳制品（含液態(tài)、固態(tài)等不同狀態(tài)、不同脂肪含量的樣品）進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下（即抽提泵轉(zhuǎn)速為350 r/min，磁力攪拌液液萃取儀轉(zhuǎn)速為550 r/min、旋轉(zhuǎn)時(shí)間為4 min，抽提脂肪次數(shù)為2次），用機(jī)械抽提與國(guó)標(biāo)抽提脂肪含量的測(cè)定進(jìn)行比較分析，不同次數(shù)條件下的每份樣品重復(fù)測(cè)定6次，脂肪含量以平均值為計(jì)算結(jié)果。

從表2中的奶粉1（樣品同2.1）的數(shù)據(jù)比較可以得出，應(yīng)用機(jī)械抽提測(cè)定脂肪含量的最佳實(shí)驗(yàn)條件抽提脂肪完全，最佳實(shí)驗(yàn)的條件成立。另外，從表2中6個(gè)樣品的機(jī)械抽提和國(guó)標(biāo)抽提脂肪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，可以分析出機(jī)械抽提測(cè)定脂肪含量的方法，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，不管實(shí)驗(yàn)樣品的狀態(tài)是固體還是液體，實(shí)驗(yàn)樣品的脂肪含量不管高脂肪含量還是低脂肪含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的誤差，并且都有較高的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性，因此該方法具有較高的使用價(jià)值。

4 結(jié)論

本文的磁力攪拌液液萃取儀測(cè)定脂肪含量的檢測(cè)方法，具有高效，便捷，批量的特點(diǎn)，并且大大降低了實(shí)驗(yàn)人員與有害試劑的接觸。通過(guò)磁力攪拌液液萃取儀的自動(dòng)攪拌，讓儀器代替了人工操作，在節(jié)約試劑、降低對(duì)實(shí)驗(yàn)室污染的同時(shí)，更節(jié)省了人力成本，提高了檢驗(yàn)效率。同時(shí)輔助使用抽提泵，操作簡(jiǎn)單，提高效率，降低人力成本，從手動(dòng)轉(zhuǎn)為機(jī)械化以后，操作簡(jiǎn)單并且減少了人為操作的失誤率。該方法結(jié)果與GB 5009.6-2016（第三法）堿水解法脂肪測(cè)定的方法進(jìn)行比對(duì)，兩者結(jié)果偏差較小，同時(shí)重復(fù)性結(jié)果滿(mǎn)意。因此本方法在保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性的同時(shí)，又能減輕污染，減少有機(jī)試劑用量，降低人力成本，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的脂肪含量堿水解法的批量檢測(cè)有著重要的意義。