張小勇,任春明，陳予君,曹建琦,張 琦

1.中糧工科(西安)國(guó)際工程有限公司 (西安 710082) 2.西安開奇油脂有限公司 (西安 710000)

脂肪是衡量油料食品的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)。脂肪含量的測(cè)定是油脂加工企業(yè)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)論是油料原料還是壓榨餅、浸出粕，企業(yè)都要定時(shí)測(cè)定脂肪含量，讓生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者了解其脂肪含量，方便作為評(píng)定油料品質(zhì)優(yōu)劣和使用價(jià)值高低的主要依據(jù)。目前企業(yè)里面常用的油脂脂肪含量檢測(cè)技術(shù)是索氏提取法，索氏提取法是國(guó)標(biāo)規(guī)定的仲裁方法。該方法操作較為復(fù)雜，抽提時(shí)間周期長(zhǎng)，況且樣品的人工研磨不僅會(huì)造成研缽邊緣和研棒死角處無(wú)法研磨，導(dǎo)致油脂不能全部溶解，還可能造成人為測(cè)定結(jié)果有偏差的情況[1-2]；隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及油脂加工企業(yè)的需求，油料脂肪含量檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)向著快速、簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確，主觀檢測(cè)指標(biāo)客觀化，以及多項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)測(cè)定等方向發(fā)展。

近些年來(lái)，已有一些關(guān)于折光法檢測(cè)脂肪含量的研究。折光法是糧食和部分油料收購(gòu)時(shí)常用的檢測(cè)方法，它依據(jù)脂肪易溶于有機(jī)溶劑的特性，選擇某種比脂肪的折光指數(shù)較高的有機(jī)溶劑(α-溴代萘)，通過(guò)研磨將樣品中的脂肪溶解出來(lái)，后用折光儀進(jìn)行讀數(shù)，因?yàn)榛旌弦旱恼酃庵笖?shù)與脂肪含量在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系的原理(如圖1所示)，該方法被很多中小型企業(yè)用于大規(guī)模生產(chǎn)把關(guān)使用。因此該折光法快速脂肪測(cè)定儀的工作原理就是以脂肪固有的折光特性為依據(jù)，測(cè)定脂肪在混合液中不同濃度下具有不同折光率的特性，進(jìn)而通過(guò)智能化運(yùn)算得出混合液的折光率，從而計(jì)算出待測(cè)脂肪的含量。

圖1 折光指數(shù)與脂肪含量的線性關(guān)系模型曲線

利用折光法測(cè)定午餐肉含量[3]的研究表示，適當(dāng)降低分析試劑用量，如用3 mL的α-溴代萘研磨后，對(duì)脂肪含量無(wú)影響。利用折光法快速測(cè)定方便面中脂肪含量的研究顯示[4-5]，該方法具有快速、高效及節(jié)約耗材的優(yōu)點(diǎn)，可保證平均誤差在3%以內(nèi)。已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)過(guò)折光法快速脂肪測(cè)定儀的研究[6]，其數(shù)據(jù)采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，但是該方法所用的電動(dòng)球研機(jī)研磨方式不徹底，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不完善有目測(cè)誤差等缺點(diǎn)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度不高，因此無(wú)法全面推廣。

此外，除了對(duì)油料的脂肪含量進(jìn)行測(cè)定，該方法可檢測(cè)不同處理工藝下油料餅粕的脂肪含量。近年來(lái)關(guān)于油料及餅粕脂肪含量方法如索氏提取法，濾袋法和紫外光譜法[7-8]。索氏提取法和濾袋法所用抽提時(shí)間較長(zhǎng)，均以小時(shí)為起步，有時(shí)難以滿足工廠快速檢測(cè)的要求。紫外光譜法采用溶劑萃取和紫外光譜定量結(jié)合的方案，為含油量的快速檢測(cè)提供了簡(jiǎn)便的臨場(chǎng)評(píng)估手段，但此方法主要以測(cè)定壓榨餅的脂肪含量為主。

本文利用GB/T 5009.6—2016索氏提取法和折光法快速脂肪測(cè)定儀對(duì)菜籽、壓榨餅和浸出粕的脂肪含量進(jìn)行測(cè)定，針對(duì)折光法快速脂肪測(cè)定儀的原理、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用情況展開研究，探索兩種不同方法的提取效果和新型檢測(cè)方法的特點(diǎn)和應(yīng)用情況，為糧油檢測(cè)領(lǐng)域提供一種新型、快速且高效的脂肪含量測(cè)定方法，為篩選高品質(zhì)的油脂油料提供新依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油菜籽，菜籽餅，菜籽粕，原料均由不同地區(qū)油脂加工企業(yè)提供；大豆、花生、核桃、米糠，亞麻籽以及棉籽原料，均采取市售；α-溴代萘試劑；乙醚(分析純AR)、石油醚(分析純)，西安化學(xué)試劑廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

索氏抽提裝置，天津市玻璃儀器廠；恒溫水浴鍋，上海科恒實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮文化儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱；分析天平，北京賽多利斯儀器；YKC301F型折光法快速脂肪測(cè)定儀，西安開奇油脂有限公司。

1.3 方法

1.3.1索氏提取法

該實(shí)驗(yàn)按照GB/T 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》的第一法進(jìn)行檢測(cè)。

注意事項(xiàng)有：采樣時(shí)要均勻具有代表性，按標(biāo)準(zhǔn)要求研磨細(xì)碎，否則要烘去大部分的水分；包樣品的紙筒要嚴(yán)密，沒(méi)有漏洞，紙筒上下的脫脂棉要鋪平，上面用線扎嚴(yán)，不要有一點(diǎn)油料的損失；將水浴溫度控制在70 ℃～80 ℃，乙醚和石油醚的回滴速度掌握120～150 滴/min；抽取過(guò)程中掌握試劑量，在冷凝管上風(fēng)口用脫脂棉塞住以防乙醚損失過(guò)多。不要使用含有過(guò)氧化物的乙醚[9]。

1.3.2折光法快速測(cè)定

1.3.2.1 測(cè)定方法

(1)稱量：取未烘干植物油料50～100 g，用改良后的高速電動(dòng)粉碎機(jī)粉碎待用，后精確稱取粉碎好的相關(guān)油料和餅粕試樣2.000 0 g。

(2)研磨：注入精確計(jì)量的4 mL分析純?chǔ)?溴代萘中待研磨。研磨機(jī)轉(zhuǎn)速14 000～15 000 r/min，研磨5 min。

(3)過(guò)濾、度數(shù)：將研磨后的混合液通過(guò)塞入了少量脫脂棉的5 mL注射器，使得混合液通過(guò)注射器后，棄掉最初濾液，待濾液清亮后均勻的涂抹到折光儀的折光板上，按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5527—2010 《動(dòng)植物油脂 折光指數(shù)的測(cè)定》進(jìn)行讀數(shù)操作。

(4)裝好數(shù)字溫度計(jì)，連接循環(huán)水管到折光儀循環(huán)水口，使測(cè)量溫度在25 ℃±0.5 ℃。之后開機(jī)，熒幕上顯示循環(huán)水狀態(tài)正常。點(diǎn)擊開始進(jìn)入選項(xiàng)頁(yè)面，進(jìn)行參數(shù)調(diào)試后，按照說(shuō)明書進(jìn)行操作

1.3.2.2 植物油料脂肪含量與折光指數(shù)范圍

經(jīng)過(guò)廠家實(shí)驗(yàn)和總結(jié)，得出以下關(guān)于不同種類植物油料的折光指數(shù)與脂肪含量的參考數(shù)據(jù)。為快速找到和讀取折光指數(shù)，需用油料試樣的大致脂肪含量來(lái)判斷混合液折光指數(shù)的范圍，將數(shù)據(jù)列出如下表1所示。

表1 油料的脂肪含量與折光指數(shù)范圍

1.3.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

對(duì)于所有樣品的脂肪含量測(cè)定，做不少于3次的平行測(cè)定，對(duì)于顯著性分析做實(shí)驗(yàn)次數(shù)不少于6次；采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，采用 IBM SPSS Statistics進(jìn)行部分?jǐn)?shù)據(jù)的顯著性分析[10-11]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同植物油料的脂肪含量測(cè)定

為了考察本文所述方法測(cè)量種類多樣的特點(diǎn)，對(duì)大豆、花生仁、核桃仁、米糠，亞麻籽以及棉籽油料這6種常見植物油料的脂肪含量進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平均測(cè)定6次分別以索氏提取法和折光法快速檢測(cè)法進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如表2所示。

新型折光法快速脂肪含量測(cè)定儀的植物油測(cè)量范圍廣泛，涉及大宗油料到一些小品種油料。其中，脂肪含量測(cè)定范圍從最低可測(cè)量大豆的脂肪含量為17.44%，最高是花生仁脂肪含量測(cè)定值可達(dá)51.98%。從表2中可以看出，對(duì)于不同品種的植物油料脂肪含量的測(cè)定，索氏提取法和折光法快速測(cè)定得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的誤差在0.5%以內(nèi)，變異系數(shù)均在3.22%內(nèi)。通過(guò)顯著性分析，得出無(wú)論所測(cè)油料的脂肪含量高低，兩個(gè)方法之間無(wú)顯著性差異。

表2 不同植物原料的索氏抽提法和折光法快速測(cè)定的脂肪含量

2.2 不同工藝下脂肪含量的測(cè)定：

菜籽是八大油料做物之一，主產(chǎn)于西南、西北等地，產(chǎn)量居世界首位，營(yíng)養(yǎng)成分非常豐富，菜籽原料的脂肪含量一般在36%以上，是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷氖秤弥参镉?，因此選擇對(duì)菜籽原料不同工藝處理下的壓榨餅和浸出粕脂肪含量進(jìn)行測(cè)定，每組數(shù)據(jù)測(cè)定3次，結(jié)果見下表3。

表3 菜籽原料、壓榨餅及浸出粕的脂肪含量測(cè)定

經(jīng)過(guò)壓榨和浸出兩種不同工藝處理后，一般得到的脂肪含量是餅粕的殘油率，因此脂肪含量值會(huì)呈現(xiàn)不同程度的減少。由表3可知，脂肪含量測(cè)定的范圍廣泛，菜籽油料餅粕的脂肪含量數(shù)值變化從1.23%～43.12%。同時(shí)，測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)分別是1.69%～6.14%和0.71%～6.96%，折光法與國(guó)標(biāo)法精密度接近，證明了該方法的適用性，為測(cè)定不同樣品種類油料脂肪含量提供了更加完善的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟分析，與傳統(tǒng)索氏提取法相比，后者測(cè)定方法通過(guò)高速粉碎研磨、計(jì)算機(jī)線性模擬和精確計(jì)算，能夠充分、均勻且最大量化地提取菜籽中的脂肪含量，并使檢測(cè)結(jié)果更加快速準(zhǔn)確。

表4從操作步驟、試樣質(zhì)量、提取時(shí)間等方面對(duì)索氏抽提法和新方法進(jìn)行對(duì)比[12]?？梢钥闯?，相比于國(guó)標(biāo)方法，折光法快速測(cè)定儀的檢測(cè)效率更高，操作步驟更加簡(jiǎn)潔。折光法快速脂肪測(cè)定儀對(duì)脂肪的提取時(shí)間是抽提法的2.5%～3.12%之多。試劑的使用量是索氏提取法的2%～8%，體現(xiàn)了更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)。

表4 折光法快速測(cè)定儀和索氏提取法比較

3 結(jié)論

對(duì)比傳統(tǒng)索氏提取法和新型的折光法快速脂肪測(cè)定儀對(duì)大豆、花生仁、核桃仁、米糠，亞麻籽以及棉籽油料使用情況。以國(guó)標(biāo)方法為參照，兩種方法之間沒(méi)有顯著性差異。折光法快速測(cè)定儀能夠保證準(zhǔn)確度在0.5%內(nèi)，因此具有測(cè)定油料范圍廣泛的特點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)比油料菜籽在不同工藝處理后，利用國(guó)標(biāo)傳統(tǒng)索氏提取法，折光法快速脂肪測(cè)定儀對(duì)菜籽油料的脂肪含量進(jìn)行測(cè)定，均得出脂肪含量：菜籽>菜籽餅>菜籽粕的結(jié)論；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，折光法快速脂肪測(cè)定儀測(cè)得的菜籽粕的脂肪含量值略高，變異系數(shù)在6.96%。說(shuō)明折光法脂肪測(cè)定儀不僅測(cè)定脂肪含量原料范圍廣泛，并可通用于研磨后油料原料、壓榨工藝以及浸出工藝處理后的油料餅粕的脂肪含量測(cè)定。

折光法快速脂肪含量測(cè)定儀的操作步驟便捷、快速且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。因?yàn)檠芯繒r(shí)間和種植資源等有限，只對(duì)市場(chǎng)上部分油料的含油量進(jìn)行了測(cè)定，且油料選擇樣品量應(yīng)該分布更加廣泛。因此其他地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果還需根據(jù)具體因素如同一油料的不同類型、地理因素等情況而定。在本研究的基礎(chǔ)上，還需進(jìn)行深一步的研究，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)脂肪含量快速測(cè)定技術(shù)的進(jìn)步。