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脂类的测定,概述,测定意义(粗脂肪测定,索氏提取器

发布时间:2015-03-18      点击次数:1395

脂类的测定,概述,测定意义(粗脂肪测定,索氏提取器

本章主要学习内容有三节。*节的脂类概述中,对于脂类的种类、存在形式、测定意义及样品预处理进行先容;第二节脂类测定方法中,以总脂测定为主要学习内容,总脂的测定方法分为两类,一类是直接测定法,主要针对游离态脂类物质的测定,主要学习两种具体方法——索氏提取法和氯仿-甲醇提取法,其中索氏提取法是学习重点,对其所有的内容都要掌握,氯仿-甲醇提取法的原理及适用范围要了解;第二类是化学处理后萃取法,针对非游离状态的结合态脂类进行测定,主要掌握酸水解法,了解三种乳脂肪的测定方法,这三种测定方法均为酸水解或碱水解法。第三节食用油脂指标的测定中,只需掌握碘价、酸价、过氧化值、羰基价等概念即可。

*节 脂类的概述

一、食品中的脂类物质和脂肪含量:

脂类为俗称。检测标准中常以“总脂"或“正乙烷或乙mi可提取物"等术语来体现。

脂类分为真脂和类脂。真脂:包括脂肪/油脂;类脂:包括脂肪酸、磷脂、糖脂、甾醇等。多数动、植物食品都含天然脂肪或类脂化合物。

食品中脂肪存在形式:食品中脂肪有游离态存在形式的,如动物性脂肪及植物性油脂;也有结合态的,如天然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白及某些加工品(如焙烤食品及麦乳精等)中的脂肪,与蛋白质或碳水化合物形成结合态。对大多数食品来说,游离态脂肪是主要的,结合态脂肪含量较少。

植物性或动物性油脂中脂肪含量zui高,水果蔬菜脂肪含量很低。几种食物100 g中脂肪含量(g)如下:

猪肉(肥)     90.3                      核桃        66.6

花生仁      39.2                      青菜         0.2                      

柠檬        0.9                       苹果         0.2

牛乳        3  以上                  香蕉         0.8

全脂炼乳    8  以上                  全脂乳粉  25~30

以上这些脂类含量一般是指用乙mi提取的脂类总量

二、脂类物质的测定意义

脂肪是食品中重要的营养成分之一,为人体提供必需脂肪酸;是脂溶性维生素良好溶剂;脂蛋白参与人体代谢;脂肪是一种富含热能营养素,每克脂肪在体内可提供 37.62 kJ (9 kcal) 热能,是食物中能量zui高的营养素;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风味、组织结构、品质、外观、口感等都有直接影响,所以脂肪含量是一项重要控制指标。

(脂类的测定,概述,测定意义(粗脂肪测定,索氏提取器)


三、脂类的测定

脂类的测定项目很多,大家只先容脂类总量的测定。不同来源的食品所含的脂肪在结构上有许多差异,所以没有一种通用的提取剂。脂类的共同特点是在水中的溶解度非常小,能溶于脂肪溶剂中,再根据相似相溶的规律具体选择。

1. 乙mi:有一定极性,但不如乙醇、甲醇、水等,溶解脂肪的能力强,应用zui多。GB中关于脂肪含量的测定都采用它作提取剂。乙mi沸点低(34.6℃),易燃。乙mi可饱和2%的水,含水乙mi在萃取脂肪的同时,会抽提出糖分等非脂成分。所以必须用无水乙mi作提取剂,被测样品也要事先烘干(原因要清楚)。

2. 石油mi:石油mi的沸点比乙mi高,不太易燃,溶解脂肪能力比乙mi弱,吸取水分比乙mi少,允许样品含微量的水分。有时也采取乙mi+石油mi共用。但乙mi、石油mi都只能提取样品中游离态的脂肪。

3. 氯仿-甲醇:一种有效的溶剂,对脂蛋白、磷脂提取效率较高。特别适用于水产品、家禽、蛋制品中脂肪的提取。

样品预处理:

(1)固体样品要粉碎,颗粒大小要合适,注意粉碎过程中的温度,防止脂肪氧化。

(2)样品要干燥,但干燥过程中要注意温度的控制,如果温度低——酶活力高,脂肪易降解,而温度高——脂肪易氧化成结合态。较理想的方法是冷冻干燥法。

(3)酸水解:对于乙mi不能渗入内部的或含结合态脂肪采用该法。

(脂类的测定,概述,测定意义(粗脂肪测定,索氏提取器)


第二节 脂类的测定方法

总脂的测定可分为:

直接萃取法:索氏提取法、氯仿-甲醇提取法

化学处理再萃取法:酸水解法、碱水解法即罗兹-哥特里法、酸水解法的巴

布科克氏及盖勃法

减法测定法:(用于脂肪含量超过80%的样品,采用去水法或去不溶杂质法,

见P101/102页

一、直接萃取法:

(一)索氏提取法(索克斯列特抽提法)(该法的所有内容都要掌握)

1. 原理:将经前处理的、分散且干燥的样品用乙mi或石油mi等溶剂回流提

取,使样品中的脂肪进入溶剂中,回收溶剂后所得到的残留物,即为粗脂肪。

粗脂肪——指残留物中除游离脂肪外,还含有色素、树脂、蜡状物、挥发油等。

(引入索氏提取器详细讲解其结构及连接方式)

2. 适用范围与特点

适用于脂类含量较高,结合态脂类含量少或经水解处理过的(结合态已转变成游离态),样品应能烘干,磨细,不易吸湿结块。

此法是经典的脂类测定方法,对于大多数样品的测定结果比较可靠。但缺点是费时长(3~24h),溶剂用量大,需要专门的仪器——索氏提取器进行检测。

3. 测定方法

(1)滤纸筒的制备:将滤纸裁成8cm×15cm大小,以直径2.0cm的大试管为模型,将滤纸紧靠试管壁卷成圆筒型,把底端封口,内放一小片脱脂棉,用白细线扎好定型,在100~105烘箱中烘至恒量(准确至0.0002g)。

或用直径约15cm的圆片滤纸片按以下图示方法制作滤纸筒。



(2)样品处理

a、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),必要时拌以海砂(防结块),无损地移入滤纸筒内。

b、半固体或液体样品:称取5.0~10.0g于蒸发皿中,加入海砂约20g于沸水浴上蒸干后,再于95~105℃烘干、研细,全部移入滤纸筒内,蒸发皿及粘附有样品的玻璃棒都用沾有乙mi的脱脂棉擦净,将棉花一同放进滤纸筒内。

()


(3)索氏提取器的准备

索氏抽提取器是由回流冷凝管、提脂管、提脂烧瓶三部分所组成,抽提脂肪之前应将各部分洗涤干净并干燥,提脂烧瓶需烘干并称至恒重。

(4)抽提

将滤纸筒或滤纸包放入提脂管内,连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶,由冷凝管上端加入无水乙mi或石油mi(30~60℃沸程),加量约为接受瓶的2/3体积,于水浴(夏天65℃,冬天80℃左右)加热使乙mi或石油mi不断的回流提取,控制每分钟滴下乙mi80滴左右,时间一般视含油量高低而定,3~24h,至抽提*为止(用滤纸试)。

(5)回收溶剂及称重

取出滤纸筒,用抽提器回收乙mi,当乙mi在提脂管内将虹吸时(液位接近弯管高度时)马上取下提脂管,将其下口放到盛乙mi的试剂瓶口,使之倾斜,使液面超过虹吸管,乙mi即经虹吸管流入瓶内。按同法继续回收,将乙mi*蒸出后,取下提脂烧瓶,于水浴上蒸去残留乙mi。用纱布擦净烧瓶外部,于100~105℃烘箱中烘至恒量并准确称量。

或将滤纸筒置于小烧杯内,挥干乙mi,在100 ~105℃烘箱中烘至恒量,滤纸筒及样品所减少的质量即为脂肪质量。所用滤纸应事先用乙mi浸泡挥干处理,滤纸筒应预先恒量。

4、结果计算

脂肪(%)=(m2-m1) / m×100

m2——接受瓶和脂肪的质量(或滤纸筒和残留物质量),g;

     ml——接受瓶的质量(或抽提后滤纸筒质量),g;

     m——无水样品的质量,g。

5. 注意及说明

① 样品应干燥后研细,样品含水分会影响溶剂提取效果,而且溶剂会吸取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,但也不要包得太紧影响溶剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过虹吸回流弯管,否则弯管上部的样品中脂肪不能提尽,造成误差。

② 对含多量糖及糊精的样品,要先以冷水使糖及糊精溶解,经过滤除去,将残渣连同滤纸一起烘干,再一起放入抽提管中。

③ 抽提用的乙mi或石油mi要求无水、无醇、无过氧化物,挥发残渣含量低。因水和醇可导致水溶性物质溶解,如水溶性盐类、糖类等,使得测定结果偏高。过氧化物会导致脂肪氧化,在烘干时也有引起爆炸的危险。

④乙mi中过氧化物的检查方法:取6mL乙mi,加2mL 10%的碘化钾溶液,用力振摇,放置1min,若出现黄色,则证明有过氧化物存在。过氧化物如:H2O2、Na2O2、CaO2、BaO2、ZnO2、 MgO2

⑤ 提取时水浴温度不可过高,以每分钟从冷凝管滴下80滴左右,每小时回流6~12次为宜,提取过程应注意防火。

⑥ 在抽提时,冷凝管上端连接一个氯化钙干燥管,这样,可防止空气中水分进入,也可避免乙mi挥发在空气中,如无此装置可塞一团干燥的脱脂棉球。

⑦ 可凭经验确定抽提是否*,也可用滤纸或毛玻璃检查,由抽提管下口滴下的乙mi滴在滤纸或毛玻璃上,挥发后不留油迹表明抽提*。

⑧ 在挥发乙mi或石油mi时,切忌用直接火加热,应该用电热套,电热水浴锅等。烘前应驱除全部残余的乙mi,因乙mi稍有残留,放入烘箱时,有发生爆炸的危险。

⑨ 反复加热会因脂类氧化而增重。重量增加时,以增重前的重量作为恒重。

另:因为乙mi是麻醉剂,要注意室内通风。

6、改进型直滴式抽提法(快速测油器,此部分了解)

快速测油器是在索氏提取的基础上发展起来的一种脂类测定仪器,有多种结构形式,基本工作原理是:盛有试样滤纸筒置入抽提筒,用乙mi抽提脂肪,抽净后,取滤纸筒,关三通阀,继续加热直接回收乙mi。效率高于索氏法,但仍需要3-8h,主要的区别在于比索氏法的提取管内径变大、滴口呈锯齿形、抽提筒在烧瓶中,使得温度高、烧瓶口径大,烘干时间短。

国外的快速测脂装置——特卡托脂肪测定仪是先把被测量的样品放到乙mi中浸煮提出大部分的脂肪,再将样品提升于乙mi的液面以上,用乙mi进行淋洗出样品中残余的油。

(二)氯仿-甲醇提取法(又称CM法,掌握原理和应用特性即可

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。过滤除去非脂成分,回收溶剂,残留的脂类可用石油mi提取,蒸馏除去石油mi后定量。

本法适用于结合态脂类,特别是磷脂含量高的样品,如鱼、贝、肉、蛋、大豆及其制品。

二、化学处理后萃取法

某些食品中,脂肪被包含在食品组织内部,或与食品成分结合而成结合态脂类,如,谷物等淀粉颗粒中的脂类,面条、焙烤食品等组织中包含的脂类,用索氏提取法不能*提取出来。这种情况下,可用强酸将淀粉、蛋白质、纤维素水解,使脂类游离出来,再用有机溶剂提取。

(一)酸水解法(要求全掌握)

1. 原理:将试祥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mi和石油mi提取脂肪,回收溶剂,干燥后称量,提取物的重量即为脂肪含量。

2. 适用范围与特点:

此法适用于各类、各种状态的食品中脂肪测定。特别是脂肪被包含成结合态或加工后的混合食品,易吸湿,不好烘干的,用索氏提取法不行的样品,效果更好。本法不适于测定含磷脂高的食品、如:鱼、贝、蛋品等。因为在盐酸加热时,磷脂几乎*分解为脂肪酸和碱,当只测定前者时,使测定值偏低。本法也不适于测定含糖高的食品,因糖类遇强酸易炭化而影响测定。

3. 测定方法

(1)水解:准确称取固体样品2g于50ml大试管中,加入8mL水,用玻璃棒充分混合,加10ml盐酸。或称取液体样品10g于50mL大试管中,加10mL盐酸。混匀后于70~80 ℃的水浴中,每隔5~10min用玻璃棒搅拌一次至脂肪游离为止,约须40~50min,取出静置,冷却。

(2)提取:

取出试管加入10mL乙醇,混合。冷却后将混合物移入100mL具塞量筒中,用25mL乙mi分次冲洗试管,洗液一并倒入具塞量筒内。加塞振摇1min,将塞子慢慢转动放出气体,再塞好,静置15min,小心开塞,用石油mi-乙mi等量混合液冲洗塞及筒口附着的脂肪。静置10~20min,待上部液体清晰,吸出上层清液于已恒重的锥形瓶内,再加入5ml乙mi于具塞量筒内振摇,静置后仍将上层乙mi吸出,放入原锥形瓶内。将锥形瓶于水浴上蒸干,置95~105 ℃烘箱中干燥2h,取出放干燥器中冷却30min后称量。

(3)结果计算:



式中     ——脂类质量分数,%;
       m ——试样质量,g;
      m1 ——空锥形瓶质量,g;
      m2 ——锥形瓶与样品脂类质量,g;

(4)说明(要求掌握)

① 开始加入8mL水是为防止后面加盐酸时干试样固化,水解后加入乙醇可使蛋白质沉淀,降低表面张力,促进脂肪球聚合,同时溶解一些碳水化合物如糖,有机酸等。后面用乙mi提取脂肪时因乙醇可溶于乙mi故需加入石油mi降低乙醇在mi中的溶解度,使乙醇溶解物残留在水层,使分层清晰。

② 挥干溶剂后残留物中若有黑色焦油状杂质,是分解物与水一同混入所致,会使测定值增大造成误差,可用等量的乙mi及石油mi溶解后,过滤,再次进行挥干溶剂的操作

③ 若无分解液等杂质混入,通常干燥2h即可恒量。

以上的索氏提取法及酸水解法都是国标方法,见GB/T  5009.6—2003《食品的脂肪测定》1.索氏提取法   2.酸水解法

下面先容三种乳脂肪的测定方法,都属于化学处理后萃取法的脂类测定。(二)罗兹-哥特里法(Rose-Gottlieb)

1. 原理(又可称为碱性乙mi提取法,可掌握其中的一些常识点)

利用氨-乙醇溶液破坏乳的胶体性状及脂肪球膜,使非脂成分溶解于氨-乙醇溶液中,而脂肪游离出来,再用乙mi-石油mi提取出脂肪,蒸馏去除溶剂后,残留物即为乳脂肪。

脂肪球膜存在的条件是在酪蛋白的等电点 pI=4.6(乳液的pH=6.5~6.7)

2. 适用范围与特点

本法适用于各种液状乳(生乳、加工乳、部分脱脂乳、脱脂乳等),各种炼乳、奶粉、奶油及冰淇淋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。

本法为标准化组织(ISO),(FAO/WHO)等采用,为乳及乳制品脂类定量标准法。

3. 测定方法

主要仪器抽脂瓶:内径2.0~2.5cm容积100mL,如图。取一定量样品于抽脂瓶中,分别加入氨水,乙醇,乙mi,石油mi,充分摇匀,待上层液澄清时.读取醚层体积,放出一定体积醚层于一已知重量的烧瓶中,蒸馏回收乙mi和石油醚,烘干至恒重,称重。

(三)巴布科克法和盖勃氏法(测乳脂肪)

1.原理(也是国标方法,见GB/T5009.46)

    用浓硫酸溶解乳中的乳糖和蛋白质等非脂成分,将牛奶中的酪蛋白钙盐转变成可溶性的重硫酸酪蛋白,使脂肪球膜被破坏,脂肪游离出来,再利用加热离心,使脂肪*迅速分离,直接读取脂肪层的数值,便可知被测乳的含脂率。

2. 适应范围与特点

这两种方法都是测定乳脂肪的标准方法,适用于鲜乳及乳制品脂肪的测定。对含糖多的乳品(如甜炼乳、加糖乳粉等),采用此方法时糖易焦化,使结果误差较大,故不适宜。

此法操作简便,迅速。对大多数样品来说测定精度可满足要求,但不如重量法准确。

(引入图片讲解两种乳脂瓶的结构)

3. 测定方法(以巴布科克为例)

精密汲取17.6mL样品,倒入巴布科克氏乳脂瓶中,再取17.5mL硫酸,沿瓶颈缓缓注入瓶中,将瓶颈回旋,使液体充分混合,至无凝块并呈均匀棕色。置乳脂离心机上,以约1000r/min的速度离心5min,取出,加入80oC以上的水至瓶颈基部,再置离心机中离心2min,取出后再加入80oC以上的水至脂肪浮到2或3刻度处,再置离心机中离心1min,取出后置55~60oC水溶中,5min后马上读取脂肪层zui高与zui低点所占的格数,即为样品含脂肪的百分数。

4. 说明及讨论

① 硫酸的浓度要严格遵守规定的要求,如过浓会使乳炭化呈黑色溶液而影响读数;过稀则不能使酪蛋白*溶解,会使测定值偏低或使脂肪层混浊。

② 硫酸除可破坏脂肪球膜,使脂肪游离出来外,还可增加液体相对密度,使脂肪容易浮出。

③ 盖勃法会加入异戊醇,作用是促使脂肪析出,并能降低脂肪球的表面张力,以利于形成连续的脂肪层

④ 加热(65~70oC水浴中)和离心的目的是促使脂肪离析。

⑤ 巴布科克法中采用17.6mL标准吸管取样,实际上注入巴氏瓶中的样品只有17.5mL,牛乳的相对密度为1.03,故样品重量为17.5×1.03=18g。巴氏瓶颈的刻度(0-10%)共10个大格,每大格容积为0.2mL,在60oC左右,脂肪的平均相对密度为0.9,故当整个刻度部分充满脂肪时,其脂肪重量为0.2×10×0.9=1.8g。18g样品中含有1.8g脂肪,即瓶颈全部刻度表示为脂肪含量10%,每一大格代表1%的脂肪。故瓶颈刻度读数即为样品中脂肪百分含量。

⑥ 每组样品取两只乳脂瓶进行测定。放入离心机时,必须对称放置。
⑦ 硫酸的浓度和用量必须严格按照规定,沿瓶壁缓慢加入,回旋摇动,使充分混合 ,否则易时脂肪层产生黑色块粒。

注:三种测定乳脂肪方法的准确度比较:

     罗兹-哥特里法>巴布科克法>盖勃法

第三节 食用油脂的指标检测(掌握概念)

一、酸价的测定

1. 概述

酸价—— 中和 1 g 油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的质量 (mg)。

酸价是反映油脂酸败的主要指标。

2.操作

(1)称取均匀的油样注入锥形瓶。

(2)加入中性乙mi-乙醇溶液50ml,摇动,使油样*溶解。

(3)加2-3滴酚酞指示剂,用0.1mol/L的碱液滴定至出现微红色在30秒内不消失,记下消耗的碱液毫升

3.结果计算

以酸价表示油脂酸价按下列公式计算

酸价(mg KOH /g 油)=V × C×56.1 /W

用游离脂肪酸的百分含量来表示

   FFA% = AV ×脂肪酸分子量/56.108×1/10

对于某一脂肪酸,其分子量为常数,于是

      f =脂肪酸分子量/56.108 × 1/10

         则FFA%=f×AV

我国制定的油脂“酸价"标准为:一级不超过0.3,二级不超过0.5,三级不超过1,四级不超过3。也就是说,酸价在3以下对人体是安全的

    油脂酸败后会产生强烈的异味,营养价值降低,脂溶性维生素(维生素A、D、E)受到破坏。酸败的油脂用于烹调时,食物中的易氧化维生素也会受到破坏。油脂酸败后产生的氧化物对人体的酶系统,如琥珀酸氧化酶、细胞色素酶等有破坏作用。实验表明,动物长期食用酸败油脂可出现体重减轻、发育障碍、肝脏肿大等现象,并可诱发肿瘤。

二、碘价的测定

碘价(碘值)——100 g 油脂所吸取的氯化碘或溴化碘换算成碘的质量 (g)。

碘价在一定范围内反映油脂的不饱和程度。

三、过氧化值的测定

1.概述

过氧化值—— 滴定 1 g 油脂所需用( 0.002 mol/L ) Na2S2O3 标准溶液的体积(mL)。过氧化值的大小是反映油脂是否新鲜及酸败程度。

2.操作

(1)称取混合均匀的油样2-3g于碘量瓶中,或先估计过氧化值,再按表称样。

(2)加入氯仿-冰乙酸混合液30ml,充分混合。

(3)加入饱和碘化钾溶液1ml,加塞后摇匀,在暗处放置3分钟。

(4)加入50ml蒸馏水,充分混合后马上用0.01mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色时,加淀粉指示剂1ml,继续滴定至蓝色消失为止。

(5)同时做不加油样的空白试验。

3.计算

过氧化值(I2%)=(V1-V2)×N×0.1269/W ×100    

     V1----油样用去的硫代硫酸钠溶液体积ml

     V2----空白试验用去的硫代硫酸钠溶液体积ml

     N-----硫代硫酸钠溶液的当量浓度

     W-----油样重g

 0.1269----1mg当量硫代硫酸钠相当于碘的克数

用过氧化物氧的毫克当量数表示时,可按下式计算

   过氧化值(meq/kg)= (V1-V2)×N/W×1000   


两种表示法间的换算关系

      meq/kg=I2%×78.9

四、皂化价的测定

皂化价——中和 1 g 油脂中的全部脂肪酸(游离+ 结合的)所需氢氧化钾的质量 (mg)。皂化价可对油脂的种类和纯度进行鉴定。

五、羰基价的测定

用羰基价来评价油脂中氧化物的含量和酸败程度。

总羰基价—— 用比色法测定。



本章要掌握的常识点:

  1. 脂类测定提取剂的种类、优缺点。
  2. 索氏提取法的原理、方法、注意事项。
  3. 乳脂肪的测定方法有哪几种?比较检测准确性
  4. 食用油脂特性(酸价、碘价、氧化值、过氧化值、皂化价、羰基价)的定义。


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