07 第七章 脂肪的测定.doc

第1页：脂类的分类、组成与理化性质

甘油 + 脂肪酸 → 油脂。油脂的结构与类型取决于脂肪酸：如果三个脂肪酸的R烃基相同，就称简单脂（即醇与脂肪酸组成）；如果脂肪酸的R烃基不同，则为复合脂。

第七章 脂肪的测定 7.1 概述

脂类主要包括脂肪（甘油三酸酯）和类脂化合物（脂肪酸、糖脂、甾醇）。脂肪是食物中具有最高能量的营养素，也是三大营养素之一，食品中脂肪含量是衡量食品营养价值高低的指标之一。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的风味、组织结构、品质、外观、口感等都有直接影响，故食品中脂类含量是食品质量管理中的一项重要指标。

一、脂类的分类、组成、性质

组成（composition）：脂肪是由一分子甘油和三分子高级脂肪酸脱水生成的。

例如油炸方便面在夏季容易发哈，富含油的食品长时间存放也容易发哈。油脂酸败的另一个原因是微生物作用下脂肪分解成醇和脂肪酸，脂肪酸经氧化后生成苦味及臭味的低级酮类。对于脂肪与空气氧产生的自动氧化，工厂可用抗氧化剂来防止。

第2页：脂肪的测定意义与提取剂的选择原则

油在高温加热时还会发生劣变：用油脂油炸食品时，长时间高温加热使油脂产生劣变，颜色加深、稠度增大并易起泡；高温长期加热的结果是游离脂肪酸增多，不饱和脂肪还可聚合生成各种聚合物，其中的二聚物对人体毒性较大，长期食用可使肝脏肿大。

7-2 脂肪的测定意义

1、生理方面

①脂肪是富含热能的营养素，是人体热能的主要来源，每克脂肪在体内可提供9.5kcal热能，比碳水化合物和蛋白质高一倍以上；②维持细胞构造及生理作用；③提供必需脂肪酸（亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸），这几种酸在人体内不能合成而必须通过食物供给；④具有饱腹感，可延长食物在胃肠中的停留时间。

2、营养方面

脂肪还是脂溶性维生素的良好溶剂，有助于脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收。

3、烹饪方面

脂肪能给食品一定的风味，特别是焙烤食品。例如卵磷脂加入面包中，可使面包弹性好、柔软、体积大，形成均匀的蜂窝状。

4、质量管理方面

脂肪含量高低可评价食品质量好坏、是否掺假、是否脱脂，以便质论价。含脂肪的食品其含量都有一定规定，是食品质量管理中的一项重要指标。

5、控制指标

测定食品脂肪含量可用来评价品质、衡量营养价值，对实行工艺监督、生产过程的质量管理以及研究食品储藏方式是否恰当等都具有重要意义。

7-3 提取剂的选择及样品预处理：食品中脂肪的存在形式有游离态的（如动物性脂肪和植物性脂肪），也有结合态的（如天然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白中与蛋白质或碳水化合物形成的结合态）。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。

第3页：乙醚、石油醚与氯仿—甲醇的选择及样品预处理

脂类结构比较复杂，至今没有一种溶剂能将纯脂肪萃取出来，也就是说提取出来的都是粗脂肪（大部分是脂肪，还有一些其他成分）。脂类不溶于水、易溶于有机溶剂，测定脂类大多采用低沸点有机溶剂，常用的有乙醚、石油醚、氯仿—甲醇混合溶剂，其中乙醚溶解脂肪的能力强、应用最广泛。

注：该组试验在25℃下提取卵磷脂等成分，源文件中NaCl一行未给出具体数值，建议对照原课件图片补全。

由此可见，乙醚含水后能将样品中的非脂成分溶解、增加结果重量，因此使用乙醚时样品不能含水分、必须干燥。使用乙醚时室内需空气流畅——乙醚在空气中的最大允许浓度为400ppm，超过这个极限易爆炸。乙醚一般贮存在棕色瓶中，放置一段时间后在光照下会产生过氧化物，过氧化物也容易爆炸，若贮存时间过长，使用前一定要检查有无过氧化物。

检查过氧化物的方法

乙醚中加入少量Fe²⁺和少量KCNS，待红色出现说明有过氧化物存在，反之无色。

排除过氧化物的方法

含过氧化物乙醚 + FeSO₄（少量）→ 可除掉过氧化物。

乙醚、石油醚适用于已烘干磨碎、不易潮解结块的样品，而且只能提取游离态脂肪；对于结合态脂，必须预先用酸或碱破坏脂类与非脂成分的结合后才能提取，有时也混合使用两种溶剂。

二、样品的预处理：预处理方法取决于样品本身的性质，牛乳预处理非常简单，植物和动物组织的处理较为复杂。

1. 粉碎：不论切碎、碾磨、绞碎或采用均质等处理方法，都应使样品中脂类的物理、化学以及酶的降解减小到最小程度。
2. 加海砂：有的样品易结块，用乙醚提取较困难，为使样品保持散粒状可加海砂，一般加样品的4—6倍量，目的是使样品疏松、扩大与有机溶剂的接触面积。
3. 加入无水硫酸钠：因为乙醚可被2%水饱和，含水量高的样品可加入无水硫酸钠，用量以样品呈散粒状为止。

第4页：酸处理的效果与脂类测定方法的分类

4、干燥：干燥的目的是提高脂肪的提取效率。干燥时要注意温度：温度过高会引起①脂肪氧化，②脂肪与糖、蛋白质结合变成复合脂；温度过低则脂肪易降解。

5、酸处理：温度过高时脂与糖、蛋白质接触会变成复合脂，产生复合脂后不能用非极性溶剂直接抽提，所以要用酸处理，主要是把结合脂肪水解出来。实验对比如下：

由此可见，变成复合脂类后利用直接萃取得到的结果偏低；经酸水解使蛋白质、碳水化合物与脂肪分开，脂肪游离出来后再提取，得到的数据更准确。

6、对有些含大量碳水化合物的样品，测定脂肪时应先用水洗掉水溶性碳水化合物，再进行干燥、提取。

7-4 脂类的测定方法：由于食品种类不同，脂肪含量及其存在形式也不相同，测定方法也就不同。常用的测定方法有：索氏提取法、巴布科克法、益勒式法、罗斯—哥特里法、酸分解法。

过去测定脂肪普遍采用的是索氏提取法，这种方法至今仍被认为是测定多种食品脂类含量的代表性方法，但对某些样品测定结果往往偏低。巴布科克法、益勒式法、罗斯—哥特里法主要用于乳及乳制品中脂类的测定，而酸水解法测出的脂肪为游离态脂和结合脂的全部脂类。

一、索氏提取法（经典方法）1、原理

样品经前处理后放入圆筒滤纸内，将滤纸筒置于索氏提取管中，利用乙醚或石油醚在水浴中加热回流，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脂肪（粗脂肪）。此法测出游离态脂，此外还含有磷脂、色素、蜡状物、挥发油、糖脂等物质，所以测得的是粗脂肪。

2、适用范围与特点

适用于脂类含量较高、结合态脂类含量较少，能烘干磨细、不宜吸湿结块的样品。此法只能测定游离态脂肪，结合态脂肪需在一定条件下水解后变成游离态才能测出；作为经典方法，对大多数样品结果比较可靠，但周期长、溶剂量大。

第5页：索氏提取法的操作要点与计算

3、方法

1. 滤纸筒的制备：将滤纸剪成长方形8×15cm，卷成直径为6cm的圆筒，将圆筒底部封好，最好放一些脱脂棉，避免向外漏样。
2. 称取样品：将样品烘干磨细，称取一定量装入纸筒并封好上口，最好用测定水分的样品。
3. 索氏抽提器的准备：索氏抽提器由回流冷凝管、提取管、提脂瓶三部分组成。提脂瓶在使用前需烘干并称至恒重，其他部件要干燥。
4. 抽提：将装好样的纸筒放入抽提管，倒入乙醚，加入量为提取瓶体积的2/3，接上冷凝装置，在恒温水浴中抽提，水浴温度大约55℃左右，可用滤纸检验；理论值抽提6—8小时，实际值3—4小时，也根据样品性质决定。
5. 回收乙醚：当乙醚在提取管内即将虹吸时立即取下提取管，将其下口放到乙醚回收瓶内使之倾斜，然后将提取瓶放到100—150℃烘箱烘至恒重。

6、计算

脂肪%

（W₂－W₁）/ W × 100，其中 W₂ 为瓶和样品重（g），W₁ 为瓶子重量（g），W 为样品重量（g）

干样品换算

若用干样品测定脂肪，原来样品脂肪含量（%）=（W₁－W₂）（100－A）/ W，A 为100克样品中水分的含量（g）

3、注意事项

• ①样品应干燥后研细，装样品的滤纸筒一定要紧密，不能往外漏样品，否则重做
• ②放入滤纸筒的高度不能超过回流弯管，否则乙醚不易穿透样品，使脂肪不能全部提出而造成误差
• ③碰到含多糖及糊精的样品要先以冷水处理，等其干燥后连同滤纸一起放入提取器内
• ④提取时水浴温度不能过高，一般使乙醚刚开始沸腾即可（约45℃左右），回流速度以8—12次/小时为宜
• ⑤所用乙醚必须是无水乙醚，如含水分则可能将样品中的糖及无机物抽出造成误差
• ⑥冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管，既可防止空气中水分进入，又避免乙醚挥发在空气中；如无此装置，塞一团干脱脂棉球亦可
• ⑦若无无水乙醚可自制：在100ml乙醚中加入无水石膏50克，振摇数次，静置10小时以上，蒸馏收集35℃以下的馏液即可应用
• ⑧将提取瓶放在烘箱内干燥时，瓶口向一侧倾斜45°，防止挥发物乙醚与空气形成对流，这样干燥迅速
• ⑨如没有乙醚可用石油醚提取，石油醚沸点以30—60℃为好
• ⑩使用乙醚或石油醚时切忌直接用火源加热，应用电热套、电水浴、电灯泡等

这里恒重的概念有区别：它表示最初达到的最低重量，即溶剂和水分完全挥发时的恒重，此后若继续加热，则因油脂氧化等原因会导致重量增加。在干燥器中的冷却时间一般要一致。

第6页：牛乳的平均成分与脂肪含量标准

二、巴布科克法（Babcock法）：巴布科克法是用来测定乳及乳制品脂肪的方法。测定牛奶前首先要搞清牛奶的营养成分。

牛乳中蛋白质比人乳高，乳糖含量比人乳少，矿物质中Ca比人乳多而Fe比人乳少。众所周知牛乳是乳浊液，脂类在牛乳中并不是以溶解状态存在，而是以脂肪球呈乳浊液状态存在，其周围有一层含蛋白质、磷脂等物质的膜，使脂肪球得以在乳中保持乳浊液的稳定状态。通常用浓H₂SO₄使非脂成分溶解，脂肪球膜被软化破坏，乳浊液被破坏，脂肪即可分离出来，这是公认的标准分析法。

巴布科克法和盖勃氏法由两位科学家研制：美国的Babcock在1890年研究出测牛乳脂肪的方法，两年后即1892年由英国的盖勃氏研究出测牛乳脂肪的方法。

第7页：巴布科克法的原理、操作与改良方法

这两种方法都是用来提取乳制品中的脂肪，也叫湿法提取，因为样品不需要事先烘干。脂肪在牛乳中以乳胶体形式存在，要测定脂肪必须破坏乳胶体、使脂肪与其他非脂成分分离；分离出来的非脂成分一般用浓H₂SO₄分解，用容量法定量，操作简便，为许多国家用于乳制品的常规分析。

Babcock法原理

利用硫酸溶解乳中的乳糖、蛋白质等非脂成分，使脂肪球膜破坏、脂肪游离出来，在乳脂瓶中直接读取脂肪层，从而迅速求出被检乳中的脂肪率。

2、方法：量取17.5ml硫酸于乳脂瓶中 → 准确吸取17.6ml牛乳 → 混合 → 离心5分钟（1000转/分）→ 加60℃水至瓶颈 → 离心2分钟 → 加60℃水至4%刻度线 → 离心1分钟 → 60℃水浴中使脂肪柱稳定 → 读取。

加H₂SO₄的作用：非脂成分溶解在H₂SO₄中，增加了消化液的比重（H₂SO₄比重1.820—1.825，脂肪比重小于1），使脂肪迅速而完全地与非脂成分分离；离心的作用是使脂肪非常清晰地分离；加热的目的是降低脂肪吸附力、加快上浮速度。

改良的巴布科克法：由于Babcock法用浓硫酸作为蛋白质溶解剂，测肉制品会发生炭化，碳化物悬浮在脂肪层和水层的界面间造成读数不准确。研究表明可用高氯酸—醋酸混合液（6%的高氯酸与等容量醋酸混合）代替硫酸测定肉及肉制品的脂肪，测定值与AOAC法一致，精密度以标准偏差表示为0.2%。

具体方法：称9克绞碎的肉于巴氏瓶中，加混合酸30ml，于沸水浴中加热15min（使样品充分溶解），再加混合酸使之达到瓶子的刻度范围，离心2min（1000转/分），60℃水浴10min后读取。

计算

Fat% = H × 0.95，其中 H 为读取脂肪柱的数值，0.95为溶解于脂肪层中的醋酸修正值。

混合酸的作用

①溶解蛋白质；②乳解乳糖；③减少脂肪的吸附力。

对经过加热的试样，水浴中加热15min即可完全溶解；对于生肉试样由于未发生热变性，加入混合酸后肉蛋白质在一定时间内凝固，溶解时间大约需要25分钟。

第8页：盖勃氏法（Gerber法）的原理与操作

三、Gerber法（盖勃氏法）：这种方法对糖分高的样品容易焦化、致使结果误差大，故不适宜。

1、原理

在牛乳中加硫酸可破坏牛乳的胶质性，使酪蛋白钙盐变成可溶性的重硫酸酪蛋白化合物，并减小脂肪球的吸附力，同时增加消化液的比重使脂肪更容易浮出液面。操作中还需加入异戊醇以降低脂肪球表面张力、促进脂肪球离析；但异戊醇溶解度很小，不能加太多，否则会进入脂肪使体积增大，还会有一部分异戊醇与硫酸作用生成硫酸酯：2C₅H₁₁OH + H₂SO₄ →（C₅H₁₁O）₂SO₂ + 2H₂O。操作过程中加热65—70℃和离心处理，目的都是使脂肪酸迅速而彻底地分离。

2、方法：取10ml H₂SO₄于乳脂瓶中 → 准确量取11.0ml牛乳 → 加1ml异戊醇 → 混合 → 65℃水浴5min → 离心5min（1000转/分）→ 65℃水浴5min → 立即读取。

说明：

1. 巴氏法中采用17.6ml吸管，实际注入巴氏瓶中只有17.5ml，牛乳比重1.030g/ml，故样品质量为17.5 × 1.030 = 18g。巴氏瓶的刻度共10大格（0—10%），每大格容积为0.2ml，脂肪平均比重为0.9，其脂肪质量为0.2 × 10 × 0.9 = 1.8（g），即18g样品中含1.8g脂肪，瓶颈全部刻度表示的脂肪含量为10%，每一大格代表1%的脂肪，故巴氏瓶颈刻度读数即为脂肪的百分含量。
2. 硫酸浓度及用量要严格遵守方法中规定的要求：浓度过大会使牛乳炭化成黑色溶液而影响读数；浓度过小则不能使酪蛋白完全溶解，会使测定值偏低或使脂肪层浑浊。