王 璽，雷海英，靳志強，白變霞

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

沁州黃小米和金米粗脂肪提取工藝優(yōu)化及含量對比

王 璽，雷海英，靳志強，白變霞

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

利用海能SOX500粗脂肪測定儀分別對沁州黃小米和金米中粗脂肪含量進(jìn)行定量分析，并研究對比了樣品含水量、抽提時間、抽提循環(huán)速度對粗脂肪提取的影響及含量對比分析。結(jié)果表明，小米粗脂肪測定的最佳抽提條件為抽提時間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)干燥時間為30 min。同時根據(jù)此方案對沁州黃小米和金米中粗脂肪含量的測定結(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的黃河流域。小米的營養(yǎng)價值很高，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溶劑提取時所得的可溶解于有機溶劑內(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物質(zhì)，如色素、有機酸、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)脂肪可溶于有機溶劑的原理，利用乙醚和石油醚對樣品進(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)的含量是評價產(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。但是在實際操作中，這種方法抽提時間過長，且抽提瓶不易保持恒質(zhì)量，之后根據(jù)《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)法》中粗脂肪的測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，使得浸提的時間縮短，加快了測定速度。在這個方法中，抽提杯容易保持恒質(zhì)量，而且不容易被污染，操作起來相對簡單；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；測得的結(jié)果為原來樣品中的脂肪含量，與國標(biāo)法測得的結(jié)果一致。脂肪不溶于水，易溶于乙醚、石油醚和氯仿等有機溶劑。將樣品的濾紙包放入紙筒，再加入試劑。當(dāng)加熱時，溶劑蒸汽經(jīng)過通氣管到達(dá)冷凝管，冷凝后的溶劑滴入濾紙筒，對樣品進(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，通過計算抽提瓶前后的質(zhì)量差從而計算樣品的脂肪含量。由于有機溶劑從樣品中抽提出的不單為脂肪，因此測定結(jié)果為粗脂肪的含量[12]。

小米是一種營養(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的“四大名米”。本試驗在國家標(biāo)準(zhǔn)植物類食品粗脂肪含量測定方法的基礎(chǔ)上，利用海能粗脂肪測定儀，測定沁州黃小米和金米中的粗脂肪含量，并且對不同的影響因素進(jìn)行重復(fù)性試驗測定，分析各種因素對粗脂肪含量測定的影響[13]，優(yōu)化測定方法并測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、補充脂肪提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料

沁州黃小米（購于山西沁州黃小米集團有限公司）和金米（購于山東濟寧金鄉(xiāng)縣）。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品含水量測定 準(zhǔn)確稱取樣品各100 g，粉碎機粉碎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 試驗方法參照文獻(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，加熱杯置于加熱盤上；打開冷凝水，開啟儀器，設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)：萃取溫度60℃；萃取時間5 h；預(yù)干燥時間30 min；抽提循環(huán)速度為8 min/次，開始試驗。

試驗結(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（如果是測定水分后的試樣，則按照測定水分前的質(zhì)量計算）（g）。

1.2.3 樣品含水量對粗脂肪含量測定的影響 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，參照國標(biāo)法進(jìn)行試驗。重復(fù)3次，記錄試驗結(jié)果。

1.2.4 抽提時間對粗脂肪含量測定的影響 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)國標(biāo)法進(jìn)行測定。重復(fù)3次，記錄試驗結(jié)果。

1.2.5 抽提循環(huán)速度對粗脂肪含量測定的影響

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，參照國標(biāo)法進(jìn)行測定。重復(fù)3次，記錄試驗結(jié)果。

1.2.6 2種樣品中粗脂肪含量的測定 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)國標(biāo)法進(jìn)行測定。設(shè)定儀器條件：萃取時間5 h；抽提循環(huán)速度為8 min/次；萃取溫度60℃；預(yù)干燥時間30 min。重復(fù)3次，記錄試驗結(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)計學(xué)分析，以P＝0.05為檢驗標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品含水量的測定結(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 儀器精密度測定結(jié)果

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

表2 3個萃取室內(nèi)沁州黃和金米的粗脂肪含量測定結(jié)果 %

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

2.3 樣品含水量對粗脂肪含量測定的影響

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5.24百分點左右。經(jīng)數(shù)據(jù)分析可知，未烘干樣品測得結(jié)果和烘干樣品測得結(jié)果相比差異較顯著。

表3 沁州黃和金米含水量對粗脂肪含量測定的影響 %

2種小米中含水量對試驗的影響比較如圖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，在抽提的時候，這些物質(zhì)同脂肪一起被抽提出來。因此，在提取過程中，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 抽提時間對粗脂肪含量測定的影響

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

表4 抽提時間對2種小米粗脂肪含量測定的影響 %

2.5 抽提循環(huán)速度對粗脂肪含量測定的影響

表5 抽提循環(huán)速度對2種小米粗脂肪含量測定的影響 %

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定結(jié)果分析

根據(jù)最佳方案測定2種小米的粗脂肪含量，對其平均值進(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定結(jié)果 %

3 結(jié)論與討論

本研究經(jīng)過對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。樣品含水量對試驗結(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。樣品抽提速度對試驗結(jié)果也存在顯著影響，應(yīng)選擇8 min/次為宜；抽提時間對試驗結(jié)果影響亦顯著，采用5 h抽提時間為宜。

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

樣品含水量對粗脂肪含量測定有較大影響。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，在抽提的時候，這些物質(zhì)同脂肪一起被抽提出來，因此測出結(jié)果偏高。除此之外，樣品含有過多的水分，則乙醚不容易滲透到組織內(nèi)部，會使得溶劑對油脂的溶解不充分。因此，樣品必須烘干。

試驗中選擇的最佳循環(huán)速度是8 min/次，過低或者過高都會使試驗結(jié)果偏低。最佳試驗時間為5 h，時間較短則提取的脂肪含量偏低或者提取不出來，時間較長則與5 h結(jié)果相仿，原因可能是由于時間低于抽提終點所需的時間，脂肪就不能夠被完全提取出來；時間過長則超過抽提終點，既浪費時間又浪費資源，所以抽提5 h為宜。

近年來，有關(guān)粗脂肪的報道多數(shù)側(cè)重于大豆、飼料等物質(zhì)中的粗脂肪含量測定或者對粗脂肪的測定方法進(jìn)行改進(jìn)，關(guān)于小米中粗脂肪含量測定的研究較少。本試驗借鑒飼料、大豆等的粗脂肪研究對小米粗脂肪的含量進(jìn)行了測定[16-17]。聶國興等[18]的研究結(jié)果表明，儀器法測定脂肪含量的用時較少，精密度高，提高了測定效率。除了測定方法對試驗有影響外，測定過程中的一些因素也會對試驗造成一定的影響，如樣品含水量、抽提時間、抽提循環(huán)速度等[19-20]。所以，本試驗采用儀器法，并對樣品含水量、抽提時間、抽提循環(huán)速度進(jìn)行了測試，可為準(zhǔn)確測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

長治學(xué)院校級課題（2013205）

王 璽（1986-），男，山西長治人，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。