食品中脂肪測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析與探討

張曉婷,潘建君,王 知,孫晨悅,葉 麗,湯燕麗

(1.湖州出入境檢驗(yàn)檢疫局,浙江湖州 313000; 2.無(wú)錫市計(jì)量測(cè)試院,江蘇無(wú)錫 214101)

2016年底,國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)發(fā)布了最新版《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》(GB 5009.6-2016)[1],該標(biāo)準(zhǔn)整合并替代了GB/T 5009.6-2003[2]、GB/T 9695.1-2008[3]、GB 5413.3-2010[4]、GB/T 9695.7-2008[5]、GB/T 14772-2008[6]、GB/T 5512-2008[7]、GB/T 15674-2009[8]、GB/T 22427.3-2008[9]、GB/T 10359-2008[10]等9個(gè)食品及相關(guān)產(chǎn)品中脂肪檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于水果、蔬菜及其制品、糧食及糧食制品、肉及肉制品、蛋及蛋制品、乳及乳制品和嬰幼兒配方食品等產(chǎn)品中脂肪的測(cè)定。

該標(biāo)準(zhǔn)為食品中脂肪含量測(cè)定通用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),為食品生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部質(zhì)控、檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)依法檢測(cè)判定提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。但是食品種類(lèi)紛繁復(fù)雜,脂肪存在形式多樣,脂肪檢測(cè)常用的四種方法其原理依據(jù)也各不相同,所以通用性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可能存在選擇性差的缺點(diǎn)[11-15]。GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)僅說(shuō)明了其與GB/T 5009.3-2003標(biāo)準(zhǔn)的差異,而沒(méi)有比較其與被其替代的其他標(biāo)準(zhǔn)的不同之處,其中不乏部分重要的解釋說(shuō)明或限定的測(cè)試條件。所以本文就GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)原理、適用范圍、與被其替代標(biāo)準(zhǔn)的差異等方面進(jìn)行解讀和分析,并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本中未提到、或解釋不全的技術(shù)要素進(jìn)行了分析探討,讓檢測(cè)人員知其然亦知其所以然,以提高檢測(cè)效率。

1 檢測(cè)原理

GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)所列的索氏提取法、酸水解法和堿水解法的基本過(guò)程,都是用有機(jī)溶劑提取脂肪,然后通過(guò)蒸發(fā)去除有機(jī)溶劑,干燥后最后測(cè)得脂肪含量。索氏提取法[16-17]中一般以乙醚作為提取劑,提取的物質(zhì)除中性脂肪外,還有游離脂肪酸、蠟、磷脂、固醇及色素等脂溶性物質(zhì),故提出物只能稱(chēng)為粗脂肪。索氏提取是有機(jī)物提取常用且提取率較高的方法,但是由于乙醚不能充分滲入樣品顆粒內(nèi)部,或由于脂類(lèi)與蛋白質(zhì)或碳水化合物形成結(jié)合脂,特別是對(duì)于容易吸潮、結(jié)塊、難以烘干的食品,用索式抽提法并不能將其中的脂類(lèi)完全提取出來(lái)。酸水解法[18-19]可與索氏提取法結(jié)合,以提取產(chǎn)品中不同存在方式的脂肪[20-21]。酸水解法(包括巴布科克法)和堿水解法(又稱(chēng)羅紫-哥特里(Rose-Gottlieb)法)的原理相似:用酸或堿分解非脂肪組分,再用有機(jī)溶劑萃取,得游離態(tài)脂肪和結(jié)合態(tài)脂肪之和即總脂肪含量。但是酸水解法不適用于高糖或高磷脂樣品的處理,因?yàn)樵跓釓?qiáng)酸條件下,糖類(lèi)易碳化,磷脂易分解為脂肪酸和堿[22]。

GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)在酸水解法中對(duì)肉制品和淀粉的前處理做了特殊規(guī)定,所以酸水解法理應(yīng)適用于肉制品、淀粉的總脂肪或脂肪含量測(cè)定,但是標(biāo)準(zhǔn)并未對(duì)含淀粉食品是否也可以用酸水解法來(lái)檢測(cè)進(jìn)行說(shuō)明,而王毅等[19]的研究表明,含淀粉且高糖類(lèi)的食品,如中式糕點(diǎn),則不適合用酸水解法檢測(cè)。非乳制品脂肪測(cè)定應(yīng)當(dāng)以索氏提取法為基礎(chǔ),了解食品中脂肪存在的主要形式,除高磷脂或高糖的情況,其余均可以考慮同時(shí)用酸水解法。乳及乳制品則以堿水解法為仲裁方法,蓋勃法為補(bǔ)充。李鵬等[23-24]的研究表明,在GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中未被采用的氯仿-甲醇法,適用于含結(jié)合態(tài)酯類(lèi)比較高,特別是磷脂含量高的樣品,如鮮魚(yú)、貝類(lèi)、肉、禽、蛋等,對(duì)于含水量高的樣品則更為有效。

2 標(biāo)準(zhǔn)方法適用情況

被GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)替代的9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,明確規(guī)定測(cè)定參數(shù)為粗脂肪的有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、游離脂肪的有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、總脂肪的有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。所以在應(yīng)用GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)時(shí),需要對(duì)測(cè)定參數(shù)和檢測(cè)范圍進(jìn)行再確認(rèn)。GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中脂肪檢測(cè)方法基本情況見(jiàn)表1。

表1 脂肪檢測(cè)方法基本情況比較分析Table 1 Comparison and analysis of the basic situation of fat detection methods

3 檢測(cè)方法差異及分析

3.1 試樣前處理

3.1.1 干燥助劑或碾磨助劑 GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于固體樣品前處理過(guò)程,沒(méi)有提出需要添加干燥助劑或碾磨助劑,而多個(gè)被替代標(biāo)準(zhǔn)中均提出,樣品前處理時(shí)需加入干燥助劑或碾磨助劑[16](海沙、石英砂、無(wú)水硫酸鈉、硅藻土等),因?yàn)楦稍镏鷦?組織疏松劑)可以用于水分含量較大、粘稠度高的樣品,提高干燥程序,有利于前處理過(guò)程。對(duì)于某些難于磨碎的樣品,如糧食、油料餅粕等,加入適量的碾磨助劑,可以協(xié)助碾磨,也可以降低溫度,以免脂肪在溫度過(guò)高時(shí)氧化。另外,加入的助劑還需具有一定的吸附能力,當(dāng)油脂由于碾磨過(guò)度溶出較多時(shí),不至于被容器吸附或揮發(fā),而是被吸附在助劑中,因此,被替代標(biāo)準(zhǔn)[2,6-8,10]中均要求將助劑及擦拭器皿的擦拭紙轉(zhuǎn)移至萃取裝置中,防止脂肪過(guò)度溶出損失。

3.1.2 萃取前干燥處理 索氏提取法使用有機(jī)溶劑抽提,適用于干燥而分散的樣品。當(dāng)使用乙醚作為提取劑時(shí),乙醚中1.5%～2%水分能夠使樣品中的非脂類(lèi)水溶性物質(zhì)隨著脂肪一同被提取出來(lái),從而增加測(cè)試結(jié)果的正誤差[25]。在舊版的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中均在抽提前對(duì)樣品進(jìn)行了去水操作,例如肉類(lèi)[3]和食用菌[8]需在(103±2) ℃溫度下干燥30～60 min;中式糕點(diǎn)和西式糕點(diǎn)需分別在(103±2) ℃和(90±2) ℃溫度下干燥2 h[6];糧食[7]需在105 ℃溫度下干燥30 min;油餅[10]需在80 ℃溫度下水浴加熱30 min或加無(wú)水硫酸鈉等。GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定直接使用無(wú)水乙醚,要求對(duì)液體或半固體試樣進(jìn)行干燥處理,對(duì)固體樣品沒(méi)有要求,簡(jiǎn)化了固體試樣的前處理步驟。

3.1.3 制樣細(xì)度要求 需要測(cè)定脂肪含量的食品種類(lèi)紛繁復(fù)雜,脂肪存在方式各異,GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)樣品細(xì)度未做特殊規(guī)定,而被替代標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)有所規(guī)定,一般情況下,肉及肉制品需要在絞肉機(jī)內(nèi)至少攪碎兩次[2-3],部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要過(guò)40目篩子[2],對(duì)于糧油產(chǎn)品和食用菌樣品，需要過(guò)1、0.9 mm圓孔篩子[7-8],對(duì)于油料餅粕等脂肪含量高、難以干燥和碾碎的樣品則做了更加細(xì)致的規(guī)定[10]。如果不對(duì)樣品細(xì)度進(jìn)行規(guī)定,很難保證脂肪抽提的完全性,必然會(huì)造成結(jié)果的誤差。

3.2 提取劑的選擇

GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中索氏提取法和酸水解法使用的抽提劑為無(wú)水乙醚或石油醚,堿水解法使用無(wú)水乙醚和石油醚進(jìn)行萃取。標(biāo)準(zhǔn)[7]和文獻(xiàn)[16]中均有說(shuō)明:不能用石油醚代替乙醚,因?yàn)樗荒苋芙馊康闹参镉椭?lèi)物質(zhì)。因此,實(shí)驗(yàn)中抽提劑選擇無(wú)水乙醚優(yōu)于石油醚[27]。文獻(xiàn)中也有使用正己烷、三氯甲烷-甲醇、二硫化碳等作為提取劑的情況[28-29],但此類(lèi)試劑毒性較大,未被標(biāo)準(zhǔn)采用。

3.3 干燥溫度

脂肪種類(lèi)繁多,其中芳香性油脂、揮發(fā)性油脂和熱不穩(wěn)定油脂在脂肪測(cè)定中，需要控制干燥至恒重的溫度和時(shí)間[29],GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定恒溫條件為95～105 ℃,1 h。相比而言，最高溫度略高、恒重時(shí)間略短于其他標(biāo)準(zhǔn)。溫度過(guò)低不能達(dá)到干燥恒重的效果,溫度過(guò)高芳香性油脂、揮發(fā)性油脂和熱不穩(wěn)定油脂等容易揮發(fā)損失造成負(fù)誤差,如椰子油、棕櫚仁油等,干燥溫度不宜高于80 ℃,溫度過(guò)高,其中的熱不穩(wěn)定油脂或分解或氧化造成數(shù)據(jù)失真[29],所以具有揮發(fā)性油脂的測(cè)定不在GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定范圍內(nèi)。因此,建議在分析可能含有芳香性油脂、揮發(fā)性油脂和熱不穩(wěn)定油脂的樣品時(shí),不采用此法。其脂肪的測(cè)定,一方面要控制恒重條件,降低溫度，或減少干燥時(shí)間,避免芳香性油脂的揮發(fā)和損失，可以采用真空干燥箱或惰性氣體保護(hù)來(lái)干燥;另一方面注意實(shí)驗(yàn)觀察,如果有色澤、氣味上的變化,就應(yīng)該修改實(shí)驗(yàn)方案。

3.4 驗(yàn)證提取

食品中脂肪檢測(cè)的關(guān)鍵控制點(diǎn)在脂肪抽提或者溶出效率,即是否完全將食品中的脂肪轉(zhuǎn)移到了有機(jī)溶劑中[28-29]。各標(biāo)準(zhǔn)中索氏提取耗時(shí)較長(zhǎng),對(duì)于不同的樣品的提取溫度、回流速率及抽提時(shí)間也有差異,不同樣品脂肪抽提所采用的標(biāo)準(zhǔn)及建議條件如表2所示。

表2 不同樣品脂肪抽提的標(biāo)準(zhǔn)及建議條件Table 2 Standards and recommended conditions for the extraction of fat of different samples

以乙醚為萃取溶劑時(shí),加熱溫度一般為65～75 ℃。具體溫度,視抽提管中乙醚回流速度而定,一般以3～5 min虹吸一次為標(biāo)準(zhǔn)。水浴溫度過(guò)高,乙醚流失，導(dǎo)致結(jié)果偏低[26]。所以驗(yàn)證提取是否完全成為實(shí)驗(yàn)質(zhì)控的重要環(huán)節(jié)。觀察實(shí)驗(yàn)如出現(xiàn)以下三種情況中的一種可以認(rèn)為提取完全:

a. 二次抽提,二次抽提產(chǎn)物恒重增量不超過(guò)0.1%[3,5];b. 觀察抽提液乙醚滴在毛玻璃片上無(wú)油跡殘留[6,8];c. 抽提至抽提管內(nèi)的乙醚用玻璃片檢查無(wú)油跡[7]。

GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)采用b法,具有較好的操作性和準(zhǔn)確性。

3.5 空白試驗(yàn)

空白實(shí)驗(yàn)一方面可以用于試劑驗(yàn)收,對(duì)于存在非揮發(fā)性物質(zhì)的試劑,GB 5413.3-2010乳與乳制品脂肪檢測(cè)中需要進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn),以10 mL水代替樣品進(jìn)行測(cè)試,得出試劑空白,該值通常小于0.5 mg,在常規(guī)測(cè)定中,可忽略不計(jì)。如果全部試劑空白殘余物大于0.5 mg,則分別蒸餾100 mL 乙醚和石油醚,測(cè)定溶劑殘余物的含量,用空的控制瓶測(cè)得的殘余量和每種溶劑的殘余物的含量都不應(yīng)超過(guò)0.5 mg,否則應(yīng)更換成合格的試劑或?qū)υ噭┻M(jìn)行提純。另一方面空白實(shí)驗(yàn)還用于驗(yàn)證抽提效果和環(huán)境條件的校準(zhǔn),在GB 5413.3-2010中利用無(wú)水奶油(1 g)與樣品同時(shí)測(cè)定,以進(jìn)行空白試驗(yàn),對(duì)測(cè)量操作和儀器設(shè)備進(jìn)行同步驗(yàn)證。

在GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中僅對(duì)乳及乳制品、嬰幼兒配方食品中脂肪測(cè)定的堿水解法做了空白實(shí)驗(yàn)要求,其余樣品及方法未做空白實(shí)驗(yàn)做解釋,可以認(rèn)為一般情況下脂肪測(cè)定不需要做空白實(shí)驗(yàn),但是在試劑驗(yàn)收和初次試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，還是應(yīng)進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)[28-29]。

3.6 試劑驗(yàn)收與回收

由于乙醚中含有水分、乙醇等均會(huì)干擾脂肪的提取,使得提取物中含有糖類(lèi)等非脂類(lèi)成分[4],會(huì)引起正誤差。所以GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定使用的提取劑為無(wú)水乙醚。另一方面乙醚中如含有過(guò)氧化物,索氏提取操作容易發(fā)生爆炸[4,7,26]。實(shí)驗(yàn)室在采購(gòu)乙醚后,可試試劑品質(zhì)參照文獻(xiàn)[26]進(jìn)行除氧化物、除水、除醇、操作。

為提高實(shí)驗(yàn)室環(huán)境友好度、降低檢測(cè)成本,對(duì)脂肪測(cè)定中使用過(guò)的乙醚可以重復(fù)利用,重復(fù)利用前[4,7,26]可參照文獻(xiàn)方法先做過(guò)氧化物檢驗(yàn)及處理[4,26],再進(jìn)行脫水處理[26]。

4 結(jié)論與展望

GB 5009.6-2016標(biāo)準(zhǔn)整合并替代了之前的9個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),是測(cè)定食品中脂肪含量的國(guó)家食品安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),為生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展內(nèi)部質(zhì)控、檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)依法檢測(cè)判定等提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。但是,該標(biāo)準(zhǔn)也存在一些通用型標(biāo)準(zhǔn)普遍存在的問(wèn)題,比如標(biāo)準(zhǔn)適用范圍規(guī)定不具體,前處理過(guò)程描述偏于簡(jiǎn)略等問(wèn)題。而同時(shí)又因?yàn)槭称贩N類(lèi)紛繁復(fù)雜,脂肪存在形式多樣等特殊情況,所以,檢測(cè)人員在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中,必須在深刻理解檢測(cè)方法基本原理基礎(chǔ)上,根據(jù)樣品的具體特性,細(xì)化操作步驟和要求,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證形成作業(yè)指導(dǎo)書(shū),以便更加規(guī)范操作過(guò)程,保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。