沁州黄小米和金米粗脂肪提取工艺优化及含量对比

王 玺，雷海英，靳志强，白变霞

（长治学院生物科学与技术系，山西长治046011）

沁州黄小米和金米粗脂肪提取工艺优化及含量对比

王 玺，雷海英，靳志强，白变霞

（长治学院生物科学与技术系，山西长治046011）

利用海能SOX500粗脂肪测定仪分别对沁州黄小米和金米中粗脂肪含量进行定量分析，并研究对比了样品含水量、抽提时间、抽提循环速度对粗脂肪提取的影响及含量对比分析。结果表明，小米粗脂肪测定的最佳抽提条件为抽提时间5 h；抽提循环速度为8 min/次；萃取温度为60℃；提取完毕后的预干燥时间为30 min。同时根据此方案对沁州黄小米和金米中粗脂肪含量的测定结果显示，金米＞沁州黄小米。该研究可为沁州黄小米和金米中粗脂肪的有效利用提供参考。

小米；粗脂肪；提取工艺优化

谷子最早作为人们的主要粮食作物种植于我国的黄河流域。小米的营养价值很高，含蛋白质9.2%～14.7%、脂肪3.0%～4.6%。其中，粗脂肪即用乙醚等有机溶剂提取时所得的可溶解于有机溶剂内的油类化合物，除了真脂肪外，还包括一些其他的可溶于乙醚的有机物质，如色素、有机酸、脂溶性维生素等，故称粗脂肪或乙醚浸出物，其主要生理作用为给人体提供能量、构成人体组织、供给人体所必需的脂肪酸、增加食欲、促进维生素吸收[1]、调节生理功能等。

将样品粉碎并干燥，然后依据脂肪可溶于有机溶剂的原理，利用乙醚和石油醚对样品进行反复提取，将溶剂进行回收后所得的残留物即为粗脂肪。蛋白质、维生素、纤维等物质的含量是评价产品品质和组织生产的重要依据，粗脂肪也是其中之一[2-3]。到目前为止，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组织中的粗脂肪[6-8]。现在，抽提法是最常采用的一种测定方法，其中，索氏抽提法（Soxhlet extractor method）是公认的经典方法。但是在实际操作中，这种方法抽提时间过长，且抽提瓶不易保持恒质量，之后根据《中华人民共和国国家标准法》中粗脂肪的测定方法以及索氏抽提法的原理改进后的热浸提法[9-11]，使样品迅速地溶解在溶剂中，从而加快了浸出速度，使得浸提的时间缩短，加快了测定速度。在这个方法中，抽提杯容易保持恒质量，而且不容易被污染，操作起来相对简单；可以在电子天平上直接称出试样的质量，脂肪含量即为样品抽提前后的质量差；测得的结果为原来样品中的脂肪含量，与国标法测得的结果一致。脂肪不溶于水，易溶于乙醚、石油醚和氯仿等有机溶剂。将样品的滤纸包放入纸筒，再加入试剂。当加热时，溶剂蒸汽经过通气管到达冷凝管，冷凝后的溶剂滴入滤纸筒，对样品进行浸提。随后溶有粗脂肪的溶剂从虹吸管流入抽提瓶。经过多次反复抽提，样品中的脂肪逐渐全部浓集在抽提瓶中，抽提完毕，通过计算抽提瓶前后的质量差从而计算样品的脂肪含量。由于有机溶剂从样品中抽提出的不单为脂肪，因此测定结果为粗脂肪的含量[12]。

小米是一种营养丰富的食品，含有丰富的粗脂肪。山西沁县的沁州黄、山东金乡县的金米、章丘县的龙山小米以及河北蔚县的桃花米并称为我国的“四大名米”。本试验在国家标准植物类食品粗脂肪含量测定方法的基础上，利用海能粗脂肪测定仪，测定沁州黄小米和金米中的粗脂肪含量，并且对不同的影响因素进行重复性试验测定，分析各种因素对粗脂肪含量测定的影响[13]，优化测定方法并测量小米中的粗脂肪含量，旨在为人们选食小米，进行合理的膳食搭配、补充脂肪提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

沁州黄小米（购于山西沁州黄小米集团有限公司）和金米（购于山东济宁金乡县）。

1.2 研究方法

1.2.1 样品含水量测定 准确称取样品各100 g，粉碎机粉碎30 s[14]，再将粉碎后的各样品称取50 g于干燥箱中，105℃条件下干燥2 h，冷却，称质量，直至样品恒质量（样品称量之差不超过0.001 g）。称量完毕之后，将烘干的样品放入干燥箱中备用。

1.2.2 仪器精密度检测 试验方法参照文献[15]进行。准确称取样品1 g（精确到0.000 1 g），用滤纸和脱脂细线将样品包好，放入滤纸筒中，将滤纸筒放入样品托架，置于萃取室之内，旋紧上部密封螺帽，同时称量干燥加热杯质量。

准确量取80 mL溶剂加入萃取室，加热杯置于加热盘上；打开冷凝水，开启仪器，设置好相应的参数：萃取温度60℃；萃取时间5 h；预干燥时间30 min；抽提循环速度为8 min/次，开始试验。

试验结束后，降下装置，取走加热杯，置于鼓风干燥箱中干燥30 min，玻璃干燥器中冷却至室温，称量脂肪与加热杯的质量。

回收试剂。放好100 mL烧杯，上升装置，回收乙醚溶剂。

式中，X表示样品中粗脂肪的含量；m1表示加热杯和粗脂肪的质量（g）；m0表示加热杯的质量（g）；m表示样品的质量（如果是测定水分后的试样，则按照测定水分前的质量计算）（g）。

1.2.3 样品含水量对粗脂肪含量测定的影响 称取粉碎后未经处理的样品及经干燥处理的样品各1 g，用滤纸和脱脂细线将样品包扎，置于萃取室中，按照1.2.2的步骤，参照国标法进行试验。重复3次，记录试验结果。

1.2.4 抽提时间对粗脂肪含量测定的影响 准确称取经干燥处理的样品1 g（精确到0.000 1 g），用滤纸和脱脂细线将样品包扎，根据抽提时间的不同分为3组，分别设定为4，5，6 h，按照1.2.2的步骤，设定抽提循环速度为8 min/次，根据国标法进行测定。重复3次，记录试验结果。

1.2.5 抽提循环速度对粗脂肪含量测定的影响

准确称取经干燥处理的样品1 g（精确到0.000 1 g），用滤纸和脱脂细线将样品包扎，置于萃取室中，根据抽提循环速度不同分别设定为6 min/次，8 min/次，10 min/次，按照1.2.2的步骤，参照国标法进行测定。重复3次，记录试验结果。

1.2.6 2种样品中粗脂肪含量的测定 准确称取沁州黄小米和金米粉碎后的样品各1 g（精确到0.000 1 g），使用分析纯乙醚为溶剂，按照1.2.2的步骤，根据国标法进行测定。设定仪器条件：萃取时间5 h；抽提循环速度为8 min/次；萃取温度60℃；预干燥时间30 min。重复3次，记录试验结果，并进行比较。

1.3 数据分析

利用SPSS软件进行统计学分析，以P＝0.05为检验标准。

2 结果与分析

2.1 样品含水量的测定结果

由表1可知，金米含水量高于沁州黄小米的含水量。

表1 沁州黄和金县金米中的含水量 %

2.2 仪器精密度测定结果

由表2可知，各个萃取室中的提取结果存在一定的差异。1号萃取室平均结果略小于其他萃取室的平均值，2号和3号结果相差不大。对表中的数据进行分析表明，各个萃取室的精密度良好。

表2 3个萃取室内沁州黄和金米的粗脂肪含量测定结果 %

3个萃取室仪器精密度测定结果比较如图1所示。从图1可以直观地看出，3个萃取室的结果一致，虽然在各个萃取室时间存在微小的差别，但各个萃取室萃取时的精密度良好，结果表明，金米的粗脂肪含量明显高于沁州黄小米。

2.3 样品含水量对粗脂肪含量测定的影响

从表3可以看出，沁州黄烘干样品的粗脂肪含量明显小于未烘干样品的粗脂肪含量，二者相差0.40百分点左右；金米烘干样品的粗脂肪含量明显小于未烘干样品的粗脂肪含量，二者相差5.24百分点左右。经数据分析可知，未烘干样品测得结果和烘干样品测得结果相比差异较显著。

表3 沁州黄和金米含水量对粗脂肪含量测定的影响 %

2种小米中含水量对试验的影响比较如图2所示。从图2可以看出，样品烘干以后粗脂肪含量明显低于未烘干样品，可能是由于样品中的水溶性物质溶解，例如盐类、糖类、水溶性矿物质、可溶性蛋白质等，在抽提的时候，这些物质同脂肪一起被抽提出来。因此，在提取过程中，应当将样品烘干再进行提取，这样结果更为准确。

2.4 抽提时间对粗脂肪含量测定的影响

从图3、表4可以反映出，4 h抽提时间，粗脂肪类物质还不能被完全提取，因此结果偏小；5，6 h的提取结果相近，均达到完全抽提的效果。因此，在提取过程中选取抽提时间5 h为宜。

表4 抽提时间对2种小米粗脂肪含量测定的影响 %

2.5 抽提循环速度对粗脂肪含量测定的影响

表5 抽提循环速度对2种小米粗脂肪含量测定的影响 %

从表5、图4可看出，抽提循环速度为8 min/次提取的粗脂肪含量最大，提取结果由高到低分别为8 min/次＞6 min/次＞10 min/次。因此，提取过程中以抽屉循环速度8 min/次为宜。

2.6 沁州黄小米和金米中粗脂肪含量的测定结果分析

根据最佳方案测定2种小米的粗脂肪含量，对其平均值进行比较可知，金米粗脂肪含量高于沁州黄小米粗脂肪含量。二者相比较，差异显著（表6）。

表6 2种样品中粗脂肪含量的测定结果 %

3 结论与讨论

本研究经过对比沁州黄小米和金米中粗脂肪提取工艺的优化及含量，得出2种小米的含水量为金米高于沁州黄小米；粗脂肪含量为金米高于沁州黄小米。样品含水量对试验结果有显著影响，因此，应选用烘至恒质量的样品进行试验。样品抽提速度对试验结果也存在显著影响，应选择8 min/次为宜；抽提时间对试验结果影响亦显著，采用5 h抽提时间为宜。

提取工艺优化过程中一些参数的优化对粗脂肪提取率起到了关键作用。

样品含水量对粗脂肪含量测定有较大影响。分析其中的原因，可能是由于样品中的水溶性物质溶解，例如盐类、糖类、水溶性矿物质、可溶性蛋白质等，在抽提的时候，这些物质同脂肪一起被抽提出来，因此测出结果偏高。除此之外，样品含有过多的水分，则乙醚不容易渗透到组织内部，会使得溶剂对油脂的溶解不充分。因此，样品必须烘干。

试验中选择的最佳循环速度是8 min/次，过低或者过高都会使试验结果偏低。最佳试验时间为5 h，时间较短则提取的脂肪含量偏低或者提取不出来，时间较长则与5 h结果相仿，原因可能是由于时间低于抽提终点所需的时间，脂肪就不能够被完全提取出来；时间过长则超过抽提终点，既浪费时间又浪费资源，所以抽提5 h为宜。

近年来，有关粗脂肪的报道多数侧重于大豆、饲料等物质中的粗脂肪含量测定或者对粗脂肪的测定方法进行改进，关于小米中粗脂肪含量测定的研究较少。本试验借鉴饲料、大豆等的粗脂肪研究对小米粗脂肪的含量进行了测定[16-17]。聂国兴等[18]的研究结果表明，仪器法测定脂肪含量的用时较少，精密度高，提高了测定效率。除了测定方法对试验有影响外，测定过程中的一些因素也会对试验造成一定的影响，如样品含水量、抽提时间、抽提循环速度等[19-20]。所以，本试验采用仪器法，并对样品含水量、抽提时间、抽提循环速度进行了测试，可为准确测定小米中粗脂肪含量提供依据。

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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

长治学院校级课题（2013205）

王 玺（1986-），男，山西长治人，助教，硕士，主要从事生物技术和植物功能基因组学的研究工作。