紫菜和黑木耳中脂肪提取方法及脂肪酸组成研究

吴丽华，洪霞，王燕姣，马燕，钱滢文，何海宁

1. 甘肃中商食品质量检验检测有限公司（兰州 730010）；2. 甘肃省商业科技研究所有限公司（兰州 730010）

研究表明：紫菜中蛋白质含量为34%，铁、磷等维生素含量为24%，具有很高的营养价值，被誉为理想的营养佳品之一[1-3]；紫菜的主要功效有软坚散结、清热化痰、利咽止咳、养心除烦、利水除湿[4-5]，主治瘿瘤瘰疬、咳嗽痰稠、咽喉肿痛、烦躁失眠、脚气水肿、小便淋痛等症[6-8]。被称之为“菌中之冠”的木耳，又称黑木耳，由古书记载，具有“益气补肌，轻身强志”的功效[9]。黑木耳中碳水化合物含量65%，蛋白质含量10.6%，铁、钙、磷等微量元素总含量1.86%，还含有丰富的脑磷脂、卵磷脂等营养物质，被誉为“素中之荤”[10-12]，其中蛋白质、维生素和铁的含量均比白木耳高出1倍[13-14]，其蛋白质中包括多种氨基酸，尤其以天门冬氨酸、谷氨酸、克氨酸、懒氨酸等含量最为丰富[15]。木耳中含有一种特殊的植物胶质，有较强的吸附作用，可将残留在人体消化系统的灰尘杂质集中吸附并排出体外，从而起到排毒作用[16]。

对紫菜和黑木耳中主要营养成分的提取和测定方法有很多，如：皮胜涛等[17]采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）联用技术，建立一种优化的超声萃取法测定紫菜中碘含量，该方法简单、可靠，线性关系好，检出限低；曾臻等[18]建立ICP-MS同时测定干紫菜中28种元素的检测方法，通过对干紫菜中元素含量测定，可为干紫菜质量检测、质量评价及其产业可持续发展提供科学依据；邱伟芬等[19]以条斑紫菜为原料，采用水提醇沉法提取条斑紫菜粗多糖，用过氧化氢和抗坏血酸联合的方法对条斑紫菜粗多糖进行降解，对降解多糖进行分离纯化后，并对纯化的组分进行化学成分分析、结构分析、体外免疫活性和体外抗氧化活性研究。

由于紫菜和黑木耳基质复杂、脂肪含量低、提取过程耗时长等特点，对紫菜和黑木耳中脂肪的测定研究很少见诸报道。试验基于索氏抽提法和酸水解法分别提取紫菜和黑木耳中的脂肪含量，同时对其提取过程中的影响因素进行优化，并通过气相色谱仪对其脂肪酸组成成分进行定性分析研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

紫菜、黑木耳样品各10种（市售）。

石油醚（沸程30～60 ℃，分析纯，天津市津东天正精细化学试剂厂）；盐酸、无水乙醚（均为分析纯，西陇科学股份有限公司）；乙醇（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.1.2 主要仪器和设备

JYL-C012粉碎机（九阳股份有限公司）；XS225A-SCS电子天平（普利赛斯上海天美天平仪器有限公司）；HH-S16S恒温水浴锅（金坛市大地自动化仪器厂）；DHG-9073BS-Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱（上海新苗医疗制造有限公司）；Agilent 7890B气相色谱仪[安捷伦（上海）科技有限公司]。

1.2 方法

1.2.1 索氏抽提法

样品处理。将样品打碎均匀后称取2～5 g（含油量少的样品称样量相对较大），全部移入滤纸筒内，将包好样品的滤纸筒放入101～105 ℃干燥箱内烘4 h至干燥无水[5]备用。

样品抽提。将滤纸筒放入索氏抽提器的抽提筒内，连接已干燥至恒重的平底烧瓶，由冷凝管上端加入石油醚至瓶内溶剂的2/3处，于水浴上加热，使石油醚不断回流，连续抽提8 h。取下烧瓶后，回收石油醚，待瓶内溶剂剩余1～2 mL时在水浴上蒸干，于100±5 ℃干燥1 h，放干燥器内冷却0.5 h后称量。

1.2.2 酸水解法

样品消化。称取约2～5 g（含油量少的样品称样量相对较大）试样置于试管中，加入8 mL水，加入10 mL盐酸。将试管放入70～80 ℃水浴中，每隔5～10 min搅拌1次，至试样消化完全。

样品提取。取出试管，加入10 mL乙醇，冷却后移入具塞三角瓶中，以25 mL无水乙醚分数次洗试管，一并倒入三角瓶。加塞振摇1 min，放气后盖塞静置12 min，用乙醚-石油醚等比混合液冲洗瓶塞及瓶口附着的脂肪。静置10～20 min，待分层清晰后，吸出上清液于已恒重的烧杯内，加5 mL乙醚-石油醚等比混合液于三角瓶内，振摇、静置后仍将上层液吸出，放入烧杯内，蒸干、称量。

1.2.3 色谱条件

色谱柱HP-88（100 mm×0.25 mm×0.25 μm）；柱温150 ℃（2 min）→8 ℃/min→240 ℃（7 min）；汽化温度250 ℃；检测温度250 ℃；氮气5.0 mL/min；进样方式采用不分流进样；进样量1 μL。分别吸取混合标准液及样品净化液注入气相色谱仪中，记录色谱图，以保留时间定性，以样品和标准样品的峰面积比较定量。

2 结果与分析

2.1 紫菜脂肪含量提取

试验探索索氏抽提法和酸水解法提取不同种类紫菜样品中的脂肪含量（质量百分数），每一样品重复测定6次，取其平均值，分别得到标准偏差及实验室变异系数（C.V.）。其结果见表1。

通过2种方法对不同种类紫菜中的脂肪含量进行提取比较研究，每一样品重复测定6次后取其平均值，由表1可知，索氏抽提法的测定结果均满足GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》中C.V.＜2.7%的要求，酸水解法的结果同时满足C.V.＜2.0%的要求。其中，索氏抽提法对10种紫菜样品中的脂肪提取含量在0.11～0.21 g/100 g范围内，而酸水解法测得的10种紫菜样品中的脂肪含量在2.63～2.76 g/100 g范围内，这是由于酸水解法能同时提取游离态脂肪和饱和态脂肪，因此，酸水解法更适合于紫菜中脂肪含量的提取。

表1 索氏抽提法和酸水解法提取紫菜中脂肪含量比较

2.2 黑木耳脂肪含量提取

用索氏抽提法和酸水解法提取10种黑木耳样品中的脂肪含量（质量分数），每一样品重复测定6次取平均值，其标准偏差及CV见表2。

表2 索氏抽提法和酸水解法提取黑木耳中脂肪含量比较

通过2种方法对不同种类的10种黑木耳中脂肪含量进行提取比较研究，由表2可知，索氏抽提法测得10种黑木耳样品中的脂肪含量范围为0.07～0.16 g/100 g，其结果均满足GB/T 27404—2008中C.V.＜2.7%的要求，而酸水解法测得的结果也均满足标准GB/T 27404—2008中C.V.＜2.0%的要求，10种黑木耳样品中的脂肪含量在2.18～2.37 g/100 g范围内，由于酸水解法能同时提取游离态和结合态脂肪，使其更适合用于黑木耳中脂肪含量的充分提取。

2.3 提取过程中影响因素的优化

2.3.1 索氏抽提法提取过程中影响因素的优化

考察水分对样品中脂肪含量提取的影响。将装有样品的滤纸筒放入103 ℃干燥箱内烘4 h，选取脂肪含量相对较高的7号紫菜样品和9号黑木耳样品为对象进行分析研究，如图1所示。结果表明，水分对样品中脂肪含量提取影响很大，这是由于在提取过程中可能出现的水包油情况导致样品中的脂肪提取不完全。

图1 水分对样品中脂肪含量提取的影响

2.3.2 酸水解法提取过程中影响因素的优化

考察不同消化时间对样品中脂肪含量提取的影响。选取1号紫菜样品（0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0和6.0 h）和7号黑木耳样品（0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0和3.5 h）为研究对象。如图2所示，随着消化时间的增大，脂肪含量不断增大，且在3.0 h后黑木耳中脂肪含量最高且不再增加，表明已提取完全，因此，试验选择3.0 h为最优消化时间；而紫菜的最优消化时间为5.0 h，其脂肪含量不再上升，达到提取完全的效果。

图2 不同消化时间对样品中脂肪含量提取的影响

考察不同溶剂在提取脂肪含量过程中的影响。方法1：试样消化结束后，加入10 mL乙醇，冷却后移入具塞三角瓶中，用25 mL无水乙醚分数次洗试管，一并转移至三角瓶，振摇提取后，用乙醚冲洗瓶塞及瓶口附着的脂肪，静置后将上层液吸出，加5 mL无水乙醚于三角瓶内重复提取。方法2：加10 mL乙醇于消化好的试样，冷却后移入具塞三角瓶中，用25 mL无水乙醚分数次洗试管后转移至三角瓶振摇提取，用乙醚-石油醚等比混合液冲洗瓶塞及瓶口附着的脂肪，静置后将上层液吸出，加5 mL乙醚-石油醚等比混合液于三角瓶内重复提取。以1号紫菜和7号黑木耳样品为例，由图3可知，2种溶剂对样品中脂肪含量的提取效果无明显差异，含量基本相同。但在振摇提取过程中，采用方法2提取方式可避免发生乳化现象，冲洗附着在瓶壁上的脂肪效果较好。

图3 不同提取溶剂对样品中脂肪含量提取的影响

2.4 气相色谱法对紫菜和黑木耳中脂肪酸成分的测定

试验将酸水解法提取的紫菜和黑木耳中的脂肪酸根据GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》中规定的第三法进行样品前处理后，利用气相色谱仪对紫菜和黑木耳中脂肪酸成分进行定性分析研究，如图4所示：紫菜中脂肪酸主要包括葵酸甲酯、十五碳酸甲酯、亚麻酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、花生酸甲酯、棕榈一烯酸甲酯、山嵛酸甲酯，其中山嵛酸甲酯含量最高。而黑木耳中脂肪酸主要包括硬脂酸甲酯、十六碳酸甲酯、油酸甲酯、棕榈一烯酸甲酯、花生酸甲酯、亚麻酸甲酯，其中含量最高的是花生酸甲酯。

图4 紫菜和黑木耳中脂肪酸成分定性研究色谱图

3 结论

试验分别采用索氏抽提法和酸水解法，同时优化提取条件，对10种紫菜和黑木耳中的脂肪含量进行对比提取，采用气相色谱法将两种样品中的脂肪酸组成成分进行定性分析研究。结果表明，酸水解法更适合于紫菜和黑木耳样品中脂肪含量的测定，利用气相色谱法对提取的脂肪酸成分进行定性分析研究，与34种脂肪酸标准图谱对比发现：紫菜中脂肪酸主要包括葵酸甲酯、十五碳酸甲酯、亚麻酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、花生酸甲酯、棕榈一烯酸甲酯、山嵛酸甲酯，其中，山嵛酸甲酯含量最高。而黑木耳中脂肪酸主要包括硬脂酸甲酯、十六碳酸甲酯、油酸甲酯、棕榈一烯酸甲酯、花生酸甲酯、亚麻酸甲酯，其中含量最高的是花生酸甲酯。相比于索氏抽提法，酸水解法除了提取游离态脂肪外，还能提取样品中的结合态脂肪，耗时短，灵敏度高，测得结果更为准确，尤其对脂肪含量较低的样品酸水解法提取效果更好，有望应用于其他样品中脂肪含量的测定。