本章学习重点：
了解食品中的脂类物质和脂肪含量，以及脂类物质测定的意义；
掌握脂类测定方法的原理及应用。
10.1概述
10.1.1食品中的脂类物质和脂肪含量
食品中的脂类主要包括甘油三酸酯以及一些类脂，如脂肪酸、磷脂、糖脂、甾醇、脂溶性维生素、蜡等。大多数动物性食品与某些植物性食品（如种子、果实、果仁）含有天然脂肪和脂类化合物。食品中所含脂类最重要的是甘油三酸酯和磷脂。室温下呈液态的甘油三酸酯称为油，如豆油和橄榄油，属于植物油。室温下呈固态的甘油三酸酯称为脂肪，如猪脂和牛脂，属于动物油。“脂肪”一词，适用于所有的甘油三酸酯，不管其在室温下呈液态还是固态。各种食品含脂量不相同，其中植物性或动物性油脂中脂肪含量最高，而水果、蔬菜中脂肪含量很低。
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、脂蛋白及其某些加工食品（如焙烤食品、麦乳精等）中的脂肪，与蛋白质或碳水化合物等形成结合态。对于大多数食品来说，游离态的脂肪是主要的，结合态脂肪含量较少。
10.1.2脂类物质测定的意义
脂肪是食品中重要的营养成分之一，是一种富含热能的营养素。每克脂肪在体内可提供的热能比碳水化合物和蛋白质要多1倍以上；它还可为人体提供必需脂肪酸-亚油酸和脂溶性维生素，是脂溶性维生素的含有者和传递者；脂肪与蛋白质结合生成的脂蛋白，在调节人体生理机能和完成体内生化反应方面起着十分重要的作用。但摄入含脂过多的动物性食品，如动物的内脏等，又会导致体内胆固醇增高，从而导致心血管疾病的产生。
食品生产加工过程中，原料、半成品、成品的脂类的含量直接影响到产品的外观、风味、口感、组织结构、品质等。蔬菜本身的脂肪含量较低，在生产蔬菜罐头时，添加适量的脂肪可改善其产品的风味。对于面包之类的焙烤食品，脂肪含量特别是卵磷脂等组分，对于面包心的柔软度、面包的体积及其结构都有直接影响。因此，食品中脂肪含量是一项重要的控制指标。测定食品中脂肪含量，不仅可以用来评价食品的品质，衡量食品的营养价值，而且对实现生产过程的质量管理、实行工艺监督等方面有着重要的意义。
10.2脂类的测定方法
根据处理方法的不同，食品中脂类测定的方法可分为三类。第一类为直接萃取法：利用有机溶剂（或混合溶剂）直接从天然或干燥过的食品中萃取出脂类；第二类为经化学处理后再萃取法：利用有机溶剂从经过酸或碱处理的食品中萃取出脂肪；第三类为减法测定法：对于脂肪含量超过80%的食品，通常通过减去其他物质含量来测定脂肪的含量。
10.2.1提取剂的选择与样品的预处理
10.2.1.1提取剂的选择
天然的脂肪并不是单纯的甘油三酸酯，而是各种甘油三酸酯的混合物。它们在不同溶剂中的溶解度因多种因素而变化，这些因素有脂肪酸的不饱和性、脂肪酸的碳链长度、脂肪酸的结构以及甘油三酸酯的分子构型等。显然，不同来源的食品，由于它们结构上的差异，不可能企图采用一种通用的提取剂。
脂类不溶于水，易溶于有机溶剂。测定脂类大多采用低沸点的有机溶剂萃取的方法。常用的溶剂有乙醚、石油醚、氯仿-甲醇混合溶剂等。其中乙醚溶解脂肪能力强，应用最多，但它沸点低（34.6℃），易燃，可含有约2％的水分。含水乙醚会同时抽出糖分等非脂类成分，所以实用时，必须采用无水乙醚做提取剂，并要求样品无水分。石油醚溶解脂肪的能力比乙醚弱些，但含水分比乙醚少，没有乙醚易燃，使用时允许样品含有微量水分。这两种溶剂只能直接提取游离的脂肪，对于结合态脂类，必须预先用酸或碱破坏脂类和非脂成分的结合后才能提取。因二者各有特点，故常常混合使用。
根据相似溶于相似的经验规律，非极性的脂肪要用非极性的脂肪溶剂，极性的糖脂则可用极性的醇类进行提取。
有时，结合脂类与溶剂之间也会发生混溶，这是由于分子之间的相互作用。例如，存在于卵黄中的卵磷脂，分子中的季胺碱使它呈碱性，可溶解于弱酸性的乙醇等溶剂中；以钾盐形式存在于花生中的丝氨酸磷脂，其结构与卵磷脂有相似之处，但它是极性的、酸性较强的化合物，不溶于弱酸性的乙醇，而溶于极性较弱的氯仿。它们之间所以能够混溶，是由于氯仿很容易和酸性的极性化合物发生缔合现象的缘故。值得注意的是，当有另一种脂类存在时，还会影响到某种脂类的溶解度。例如卵磷脂与丝氨酸磷脂共存时，丝氨酸磷脂可在乙醇中部分溶解。氯仿通常是一种有用的脂肪溶剂，可是若有糖脂或蛋白质存在，则氯仿在提取、定量这类结合脂肪的效果并不能令人满意。
有时，可以采用醇类使结合态的脂类与非脂成分分离。它或者可以直接作为提取剂，或者可以先破坏脂类与非脂成分的结合，然后，再用乙醚或石油醚等脂肪溶剂进行提取。常用的醇类有乙醇或正丁醇。水饱和的正丁醇是一种谷类食品脂肪的有效提取剂，但它无法抽出其中的全部脂类，又由于正丁醇有令人不快的气味，以及驱除它所需的温度较高，因此它的应用范围受到了一定限制。
氯仿-甲醇混合溶剂是另一种有效的提取剂。它对于脂蛋白、蛋白质、磷脂的提取效率很高，适用范围很广，特别适用于鱼、肉、家禽等食品。
10.2.1.2样品的预处理
用溶剂提取食品中的脂类时，要根据食品种类、性状及所选取的分析方法，在测定之前对样品进行预处理。在预处理中，有时需将样品粉碎。粉碎的方法很多，不论是切碎、碾磨、绞碎或均质等处理方法，都应当使样品中脂类的物理、化学性质变化以及酶的降解减少到最小程度。为此，要注意控制温度并防止发生化学变化。
水分含量是另一重要因子。乙醚渗入细胞中的速度与样品的含水量有关。样品很潮湿时，乙醚不能渗入组织内部，而且乙醚被水分饱和后，抽提脂肪的效率降低，只能提取出一部分脂类。样品干燥方法要掌握适当，低温时要设法使酶失去活力或降低活力，以免脂肪降解；温度过高，则可能使脂肪氧化，或者脂类与蛋白质及碳水化合物形成结合态的脂肪，以致无法用乙醚提取。较理想的方法是冷冻干燥法，由于样品组成及结构的变化较少，故对提取效率的影响较小。
样品中脂肪被提取的程度还取决于它的颗粒度大小。有的样品易结块，可加入4～6倍量的海砂；有的样品含水量较高，可加入无水硫酸钠使样品成粒状，用量以样品呈颗粒状为宜。以上处理的目的都是为了增加样品的表面积、减少样品含水量，使有机溶剂更有效地提取出脂类。
10.2.2直接萃取法
直接萃取法是利用有机溶剂直接从食品中萃取出脂类。通常这类方法测得的脂类含量称为“游离脂肪”。选择不同的有机溶剂往往会得到不同的结果。例如，乙醚为溶剂时测得的总脂含量远远大于使用正己烷所测得的总脂含量。直接萃取法包括索氏提取法、氯仿-甲醇提取法等。
10.2.2.1索氏提取法
索氏提取法是溶剂直接萃取的典型方法，也是普遍采用的测定脂肪含量的经典方法。
将经前处理的样品用无水乙醚或石油醚回流提取，使样品中的脂肪进入溶剂中，蒸去溶剂后所得到的残留物，即为脂肪（或粗脂肪）。本法提取的脂溶性物质为脂肪类物质的混合物，除含有脂肪外还含有磷脂、色素、树脂、固醇、芳香油等脂溶性物质。因此，用索氏提取法测得的脂肪称为粗脂肪。
操作在索氏抽提器(图10-1)中完成，现有同时处理多个样品的商品仪器，提取过程为半连续过程。
样品中的脂肪含量根据下列公式计算：
W＝m2－m1m×100
式中：W ——样品中脂肪含量，g/100g；
m2——（接收瓶＋脂肪）质量，g；
m1——接收瓶质量，g；
m——样品质量，g。
使用索氏提取法测定脂肪应注意以下方面。
(1)样品必须干燥，样品中含水分会影响溶剂提取效果，造成非脂成分的溶出。样品筒的高度不要超过回流弯管，否则超过弯管中的样品的脂肪不能提尽，带来测定误差。
(2)乙醚回收后，剩下的乙醚必须在水浴上彻底挥净，否则放入烘箱中有爆炸的危险。乙醚在使用过程中，室内应保持良好的通风状态，不能有明火，以防空气中有乙醚蒸汽而引起着火或爆炸。
(3)脂肪接收瓶反复加热时，会因脂类氧化而增重。质量增加时，应以增重前的质量为恒重。对富含脂肪的样品，可在真空烘箱中进行干燥，这样可避免因脂肪氧化所造成的误差。
(4)抽提是否完全，可凭经验，也可用滤纸或毛玻璃检查，由提取管下口滴下的乙醚（或石油醚）滴在滤纸或毛玻璃上，挥发后不留下痕迹即表明已抽提完全。
(5)抽提所用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物，挥发残渣含量低。因水和醇会导致糖类及水溶性盐类等物质的溶出，使测定结果偏高。过氧化物会导致脂肪氧化，在烘干时还有引起爆炸的危险。
过氧化物的检查方法：取乙醚10 mL，加2 mL 100 g/L的碘化钾溶液，用力振摇，放置10 mL，若出现黄色，则证明有过氧化物存在。此乙醚应经处理后方可使用。
乙醚的处理：于乙醚中加入1/10～1/20体积的20%硫代硫酸钠溶液洗涤，再用水洗，然后加入少量无水氯化钙或无水硫酸钠脱水，于水浴上蒸馏，蒸馏温度略高于溶剂沸点，能达到烧瓶内沸腾即可。弃去最初和最后的1/10馏出液，收集中间馏出液备用。
索氏提取法适用于脂类含量较高，结合态的脂类含量较少，能烘干磨细，不易吸湿结块的样品的测定。
食品中的游离脂肪一般都能直接被乙醚、石油醚等有机溶剂抽提，而结合态脂肪不能直接被乙醚、石油醚提取，需在一定条件下进行水解等处理，使之转变为游离脂肪后方能提取，故索氏提取法测得的只是游离态脂肪，而结合态脂肪测不出来。
索氏提取法对大多数样品结果比较可靠，但费时间，溶剂用量大，且需专门的索氏提取器。
10.2.2.2氯仿-甲醇提取法
将试样分散于氯仿-甲醇(CM)混合溶液中，在水浴中轻微沸腾，氯仿、甲醇和试样中的水分形成三种成分的溶剂，可把包括结合态脂类在内的全部脂类提取出来。经过滤除去非脂成分，回收溶剂，残留的脂类用石油醚提取，蒸馏除去石油醚后定量。
w＝m2－m1m×100
式中：w——样品中脂肪含量，g/100g；
m2——（称量瓶＋脂肪）质量，g；
m1——称量瓶质量，g；
m——样品质量，g。
说明及注意事项如下。
(1)提取结束后，用玻璃过滤器过滤，用溶剂洗涤烧瓶，每次5 mL洗3次，然后用30 mL溶剂洗涤试样残渣及滤器。洗涤残渣时一边用玻璃棒搅拌残渣，一边用溶剂洗涤。
(2)溶剂回收到残留物尚具有一定流动性，不能完全干涸，否则脂类难以溶解于石油，使测定值偏低。因此，最好在残留有适量的水时停止蒸发。
(3)无水硫酸钠必须在石油醚之后加入，以免影响石油醚对脂肪的溶解。根据残留物中水分的多少，可加5.0～15.0 g。
(4)从加入石油醚至用移液管吸取部分醚层的操作中，应注意避免石油醚挥发。
氯仿-甲醇提取法适合于结合态脂类，特别是磷脂含量高的样品，如鱼、贝类、肉、禽、蛋及其制品，大豆及其制品（发酵大豆类制品除外）等。
对这类样品，用索氏提取法测定时，脂蛋白、磷脂等结合态脂类不能被完全提取出来；用酸水解法测定时，又会使磷脂分解而损失。但在有一定水分存在下，用极性的甲醇和非极性的氯仿混合液却能有效地提取出结合态脂类。氯仿-甲醇提取法对高水分试样的测定更为有效，对于干燥试样，可先在试样中加入一定量的水，使组织膨润，再用CM混合溶液提取。
10.2.3经化学处理后再萃取法
通过这类方法所测得的脂类含量通常称为“总脂”。根据化学处理方法的不同可分为：酸水解法、罗兹-哥特里法、巴布科克氏法和盖勃氏法等。
10.2.3.1酸水解法
将试样与盐酸溶液一同加热进行水解，使结合或包藏在组织里的脂肪游离出来，再用乙醚和石油醚提取脂肪，回收溶剂，干燥后称量，提取物的重量即为脂肪含量。
样品中的脂肪含量根据下列公式计算：
w＝m2－m1m×100
式中：w——样品中脂肪含量，g/100g；
m2——（锥形瓶＋脂肪）质量，g；
m1——锥形瓶质量，g；
m——样品的质量，g。
说明及注意事项如下。
(1)固体样品必须充分磨细，液体样品必须充分混匀，以便充分水解。
(2)水解时应水分大量损失使酸浓度升高。
(3)水解后加入乙醇可使蛋白质沉淀，降低表面张力，促进脂肪球聚合，还可以使碳水化合物、有机酸等溶解。后面用乙醚提取脂肪时，由于乙醇可溶于乙醚，所以需要加入石油醚，以降低乙醇在乙醚中的溶解度，使乙醇溶解物残留在水层，进而使分层清晰。
(4)挥干溶剂后，残留物中如有黑色焦油状杂质，是分解物与水混入所致，将使测定值增大，造成误差，可用等量乙醚及石油醚溶解后过滤，再次进行挥干溶剂的操作。
