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1、牛奶中脂肪检测技术的研究进展Review on Detection Techniques for Fat in Milk作者：王选学校：天津农学院 科目：畜产品加工学 班级：10动医升本 学号：23号牛奶中脂肪检测技术的研究进展10动医升本 王选 23号摘要：脂肪是牛奶等食品的重要营养组成成分，脂肪酸作为脂肪中的有效成分，其种类、含量和比例与人体营养需求密切相关；随着食品工业的快速发展，牛乳质量越来越受到人们的关注，乳脂是牛乳质量评价的重要指标之一；建立快速的检测方法，对牛奶中的脂肪进行定量检测，是牛奶质量评价过程中至关重要的；现代科技发展日新月异，乳制品中脂肪的检测技术也在不断完善与更新，由
2、传统乳制品脂肪检测方法到新检测技术，如：酸水解索氏总脂肪分析系统、气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱联用法、红外光谱分析法及电子舌在牛奶脂肪检测方面的应用。本文重点介绍各检测技术及其研究进展。关键词：牛奶；脂肪；检测方法 Review on Detection Techniques for Fat in Milk脂肪是由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯其中甘油分子比较简单，脂肪酸可以分为3大类：饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。不同食品中脂肪所含脂肪酸种类和含量不一样，脂肪的特点和性质主要取决于其中的脂肪酸。自然界含有多种脂肪酸，且脂肪酸一半由4到24个碳原子组成。脂肪是食品的主
3、要成分之一，大多数动物性食品和一些植物性食品，尤其是植物的种子、果实或果仁，都含有脂肪或脂类化合物。在实用油脂中主要存在甘油三酸酯以及一些脂肪酸、磷酸、糖酯、脂溶性维生素等类酯化合物。脂肪有两种存在形式，即游离脂肪和结合脂肪，测定食品中脂肪含量的方法有很多，但大多数采用低沸点溶剂直接萃取，或用酸碱溶液破坏碳水化合物和蛋白质牛奶是一种营养成分齐全、保健功能显著的食品，被誉为“最接近完善”的食品和人体“白色血液”。牛奶的组成成分十分复杂，基本成分主要为脂肪蛋白质、乳糖、无机盐、维生素和水。乳脂属于游离脂肪1。1 脂肪和油脂油脂是由链状羧酸和甘油形成的酯，在室温下呈液态的叫油，呈固态的叫脂肪。其中油
4、以不饱和脂肪酸为主，而脂肪中含有大量饱和脂肪酸，从植物种子中提取得到的多为油，从动物体得到的多为脂肪。乳脂为动物的乳汁中分离出的脂肪，是食用黄油和奶油的主要成分，室温下为白色到浅黄色的软固体。动物油和植物油的主要区别在于其不饱和脂肪酸的含量，一般认为动物油饱和脂肪酸含量高，植物油不饱和脂肪含量高。也有例外，如鱼油是动物油，但却含有大量的不饱和脂肪酸，特别是海产鱼中不饱和脂肪酸含量丰富；而植物油中的椰子油和棕榈油含饱和脂肪酸则较多。乳脂与植物脂肪和动物脂肪在脂肪酸含量和种类等方面的具体区别见下表2。脂肪脂肪酸种类饱和脂肪酸含量不饱和脂肪酸含量状态乳脂（动物脂肪）花生四烯酸、豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸
5、、亚油酸、反式亚油酸等70%30%室温下为白色到浅黄色的软固体植物脂肪（花生油）油酸、亚油酸、花生酸等15%75%室温下为液态，多为不饱和脂肪酸动物脂肪（牛脂）花生四烯酸、二十五碳酸、硬脂酸51%49%室温下为固态多为饱和脂肪酸2 脂肪的检测方法2.1 传统的检测方法传统乳制品脂肪的检测方法主要包括：索氏抽提法、酸水解法、哥特里-罗紫法、盖勃氏法和巴布科克氏法、氯仿-甲醇提取法等。2.1.1 索氏抽提法利用脂肪能溶于有机溶剂的性质，在索氏提取器中将样品用无水乙醚或石油醚等溶剂反复萃取，提取样品中的脂肪后，蒸去溶剂,所得的物质即为脂肪。一般食品用有机溶剂浸提，挥干有机溶剂后得到的重量主要是游离脂
6、肪，此外，还含有磷脂、色素、树脂、蜡状物、挥发油、糖脂等物质，所以用索氏提取法测得的脂肪，也称粗脂肪。此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。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。2.1.2 酸水解法 是利用强酸在加热的条件下将试样成分水解，使结合或包藏在组织内的脂肪游离出来，再用有机溶剂提取，经回收溶剂并干燥后，称量提取物质量即为试样中所含脂类。样品经酸水解后用乙醚提取，除去溶剂即得游离及结合脂肪总量。该法能对包括结合态脂类在内的全部脂类进行定量。2.1.3 哥特里-罗紫法 是利用氨-乙醇溶液，破坏乳的胶体性状及脂肪球膜，使非脂成分
7、溶解于氨-乙醇溶液中而脂肪游离出来，再用乙醚-石油醚提取出脂肪，蒸馏去除溶剂后，残留物即为乳脂。此法为国际标准化组织（ISO），联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）等采用，为乳、炼乳、奶粉、奶油等脂类定量的国际标准法。它适用于各种液状乳（生乳、加工乳、部分脱脂乳、脱脂乳等）、各种炼乳、奶粉、奶油及冰激淋。除乳制品外，也使用于豆乳或加工成乳状的食品。2.1.4 盖勃氏法和巴布科克法 原理是用浓硫酸溶解乳中的乳糖和蛋白质等非脂成分，将牛奶中的酪蛋白钙盐转变成可溶性的重硫酸酪蛋白，使脂肪球膜被破坏，脂肪游离出来，再利用加热离心，使脂肪完全迅速分离，直接读取脂肪层的数值，便可知被测乳的含脂率
8、。这两种方法都是测定乳脂肪的标准方法，适用于鲜乳及乳制品脂肪的测定。对含糖多的乳品（如甜炼乳、加糖乳粉等），采用此方法时糖易焦化，使结果误差较大，故不适宜。此法操作简便，迅速。对大多数样品来说测定精度可满足要求，但不如重量法准确。2.1.5 氯仿-甲醇提取法原理是将试样分散于氯仿-甲醇混合液中，于水浴上轻微沸腾，氯仿-甲醇混合液与一定的水分形成提取脂类的有效溶剂，在使试样组织中结合态脂类游离出来的同时与磷脂等极性脂类的亲合性增大，从而有效地提取出全部脂类。再经过滤，除去非脂成分，然后回收溶剂，对于残留脂类要用石油醚提取，定量。索氏提取法对包含在组织內部的脂肪等不能完全提取出来，酸分解法常使磷脂
9、分解而损失。而在一定的水分存在下，极性的甲醇及非极性的氯仿混合溶液却能有效地提取结合态脂类，如脂蛋白、蛋白脂等及磷脂，此法对于高水分生物试样如鲜鱼、蛋类等脂类的测定更为有效2.2 现代食品中脂肪检测技术近几十年来，科学技术突飞猛进的发展，用于食品中脂肪检测的技术亦不断改善，气相色谱法、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱联（GC-MS）、红外光谱分析法、酸水解索氏总脂肪分析系统以及电子舌在乳制品质量控制中的应用。2.2.1 气相色谱法气相色谱法已经广泛用于食品中脂肪的检测。一些国家食品监督机构和粮食研究院都曾出版过有关气相色谱法对食品、乳制品及各种植物油脂等的脂肪酸含量和种类检测的文献。
10、食品中脂肪酸含量检测的方法主要为加入内标物十一碳酸甘油三酯的样品经水解-乙醚溶液提取食品中的脂肪，在碱性条件下皂化和甲酯化，生成脂肪酸甲酯，经毛细管气相色谱，内标法定量测定脂肪酸甲酯含量。依据各种脂肪酸甲酯含量和转化系数计算出总脂肪、饱和脂肪（酸）、不饱和脂肪（酸）含量3。乳制品中脂肪酸含量检测的主要原理为乳脂肪经皂化处理后生成游离脂肪酸，在三氟化硼催化下经甲酯化后的脂肪酸通过气相色谱柱分离，以氢火焰离子化检测器检测，外标定量1。使用气相色谱法能够定量检测食品或是乳制品中脂肪酸含量和种类，但样品前处理过程复杂。首先都必须对脂肪进行皂化和甲酯化，再利用气相色谱法测定其中脂肪酸的含量，此种方法耗时
11、长，耗材多。2.2.2 高效液相色谱法采用高效液相色谱法（HPLC）检测脂肪，须先将脂肪从样品中提取出来，并使甘油三酯分离，再对其甲酯化，通过检测有效碳原子数和物质保留数之间的相关关系来测定甲酯化的脂肪酸含量。高效液相色谱法不仅能检测脂肪酸的含量，同时也可以测出各种脂肪酸在其中的位置分布情况。该方法准确性和重现性好，但样品准备过程复杂，耗时长1。韩瑞丽等4利用高效液相色谱-蒸发光检测器（HPLC-ELSD）与气相色谱-质谱联用（GC-MS）法测定牛乳甘油三酯sn-2位单甘油酯时此法的回收率高达83.3%85.1%，该法省去了传统测定中费时费力的薄层色谱分离步骤。再用气相色谱-质谱联用法对产物进
12、行分析，精密度高、结果可靠，分析结果表明牛乳脂肪sn-2位脂肪酸由2.75%月桂酸、7.68%豆蔻酸、34.74%棕榈酸、11.56%亚油酸、22.53%油酸和15.21%硬脂酸组成。2.2.3 气相色谱-质谱联用（GC-MS）法林关平等5使用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）定性定量分析了湛江湖光牛奶中脂肪酸的组成和含量。该方法重现性变异系数（CV）为1.15%5.68%,仪器重现性变异系数（CV）为2.31%9.81%，回收率为84.2%105.0%，且家侧出湖光牛奶中含有16种脂肪酸，平均饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸的含量比为11.80：4.38：1，饱和脂肪酸含量高达69
13、%，而多不饱和脂肪酸仅为6%。此种方法高效易行，准确可靠，节省时间，适合大标量样品的检测。2.2.4 红外光谱分析方法相对传统的脂肪检测方法以及气相色谱等方法，现在越来越多的是使用红外光谱分析方法检测牛奶和其他各种各样的脂肪，使用红外光谱分析方法检测脂肪包括红外定性检测和近红外定量检测。红外光谱不仅可以作为快速、低成本检测脂肪掺假的有效方法，也可以成为脂肪结构解析的有力工具1。王丽杰等6利用近红外漫反射光谱技术和偏最小二乘方回归法检测和分析了牛奶中脂肪、蛋白质及乳糖含量，该方法具有快速、成本低和能同时无损测量多种成分等优点，便于实现工业在线分析。2.2.5 电子舌在乳制品质量控制中的应用乳制品
14、的成分复杂，现有的理化及微生物学等质量标准对于客观有效地反应乳制品特性尚有一定的局限性。电子舌是一种能检测溶液整体质量品质特征的现代化分析检测仪器。电子舌技术的实现是基于电化学传感器和多元数据分析的结合。它得到的不是被测样品中某种或几种成分的定性与定量结果，而是样品的整体信息，也称“指纹”数据。虽然不能对牛奶中脂肪进行定性定量检测，但能得出牛奶的整体质量评价，其中包括乳脂肪含量是否达标或有无掺假。此方法的优点在于样品无须前处理，检测速度快，检测灵敏度高，检测信息丰富，可获得样品的整体质量评价结果7。2.2.6 酸水解索氏总脂肪分析系统建立一种用FOSS的酸水解索氏总脂肪分析系统对液体乳制品中总
15、脂肪的测定方法。样品经soxcap杯式酸水解仪用盐酸水解处理,然后经soxtecTM2050索氏提取仪用石油醚/乙醇混合溶剂提取脂肪,直接提取出来的脂肪获得结果。结果:此方法相对标准差(RSD)为1.1%3.2%。样品的重复性好,SD为0.0370.096。结论:此方法特别适合于罗兹法等首选方法很难胜任的含有其它类型油脂的花色奶的总脂肪的测定,特别适合大批量的分析液体奶、奶粉及其制品。传统方法手工操作繁琐,且不注意将造成较大的偏差。乳脂虽是游离脂肪,但它通常以微细团粒,表面以包裹络蛋白等蛋白膜的形式存在,有机溶剂很难直接与其解除溶解乳脂。用适当的酸水解后可更好提取。3 展望脂肪是牛奶等食品中不可或缺的营养组成成分，现今有些厂家为了谋取高额利润而向其中掺入廉价的油或其他一些外源脂肪以此提高脂肪含量，不仅降低了食品本身的营养价值，还威胁着人体健康。因此快速准确有效的检测技术急切被需求，传统方法将配合新的技术为消费者服务，简便、快捷的新兴脂肪检测技术将会被更广泛的应用。参考文献：1 阳丽芝，陈志伟.牛奶中脂肪检测技术的研究进展.食品科学,2011(1):270-2732 王继芬,
