一種基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法
2023-06-02 14:39:26 1
專利名稱：一種基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法
技術領域：
本發明屬於化學分析檢測領域，具體涉及一種植物油料含油量的測定方法。
技術背景 植物油料含油量是一項重要化學成分，是用來評定油料品質和營養價值的重要指標之一，對油料而言，含油量的高低直接顯示油料的經濟價值；同時，含油量的高低也是確定油料等級的重要依據。
目前，在我國植物油料含油量測定的國家標準檢驗方法是索氏抽提法，包括GB/ T5512-2008、GB/T6433-2006、GB/T14488. 1-2008等。索氏抽提法是利用乙醚或石油醚作為溶劑，使用索氏抽提裝置，將植物油料中的乙醚或石油醚可溶物提取出來，除去溶劑，稱量提取物的質量來計算含油量的。該法雖然樣品中粗脂肪能夠完全被抽提瓶回收，測定結果準確可靠，但試驗時間長、危險高、整個實驗完成大概需要10-12小時左右(其中個樣僅抽提時間就需要6-8小時)、消耗大量的水電等，有時難以滿足實際工作需要。
國內外學者對索氏抽提法進行了改進，開發了新的檢測方法，如脂肪測定儀法、阿貝折射儀法、核磁共振法、近紅外吸收光譜法等。脂肪測定儀法測定植物含油量時，抽提溫度、沸騰抽提時間、淋洗時間以及提取溶劑及試樣粒度對測定結果均有較大的影響，且需要消耗一定量的水電、實驗危險性較大；阿貝折射儀法、核磁共振法、近紅外吸收光譜法屬於間接的測定方法，其測定結果均以索氏抽提法為基準，而且核磁共振儀以及近紅外光譜儀的價格較為昂貴，限制了其推廣應用。因此，尋找一種操作簡便、結果準確、重現性好的植物油料含油量測定方法，一直是本領域技術人員所關注的。
發明內容
針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在於，提供一種基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法，該方法利用超聲波作為輔助工具，能夠完全提取植物油料中粗脂肪並加以測定，可大大加速油料中粗脂肪的浸提過程，從而縮短植物油料測定時間。
為了實現上述任務，本發明採取的技術方案為
一種基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法，其特徵在於，包括下列步驟
1)取樣取待測植物油料樣品，所述的待測植物油料樣品不含有其它雜質以及在貯藏和運輸過程中破損和變質的油料；
2)樣品製備用烘盒稱取試樣5.Og 10. Og,並將稱取的試樣精確至0. OOlg,置於 105°C的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入4g脫脂細沙，一同研磨，將試樣和細沙研至出油狀後，無損轉入三角瓶中；
3)超聲波輔助浸提向三角瓶中加入石油醚，試樣與石油醚的比例為1:12W/V 1 :20ff/V,在超聲波頻率為45KHz ΙΟΟΚΗζ、超聲波功率為90W 100W的條件下浸提 10-15min,收集浸提液，反覆浸提4次 6次，合併浸提液；4)加熱浸提液，回收石油醚，並把得到的浸提物，置於105°C烘箱中，先烘90min後，再烘乾30min，烘至浸提物達到恆重，即前後兩次稱量結果之差小於5 mg為恆重；
5)待測植物油料含油量的計算按下式進行
W=Hi2Ai1X 100% ；式中，w為待測植物油料含油量，Hi1為試樣的質量，g ;m2為恆重浸提物的質量，g ；即可得到待測植物油料的含油量。
本發明的方法操作簡便、結果準確、重現性好，為測定植物油料含油量提供了一種新方法，該方法不僅可以作為植物油料含量測定，同時也可以用於食品中粗脂肪含量測定。
應用本發明基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法，帶來的技術效果如下
(1)基於超聲波輔助浸提，可以大大縮短植物油料粗脂肪測定的時間，將國標方法測定時間10-12小時可縮短至3-4小時。
(2)方法對測定的儀器要求簡單、操作簡便、無需大量的冷卻水，可作為國家標準測定植物油料粗脂肪含量的替代方法，其應用前景廣闊。
具體實施例方式以下結合發明人給出的實施例對本發明作進一步的詳細說明。
超聲波是一種振動頻率在20KHZ以上的聲波，超聲技術應用於提取植物中的脂類、生物鹼、苷類、生物活性物質等研究已有報導。該技術具有能耗低、效率高、不破壞有效成分的特點。很多研究表明，利用超聲波產生的強烈振動、高的加速度、強烈的空化效應、 攪拌作用等，可加速植物中的有效成分進入溶劑，從而提高有效成分的提取率，縮短提取時間，並且還可避免高溫對提取成分的影響。
為了確定超聲波輔助浸提工藝，申請人對超聲波輔助浸提最優工藝條件進行了實驗確定，實驗以黃芥籽油為原料，對超聲波工藝進行了優化，首先在單因素實驗的基礎上， 選取料液比、超聲波頻率、超聲波功率以及浸提時間為實驗因素，以出油率為試驗指標，設置四因素三水平試驗，並選用L27 (313)正交表安排試驗，每個試驗組合重複兩次，取平均值。
具體實驗的方法包括
(1)黃芥籽採自陝西榆林，自然風乾，除雜、均勻取樣。
(2)黃芥籽樣品製備用烘盒稱取一定量的試樣，試樣精確至O.OOlg，置於105°C 的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入約4g脫脂細沙，一同研磨，將試樣和細沙研至出油狀後，無損轉入具塞三角瓶中。
(3)單因素試驗條件設置(提取溫度均在室溫下進行)；
1)料液比對出油率的影響超聲波頻率為45KHZ、超聲波功率為80W、提取時間為 lOmin，設置料液比(w/v)為 1 :4、1 :6、1 :8、1 :10、1 :12、1 14、1 16、1 20，研究料液比對出油率的影響。
2)超聲波頻率比對出油率的影響料液比為1 :12 (w/v)、超聲波功率為80W、提取時間為lOmin，設置超聲波頻率為為45KHZ、80KHZ、100KHZ，研究超聲波頻率對出油率的影響。
3)超聲波功率對出油率的影響超聲波頻率為45KHZ、料液比為1 :12 (w/v)、提取時間為lOmin，設置超聲波功率為20W、40W、60W、80W、100W，研究超聲波功率對出油率的影響。
4)提取時間對出油率的影響超聲波頻率為45KHZ、料液比為1 :12 (w/v)、超聲波功率為80W，設置提取時間為5min、10min、15min、20min、35min，研究超提取時間對出油率的影響。
(4)在單因素分析基礎上，選取超聲波頻率(45KHZ、80KHZ、100KHZ)、超聲波功率(80W、90W、100W)、料液比(w/v) (1 :10、1 :12、1 :14)，提取時間(10min、20min、30min)進行正交試驗。
通過正交實驗結果分析，得出的最優工條件為料液比為1 :12 (W/V)、在超聲波頻率為45KHz、超聲波功率為90W、提取時間為lOmin，黃芥籽出油率為30. 9% (黃芥籽含油量為31. 3%)，最優工藝下的提油率可達98. 7%。
本發明利用超聲波快速提取的特性來提取植物油料中油脂含量，通過條件優化超聲波的頻率和功率、提取時間、料液比等，在最優條件下提取植物油料中粗脂肪，並對植物油料的含油量進行測定分析。
以下是發明人給出的具體實施例，需要說明的是，以下實施例分別給出了高、中、 低含油量的植物油料的測定，本發明不限於這些實施例，按照本發明的方法，對任何植物油料均能夠實現含油量測定。
實施例1 黃芥籽含油量測定
(1)黃芥籽採自陝西榆林，自然風乾，除雜、均勻取樣。
(2)黃芥籽樣品製備用烘盒稱取5. Og-lO. Og試樣(Hi1),試樣精確至0. OOlg，置於 105°C的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入約4g脫脂細沙，一同研磨，將試樣和細沙研至出油狀後，無損轉入具塞三角瓶中。
(3)超聲波輔助浸提按照試樣與石油醚料液比(試樣重量與石油醚體積比)為1 : 12 (w/v)加入石油醚。將三角瓶置於超聲波儀中，設定超聲波頻率為45KHz、超聲波功率為 90W的條件下，浸提15min，通過抽濾的方式收集浸提液；如此反覆浸提4次，合併浸提液。
(4)浸提液在旋轉蒸發儀中對收集浸提液回收石油醚，得到的浸提物，置於105°C 烘箱，先烘90min後，再烘30min.至浸提物恆重(m2)，即前後兩次稱量結果之差小於5 mg。
(5)黃芥籽油含油量(w)計算公式為fnvVXIOO。/。，做三次平行實驗，式中，Hi1為試樣，Hl2為恆重浸提物。
(6)嚴格按照GB/T5512-2008，用索氏抽提法測定黃芥籽的含油量，也做三次平行實驗。
測定結果比較分析見表1
由表1可以看出，本發明的超聲波法輔助浸提法與索氏抽提法測定的平均值分別為31. 2%和31. 3%，兩種方法測定結果偏差為0. 1%，沒有顯著差異性。從浸提時間上看，國標方法中浸提時間為8小時與超聲波法浸提時間為1小時相比，縮短了 7小時。由此可以看出， 超聲波輔助浸提法測定黃芥籽含油量是完全可行的，且測定所需的時間大大縮短。
實施例2 油茶籽含油量測定
(1)油茶籽採自福建尤溪，自然風乾，除雜、去殼，均勻取油茶籽仁。
(2)油茶籽仁樣品製備用烘盒稱取5. Og-lO. Og試樣(Hi1),試樣(Hi1)精確至 0. OOlg，置於105°C的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入約4g脫脂細沙，一同研磨， 將試樣和細沙研至出油狀後，無損轉入具塞三角瓶中。
(3)超聲波輔助浸提按照試樣與石油醚料液比(重量與體積比)為1 :13 (w/v) 加入石油醚。將具塞三角瓶置於超聲波清洗儀中，設定超聲波頻率為45KHz、超聲波功率為 90W的條件下浸提12min，通過離心分離方式收集浸提液；如此反覆浸提5次，合併浸提液。
(4)浸提液旋轉蒸發儀中回收石油醚，得到的浸提物，置於105°C烘箱中，烘乾 90min後，先烘90min後，再烘30min.至浸提物恆重(m2)，即前後兩次稱量結果之差小於5 mg0 (5)油茶籽油含油量(w)計算公式為；W=Hi2Ai1X 100%;做三次平行實驗，式中，Hi1為試樣，Hl2為恆重浸提物。
(6)嚴格按照GB/T5512-2008，用索氏抽提測定油茶的含油量，也做了三次平行實驗。
測定結果比較分析見表2。
表2 油茶籽含油量測定結果比較
由表2可以看出，本發明的超聲波法輔助浸提法與索氏抽提法測定的平均值分別為 55. 8%和55. 6%，兩種方法測定結果偏差為0. 2%，沒有顯著差異性。另外，以不同測定方法為單因素，進行單因素實驗分析，表明超聲波法輔助浸提法與索氏抽提法兩種方法之間差異不顯著(P < 0. 01)。從浸提時間上看，國標方法的浸提時間為8小時與超聲波法浸提時間為1小時相比，縮短了 7小時。由此可以看出，超聲波輔助浸提法測定油茶籽含油量是完全可行的，且測定所需的時間大大縮短。
應當注意的是，如果上述實施例1、2中的浸提物前後兩次的稱量增重超過5 mg， 則認為在乾燥過程中浸提物被氧化，應改變烘乾條件，在80°C真空條件下進行，防止油脂氧化。
實施例3 核桃仁含油量測定
(1)核桃採自陝西黃龍，自然風乾，除雜、剝殼、均勻取核桃仁。
(2)核桃仁樣品製備將核桃仁切片，用烘盒稱取5. Og-lO. Og試樣(Hi1),試樣(Hi1) 精確至0. OOlg,置於105°C的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入約4g脫脂細沙，一同研磨，將試樣和細沙研至出油狀後，無損轉入具塞三角瓶中。
(3)超聲波輔助浸提按試樣與石油醚料液比(重量與體積比)為1 :14 (w/v)加入石油醚。將具塞三角瓶置於超聲波清洗儀中，設定超聲波頻率為45KHz、超聲波功率為100W 的條件下浸提lOmin，通過抽慮的方式收集浸提液；如此反覆抽提6次，合併浸提液。
(4)浸提液在旋轉蒸發儀中回收石油醚，得到浸提物，將浸提物置於80°C真空烘箱 (真空度為0. IMPa)，先烘90min後，再烘30min.至浸提物恆重(m2)(前後兩次稱量結果之差小於5 mg)。
(5)核桃仁含油量(w)計算公式為W=Hi2Ai1X 100%，做三次平行實驗，式中，Hi1為試樣，Hl2為恆重浸提物。
(6)嚴格按照GB/T5512-2008用索氏抽提測定核桃仁的含油量，也做三次平行實驗。
測定結果比較分析見表3。 表3 核桃仁含油量測定結果比較
由表3可以看出，超聲波法輔助浸提法與索氏抽提法測定的平均值分別為66. 2%和 66. 4%，兩種方法測定結果偏差為0. 2%，沒有顯著差異性。另外，以不同測定方法為單因素， 進行單因素實驗分析，表明超聲波法輔助浸提法與索氏抽提法兩種方法之間差異不顯著(P < 0. 01)。從浸提時間上看，國標方法的浸提時間為8小時與超聲波法浸提時間為1小時相比，縮短了 7小時。由此可以看出，超聲波輔助浸提法測定核桃仁含油量是完全可行的，且測定所需的時間大大縮短。
以上通過三種具體實施例，分別選取了三種屬於高、中、低含油量的植物油料進行對比分析，可以看出，本發明的超聲波輔助提取法測定不同含油量的植物油料其結果與傳統的索氏抽提法相比無顯著性差異，說明本發明的超聲波輔助提取法測定植物油料的含油量完全可行，且能大大縮短測定所需要的時間，無需大量的冷卻水，是一種植物油料含油量測定的新方法。
權利要求
1.一種基於超聲波輔助浸提測定植物油料含油量的方法，其特徵在於，包括下列步驟1)取樣取待測植物油料樣品，所述的待測植物油料樣品不含有其它雜質以及在貯藏 和運輸過程中破損和變質的油料； 2)樣品製備用烘盒稱取試樣5.Og 10. Og,並將稱取的試樣精確至0. OOlg,置於 105°C的烘箱中烘乾30min，趁熱倒入研缽中，加入4g脫脂細沙，一同研磨，將試樣和細沙研 至出油狀後，無損轉入三角瓶中；3)超聲波輔助浸提向三角瓶中加入石油醚，試樣與石油醚的料液比為1:12W/V 1 : 20W/V，在超聲波頻率為45KHz IOOKHz、超聲波功率為90W 100W的條件下浸提IOmin 15min,收集浸提液，反覆浸提4次 6次，合併浸提液；4)加熱浸提液，回收石油醚，並把得到的浸提物，置於105°C烘箱中，先烘90min後，再 烘乾30min，烘至浸提物達到恆重，即前後兩次稱量結果之差小於5 mg為恆重；5)待測植物油料含油量的計算按下式進行 W=Hi2Ai1 X 100% ；式中，W為待測植物油料含油量，IIi1為試樣的質量，g ;m2為恆重浸提物的質量，g ；即可 得到待測植物油料的含油量。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的浸提物的前後兩次稱量結果增重超 過5 mg,則認為在乾燥過程中浸提物被氧化，應在80°C真空條件下進行。
全文摘要
本發明公開了一種植物油料含油量測定方法，該方法利用超聲波作為輔助工具，包括取樣、樣品製備、溶劑超聲波輔助浸提、溶劑回收、浸提物烘乾、含油量計算等步驟。能夠完全快速的提取植物油料中的粗脂肪並加以測定，可大大加速油料中粗脂肪的浸提過程，從而縮短植物油料測定時間。該方法與傳統的索氏抽提法相比，具有操作簡便、耗時短以及測定結果準確，重現性好等優點，是一種植物油料含油量快速測定的新方法。
文檔編號G01N5/02GK101846611SQ20101019037
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月3日 優先權日2010年6月3日
發明者於修燭, 杜雙奎, 李志西, 宋麗娟, 李志成 申請人:西北農林科技大學