大豆粗脂肪含量检测方法研究现状及延伸探讨

◎ 古争艳

（中央储备粮新郑直属库有限公司，河南 新郑 451100）

作为粮食油料兼用作物的大豆营养丰富，蛋白质和脂肪含量较高，且含有较多的人体必需脂肪酸、维生素和矿物质，因此具有很高的综合加工利用价值。由于国产大豆对种植土壤要求高，仅东北三省的产量远不能满足人们生产生活的需求量，目前国产大豆主要用于加工制作豆浆、豆腐和豆制品等，进口大豆成为解决生活用油和动物饲料的主要原料。

进口大豆一般都属于高油大豆（粗脂肪含量≥20%），根据《大豆》（GB 1352—2009），高油大豆按粗脂肪含量定等级，对于进口大豆收购商、储备库和加工企业来说，粗脂肪含量检测的准确性关系到经济效益，因此越来越多的研究聚焦在大豆粗脂肪含量的检测方法上，并不断创新、改进和优化检测方法[1]。

1 大豆粗脂肪含量检测方法

1.1 浸泡法

浸泡法又称残余法，是根据相似相溶的原理，脂肪极性弱，易溶于非极性有机溶剂，将粉碎的大豆样品经过溶剂（乙醚或石油醚）浸泡后，再用溶剂进行反复蒸馏与回流，脂肪即被溶剂溶解，烘干样品中的溶剂，称取残渣的重量计算粗脂肪含量。最早的浸泡法是在500 mL广口瓶中，放入脂肪包，乙醚用量250 mL，浸泡8 d。随后又有研究优化检测方法采用称包法检测大豆粗脂肪含量，与称瓶法相比，称包法主要有增加批次检测样品数量和避免干燥油脂带来氧化误差的优点，操作方法为样品经干燥脱水后，索氏抽提器抽提8 h，样品包失去的重量即为样品粗脂肪含量[2]。

1.2 索氏抽提法

索氏抽提法即国家标准方法，同浸泡法一样利用相似相溶原理，样品用石油醚或无水乙醚抽提后、蒸发去除烧瓶中溶剂、干燥烧瓶中油脂，称重计算粗脂肪含量。该方法具有仪器操作简单、结果准确等优点，但也存在明显的缺点。①检验时间长，抽提+蒸发+干燥流程需10～12 h。②规定不够具体，例如抽提溶剂可在无水乙醚和石油醚中选择，对制备试样的粒度未进行说明，操作条件不同会对检验结果造成一定的影响。

1.3 脂肪测定仪

脂肪测定仪原理同索氏抽提法，脂肪测定仪具有自动回收溶剂功能，可设置和调节温度抽提温度，抽提结束会自动提示，一般仅需4 h即可完成抽提，较传统索氏抽提法节省近一半时间。上海生产的SZC-C型脂肪测定仪采用自动控温全封闭电加热形式，同时可测6个样品，具有快速、省力、省时、精确度高和重复性好的优点，是测定粗脂肪的理想仪器[3]。

1.4 近红外光谱分析技术

近红外光谱分析技术是利用含氢基团物质对近红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性，样品成分的含氢基团（-CH、-OH、-NH、-SH等）结构和数量不同，其振动的合频和倍频产生吸收光谱的强度也不同，从而检测出样品的成分含量。与化学分析相比，近红外光谱技术具有无需化学试剂、耗时短、样品无需前处理和检测结果依赖于构建模型的特点。有试验研究利用近红外光谱分析方法建立的定量分析预测模型对大豆进行粗脂肪含量的快速检测，检测结果的误差在国家标准规定的误差范围内[4]。

1.5 热重分析法

热重分析技术是依靠软件程序控制温度的变化，样品中不同组分的热稳定性质不同，随着温度的升高质量会有不同变化，在系统中呈现出不同的图谱，用数学分析技术建立图谱和特征组分的数量关系，从而求出组分含量。该方法也是一种建立在化学分析法基础上的间接检测方法，其准确性有赖于测定模型的可靠性。有试验研究运用热重分析技术对大豆的热分解特征图谱进行分析，确定了大豆中水分、淀粉、脂肪的特征分解温度，根据热分析图谱的峰面积和国家标准方法测定的各个成分的含量关系，建立线性方程，并对其进行验证，测定误差较小，说明可用热重分析法同时快速、准确地检测大豆的多个品质检测指标[5]。

1.6 旋涡振荡法

旋涡振荡法是一种较为高效、准确、重复性好的大豆脂肪提取方法，该法利用旋涡振荡器能快速高效混合的特性，用沸程30～60 ℃石油醚对大豆脂肪进行多次反复振荡提取，收集多次振荡后静置的上清液，减压过滤，回收溶剂，得到粗脂肪，该检测方法在满足检验结果准确性要求下，可大大减少检测用时（索氏抽提法需要360～480 min，而旋涡振荡法提取粗脂肪环节仅需51～60 min），检测效率显著提高[6]。

1.7 超声波辅助技术

超声波辅助提取法是利用超声波的快速振动破坏油料细胞壁的坚韧结构，辅助溶剂渗透到细胞中，提高萃取效率。黎美冯等[7]开展了超声波辅助提取大豆粗脂肪的可行性研究试验，具体操作方法为在锥形瓶中放入称量好的大豆粉试样，提取剂选择石油醚，超声波频率设定为53 kHz，超声波功率设定为300 W，料液比选择1∶5（g∶mL），提取温度30 ℃，提取时间20 min，提取完成后将锥形瓶静置3～5 min，取上清液过滤至已恒重的抽提瓶中回收石油醚，最后将抽提瓶烘至恒重，计算出粗脂肪的质量。试验证明，索氏抽提法和超声波辅助提取法这两种方法提取的粗脂肪，其酸值测定结果相关性好，且两种方法制取的大豆油脂肪酸组成种类和含量均无显著差异。因此，储备大豆春秋普查、大豆收购入库等需大批量检测时，采用超声波辅助法可大大缩短粗脂肪酸值的检测时间，提高工作效率，及时高效地指导保管工作的开展。

2 索式抽提法检测大豆粗脂肪含量的影响因素分析

2.1 不同抽提剂对检测结果的影响

国家标准GB 5009.6—2016对抽提试剂未强制性指定，可视情况选择石油醚或无水乙醚，有试验研究分别使用无水乙醚和石油醚测定不同国家的进口大豆，结果表明，使用石油醚抽提的检测结果普遍低于无水乙醚。因此，建验在粗脂肪含量的检测结果中备注抽提剂，以避免抽提剂不同使检测结果存在较大差异。

2.2 样品粉碎细度对检测结果的影响

样品粉碎细度代表油料细胞被破坏的程度，影响着抽提溶剂回流萃取过程中大豆中油脂分子向外渗透和溶解能力，粉碎细度越小，样品的有效表面积越大，越有利于粗脂肪的抽提，抽提时间越短，粉碎粒度越大，测定所需时间越长，结果也偏低[8]。

2.3 试样包扎的松紧度对检测结果的影响

如果试样包扎较松，易使部分试样流入抽提瓶中，油脂中杂质增多，检测结果偏高；反之如果包扎得较紧，溶剂渗透进入就会变得较为困难，造成抽提速度下降。因此，试样的包扎要做到松紧适宜，才能保证检测结果的准确性。

2.4 抽提温度、抽提时间、烘干温度和烘干时间对检测结果的影响

抽提过程中，提取温度一般控制在经验值乙醚90 ℃左右或石油醚53 ℃左右，国家标准规定抽提时间为6～10 h，以视觉观察无油迹为准，提取时间经试验证明，将包扎好的试样事先放入抽提剂中浸泡过夜（时间不少于12 h），第2天用乙醚抽提，设定温度85 ℃抽提3～4 h即可抽提完全（抽提管内回流的乙醚用玻棒检查无油迹即可），如果温度过高、抽提时间过长，大豆中的类脂物如磷脂、色素、甾醇和油溶性维生素等都能溶于油脂而被提取出来，使测定结果偏高。而在烘干过程中，烘干温度过高和时间过长会使低碳链脂肪酸挥发和不饱和脂肪酸氧化，检测结果偏低或偏高。有试验结果显示，烘箱温度设置在105 ℃左右，烘干时间设定110 min，较烘干1 h、冷却0.5 h，再烘干1 h、冷却0.5 h的恒重方式，抽提瓶产生增重现象，因此推荐选择105 ℃烘干90 min，冷却0.5 h后复烘20 min，再冷却0.5 h称重的恒重方式[8]。

3 大豆粗脂肪含量的相关延伸研究

3.1 大豆维生素E含量和粗脂肪含量呈正相关的线性关系

大豆富含维生素E，是天然维生素E的主要来源之一，与合成维生素E相比，天然维生素E的生物活性高，由于维生素E具有防止不饱和脂肪酸氧化、降低胆固醇、改善血液循环和预防心脑血管疾病等功效，因此研究大豆中的维生素E含量具有重要意义。由于维生素E是脂溶性维生素，有试验研究了大豆中维生素E含量与粗脂肪含量的相关性关系，对200份野生大豆资源和800份栽培大豆资源的维生素E含量和粗脂肪含量分别进行检测，通过线性回归分析，得出回归方程的相关系数在0.9以上，因此可通过检测维生素E含量计算粗脂肪含量，或通过检测粗脂肪含量计算维E含量[9]。

3.2 后熟期间大豆籽粒粗脂肪含量和油酸含量都会升高

大豆刚从田间收获时处于“收获成熟”阶段，此阶段的大豆还未达到生理上的成熟，表现为酶活性高、发芽率低、储藏性差和加工出品率低，储藏一段时间后这种现象得到改善，达到“生理成熟”，从“收获成熟”到“生理成熟”这一段过渡时间被称为“后熟期”，大多数粮食都有后熟期，大豆的后熟期一般为1.5～2.0个月。后熟期间主要是合成作用，表现为氨基酸减少、蛋白质增加、脂肪酸减少和脂肪增加等。有研究发现大豆在后熟过程中发芽率和硬实率显著提高、含油量增加3.89%、出油率增加1.52%、异黄酮也有增加[10]。可见大豆后熟作用增加了脂肪含量，改善了大豆加工品质，可为大豆加工企业带来更高的盈利。此外，大豆后熟作用可使部分油脂组分亚油酸转化成油酸，通常大豆油脂组分中油酸含量越高，油脂的氧化稳定性越好，说明大豆的后熟作用有利于提高大豆油的营养价值和氧化稳定性。因此，新收获的大豆入库后，应在适宜的温度和优良的通风条件下储存一定时间，使其完成“后熟作用”，对于延长储存期和提高出油率有重要意义。

3.3 进口大豆的国别与粗脂肪含量的关系

我国进口大豆主要来源于美国、巴西、阿根廷和乌拉圭等国家，近年来，据统计巴西和美国大豆的年均进口量占总进口量的80%以上。2018年以后，我国对美国大豆的进口量大幅减少，巴西大豆的进口量逐渐占主导地位。巴西大豆的粗脂肪含量和粗蛋白含量均比美国和阿根廷高，美国大豆在不完善粒含量（损伤粒、热损伤粒、破碎粒）方面比巴西、阿根廷低，进口大豆一般用于榨油和生产饲料用豆粕，储存时间不超过2年，因此大豆的食品安全情况、粗脂肪和蛋白质含量是国家和企业最关心的检测指标。

3.4 赤变豆粗脂肪含量下降

走油赤变是大豆最常发生的品质变化，当大豆含水分含量在14.0%以上、环境温度在25 ℃以上时，极易发生品质劣变，开始时两片子叶靠近脐部两侧呈对称性的红变，称作“红眼”，随着红色范围的扩大，颜色逐渐加深，呈赤褐色，种皮失去光泽豆粒变软并有出油现象，即为走油赤变。有试验数据表明大豆赤变后粗脂肪含量降低，这主要是由于高温破坏了高水分大豆中蛋白质与脂肪共存的乳化结构，使蛋白质凝固，脂肪游离析出，而析出的脂肪又极易氧化分解为小分子物质被挥发散失，而使粗脂肪含量降低[11]。

4 优化策略

根据国家相关文件要求，国家储备粮库对进口大豆出入库都需准确检测粗脂肪含量，结合粮库一般配备的检化验设备和器材情况，推荐的方法仍是参照国家标准方法，但应综合考虑影响因子，对国家标准中未界定和条件模糊的细节点给予明确，制定指导粮库检测的操作规程，主要关键点如下。①选择保水磨。由于入库大豆安全水分在13%，通常入库水分低于12%，无需预先烘干水分，采用保水磨粉碎样品，计算干基时可直接使用水分检测结果，否则高速粉碎磨电机发热易带走样品水分，需重新检测样品水分才能保证干基结果准确。②粉碎样品过40目粉筛。比对植物磨过20目筛的样品和莱驰磨过40目筛的样品，经过抽提8 h后干燥，过20目筛的样品检测结果较低，表明颗粒大抽提效果不理想。③溶剂选择石油醚（沸程30～60 ℃）、抽提温度53～55 ℃、抽提6 h可抽提完全，或选择提前浸泡12 h，可大大缩短抽提时间（可缩减一半时间）。④干燥工艺可选择烘箱温度105 ℃、加热90 min、干燥器冷却30 min、复烘20 min及干燥器冷却30 min，最后称重。⑤计算结果时注意粗脂肪干基含量和湿基含量的换算，代入水分检测值可将湿基换算成干基的结果。