索氏提取法測定黏紅酵母含油量的改進

玉晏飛 薛飛燕

(北京農學院生物技術學院農業部都市農業(北方)重點實驗室，北京 102206)

黏紅酵母(Rhodotorula glutinis)作為一種重要的產油微生物，因具有生產周期短、可利用廢棄物作為培養基等明顯優勢而被認為是生物柴油原料油脂的潛力來源之一［1－3］。餐廚廢水，因其有機物和無機鹽等含量高，致使利用傳統方法處理難度大，同時也造成了資源浪費的現狀［4－5］，因此利用黏紅酵母轉化餐廚廢水合成油脂是一個重要的研究方向。

在研究黏紅酵母利用餐廚廢水合成油脂的過程中，含油量是一個重要的測量指標。眾多的含油量測定方法中，索氏提取定量法被認為是最便捷的方法，廣泛應用于各種含油樣品油脂的提取和測定［6－7］，因此國標法(GB/T 5512—2008)測定糧食脂肪含量亦采用索氏提取法。然而傳統索氏提取方法采用的是根據提取燒瓶質量的增加量來計算含油量，即增重法。韋芳三等［8］研究了將測定提取燒瓶的增重量(即增重法)改進為測定樣品濾紙包的減重量(即減重法)確定藻類含油量，證明傳統索氏法應用于藻類油脂測定時，存在對試驗操作要求高、精度差、同時處理樣品少等不足，需要針對具體提取測定任務進行適當改進。索氏提取法應用于黏紅酵母菌體含油量測定準確性的研究尚未報道，本試驗分別利用傳統索氏提取計算方法(即增重法)和改進后的方法(即減重法)測定了不同培養基發酵得黏紅酵母菌體的含油量，利用SPSS數據處理軟件比較分析了兩種方法準確性，同時考察了兩種方法測定餐廚固體垃圾中含油量的準確性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 供試含油樣品

廢水培養基發酵獲得黏紅酵母菌體;基礎培養基發酵獲得黏紅酵母菌體;餐廚固體垃圾:北京農學院食堂。

含油樣品提取前經過4步預處理:篩選，烘干，研磨，再烘干至恒重。

1.1.2 試驗試劑

石油醚(60～90℃，分析純):北京化工廠。

1.1.3 試驗儀器

HH.S11－Ni2型恒溫水浴鍋:北京長安永創科學儀器有限公司;索氏提取玻璃套件:北京玻璃儀器廠;電子天平:賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;DHG－9203A型電熱恒溫鼓風干燥箱:上海一恒科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 油脂提取及含油量計算方法

以石油醚為提取溶劑，提取溫度83℃，提取時間5 h。采用以下兩種方法計算含油量。

減重法:取質量為m1的樣品裝入濾紙包，稱重裝樣濾紙包m2，進行索氏提取，提取結束后將裝樣濾紙包在60℃烘箱中烘干至恒重m3，以提取前后其質量的變化計算含油量a。含油量 a=(m2－m3)/m1×100%。式中:m1為含油樣品質量;m2為提取前裝樣濾紙包質量;m3為提取烘干后裝樣濾紙包質量;濾紙包是將濾紙做成筒狀，上開口折疊封口保證其提取過程中的完整性，提取前濾紙需在60℃烘箱中烘干至恒重處理以排除水分等的影響。

增重法:取質量為m1的樣品裝入濾紙包進行索氏提取，提取前稱量空燒瓶質量m0，提取結束后將含油燒瓶在60℃烘箱中烘干至恒重m4，以提取前后燒瓶質量的變化計算含油量。含油量b=(m4－m0)/m1×100﹪。式中:m0為空燒瓶重量;m1為含油樣品質量;m4為提取烘干后油脂與燒瓶總質量。

1.2.2 數據標準差分析方法

將2種含油量計算方法所得數據利用SPSS數據處理軟件進行處理，著重比較標準誤差。

2 結果與討論

2.1 廢水培養基發酵產物含油量測定結果

研究測定了利用餐廚廢水培養黏紅酵母所得菌體的含油量，如圖1，減重法測得含油量a比增重法測得含油量b高27%。在進行平行度檢驗的重復試驗中，通過SPSS的分析(如表1)，減重法在5次重復試驗中，標準誤差為0.000 8，遠小于傳統增重法的0.002 9，說明減重法的數據測量值平行性優于增重法，利用該方法計算樣品的含油量更準確。

圖1 廢水培養黏紅酵母菌體含油量的測定結果

表1 廢水培養黏紅酵母菌體含油量測定數據的SPSS分析結果

2.2 基礎培養基發酵產物含油量測定結果

研究測定了利用基礎培養基［9］發酵黏紅酵母所得菌體的含油量，如圖2，結果含油量a比含油量b高64%。SPSS的分析結果如表2，5次重復試驗中，減重法的標準誤差0.004 6仍小于增重法的標準誤差0.008 1，說明當樣品的含油量較低時，運用改進后的減重法測定含油量同樣具有較高的精確度。

圖2 基礎培養基發酵黏紅酵母菌體含油量測定結果

表2 基礎培養基發酵黏紅酵母菌體含油量測定數據的SPSS分析結果

2.3 餐廚固體垃圾含油量測定結果

黏紅酵母菌體含油量的測定表明，改進后的減重法所測得含油量高于傳統增重法，并具有較好的平行性，為了進一步檢驗減重法計算的準確性和普遍適用性，進一步測定了餐廚固體垃圾的含油量。

圖3 餐廚固體垃圾含油量的測定結果

如圖3，餐廚固體垃圾含油量的測定結果表明，所得含油量a比含油量b高31%。測定平行度的重復試驗中(表3)，減重法的標準誤差為0.003 9，而增重法的標準誤差高達0.006 4。說明了當樣本含油量較高時，減重法測定含油量的準確度較高。

表3 餐廚固體垃圾含油量測定數據的SPSS分析結果

2.4 結果討論

不同培養基發酵得黏紅酵母菌體含油量的測定結果均表明利用改進后減重法得含油量a大于利用傳統增重法得含油量b。傳統增重法所得結果偏小，可能是由于黏紅酵母菌體和餐廚固體垃圾的脂溶性成分多，如一些色素物質、芳香油和有機酸等的影響:而有機酸一般溶于水或乙醇，難溶于其他有機溶劑，因本研究所用的提取劑是石油醚，故推測不是主要原因;主要原因可能是一些脂溶性色素或者揮發性芳香油等的影響。

從SPSS數據處理軟件的處理結果也對減重法的可行性進行了證明，各組數據的標準誤差均明顯小于增重法所得出的數據，說明減重法在測定黏紅酵母菌體的含油量時，精確度高于增重法。

餐廚固體垃圾含油量試驗結果進一步驗證了減重法測定的數據比增重法準確。說明索氏提取減重法計算具有普適性，不僅僅局限于黏紅酵母菌菌體的含油量測定。

3 結論

3.1 傳統索氏增重法所測得黏紅酵母的含油量偏低，樣品含油量越小，該法造成誤差越大，而改進后的減重法所測得數據準確性較高。

3.2 利用改進后的索氏減重法不僅適用于黏紅酵母菌體含油量的測定，也適用于餐廚固體垃圾含油量的測定，即在測定固體樣品含油量時，改進后的索氏減重法均優于傳統索氏法。

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