索氏提取法

從固體物質中萃取化合物的方法

索氏提取法,又名連續提取法、索氏抽提法,是從固體物質中萃取化合物的一種方法。索氏提取法,用於粗脂肪含量的測定。脂肪廣泛存在於許多植物的種子和果實中,測定脂肪的含量,可以作為鑒別其品質優劣的一個指標。目前國內外普遍採用抽提法,其中索氏抽提法(Soxhlet extractor method)是公認的經典方法,也是我國糧油分析首選的標準方法。此法花費時間較長,在實驗室多採用脂肪提取器(索氏提取器)來提取。

原理


利用溶劑迴流和虹吸原理,使固體物質每一次都能為純的溶劑所萃取,所以萃取效率較高。萃取前應先將固體物質研磨細,以增加液體浸溶的面積。然後將固體物質放在濾紙套內,放置於萃取室中。如圖安裝儀器。當溶劑加熱沸騰后,蒸汽通過導氣管上升,被冷凝為液體滴入提取器中。當液面超過虹吸管最高處時,即發生虹吸現象,溶液迴流入燒瓶,因此可萃取出溶於溶劑的部分物質。就這樣利用溶劑迴流和虹吸作用,使固體中的可溶物富集到燒瓶內。
由於有機溶劑的抽提物中除脂肪外,還或多或少含有遊離脂肪酸甾醇磷脂、蠟及色素等類脂物質,因而索氏提取法測定的結果只能是粗脂肪。

實驗材料


油料作物種子、中速濾紙

儀器


索氏提取器,乾燥器(直徑15~18cm,盛變色硅膠),不鏽鋼鑷子(長20cm),培養皿分析天平(感量0.001g),稱量瓶,恆溫水浴,烘箱,樣品篩(60目)。
索氏提取器
索氏提取器

試劑


無水乙醚或低沸點石油醚(A.R.)

操作步驟


1、切片
濾紙切成8cm×8cm,疊成一邊不封口的紙包,用硬鉛筆編寫順序號,按順序排列在培養皿中。將盛有濾紙包的培養皿移入105±2℃烘箱中乾燥2h,取出放入乾燥器中,冷卻至室溫。按順序將各濾紙包放人同一稱量瓶中稱重(記作a)、稱量時室內相對濕度必須低於70%。
2、包裝和乾燥
在上述已稱重的濾紙包中裝入3g左右研細的樣品,封好包口,放入105±2℃的烘箱中乾燥3h,移至乾燥器中冷卻至室溫。按順序號依次放入稱量瓶中稱重(記作b)。
3、抽提
將裝有樣品的濾紙包用長鑷子放入抽提筒中,注入一次虹吸量的1.67倍的無水乙醚,使樣品包完全浸沒在乙醚中。連接好抽提器各部分,接通冷凝水水流,在恆溫水浴中進行抽提,調節水溫在70~80℃之間,使冷凝下滴的乙醚成連珠狀(120~150滴/min或迴流7次/h以上),抽提至抽取筒內的乙醚用濾紙點滴檢查無油跡為止(約需6~12h)。抽提完畢后,用長鑷子取出濾紙包,在通風處使乙醚揮發(抽提室溫以12~25℃為宜)。提取瓶中的乙醚另行回收。
4、稱重
待乙醚揮發之後,將濾紙包置於105±2℃烘箱中乾燥2h,放入乾燥器冷卻至恆重為止(記作c)。

結果與計算


粗脂肪含量(%)=(b-c)/(b-a)×100
式中:a:稱量瓶加濾紙包重(g)
b:稱量瓶加濾紙包和烘乾樣重(g)
c:稱量瓶加濾紙包和抽提后烘乾殘渣重(g)

附註


1.測定用樣品、抽提器、抽提用有機溶劑都需要進行脫水處理。
第一,抽提體系中有水,會使樣品中的水溶性物質溶出,導致測定結果偏高;第二,抽提體系中有水,則抽提溶劑易被水飽和(尤其是乙醚,可飽和約2%的水),從而影響抽提效率;第三,樣品中有水,抽提溶劑不易滲入細胞組織內部,結果不易將脂肪抽提乾淨。
2.試樣粗細度要適宜。
試樣粉末過粗,脂肪不易抽提乾淨;試樣粉末過細,則有可能透過濾紙孔隙隨迴流溶劑流失,影響測定結果。
3.索氏抽提法測定脂肪最大的不足是耗時過長。
如能將樣品先迴流1~2次,然後浸泡在溶劑中過夜,次日再繼續抽提,則可明顯縮短抽提時間。
4.必須十分注意乙醚的安全使用。
抽提室內嚴禁有明火存在或用明火加熱。乙醚中不得含有過氧化物,保持抽提室內良好通風,以防燃爆。乙醚中過氧化物的檢查方法是:取適量乙醚,加入碘化鉀溶液,用力搖動,放置1min,若出現黃色則表明存在過氧化物,應進行處理後方可使用。處理的方法是:將乙醚放入分液漏斗,先以1/5乙醚量的稀KOH溶液洗滌2~3次,以除去乙醇;然後用鹽酸酸化,加入1/5乙醚量的FeSO4Na2SO3溶液,振搖,靜置,分層后棄去下層水溶液,以除去過氧化物;最後用水洗至中性,用無水CaCl2或無水Na2SO4脫水,並進行重蒸餾。

應用舉例


萃取法提取粗咖啡因,粗脂肪酸提取等。

應用


適用範圍
適用於商品糧食、油料中粗脂肪含量的測定。
原理
試劑
無水乙醚(A.R)
海砂
儀器設備
分析天平:感量0.0001 g
索氏抽提器一套(各部件必須洗凈,用105℃溫度烘乾,其中抽提瓶烘至恆重);
試樣製備
禾穀類糧食和豆類(花生除外)分取除去雜質的凈試樣30~50 g,磨碎通過直徑1.0 mm圓孔篩裝入廣口瓶內備用。
操作步驟
預試驗
空白試驗
樣品測定
1 精密稱取2~5g試樣(可取測定水分后的樣品),必要時拌以海砂,全部移入濾紙筒內。
2 將濾紙筒放入脂肪抽提器內,連接已乾燥至恆重的接受瓶,由抽提器抽提冷凝管上端加入無水乙醚或石油醚至瓶內容積的2/3處,於水浴上加熱,使乙醚或石油醚不斷迴流提取,一般抽提6~12小時。
3 取下接受瓶,回收乙醚或石油醚,待接受瓶內乙醚剩1~2ml時在水浴上蒸干,再於95~105℃乾燥2小時,放入乾燥器內冷卻0.5小時后稱量。
工作曲線
結果計算
X1= (m1-m0)/m2 x 100
式中: X1—樣品中脂肪的含量,%
m1—接受瓶和脂肪的質量,g
m0—接受瓶的質量,g
m2—樣品的質量,g
精密度
雙試驗結果允許差:糧食、油料不超過0.4%
參考文獻
GB 5009.6-85 食品中脂肪的測定方法。
注意事項
脂肪廣泛存在於許多植物的種子和果實中,測定脂肪的含量,可以作為鑒別其品質優劣的一個指標。脂肪含量的測定有很多方法,如抽提法、酸水解法、比重法、折射法、電測和核磁共振法等。國內外普遍採用抽提法,其中索氏提取法(Soxhlet extractor method)是公認的經典方法,也是我國糧油分析首選的標準方法。索氏抽提法以索氏提取器為提取儀器,採用低沸點有機溶劑(乙醚或石油醚)迴流抽提,除去樣品中的粗脂肪,以樣品與殘渣重量之差,計算粗脂肪含量。由於有機溶劑的抽提物中除脂肪外,還或多或少含有遊離脂肪酸、甾醇、磷脂、蠟及色素等類脂肪物質,因而抽提法測定的結果只能是粗脂肪。
河南農業大學自2006 年開設農產品標準化與貿易專業以來,農產品中脂肪含量測定實驗一直是本專業的本科生主要實驗之一,結合近年來實驗教學中總結的一些體會,筆者就索氏提取法測定農產品中脂肪含量實驗中試劑選擇、樣品處理、提取等幾個注意事項進行探討。
抽提試劑的選擇
利用相似相溶規律,農產品中脂肪極性一般較小,可採用石油醚或乙醚作為抽提試劑。常見實驗室用石油醚有低沸程(30~60℃)和高低沸程(60~90℃)兩種,一般選用低沸程石油醚為抽提溶劑有利於縮短提取時間。若選擇乙醚為抽提試劑,則必須十分注意乙醚的安全使用。
樣品粉碎度
試樣粗細度要適宜。試樣粉末過粗,脂肪不易抽提乾淨;試樣粉末過細,則有可能透過濾紙孔隙隨迴流溶劑流失,影響測定結果。
實驗中的乾燥處理
測定用樣品、抽提器、抽提用有機溶劑都需要進行脫水處理。這是因為:(1)抽提體系中若有水,會使樣品的水溶性物質溶出,導致測定結果偏高;(2)抽提體系中若有水,則抽提溶劑易被水飽和(尤其是乙醚,可飽和約2%的水),從而影響抽提效率;(3)樣品中若有水,抽提溶劑不易滲入細胞組織內部,結果不易將脂肪抽提乾淨。
抽提過程中注意事項
將裝有樣品的濾紙包用長鑷子放入抽提筒中,注入一次虹吸量的1.67 倍的石油醚,使樣品包完全浸沒在石油醚中。連接好抽提器各部分,接通冷凝水水流,在恆溫水浴中進行抽提,調節水溫在70~80℃之間,使冷凝下滴的乙醚成連珠狀(120~150 滴/min 或迴流7 次/h 以上),抽提至抽取筒內的乙醚用濾紙點滴檢查無油跡為止(約需6~12h)。抽提完畢后,用長鑷子取出濾紙包,在通風處使乙醚揮發(抽提室溫以12~25℃為宜)。提取瓶中的乙醚另行回收。
其他方面
(1)索氏抽提法測定脂肪最大的不足是耗時過長,如能將樣品先迴流1~2 次,然後浸泡在溶劑中過夜,次日再繼續抽提,則可明顯縮短抽提時間。
(2)若實驗中樣品較多的話,可採用容量更大的YG- Ⅱ型油分測定器來測定脂肪含量,溫度控制在70℃左右,8h 可提取完畢。