常用的纤维素测定方法及其缺点

纤维素是地球上最丰富的有机物质，是植物性食品的主要成分之一，尤其在谷类、豆类、水果、蔬菜中含量较高。食品的纤维在化学上不是单一组分的物质，而是包括多种成分的混合物，其组成十分复杂，且随食品的来源、种类而变化。纤维是人类膳食中不可缺少的重要物质之一，在维持人体健康、预防疾病方面有着独特的作用，已日益引起人们的重视。人类每天要从食品中摄入一定量（8～12g）纤维才能维持人体正常的生理代谢功能。在食品生产和食品开发中，常需要测定纤维的含量，它也是食品成分全分析项目之一，对于食品品质管理和营养价值的评定具有重要意义。

食品中纤维的测定提出最早、应用最广泛的是粗纤维测定法。此外，还有中性洗涤纤维法、酸性洗涤纤维法、酶解重量法等分析方法。这些方法各有优、缺点，下面主要介绍两种常用的纤维素的测定方法。

（一）粗纤维的侧定——重量法

1.原理

在热的稀硫酸作用下，样品中的糖、淀粉、果胶等物质经水解而除去，再用热的氢氧化钾处理，使蛋白质溶解，脂肪皂化而除去。然后用乙醇和乙醚处理以除去单宁、色素及残余的脂肪，所得的残渣即为粗纤维，如其中含有无机物质，可经灰化后扣除。

该法操作简便、迅速，适用于各类食品，是测定纤维的标准分析方法。目前，我国的食品成分表中“纤维”一项的数据都是用此法测定的，但该法测定结果粗糙，重现性差，是此法的最大缺点。

2.仪器和试剂

（1）仪器沸水浴回流装置、亚麻布、G2垂熔坩埚或G2垂熔漏斗、烘箱、高温炉（不全）。

（2）试剂。1.25%硫酸；1.25%氢氧化钾。

3.操作步骤

（1）取样。

①干燥样品：如粮食、豆类等，称取经磨碎过24目筛的均匀的样品5.0g，置于500mL锥形瓶中。

②含水分较高的样品：如蔬菜、水果、薯类等，先加水打浆，记录样品重量和加量，称取相当于5.0g干燥样品的量，加1.25%硫酸适量，充分混合，用亚麻布滤，残渣移入500mL锥形瓶中。

（2）酸处理。于锥形瓶中加入200mL煮沸的1.25%硫酸，装上回流装置，加使之微沸，回流30min，每隔5min摇动锥形瓶1次，以充分混合瓶内物质，取下形瓶，立即用亚麻布过滤，用热水洗涤至洗液不呈酸性（以甲基红为指示剂）。

（3）碱处理。用20mL煮沸的1.25%氢氧化钾溶液将亚麻布上的存留物洗入原锥形瓶中，加热至沸，回流30min。取下锥形瓶，立即用亚麻布过滤，以沸水洗至洗液不呈碱性（以酚酞为指示剂）。

（4）干燥。用水把亚麻布上的残留物洗入100mL烧杯中，然后转移到已干燥至恒重的G2垂熔坩埚或G2垂熔漏斗中，抽滤，用热水充分洗涤后，抽干，再依次用乙醇、乙醚洗涤1次。将坩埚和内容物在105℃烘箱中烘干至恒重。

（5）灰化若样品中含有较多无机物质，可用石棉坩埚代替垂熔坩埚过滤，烘干称重后，移入550℃高温炉中灼烧至恒重，置于干燥器内，冷却至室温后称重，灼烧前后的重量之差即为粗纤维的量。

4.结果计算

式中：G——残余物的质量（或经高温灼烧后损失的质量），g；

m——样品质量，g。

5.说明及注意事项

（1）样品中脂肪含量高于1%时，应先用石油醚脱脂，然后再测定，如脱脂不足，结果将偏高。

（2）酸、碱处理时，如产生大量泡沫，可加入2滴硅油或辛醇消泡剂来消泡。

（3）本法测定结果的准确性取决于操作条件的控制：样品的细度、加热回流时间、沸腾的状态及过滤时间等因素都将对测定结果产生影响。样品粒度过大影响消化，结果偏高；粒度过细则会造成过滤困难。沸腾不能过于剧烈，以防止样品脱离液体，附于液面以上的瓶壁上。过滤时间不能太长，一般不超过10min，否则应适量减少称样量。

（4）用亚麻布过滤时，由于其孔径不稳定，结果出入较大，最好采用200目尼龙筛绢过滤，既耐较高温度，孔径又稳定，本身不吸留水分，洗残渣也较容易。

（5）恒重要求：烘干＜0.2mg，灰化＜0.5mg。

（6）在这种方法中，纤维素、半纤维素、木质素等食物纤维成分都发生了不同程度的降解，且残留物中还包含了少量的无机物、蛋白质等成分，故测定结果称为“粗纤维”。

（二）中性洗涤纤维（NDF）的侧定（不溶性膳食纤维）

鉴于粗纤维测定方法的诸多缺点，近几十年来各国学者对食物纤维的测定方法进行了广泛的研究，1963年提出了中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的观点及相应的测定方法，试图用来代替粗纤维指标。目前，有的国家已把NDF和ADF列为营养分析的正式指标之一。本法适用于谷物及其制品、饲料、果蔬等样品，对于蛋白质、淀粉含量高的样品，易形成大量泡沫，黏度大，过滤困难，使此法应用受到限制。本法设备简单、操作容易、准确度高、重现性好。所测结果包括食品中全部的纤维素、半纤维素、木质素，最接近于食品中膳食纤维的真实含量，但不包括水溶性非消化性多糖，这是此法的最大缺点。

1.原理

样品经热的中性洗涤剂浸煮后，残渣用热蒸馏水充分洗涤，除去样品中游离淀粉、蛋白质、矿物质，然后加入α-淀粉酶溶液以分解结合态淀粉，再用蒸馏水、丙酮洗涤，以除去残存的脂肪、色素等，残渣经烘干，即为中性洗涤纤维（不溶性膳食纤维）。

2.仪器和试剂(www.xing528.com)

（1）仪器。

①提取装置：由带冷凝器的300mL锥形瓶和可将100mL水在5～10min内由25℃升温到沸腾的可调电热板组成。

②玻璃过滤坩埚（滤板平均孔径40～90μm）。

③抽滤装置：由抽滤瓶、抽滤架、真空泵组成。

（2）试剂。

①中性洗涤剂溶液。

a.将18.61gEDTA和6.81g四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）用250mL水加热溶解。

b.另将30g十二烷基硫酸钠和10mL2-乙氧基乙醇溶于200mL热水中，合并于a液中。

c.把4.56g磷酸氢二钠溶于150mL热水，并入a液中。

d.用磷酸调节混合液pH值至6.9～7.1，最后加水至1000mL，此液使用期间如有沉淀生成，需在使用前加热到60℃，使沉淀溶解。

②十氢钠（萘烷）。

③α-淀粉酶溶液：取0.1mol/LNa2HPO4和0.1mo1/LNaH2PO4溶液各500mL混匀，配成磷酸盐缓冲液。称取12.5mgα-淀粉酶，用上述缓冲溶液溶解并稀释到250mL。

④丙酮。

⑤无水亚硫酸钠。

3.操作步骤

（1）将样品磨细使之通过20～40目筛：精确称取0.500～1.000g样品，放入300mL锥形瓶中，如果样品中脂肪含量超过10%，按每克样品用20mL石油醚，提取3次。

（2）依次向锥形瓶中加入100mL中性洗涤剂、2mL十氢钠和0.05g无水亚硫酸钠，加热锥形瓶使之在5～10min内沸腾，从微沸开始计时，准确微沸1h。

（3）把洁净的玻璃过滤器在110℃烘箱内干燥4h，放入干燥器内冷却至室温，称重。将锥形瓶内全部内容物移入过滤器，抽滤至干，用不少于300mL的热水（100℃）分3～5次洗涤残渣。

（4）加入5mLα-淀粉酶溶液，抽滤，以置换残渣中水，然后塞住玻璃过滤器的底部，加20mL淀粉酶液和几滴甲苯（防腐），置过滤器于（37±2）℃培养箱中保温1h。取出滤器，取下底部的塞子，抽滤，并用不少于500mL热水分次洗去酶液，最后用25mL丙酮洗涤，抽干滤器。

（5）置滤器于110℃烘箱中干燥过夜，移入干燥器冷却至室温，称重。

4.结果计算

式中：m0——玻璃过滤器质量，g；

m1——玻璃过滤器和残渣质量，g；

m——样品质量，g。

5.说明及注意事项

（1）中性洗涤纤维相当于植物细胞壁，它包括了样品中全部的纤维素、半纤维素、木质素、角质，因为这些成分是膳食纤维中不溶于水的部分，故又称为“不溶性膳食纤维”。由于食品中可溶性膳食纤维（来源于水果的果胶、某些豆类种子中的豆胶、海藻的藻胶、某些植物的黏性物质等可溶于水，称为水溶性膳食纤维）含量较少，所以中性洗涤纤维接近于食品中膳食纤维的真实含量。

（2）这里介绍的是美国谷物化学家协会（AACC）审批的方法。

（3）样品粒度对分析结果影响较大，颗粒过粗时结果偏高，而过细时又易造成滤板孔眼堵塞，使过滤无法进行。一般采用20～30目为宜，过滤困难时，可加入助剂。

（4）十氢钠是作为消泡剂，也可用正辛醇，但测定结果精密度不及十氢钠。

（5）测定结果中包含灰分，可灰化后扣除。

（6）中性洗涤纤维测定值高于粗纤维测定值，且随食品种类的不同，两者的差异也不同，实验证明，粗纤维测定值占中性洗涤纤维测定值的百分比：谷物为13%～27%；干豆类为35%～52%；果蔬为32%～66%。