FAT ANALYSIS · CH17
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NIELSEN'S FOOD ANALYSIS · CHAPTER 17

油脂分析

Fat Analysis
食品分析　·　3 小時課程　·　含 5 個互動小遊戲
溶劑萃取 · 水解 · GC · 非溶劑濕式 · 儀器法
先想一想
一塊餅乾，到底有多少油？

營養標示上的「脂肪 14.3 g」是怎麼量出來的？
油脂無法用秤直接挑出來——必須靠它的化學性質把它「抓」出來。

營養標示品質管制 法規符合產品識別
17.1.4 為什麼重要

為什麼要分析油脂

🏷️
營養標示
法規要求標示脂肪含量，量錯就違規
✅
品質管制
確認符合產品規格與製造標準
🔬
產品識別
判定是否為標示的食品、是否摻假
量測不準會代價高昂——可能做出品質不良、功能不符的產品。
17.1.1 定義

脂質到底是什麼？

  • 以溶解度定義：溶於乙醚、氯仿等有機溶劑，但幾乎不溶於水
  • 脂肪 (fats)：室溫下為固態（多來自動物）
  • 油 (oils)：室溫下為液態（多來自植物）
  • 三者常互通使用，主成分都是三酸甘油酯
FDA 法規定義（營養標示用）
總脂肪 = C4–C24 脂肪酸的總和，以三酸甘油酯計算。
Total fat = Σ (FA, C4–C24) as TAG
17.1.2 分類

脂質的三大分類

🧈
簡單脂質
脂肪酸與醇的酯類
例：油脂、蠟
🧬
複合脂質
除醇外還含其他基團
例：磷脂質、腦苷脂、鞘脂
⚗️
衍生脂質
由前兩者衍生
例：脂肪酸、固醇、脂溶性維生素

下一頁玩個小遊戲，把例子拖進正確的分類 →

17.1.3 食物中的含量

食物裡多少油？範圍超大

資料：USDA FoodData Central (2023)，% 脂肪（濕基）。從油品 ~94% 到水果 <1%。
核心命題
溶解度，是一切萃取的根基

脂質溶於有機溶劑、不溶於水——
這個性質就是把油脂從蛋白質、水、碳水中分離出來的關鍵。

% 脂肪 (乾基) = 樣品中脂肪克數乾燥樣品克數 × 100
小遊戲 ① 脂質分類配對0 / 8
點一張卡片，再點正確的分類桶。把 8 個例子分到三大類！
方法全覽

三大方法家族

🧪
溶劑萃取法
Goldfisch、Soxhlet、Mojonnier、酸水解、氯仿-甲醇、GC
🥛
非溶劑濕式法
Babcock、Gerber——乳品專用，用 H₂SO₄ 消化
📡
儀器分析法
IR/NIR、NMR、X-ray、ASE、SFE——快速、非破壞
沒有「萬用」單一方法——選對方法取決於樣品種類與脂質型態。
17.2.2 樣品前處理

萃取前，先做三件事

1️⃣
預乾燥
水分阻礙乙醚穿透；先除水才能有效萃取
2️⃣
粒徑縮小
研磨增加表面積；堅果可液態氮冷凍後磨碎
3️⃣
水解釋放
酸/鹼水解打斷脂質與蛋白、碳水的鍵結
關鍵概念：許多食物的脂質與蛋白質/碳水結合，直接用溶劑萃取會「少算」。
17.2.3 溶劑選擇

乙醚 vs 石油醚

性質乙醚 Ethyl ether石油醚 Petroleum ether
沸點34.6 °C35–38 °C
溶脂能力較佳（含極性脂質）較選擇性（偏疏水脂質）
吸濕性高（會吸水）低
易燃/爆炸高、會生過氧化物較低
價格較貴較便宜
理想溶劑：高溶脂力、不溶蛋白/胺基酸/碳水、易揮發無殘留。常合併使用 2–3 種。
小遊戲 ② 溶劑特性即時測驗0 / 4
17.2.4 連續式

連續式萃取：Goldfisch

冷凝管 陶瓷套筒樣品懸於上方 溶劑連續滴流 沸騰瓶 加熱
  • 溶劑從沸騰瓶蒸發，連續滴流過懸於上方的樣品套筒
  • 以樣品失重或脂肪增重計算脂肪含量
  • 速度快、效率高
  • 缺點：易發生 channeling（溝流）→ 萃取不完全
火災風險高，許多實驗室已停用；此處作為與半連續/不連續法的對照。
17.2.5 半連續式

Soxhlet：實驗室主力

冷凝管Condenser 萃取室套筒 thimble + 樣品 虹吸管siphon 沸騰瓶溶劑 solvent 加熱 heater
  • 溶劑在萃取室累積浸泡樣品 5–10 分鐘，再虹吸回沸騰瓶
  • 有浸泡效應、不會 channeling
  • 萃取時間通常 16 小時
  • AOAC 948.22（堅果）、960.39（肉品）
樣品含水 >10% 要先在 95–100 °C、≤100 mmHg 乾燥約 5 小時（AOAC 934.01）。
Soxhlet 操作

六個步驟

1
乾燥磨碎
樣品乾燥、研磨成適當粒徑
2
秤入套筒
精秤樣品放進纖維素套筒
3
裝入裝置
套筒置於萃取室，接沸騰瓶
4
加熱萃取
溶劑回流、浸泡、虹吸 16 h
5
蒸發溶劑
移除溶劑，留下脂肪
6
秤重計算
重量法求 % 脂肪
小遊戲 ③ 萃取法分類0 / 5
這些方法屬於 連續 / 半連續 / 不連續？點方法卡，再點分類桶。
17.2.6 不連續式

為什麼要水解？

很多食物的脂質與蛋白、碳水結合，
不先水解就直接萃取會嚴重低估。

  • 乾蛋：酸水解 42.4% vs 不水解 36.7%
  • 麵粉、酵母、麵條同樣明顯偏低
Table 17.3：酸水解 vs 不水解的脂肪回收率（%）
水解兩種路線

酸水解 vs 鹼水解

🥛
鹼水解 (Mojonnier)
氨沉澱蛋白後萃取；乳品標準法，範圍較窄。AOAC 905.02 / 989.05
🌾
酸水解
用 HCl 消化、打斷共價與離子鍵結；適用範圍廣（蛋、麵粉、麵包）。不適生黃豆
兩者都是先水解釋放結合脂質，再用乙醚+石油醚萃取，重量法定量。
17.2.6.3 氯仿-甲醇法

Folch / Bligh-Dyer

  • Folch：適用小樣品
  • Bligh-Dyer：適用高水分大樣品，省溶劑
  • 加 0.88% KCl 使溶液分兩相：上層水相、下層氯仿相（含脂質）
  • 常用於萃取後做脂肪酸組成分析
⚠️ 氯仿與甲醇毒性高，須在通風櫃操作。會測到所有脂溶性物質（非僅 TAG）。
17.2.7 營養標示

GC 法測「總脂肪」

  • FDA 定義的總脂肪 = 各脂肪酸總和（以 TAG 計）
  • 脂肪酸轉成脂肪酸甲酯 (FAME)，用 GC 分離定量
  • 對內標定量；AOAC 996.06
  • 反式脂肪也能一併定量
這是現代營養標示的法定方法——只測「真正的脂肪酸」，不含其他脂溶性物質。GC 原理見第 14 章。
GC 法流程

從樣品到總脂肪

1·2
加抗氧化劑+內標
焦性沒食子酸防氧化；加二十一酸甲酯內標
3·4
水解 + 萃取
酸/鹼水解後，乙醚/石油醚萃取脂肪
5·6·7
甲基化→GC→加總
BF₃/甲醇 → FAME → GC 分離定量 → 加總

下一頁把這 7 個步驟排出正確順序 →

小遊戲 ④ GC 流程排序— / 7
用 ▲▼ 把 GC 測總脂肪的 7 個步驟排成正確順序。
17.3 非溶劑濕式法

Babcock 法（乳品）

脂肪柱讀體積 % Babcock測試瓶 H₂SO₄ 消化蛋白
  • 加 H₂SO₄ 消化蛋白、產熱、釋放脂肪
  • 離心 + 加熱水，把脂肪擠到刻度頸部
  • 體積法讀數（但以 % 脂肪表示）
  • 約 45 分鐘；AOAC 989.04（牛奶）
不測磷脂質；含巧克力或加糖產品會焦化，需改良。
17.3.2 Gerber 法

Gerber：更簡單快速

🧪
原理
類似 Babcock，但用 H₂SO₄ + 戊醇 (amyl alcohol)。AOAC 2000.18
✨
優點
戊醇防止糖焦化；比 Babcock 簡單快速，歐洲較常用
Babcock 與 Gerber 都是體積法，都是乳品專用、原本為乳業開發。
17.4 儀器分析法

快速、非破壞的選擇

📡
IR / NIR
吸收 5.73 µm；NIR 預測法
🧲
NMR
脈衝 NMR，測固脂含量
☢️
X-ray
肉品含脂量，可線上量測
⚡
ASE
加速溶劑萃取，<20 min
💨
SFE
超臨界 CO₂，綠色環保
⚖️
共同點
需對標準法建檢量線
兩種代表性儀器

紅外線 與 NMR

📡
紅外線 IR / NIR
脂肪在 5.73 µm 吸收；吸收越多脂肪越多。NIR 是預測法，需大量標準資料建模並持續驗證（AOAC 2007.04）
🧲
核磁共振 NMR
低解析脈衝 NMR 測總脂；非破壞、快速、高自動化。也能測固脂含量曲線（AOAC 2008.06）
儀器法快又方便，但都是估計值，必須先用標準萃取法校正。
17.5 方法比較

一張表選對方法（點欄位可排序）

方法 ⇅ 量測 ⇅ 速度 ⇅ 主要應用 ⇅
速度：★ 越多越快。整合自 Table 17.4 / 17.5。
方法選擇

怎麼選？跟著決策樹走

這是什麼樣的樣品? 選擇油脂分析方法 乳品? Babcock / Gerber H₂SO₄ 體積法 快速、乳品專用 結合脂質? 酸 / 鹼水解 麵粉、蛋、乳品 先釋放再萃取 營養標示? GC 法 FAME · AOAC 996.06 FDA 定義的總脂肪 一般乾樣? Soxhlet 穀物、堅果、肉 半連續·主力方法

下一頁實戰：給你一個食物，選出最合適的方法 →

小遊戲 ⑤ 決策挑戰0 / 5
17.8 計算

乾基 vs 濕基（範例詳解）

半濕食物 10 g，水分 25%。乾燥後測得脂肪 13.5%（乾基）。求原食物的脂肪 %？
  • 乾重 = 10 × (1−0.25) = 7.5 g
  • 脂肪 = 7.5 × 13.5% = 1.0125 g
  • 原食物脂肪 = 1.0125 / 10 = 10.125%
% 脂肪(濕基) = 乾重 × 乾基%原樣品重

換你算下一頁的冰淇淋題 →

小遊戲 ⑥ 計算闖關未作答
10.00 g 冰淇淋用 Mojonnier 法。第二、三次萃取的脂肪分別為 1.21 g 與 1.24 g。第三次萃取佔總量的百分比是多少？
%
重點整理

今天的五個關鍵

  • 溶解度是油脂萃取的根基
  • 樣品前處理：乾燥、磨碎、水解釋放結合脂質
  • 溶劑萃取：連續(Goldfisch)／半連續(Soxhlet)／不連續(Mojonnier、酸水解、氯仿-甲醇)
  • 營養標示用 GC 法（FAME, AOAC 996.06）
  • 乳品用 Babcock / Gerber（體積法）；儀器法快但需校正
選方法＝看樣品種類 × 脂質型態 × 用途（標示？品管？研究？）。
自我檢核

今天結束，你應該會…

點一下打勾——確認自己真的會了。

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把油脂分析
用起來

📌 課後練習：Study Questions 1–10、Practice Problems 1–2
🔜 銜接章節：蛋白質分析 (Ch18)、碳水化合物分析 (Ch19)
🧪 思考：你實驗室的樣品，會選哪一種方法？為什麼？
Soxhlet水解 GC / FAMEBabcockNIR