食品检测

膳食纤维作为人体必需的第七大营养素，对肠道健康、血糖调控等具有关键作用。准确测定总膳食纤维（TDF）及可溶性膳食纤维（SDF）的含量，是食品营养评价、产品研发及质量控制的核心环节。本文围绕两类膳食纤维的测定方法展开，详细解析各方法的原理、操作要点及适用场景。

总膳食纤维与可溶性膳食纤维的定义及分离逻辑

膳食纤维是一类不能被人体小肠消化酶分解的多糖及木质素的总称，根据水溶性差异可分为总膳食纤维（TDF）、可溶性膳食纤维（SDF）与不可溶性膳食纤维（IDF），其中TDF=SDF+IDF。分离SDF与IDF的核心逻辑是“特定条件下的溶解性”——通常以水或缓冲液为溶剂，在40~60℃条件下搅拌，能溶解的组分即为SDF，剩余不溶物为IDF。

需注意的是，这种溶解性并非绝对，而是受pH、温度及共存物质影响。例如，果胶在酸性条件下溶解性降低，而β-葡聚糖在热水中溶解性更好。因此，测定前需明确“可溶性”的定义（如AOAC标准中的“在pH7.0、60℃条件下可溶于水”），确保分离结果的一致性。

TDF的测定需同时涵盖SDF与IDF，因此方法设计需兼顾“去除非膳食纤维成分”与“回收所有膳食纤维组分”；而SDF的测定则需先去除IDF，再针对可溶性部分进行纯化与定量。

总膳食纤维的经典测定方法——酶重量法

酶重量法是AOAC（美国官方分析化学家协会）与ISO（国际标准化组织）推荐的TDF标准方法（如AOAC 991.43、ISO 13875），其核心原理是通过三步酶解去除样品中的淀粉、蛋白质等非膳食纤维成分，再通过乙醇沉淀回收可溶性膳食纤维，最终以重量法计算总含量。

具体操作步骤分为四部分：1、样品前处理：高脂肪样品需用乙醚脱脂（避免干扰过滤），干燥后粉碎至40目（保证酶解充分）；2、酶解：首先加入热稳定α-淀粉酶（95~100℃，30分钟）分解淀粉，冷却后用氢氧化钠调pH至7.5，加入蛋白酶（60℃，30分钟）分解蛋白质，再用盐酸调pH至4.5，加入葡萄糖苷酶（60℃，30分钟）分解残留的非膳食纤维多糖；3、乙醇沉淀：酶解液冷却至室温后，加入4倍体积的95%乙醇（最终浓度约80%），静置1小时使SDF沉淀；4、过滤与校正：用预称重的玻璃坩埚过滤混合液，收集残渣（IDF+SDF沉淀），依次用70%乙醇、95%乙醇与丙酮洗涤（去除残留乙醇与杂质），105℃干燥2小时称重，再经550℃灰化3小时（去除矿物质）与凯氏定氮（去除蛋白质）校正，最终TDF含量=（残渣重量-灰分重量-蛋白质重量）/样品重量×100%。

该方法的优势在于准确性高，能有效去除淀粉、蛋白质等干扰物，适用于绝大多数食品（如谷物、果蔬、乳制品）。但缺点也较明显：操作步骤繁琐（需3~4小时）、耗时久，且对实验室设备（如恒温水浴锅、马弗炉）要求较高。

需注意的关键要点：酶的活性需提前验证（如α-淀粉酶需能完全分解可溶性淀粉）；乙醇沉淀时需缓慢加入，避免局部浓度过高导致沉淀不均；过滤时需控制真空度（避免残渣穿滤）。

可溶性膳食纤维的分离与测定——酶重量法的衍生应用

酶重量法不仅能测TDF，也能同步分离SDF：在酶解后的步骤中，上清液经乙醇沉淀得到的沉淀即为SDF，而过滤后的残渣为IDF。若需单独测定SDF，可调整步骤：先将样品用中性洗涤剂（含CTAB）处理，过滤去除IDF，取滤液进行酶解（去除淀粉、蛋白质），再用乙醇沉淀SDF，干燥称重即可。

单独测SDF的操作要点：1、IDF的去除：用中性洗涤剂溶液（0.5% CTAB、0.18M EDTA、0.03M Na₂B₄O₇·10H₂O，pH7.0）煮沸样品30分钟，用玻璃纤维滤膜过滤，滤液即为含SDF的溶液；2、酶解纯化：滤液冷却后，按酶重量法的步骤加入α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶，去除非膳食纤维成分；3、乙醇沉淀：加入80%乙醇沉淀SDF，静置过夜（或1小时）确保沉淀完全；4、干燥与校正：过滤后用乙醇洗涤，105℃干燥，同样需灰化与凯氏定氮校正。

该方法的优势是与TDF测定方法一致，结果具有可比性，适用于需要同时测TDF与SDF的样品。但需注意：中性洗涤剂处理时需避免过度煮沸（防止SDF降解）；乙醇沉淀时温度需控制在室温（高温会降低沉淀效率）。

例如，测定苹果中的SDF：苹果样品粉碎后，用中性洗涤剂煮沸30分钟，过滤去除苹果渣（IDF），滤液加淀粉酶分解淀粉，蛋白酶分解蛋白质，葡萄糖苷酶分解果胶以外的多糖，然后加乙醇沉淀，得到的沉淀即为苹果中的SDF（主要是果胶）。

化学法测定——中性洗涤剂法与酸性洗涤剂法的互补

化学法以洗涤剂的溶解性差异为基础，常用的有中性洗涤剂法（NDF）与酸性洗涤剂法（ADF），主要用于饲料与谷物中膳食纤维的测定，也可辅助分离SDF。

中性洗涤剂法（AOAC 973.18）：用含十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的中性溶液（pH7.0）处理样品，溶解细胞内容物（如淀粉、蛋白质、脂肪），不溶的残渣为NDF（IDF+木质素），滤液中的可溶性部分即为SDF，但需进一步酶解去除非膳食纤维成分才能得到纯SDF。该方法的优点是快速（1~2小时），缺点是滤液中SDF纯度低。

酸性洗涤剂法（AOAC 973.19）：用含CTAB的酸性溶液（pH2.0）处理样品，溶解半纤维素与细胞内容物，不溶的残渣为ADF（纤维素+木质素）。NDF与ADF的差值即为半纤维素（属于IDF的一部分），可辅助分析膳食纤维的组分。

化学法的适用场景：饲料行业中快速测定膳食纤维总量（NDF），或分析谷物中的纤维素、半纤维素含量。但对于食品中的SDF测定，需与酶法结合，否则会因滤液中含非膳食纤维成分（如可溶性淀粉）导致结果偏高。

色谱法——精准定量的现代技术

对于需要精准测定膳食纤维组分（如β-葡聚糖、果胶、菊粉）的场景，色谱法（如高效液相色谱HPLC、离子色谱IC）是更优选择。其原理是将膳食纤维酸水解为单糖（如葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸），通过色谱分离单糖，再根据单糖组成计算膳食纤维含量。

HPLC测定SDF的步骤：1、SDF分离：按酶重量法分离得到SDF；2、酸水解：将SDF用2M三氟乙酸（TFA）在121℃水解2小时，得到单糖溶液；3、色谱分离：用氨基柱（如Luna NH₂），流动相为乙腈-水（75:25），流速1.0mL/min，示差折光检测器（RID）检测；4、定量：用标准单糖（葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸）的校准曲线计算各单糖含量，再乘以聚合度系数（如β-葡聚糖的聚合度约100，即单糖含量×100/162，162为葡萄糖的分子量）得到SDF含量。

色谱法的优势：能精准测定膳食纤维的具体组分（如知道SDF中果胶占多少，β-葡聚糖占多少），结果重复性好；缺点是成本高（需HPLC仪器与标准品）、步骤多（水解与衍生化），适用于研发场景（如膳食纤维补充剂的组分分析）。

需注意的要点：酸水解的条件需优化（如TFA浓度、水解时间），避免单糖降解；若用紫外检测器，需将单糖衍生为有紫外吸收的物质（如苯甲酰化）；色谱柱的选择需匹配单糖类型（如酸性单糖用离子交换柱）。

测定中的常见干扰与解决策略

膳食纤维测定中常见的干扰因素包括：淀粉残留、蛋白质残留、脂肪干扰、非膳食纤维多糖。需针对性解决：

1、淀粉残留：若α-淀粉酶活性不足，会导致淀粉未完全分解，残留淀粉会被乙醇沉淀计入结果。解决方法：提前用可溶性淀粉验证酶活性（酶解后碘液检测无蓝色）；增加酶用量（原用量的1.5倍）。

2、蛋白质残留：蛋白酶未完全分解蛋白质，残留蛋白质会被过滤到残渣中。解决方法：调整蛋白酶pH至7.5~8.0（符合最适pH）；延长作用时间至60分钟。

3、脂肪干扰：高脂肪样品（如坚果）中的脂肪会包裹膳食纤维，阻碍酶解。解决方法：用乙醚脱脂（样品与溶剂比例1:5，超声10分钟，重复2次）；脱脂后用无水硫酸钠干燥。

4、非膳食纤维多糖干扰：如麦芽糊精（淀粉水解物）会被误计入SDF。解决方法：增加葡萄糖苷酶用量；酶解后用血糖仪检测滤液葡萄糖含量，若含量高则重新处理。

不同方法的适用场景总结

选择测定方法需结合样品类型、测定目的与实验室条件：1、食品标签声称（常规质量控制）：优先选酶重量法（AOAC标准，结果权威）；2、生产线快速筛查：选近红外光谱法（NIR，需校准）或中性洗涤剂法（快速）；3、研发组分分析（如膳食纤维补充剂）：选色谱法（HPLC/IC，精准测组分）；4、同时测TDF与SDF：选酶重量法的衍生步骤（同步分离）。

例如，乳制品企业测酸奶中的TDF与SDF：用酶重量法，因酸奶脂肪含量低，酶解容易，结果符合国标；膳食纤维补充剂企业测β-葡聚糖含量：用HPLC法，需精准组分数据用于产品宣传。

需注意的是，不同方法结果可能有差异（如酶重量法测的TDF比化学法高，因包含SDF），报告结果时需注明所用方法（如“TDF含量按AOAC 991.43测定为5.2%”）。