CN110806363A - 一种测试水生生物体内脂肪含量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，包括组织匀浆与试剂输送系统、过滤与萃取系统、加热与试剂回收系统、称量系统和自动控制屏显系统，以及通过该装置测试水生生物体内脂肪含量的方法。本发明一改以往高昂的仪器设备费用和以往耗时、繁琐的脂肪提取方法，为确定水生生物体内脂肪含量提供了技术支持。

Description

一种测试水生生物体内脂肪含量的装置及方法

技术领域

本发明涉及人体健康水环境质量基准制定技术领域，更具体的说是涉及一种测试水生生物体内脂肪含量的装置及方法。

背景技术

淡水水生生物体内脂肪中含有大量营养价值高的不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸具有调节血脂，清理血栓及抗炎等多种生理功能，还可以补脑健脑和增强机体免疫力等；增加水生生物脂肪的摄入，可促进生长发育，减少疾病的发生，有利于人体健康的发展。然而，污染物特别是非离子性有机物容易在水生生物脂肪中富集和累积，因此，伴随着水生生物脂肪的摄入，其中的各类污染物质也被摄入到人体中。

随着生活水平的提高，人们对饮食营养健康方面越来越重视，对含有脂肪的水生生物摄食的需求越来越大，相对应的污染物的摄入风险也越来越高。因此，我国开展了保护人体健康的水质基准的研究和制定工作，并颁布了国家标准，然而在人体健康基准所涉及的食用水生生物的脂肪含量参数方面，还缺乏直接相关的各类水生生物的脂肪含量参数、测试方法和测试装置。同时，水生生物体内脂肪受到多种因素的影响，不仅与地理位置有关，也与食性、季节、气候变化、鱼的种类有关，因此为了制定人体健康基准，需要各个地区的水生生物脂肪含量的数据，也需要开展大量的水生生物脂肪含量的测试工作。

因此，如何提供一种方便快捷并且简单高效的测试水生生物体内脂肪含量的装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明一改以往高昂的仪器设备费用和以往耗时，繁琐的脂肪提取方法，提供了一种全自动测试水生生物体内脂肪含量的装置，为确定水生生物体内脂肪含量提供了基础。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，包括

组织匀浆与试剂输送系统，所述组织匀浆与试剂输送系统包括试剂存储装置、匀浆机和感应式水分测定仪，所述试剂存储装置通过管道与所述匀浆机连通，并且所述感应式水分测定仪位于所述匀浆机内；

过滤与萃取系统，所述过滤与萃取系统包括多孔漏斗和分液漏斗，所述多孔漏斗位于所述匀浆机的底部，并且所述分液漏斗与所述多孔漏斗的出液口连接；

加热与试剂回收系统，所述加热与试剂回收系统包括萃取杯、试剂回收装置，加热装置和冷凝装置，所述萃取杯位于所述分液漏斗的出液口，并且所述萃取杯通过管道与所述试剂回收装置连接，所述试剂回收装置与所述试剂存储装置相连通；

称量系统，所述称量系统用于生物体和所述萃取杯的称重；

和自动控制屏显系统，所述自动控制屏显系统用于设定整个系统所需参数及具体操作流程，并且用于接收和显示测定结果。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，所述试剂存储装置由三个存储瓶组成，分别用于存储蒸馏水、氯仿和甲醇，并且三个所述存储瓶均通过管道连通至所述匀浆机。

上述技术方案的有益效果是：所述试剂存储装置中还可以根据实际情况替换为乙醚或者石油醚等其他溶剂，在标准试剂(即蒸馏水、氯仿和甲醇) 条件下，不需要对系统进行设置，可自动完成测试，而用其他试剂时，需要通过自动控制屏显系统重新设置后完成测试。选择这三种试剂的提取效果更好，脂肪提取的更加干净，减少了脂肪损失。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，管道位于所述匀浆机的一端设置有喷头，并且所述喷头连接有三个通过阀门控制的导管，分别对应三个存储瓶。

上述技术方案的有益效果是：根据设置的液体加入体积，喷头会根据设定的实验所加溶剂比例向匀浆机中喷出相应的溶剂量，冲洗匀浆机的四壁及底部。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，所述匀浆机内设置有搅拌刀头。

上述技术方案的有益效果是：搅拌刀头根据实验对鱼体进行搅拌，并且搅拌刀头的转速可以通过系统设置进行调整。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，所述感应式水分测定仪的探头放置于所述搅拌刀头底部的中间位置，并且探头依附于所述搅拌刀头固定。

上述技术方案的有益效果是：随着搅拌刀头的转动，感应式水分测定仪的探头会自动伸向水生生物组织，检测水生生物组织的水分，并显示于自动控制屏显系统上。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，所述匀浆机底部由两个不锈钢半圆组成，并且两个不锈钢半圆的开闭是由系统控制自动实现的。

上述技术方案的有益效果是：匀浆完毕后，两个半圆根据电信号自动向两侧分离，水生生物组织及液体会流入底部的过滤与萃取系统的漏斗中，两个半圆随即关闭。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的装置中，所述分液漏斗的玻璃活塞处设置有用于控制分液漏斗开关的传感器和用于检测液体变换的检测棒。

上述技术方案的有益效果是：分液漏斗将氯仿和甲醇分为两层，玻璃活塞根据传感器可以控制分液漏斗的开关，检测探头可以检测两种液体的变换，当下部液体流入萃取杯中流完，出现甲醇液体时，玻璃活塞自动关闭，当对萃取杯称量后，玻璃塞自动打开放出甲醇。

本发明还公开了一种测试水生生物体内脂肪含量的方法，包括以下步骤：

(1)将经过处理的水生生物组织放入称量系统中对其进行称量，称量数值显示于所述自动控制屏显系统中生物体体重的位置；

(2)将水生生物组织送入匀浆机中，根据自动控制屏显系统设定参数，并通过自动控制屏显系统控制打开感应式水分测定仪来测定水生生物组织本身的含水率，进而根据水生生物组织的重量与含水率自动计算出出水生生物的含水量；

(3)根据水生生物的含水量在匀浆机中加入蒸馏水、氯仿和甲醇进行匀浆，氯仿-甲醇混合液抽提法可以很好地将结合态脂类从组织中提取，特别适用于含磷脂较多的极性脂肪食品；

(4)匀浆后的物质从底部流到放有滤纸的多孔漏斗上，通过泵进行抽吸过滤，从多孔漏斗中流出的液体直接流入下部的分液漏斗中，静置分层；

(5)下层氯仿层流入萃取杯中，对氯仿进行加热蒸发、氯仿气体经导管流入试剂回收装置，当系统检测到没有氯仿流入导管时，将萃取杯送至称量系统进行称量，根据自动控制屏显系统记录数值；

(6)系统自动打开分液漏斗的阀门，将甲醇流入萃取杯中，对甲醇进行蒸发，甲醇经过导管流入试剂回收装置，废水和残渣则排入废物收集袋内集中处理；

(7)根据步骤(5)中测得的脂肪质量和步骤(1)中测得的生物组织重量，得到脂肪含量，并将计算结果显示于自动控制屏显系统上。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的方法中，步骤(3)具体包括：

A.将系统第一次所加溶剂氯仿和甲醇体积分别设置为5/4含水量和5/2 含水量，匀浆时间设置为2min；

B.将系统第二次所加溶剂氯仿的体积设置为5/4含水量，匀浆时间设置为30s；

C.将系统第三次所加溶剂水的体积设置为5/4含水量，匀浆时间设置为 30s。

上述技术方案的有益效果是：氯仿用于溶解脂类成分，甲醇可以使结合蛋白质的脂质裂开，加入水后，使样品中的多糖、氨基酸等小分子物质溶于甲醇-水相中。第一次加入甲醇可将样本中结合蛋白质的脂质裂开，氯仿将脂质成分溶解，由于氯仿比甲醇密度大且不互溶，氯仿在下层，甲醇在上层。第二次再加入氯仿可以再次对样本中的脂质进行提取；第三次加入水，用于溶解样本中的多糖、氨基酸等小分子物质，因为水与甲醇互溶，与氯仿不溶，因此水与甲醇在上层，氯仿在下层。

优选的，在上述一种测试水生生物体内脂肪含量的方法中，步骤(4)中所述过滤后从匀浆机壁上流出体积为含水量的15/8的氯仿冲洗搅拌器和残余物。

上述技术方案的有益效果是：一方面是为了最大程度的提取脂肪，减少脂肪在容器壁以及残渣上的残留。另一方面也是为了节约试剂。通过多次试验，发现在此配比下回收的残留的脂肪大约占总提取脂肪的6％。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全自动测试水生生物体内脂肪含量的装置及方法，一改以往高昂的仪器设备费用和以往耗时，繁琐的脂肪提取方法，为确定水生生物体内脂肪含量提供了技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明装置的框架结构示意图；

图2附图为本发明装置的整体结构示意图；

图3附图为本发明匀浆机底部的结构示意图；

图4附图为本发明装置的工艺流程示意图。

在图中：

1为电动机、2为搅拌刀头、3为匀浆机、4为管道、5为试剂存储装置、 6为探头、7为自动控制屏显系统、8为多孔漏斗、9为分液漏斗、10为泵、 11为玻璃活塞、12为检测棒、13为萃取杯、14为试剂回收装置、15为冷凝装置、16为称量计、17为加热装置。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的测试水生生物体内脂肪含量的装置，主要用于全自动提取脂肪，并且得出各生物体体内所含脂肪含量，可以实现自动化的算出所测生物体脂肪含量的目的。

本实施例提供的测试水生生物体内脂肪含量的装置包括组织匀浆与试剂输送系统、过滤与萃取系统、加热与试剂回收系统、称量系统和自动控制屏显系统。

其中组织匀浆与试剂输送系统首先通过其内设置的感应式水分测定仪测出生物体的水分含量，根据水分和各溶剂比例算出所需注入溶剂的量并通过管道定量向匀浆机内输送试剂，搅拌刀头根据设定时间对生物体进行匀浆；

过滤与萃取系统首先根据不同孔径的过滤层对匀浆完成后的生物体进行过滤，然后对过滤后形成的互不相溶的两种液体在分液漏斗中进行分液；

加热与试剂回收系统用于根据加热蒸发从分液漏斗中留下来的溶剂，从而蒸发溶剂提取脂肪，并且通过回收管道对试剂进行回收重复利用；

称量系统用于组织匀浆前对生物体的称量和加热蒸发后对脂肪的称量；

自动控制屏显系统设备根据触屏设定系统所需要的参数，以及实验具体操作流程。

本发明实施例提供的测试水生生物体内脂肪含量的装置具体如下：

1、组织匀浆与试剂输送系统

该系统主要由电动机1，搅拌刀头2，匀浆机3，感应式水分测定仪，带喷头的管道4和试剂存储装置5组成。上部放一个高15cm，半径为5cm的圆柱形电动机1，电动机1固定有一个高30cm，半径为10cm的匀浆机3，匀浆机3中间是一个可以根据系统设置转速的搅拌刀头2，搅拌刀头2的动能由电动机1提供，搅拌刀头2通过上部固定，对水生生物进行搅拌。感应式水分测定仪的探头6位于搅拌刀头2中间，随着仪器开启探头6会自动伸向生物体，检测水生生物组织的水分，在自动控制屏显系统7上显示。喷头位于不锈钢匀浆机3中距离匀浆机3顶部5cm处，根据设置的液体体积，喷头会根据设定的实验所加溶剂比例向匀浆机3里面喷出相应的溶剂量，冲洗不锈钢匀浆机3中的四壁及底部。喷头上面接着三个导管，根据试剂需求会打开对应导管的阀门，每个管子总长度为1米，试剂位于3个4L玻璃瓶中,分别放有蒸馏水，氯仿和甲醇。匀浆机3底部由两个不锈钢半圆组成，匀浆完毕后，两个半圆向两边分离，生物体及液体会流入底部过滤与萃取系统的漏斗中，两个半圆随即关闭。

2、过滤与萃取系统

该系统主要由陶瓷多孔漏斗8、分液漏斗9和泵10组成。匀浆机3底部是陶瓷多孔漏斗8，多孔漏斗8内径为20cm，通过抓取把手自动换WhatmanNo.1 滤纸，匀浆液流经漏斗，漏斗借助泵的吸力将氯仿和甲醇抽吸到下部的分液漏斗9中。梨形玻璃的分液漏斗9将氯仿甲醇分成两层，玻璃活塞11根据传感器可以控制分液漏斗9的开关，在玻璃活塞11上部有一根检测棒12可以检测两种液体的变换，当下部液体流入加热与试剂回收系统的萃取杯13中流完，并出现甲醇液体时，玻璃活塞11自动关上。

3、加热与试剂回收系统

该系统由萃取杯13、试剂回收装置14、冷凝装置15和加热装置17组成。液体经过分液漏斗9流到下部萃取杯13中，经过设置的实验加热温度，加热装置17可以将液体溶剂蒸发到存放氯仿的试剂回收装置14中，当导管中没有氯仿流动时，系统会将萃取杯13输送入称量系统16中进行称量，并自动记下脂肪的质量，在自动控制屏显系统7中显示，之后玻璃活塞11自动打开放出甲醇，经过设置的实验加热温度继续蒸发到存放甲醇的试剂回收装置14中。在萃取杯13的左上部有一个带有阀门的管道，蒸发的溶剂气体通过管道经过冷凝装置15冷凝后转变为液体流到管道底部的试剂回收装置14中，对用完的溶剂进行回收，回收后的试剂通过管道可以重新输送回储存溶剂的试剂存储装置5中进行重复利用。

4、称量系统

该系统底部设置有称量计16，水生生物组织放入系统之前先放于称量系统中进行称量，此时自动控制屏显系统7会自动计下生物体的质量，随后系统会将水生生物组织输送入组织匀浆与试剂输送系统的匀浆机3中。当萃取杯13中氯仿蒸发完全，系统会将干燥的脂肪送于称量计16中进行称量，并在自动控制屏显系统7脂肪质量后显示具体数值。

5、自动控制屏显系统设备

可以根据自动控制屏显系统7控制整个实验流程，自动控制屏显系统7 中可以设置实验所加溶剂比例、每步实验时间，实验加热温度、脂肪质量的显示及脂肪含量的计算。自动控制屏显系统7长30cm，宽20cm，高8cm，可以经过触屏对实验流程进行设置。

通过上述装置测试水生生物体内脂肪含量的方法如下：

将剔除鱼鳞，去掉鱼头并测过重量的鱼体放入称量系统中，系统会自动对其进行称量，并在自动控制屏显系统中显示生物体体重的具体数值，随即系统将其送入搅拌机中；

根据自动控制屏显系统来设定参数，打开自动控制屏显系统中的感应式水分测定仪开关来测定鱼体本身的含水率，系统根据生物体体重与含水率自动算出鱼体含水量，将系统第一次所加溶剂氯仿和甲醇体积分别自动设置为 5/4含水量和5/2含水量(如，测出含水量为80ml，则按照比例，系统自动算出第一次所加氯仿和甲醇分别为100ml和200ml)，匀浆时间自动设置为 2min；将系统第二次所加溶剂氯仿的体积自动设置设为5/4含水量(如，系统已经计算出含水量为80ml，则按照比例自动算出需要加入氯仿为100ml)，将此步骤匀浆时间自动设置为30s；将系统第三次所加溶剂水的体积自动设置为5/4含水量(如，系统已经计算出含水量为80ml，则按照比例自动算出需要加入水量为100ml)，匀浆时间设置为30s。当用其他非推荐的溶剂时，各个溶剂的配比和匀浆时间可通过自动控制屏显系统上的控制面板手动设置；

匀浆后的物质从匀浆机底部流到放有WhatmanNo.1滤纸的CoorsNo.3 多孔漏斗上，通过泵进行抽吸过滤，设置系统在过滤后从匀浆机壁上流出氯仿量为含水量的15/8(系统根据含水量自动算出氯仿的体积，如，含水量为 80ml,则系统自动算出氯仿体积为150ml)，对匀浆机的壁进行冲洗然后从漏斗中流出，以冲洗搅拌器和残余物；

从多孔漏斗中流出的液体直接流入下部的分液漏斗中，通过自动控制屏显系统设置在分液漏斗的静止时间为2分钟，下层氯仿层流入萃取杯中，根据自动控制屏显系统设置第一次加热温度对氯仿进行蒸发，氯仿气体先经过导管流入回收氯仿的装置里，当系统检测到没有氯仿流入导管时，系统会将萃取杯送至称量系统中进行称量，并在自动控制屏显系统脂肪质量后显示具体数值。接下来，系统自动打开分液漏斗的阀门，将甲醇流入萃取杯中，根据自动控制屏显系统设置第二次加热温度对甲醇进行蒸发，甲醇经过导管流回回收甲醇试剂回收装置中。回收装置中的溶剂会通过管道重新输送回对应的存储装置中供再次使用；

根据在系统设置的计算方法，即用设备所测脂肪质量除以生物体体重，就可以得到脂肪含量，自动控制屏显系统上自动算出脂肪含量，并显示计算结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，包括

组织匀浆与试剂输送系统，所述组织匀浆与试剂输送系统包括试剂存储装置、匀浆机和感应式水分测定仪，所述试剂存储装置通过管道与所述匀浆机连通，并且所述感应式水分测定仪位于所述匀浆机内；

过滤与萃取系统，所述过滤与萃取系统包括多孔漏斗和分液漏斗，所述多孔漏斗位于所述匀浆机的底部，并且所述分液漏斗与所述多孔漏斗的出液口连接；

加热与试剂回收系统，所述加热与试剂回收系统包括萃取杯、试剂回收装置、加热装置和冷凝装置，所述萃取杯位于所述分液漏斗的出液口，并且所述萃取杯通过管道与所述试剂回收装置连接，所述试剂回收装置与所述试剂存储装置相连通；

称量系统，所述称量系统用于生物体和所述萃取杯的称重；

和自动控制屏显系统，所述自动控制屏显系统用于设定整个系统所需参数及具体操作流程，并且用于接收和显示测定结果。

2.根据权利要求1所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，所述试剂存储装置由三个存储瓶组成，分别用于存储蒸馏水、氯仿和甲醇，并且三个所述存储瓶均通过管道连通至所述匀浆机。

3.根据权利要求1或2所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，管道位于所述匀浆机的一端设置有喷头。

4.根据权利要求1所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，所述匀浆机内设置有搅拌刀头。

5.根据权利要求1所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，所述匀浆机底部由两个不锈钢半圆组成。

6.根据权利要求1所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的装置，其特征在于，所述分液漏斗的玻璃活塞处设置有用于控制分液漏斗开关的传感器和用于检测液体变换的检测探头。

7.一种权利要求1-6任一项所述的测试水生生物体内脂肪含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将经过处理的水生生物组织放入称量系统中对其进行称量，称量数值显示于所述自动控制屏显系统中生物组织重量的位置；

(2)自动将水生生物组织送入匀浆机中，根据自动控制屏显系统设定参数，并通过自动控制屏显系统控制打开感应式水分测定仪来测定水生生物组织的含水率，进而根据水生生物组织重量与含水率自动计算出水生生物组织的含水量；

(3)根据水生生物组织的含水量在匀浆机中自动加入氯仿和甲醇进行匀浆；

(4)匀浆后的物质从底部流到放有滤纸的多孔漏斗上，通过泵进行抽吸过滤，从多孔漏斗中流出的液体直接流入下部的分液漏斗中，静置分层；

(5)下层氯仿层流入萃取杯中，对氯仿进行加热蒸发、氯仿气体经导管流入试剂回收装置，当系统检测到没有氯仿流入导管时，将萃取杯送至称量系统进行称量，自动控制屏显系统记录数值；

(6)系统自动打开分液漏斗的阀门，将甲醇流入萃取杯中，对甲醇进行蒸发，甲醇经过导管流入试剂回收装置；

(7)根据步骤(5)中测得的脂肪质量和步骤(1)中测得的生物组织重量，得到脂肪百分含量，计算结果显示于自动控制屏显系统上。

8.根据权利要求7所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的方法，其特征在于，步骤(3)具体包括：

A.将系统第一次所加溶剂氯仿和甲醇体积分别设置为5/4含水量和5/2含水量，匀浆时间设置为2min；

B.将系统第二次所加溶剂氯仿的体积设置为5/4含水量，匀浆时间设置为30s；

C.将系统第三次所加溶剂水的体积设置为5/4含水量，匀浆时间设置为30s。

9.根据权利要求7所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的方法，其特征在于，步骤(4)中所述过滤后从喷头喷出体积为含水量的15/8的氯仿冲洗搅拌器和残余物。

10.根据权利要求7所述的一种测试水生生物体内脂肪含量的方法，其特征在于，在标准条件下，通过所述自动控制屏显系统控制自动完成步骤(1)-(7)，在非标准条件下，通过所述自动控制屏显系统对参数进行设定，完成步骤(1)-(7)。

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