[发明专利]用于分析总膳食纤维的自动化方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月25日提交的题为“Total Dietary Fiber Analysis System(总膳食纤维分析系统)”的美国临时专利申请序列号61/236,729的优先权。该申请的内容通过全文引用结合到本文中。

发明领域

本发明一般性地涉及纤维的分析，更具体而言，本发明涉及使用可分成一个或多个部分的柔性反应/过滤容器来分析膳食纤维。

发明背景

本发明涉及一种自动化总膳食纤维(TDF)分析系统，所述系统表现出在过滤、劳动和时间上改进的效率，并且不需要玻璃器具和相关的玻璃器具清洁。

已开发了多种用于分析饲料和食品中的纤维的方法。用于分析饲料的动物营养的广泛接受的方法为粗纤维(AOAC方法962.09)和中性洗涤剂纤维和酸性洗涤剂纤维(USDA，Agricultural Handbook No.379)。它们均为重量分析程序，并且依赖过滤来分离纤维部分。已开发新的纤维方法(粗纤维分析，AOCS方法Ba 6a-05和ANKOM专利US 5,370,007)，其使用过滤袋来改进过滤步骤和能进行间歇处理。AOAC是指Association of Official Analytical Chemists(官方分析化学家协会)，AOCS是指American Oil Chemists Society(美国油化学家协会)。人营养总膳食纤维(TDF)为用于对具有某些营养和消化道益处的纤维组分分类的术语。与动物纤维方法显著不同的是，TDF方法具有使用醇来沉淀水溶性纤维部分的额外要求。因此，在该方法的早期酶阶段中为水溶性的纤维组分后来被醇沉淀，并作为纤维部分的一部分被回收。

AOAC官方方法991.43(一种被批准的TDF方法)通过在缓冲溶液中，首先使用α淀粉酶，接着用蛋白酶，最后，在适当的pH调节之后，用淀粉葡萄糖苷酶(AMG)处理，进行样品中的淀粉和蛋白的酶消化。TDF由两种组分组成：不溶性膳食纤维(IDF)部分和可溶性膳食纤维(SDF)部分。可通过在一个过滤器中共同过滤IDF和SDF部分，或通过单独过滤IDF和SDF部分随后将两个值加在一起，来测定TD。为了单独分析IDF和SDF部分，在酶消化阶段结束时过滤IDF部分。将4倍体积的乙醇加入到滤液中，以沉淀SDF部分。然后通过过滤分离随后的沉淀剂。这些过滤通常耗时并且困难。该过程需要具有一层硅藻土的烧结玻璃坩埚和吸引液体通过过滤器的真空系统。在许多样品中，IDF和SDF倾向于包覆过滤器并抑制液体通过，需要延长的过滤时间。为了促进过滤，硅藻土过滤垫的表面通常需要刮削。

在分析期间将全部样品在两个不同的时间定量地转移(一次转移到IDF过滤器，一次转移到SDF过滤器)是关键的。SDF部分的细微沉淀包覆烧杯壁并需要物理去除。技术人员必须很小心地刮削和漂洗烧杯壁，以便将所有的纤维转移到过滤坩埚中。在过滤坩埚中回收IDF和SDF部分二者。通过干燥坩埚、称重、减去坩埚(以及硅藻土过滤垫)的重量和校正样品的灰分和蛋白，来按重量分析法测定它们的量。本领域技术人员将理解，校正样品的灰分涉及燃烧一式双份样品并测量剩余的灰分。校正蛋白涉及使用Kjeldahl或Dumas方法分析一式双份样品，以测量样品中的蛋白的量。基于灰分和蛋白值调节IDF和SDF重量值。在校正其灰分和蛋白之后，通过将IDF和SDF值相加，可计算总膳食纤维。

由以上描述可见，膳食纤维的分析是一项长期和费力的程序，其中转移和过滤步骤有问题。技术人员需要准确控制条件和仔细定量转移，以产生准确和精确的结果。必须将在消化烧瓶中的每一个颗粒转移到过滤坩埚，并且在转移期间硅藻土过滤垫必须保持完整，以便有效捕获细微颗粒。许多样品的过滤缓慢，即使辅助强真空亦是如此。一些样品可能需要刮削过滤垫，以更新一些过滤器表面，从而完成过滤过程。必须在不暴露坩埚的过滤场釉料(course filtering frit)下来完成刮削过程。与该方法相关的许多精度问题涉及转移和过滤过程的困难。

发明概述