采样、样品制备和预处理.ppt

第二章 食品样品的采集与处理,食品分析的对象包括各种原材料、农副产品、半成品、各种添加剂、辅料及产品。种类繁多，成分复杂，来源不一，分析的目的，项目和要求也不尽相同，但无论哪种对象，都要按一个共同程序进行一般为：,样品,国际纯粹化学与应用化学联合会，分析化学命名委员会将样品定义： “从交付和选择的大量物质中以某种方式取出的、与整体物质具有相同的性质的一部分物质”,采样：从大量的分析对象中抽取有代表性的一部分作为分析材料（分析样品），这项工作称为样品的采集。 总体：被抽样的总的分析对象。,恰当的采样技术,样品品质的测定值,总体品质的准确可靠的评估值,有助于,代表,一、样品的采集,正确采样的意义 尽管一系列检验工作非常精密、准确，但如果采取的样品不足以代表全部物料的组成成分，则其检验结果也将毫无价值，甚至得出错误结论，造成重大经济损失以至误伤人命，酿成大祸。,正确采样所需遵循的原则,代表性 设法保持原有的理化指标(水分、挥发性物质的散失），避免预测组分发生化学变化或丢失,样品的分类,检样：由组批或货批中各个部分采取的少量样品 样品 原始样品：将许多分检样综合在一起 平均样品：将原始样品按照规定方法经混合平均，均匀地分出的一部分作检验用 检样：全部项目检验 复检样品：在对检验结果有争议或分歧时作复检用 保留样品：需封存保留一段时间（通常一个月），以备有争议时再作验证，但易变质食品不作保留。,采样的一般方法,随机抽样,代表性取样,按照随机原则，从大批初料中抽取部分样品。 所有初料的各个部分都有被抽到的机会,用系统抽样法进行采样，根据样品随空间（位置）、时间变化的规律，采集能代表其相应部分的组成和质量的样品。（如分层取样、随生产过程流动定时取样、按组批取样、定期抽取货架商品等 ）,随机取样可以避免人为倾向，但是，对不均匀样品，仅用随机抽样法是不够的，必须结合代表性取样，从有代表性的各个部分分别取样，才能保证样品的代表性。,影响采样的因素,均相与多相总体 均相：所有地方都均匀且完全相同；事实上，许多待采样的总体都是多相的，因此，总体中采样位置会影响得到的结论数据。 手工与连续采样 手工：随机采样 连续：机械实施，人为误差倾向性小,国家标准食品卫生检验方法理化部分总则（GB/T 500P.1）对采样过程提出了以下要求 (对于非商品检验场合，也可供参考 ) 1.采样必须注意生产日期、批号、代表性和均匀性（掺伪食品和食物中毒样品除外）。采集的数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要，一式三份，供检验、复验、备查或仲裁，一般散装样品每份不少于0.5kg。 2.采样容器根据检验项目，选用硬质玻璃瓶或聚乙烯制品。,3.外埠食品应结合索取卫生许可证、生产许可证及检验合格证或化验单，了解发货日期、来源地点、数量、品质及包装情况。如在食品厂、仓库或商店采样时，应了解食品的生产批号、生产日期、厂方检验记录及现场卫生情况，同时注意食品的运输、保存条件、外观、包装容器等情况。要认真填写采样记录，无采样记录的样品不得接受检验 4.液体、半流体食品如植物油、鲜乳、酒或其他饮料，如用大桶或大罐盛装者，应先充分混匀后再采样。样品分别盛放在三个干净的容器中。 5.粮食及固体食品应自每批食品上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品，混合后按四分法得到有代表性的样品。 6.肉类、水产等食品应按分析项目要求分别采取不同部位的样品或混合后采样。,7.罐头、瓶装食品或其他小包装食品，应根据批号随机取样，同一批号取样件数，250g以上的包装不得少于6个，250g以下的包装不得少于10个。 8.掺伪食品和食品中毒的样品采集，要具有典型性。 9.检验后样品的保存，一般样品在检验结束后，应保留一个月以备需要时复检。易变质食品不予保留。检验取样一般皆指取可食部分，以所检验的样品计算。 10.感官不合格产品不必进行理化检验，直接判为不合格产品。,正确采样的原则,（1）采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。 （2）采样方法要与分析目的一致。 （3）采样过程要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）或变化。 （4）防止带入杂质或污染。 （5）采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。,与采样有关的风险,对于消费者：接受劣质总体（可接受概率通常小于批量的5%，但一些对健康有害或致死物的概率要求极低） 对于生产销售者：不合格产品进入流通渠道的概率（可接受概率通常为5%10%）,二、样品的制备指对样品的分取、粉碎、混匀、缩分等过程。,按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大，组成不均匀。 制备方法因产品类型不同而异 。,如：粘稠不好混匀的液体，从包装内上、中、下分别取样。 蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、叶分别取，粉碎后，混匀。 测鱼头部分的成分就只取鱼头。 总之要根据测定的目的确定采样方法。,液体、浆体或悬浮液体 摇匀，充分搅拌 互不相溶的液体(如油与水的混合物) 首先使不相溶的成分分离，再分别进行采样 固体样品 切细、粉碎、捣碎、研磨等方法将样品制成均匀可检状态 罐头 去除核、骨和调味料后匀浆,要防止易挥发性成分的逸散 、避免样品组成和理化性质发生变化 ；做微生物检验的样品，要按照无菌操作规程制备,四分法：,双效回转取样管,样品保存,采取的样品应在短时间内分析，否则应妥善保管。 放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。易腐败变质的放在0-5冰箱内，保存时间也不能太长。易分解的要避光保存。 特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂（1-2滴甲醛/100mL牛奶）或冷冻干燥保存。,样品保存,酶的钝化 ：加热变性灭酶、冷冻储存（-2030）抑制酶的活性、改变PH值、盐析、加还原剂来控制氧化酶 防止脂肪氧化 ：贮放于氮气或真空条件下、加抗氧化剂、低温避光贮存 微生物的生长和污染 ：冷冻，干燥和化学防腐剂,三、样品的预处理,食品或食品原料种类繁多，组成复杂，组分之间往往又以复杂的结合形式存在，常对直接分析带来干扰。 预处理的目的： 1、 测定前排除干扰组分； 2 、对样品进行浓缩。 基本原则？,2 样品预处理的原则, 消除干扰因素； 完整保留被测组分； 使被测组分浓缩； 以便获得可靠的分析结果。,预处理的方法,主要有6种 1、有机物破坏法（干法灰化、湿法消化、紫外光分解法、微波消解法 ） 2、蒸馏法（常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、分馏、扫集共蒸馏） 3、溶剂提取法（溶剂分层法、浸泡法、盐析法、超临界流体萃取、微波萃取） 4、化学分离法（磺化法和皂化法） 5、色层分离法 6、浓缩法（常压浓缩法、减压浓缩法）,有机物破坏法测定食品中无机元素,食品中的无机元素常与蛋白质等有机物质结合，成为难溶、难离解的化合物，从而失去其原来的特性。欲测定这些无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，释放出被测组分。 操作方法有：干法灰化、湿法消化、紫外光分解法、微波消解法,1.干法灰化,原理：将样品至于电炉上加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，在高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰色为止，所得残渣即为无机成分。 为避免样品中待测物质在马弗炉（550）中散失，往往加入少量碱性或酸性物质（固定剂）。 酸性干法灰化 干法灰化 碱性干法灰化,干法灰化方法特点,优点： 此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。 因灰分体积很小，因而可处理较多的样品，可富集被测组分。 有机物分解彻底，操作简单。,缺点： 所需时间长。 因温度高易造成易挥发元素的损失。 坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。,2. 湿法消化,原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。 常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。,湿法消化的优缺点,优点： （1）有机物分解速度快，所需时间短。 （2）由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。,缺点： （1）产生有害气体。 （2）初期易产生大量泡沫外溢。 （3）试剂用量大，空白值偏高。,紫外光分解法 是一种消解样品中的有机物从而测定其中的无机离子的氧化分解法 紫外光由高压汞灯提供，在（855）的温度下进行光解。 为加速有机物的降解，在光解过程中通常加入双氧水。 光解时间可根据样品的类型和有机物的量而改变 。,微波消解法 是一种利用微波为能量对样品进行消解的新技术。 快速、溶解用量少、节省能源、易于实现自动化。 已用于消解废水、废渣、淤泥、生物组织、流体、医药等多种试样，被认为是“理化分析实验室的一次技术革命”。 例：经典的氨基酸水解需在110水解24h，而用微波消解法只需150，1030min，不但能够切断大多数的肽键，而且不会造成丝氨酸和苏氨酸的损失。,其它方法： 1. 高压密封消化法120150，数小 时，要求密封条件高。 2.自动回流消化仪。,（二）蒸馏法,利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。 常压蒸馏 蒸 减压蒸馏 馏 水蒸气蒸馏 方 扫集共蒸馏 法 共沸蒸馏 萃取精馏 精馏 食品分析中常用前4种。,蒸馏法可以用于除去干扰组分，也可用于被测组分的抽提。 例：测定样品中挥发性酸含量时，可用水蒸气蒸馏样品，将馏出的蒸汽冷凝，测定冷凝液中酸的含量即为样品中挥发性酸含量。,（一）常压蒸馏,适用对象：常压下受热不分解或沸点不太高的物质。 蒸馏釜：平底、圆底 冷凝管：直管、球型、蛇型 注意：1. 爆沸现象。（沸石、玻璃珠、 毛细管、素瓷片） 2. 温度计插放位置。 3. 磨口装置涂油脂。,（二）减压蒸馏,原理：物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。 适用对象：常压下受热易分解或沸点太高的物质。,减压蒸馏装置： 1. 水抽子 （水喷射泵） 2. 安全瓶 3. 蒸馏瓶中一长管通入液下 4. 停机时，先移开热源，慢慢放入空气再撤真空，,（三）水蒸汽蒸馏,适用于沸点较高，易炭化，易分解物质。水蒸汽蒸馏是用水蒸汽加热混合液体，使具有一定挥发度的被测组分与水蒸汽分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来。 水蒸汽蒸馏装置见下图。,（四）扫集共蒸馏,The clean-up method termed sweep co-distillation 一种专用设备，管式蒸馏器后接冷凝装置与微型层析柱。多用于测食品中残存农药的含量。 特点：需样量少，用注射器加料，节省溶剂，速度快，自动化式56秒测一个样，有20条净化管道。 装置图见下页。,三、溶剂抽提法,使用无机溶剂（水、稀酸、稀碱溶液）或有机溶剂（乙醇、乙醚、石油醚、氯仿、丙酮），从样品中抽提被测物质或除去干扰物质。 浸提法 溶剂萃取（LIE） 溶剂抽提法 超临界萃取（SCFE）（SFE） 固相萃取（SPE） 微波萃取（MAE） 超声波萃取（UE）,（一）浸提法 （从固体中萃取有效成分） 用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来，又称“液固萃取法”。 例：用水浸提固体原料中的糖分，用石油醚浸提肉制品中的油脂,1. 提取剂的选择,由相似相溶原理选择 选溶剂沸点在4580之间的，低，易挥发； 高，不易提纯，浓缩，溶剂与提取物不好分离。 选稳定性好的溶剂。,2. 提取方法：,振荡浸渍法 捣碎法 索氏提取法,（二）溶剂萃取法 （溶剂分层、液液萃取、抽提） 1. 原理:用一种溶剂把样品溶液中的一种组分萃取 出来，这种组分在原溶液中的溶解度小于在新溶剂中的溶解度，即分配系数不同。 用于原溶液中各组分沸点非常相近或形成了共沸物，无法用一般蒸馏法分离的物质。 新溶剂萃取剂 （新溶剂 + 被溶解组分）萃取相 比重 （原溶液 + 被溶解组分）萃余相 不同,2.方法： 工业上用萃取塔 实验室用分液漏斗 例：饮料中糖精钠、苯甲酸的含量测定时，用乙醚（酸性条件下）萃取出饮料中的糖精钠或苯甲酸,3.关于萃取剂的选择,（1）萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。 （2）萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。 （3）萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产品。,（三）超临界萃取（SFE）,利用超临界流体SCF作为溶剂，用来有选择性地溶解液体或固体混合物中的溶质。对溶质的溶解度大大增加。,超临界流体流体的温度、压力处于临界状态以上。常用CO2作为超临界流体（临界温度为31.05，临界压力7.37 Mpa）, 不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。,温度,压力,固体,液体,气体,流体,C,T,A,B,振荡浸提法、索氏抽提法和连续液-液萃取法 加速溶剂提取（ASE）：一种全新的处理固体和半固体样品的方法，该法是在较高的温度（50200）和压力（10.320.6Mpa）下用有机溶剂萃取样品。 超临界流体萃取（SFE）：是20世纪70年代开始应用，用超临界流体（最常用的是CO2）作为萃取剂，从各组分复杂的样品中，把所需要的组分分离提取出来。 微波萃取（MAE）：萃取速度快、试剂用量少、回收率高、灵敏、易于自动控制，可用于色谱分析的样品制备。,色层分离法,又称色谱分离法，是一种在载体上进行物质分离的一系列方法的总称。 吸附色谱：利用聚酰胺、硅胶、硅藻土、氧化铝等吸附剂经活化处理后所具有的适当的吸附能力，对被测成分或干扰组分进行选择性吸附。 分配色谱：根据不同物质在两相（流动相、固定相)的分配比不同所进行的分离。 离子交换色谱：利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。,化学分离法,磺化法和皂化法（除去油脂） 硫酸磺化法：浓硫酸使脂肪磺化，并与脂肪和色素中的不饱和键