第四章+食品营养成分的测定.ppt

第四章食品营养成分的测定 第一节水分和水分活度值的测定 内容 一 概述水分测定意义 食品中水分含量状况 存在状态 有关的概念 二 水分的测定直接干燥法 减压干燥法 蒸馏法及简介其他方法 三 水分活度值 Aw值 的测定Aw值概念 它与含水量的关系 测定意义 测定方法 Aw测定仪法和扩散法 本节要求 掌握有关的概念 直接干燥法 熟悉减压干燥法 蒸馏法等方法特点和使用范围 以便根据需要选择合适的水分测定方法 要求掌握水分活度概念和扩散法测定水分活度 一 概述水的作用 没有水就没有生命 食品组成离不开水 一 食品中水分的存分类1 按是否束缚划分结合水 束缚水 以氢键结合的水 结晶水自由水水 2 按存在形式划分 物理结合水溶液状态水化学结合水 二 水分的测定的意义 水分是影响食品质量的因素 控制水分是保障食品不变质的手段保证食品具有一定的保存期维持食品中其他组分的平衡关系保持食品良好的感官性状 二 水分的测定1 干燥法 以原样重量 干燥后重量 水分重量 1 干燥法的注意事项1 干燥法的前提条件样品本身要符合二项条件 水分是唯一的挥发的物质 不含或含其它挥发性成分极微 食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小 可忽略不计 对热稳定的食品 2 操作条件的选择 1 称量瓶的选择 铝制 玻璃 玻璃称量皿 能耐酸碱 不受样品性质的限制 常用于常压干燥法 铝制称量盒 质量轻 导热性强 但对酸性食品不适宜 常用于减压干燥法或原粮水分的测定 选择称量皿的大小要合适 一般样品 1 3高度 称量皿放入烘箱内 盖子应该打开 斜放在旁边 取出时先盖好盖子 用纸条取 放入干燥器内 冷却后称重 2 称样量样品一般控制在干燥后的残留物为1 5 3克 固态 浓稠态样品控制在3 5克 含水分较高的样品控制在15 20克 3 干燥设备烘箱电热烘箱有各种形式 对流式 强力循环通风式 普通 真空 4 干燥条件 干燥温度 一般是95 105 对含还原糖较多的食品应先 50 60 干燥然后再105 加热 对热稳定的谷物可用120 130 干燥 对于脂肪高的样品 后一次重量可能高于前一次 由于脂肪氧化 应用前一次的数据计算 干燥器 干燥时间 恒重 最后两次重量之差 2mg 基本保证水分蒸发完全 规定时间 根据经验 准确度要求不高的 对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂 2 直接干燥法 常压干燥法 1 原理 在一定的温度 95 105 和压力 常压 下 将样品在烘箱中加热干燥 除去水分 干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量 2 适用范围 水分是唯一的挥发物质加热温度范围内食品性质保持稳定 不分解 3 样品的制备 测定及结果计算 样品的预处理 对分析结果影响较大 常压干燥法操作过程 烘箱预热称量皿横重m3准确称样 称量皿重m1干燥1h冷却30min称量干燥1h冷却30min称量反复至恒重准确称样 称量皿重m2 水分的计算 水分 m1 m2 m1 m3 100 3 减压干燥法 1 原理 利用水的沸点随P 的原理 将样品称量后放入真空干燥箱内 在选定的真空度与加热温度下干燥至恒重 干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量 2 装置如 下图 3 操作 将准确称好的样品放入真空干燥箱内 打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力 如烘箱密封的好 要重新紧一次门的开关螺栓 4 红外干燥法原理 以红外线灯管做为热源 700 300000nm波长 利用红外线的辐射热加热式样 高效快速的使水分蒸发 据干燥前后的失重即可求出样品的水分 集烘箱和天平为一体 二 蒸馏法 应用广泛的为共沸蒸馏 原理 两种互不相溶的液体 二元体系的沸点低于其中各组份分沸点 将食品中的水分与有机溶剂如甲苯 苯 二甲苯等 共沸蒸出 冷凝并收集馏出液 由于水与其他组分密度不同 馏出液在有刻度的接收管中分层 根据水的体积计算水分含量 例 有关沸点 水 100 苯 80 2 水 苯 69 25 有关相对密度 20 4 d水 1 00000d苯 0 87900d甲苯 0 86694 特点和使用范围此法为一种高效的换热方法 水分可以被迅速的移去 加热温度比直接干燥法低 另外是在密闭的容器中进行的 设备简单 操作方便 广泛用于各类果蔬 油类等多种样品的水分的测定 特别是香料 此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法 操作注意事项a 要先接好冷水 且先打开冷凝水 b 试剂苯 甲苯 二甲苯 要预先蒸馏 除去水分备用 c 准确称量适量的样品 估计含水量2 5ml d 加热慢慢蒸馏 使2滴馏出液 每秒 计算 水分 V W 100V 接收管内水的体积 W 样品质量 三 卡尔 费休法 KarlFischer 简称费休法或K F法 1935年由卡尔 菲休提出的测定水分的定量方法 属于碘量法 是对于测定水分最为准确的化学方法 多年来 许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究 在反应的化学计量 试剂的稳定性 滴定方法 计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面 有许多改进 使该方法日趋成熟与完善 适用范围费休法广泛地应用于各种液体 固体 及一些气体样品中水分含量的测定 也常作为水分痕量级标准分析方法 也可用于此法校定其他的测定方法 使用范围有化工 试剂 化肥 医药 食品等 四 GB T5009 3 2010 食品的水分测定 1 直接干燥2 减压干燥3 蒸馏 GB T5009 3 20101 直接干燥法 1 1试剂和材料除非另有规定 本方法中所用试剂均为分析纯 1 1 1盐酸 优级纯 1 1 2氢氧化钠 NaOH 优级纯 1 1 3盐酸溶液 6mol L 量取50mL盐酸 加水稀释至100mL 1 1 4氢氧化钠溶液 6mol L 称取24g氢氧化钠 加水溶解并稀释至100mL 1 1 5海砂 取用水洗去泥土的海砂或河砂 先用盐酸 1 1 3 煮沸0 5h 用水洗至中性 再用氢氧化钠溶液 1 1 4 煮沸0 5h 用水洗至中性 经105 干燥备用 1 2仪器和设备1 2 1扁形铝制或玻璃制称量瓶 1 2 2电热恒温干燥箱 1 2 3干燥器 内附有效干燥剂 1 2 4天平 感量为0 1mg 1 3分析步骤1 3 1固体试样 取洁净铝制或玻璃制的扁形称量瓶 置于101 105 干燥箱中 瓶盖斜支于瓶边 加热1 0h 取出盖好 置干燥器内冷却0 5h 称量 并重复干燥至前后两次质量差不超过2mg 即为恒重 将混合均匀的试样迅速磨细至颗粒小于2mm 不易研磨的样品应尽可能切碎 称取2g 10g试样 精确至0 0001g 放入此称量瓶中 试样厚度不超过5mm 如为疏松试样 厚度不超过10mm 加盖 精密称量后 置101 105 干燥箱中 瓶盖斜支于瓶边 干燥2h 4h后 盖好取出 放入干燥器内冷却0 5h后称量 然后再放入101 105 干燥箱中干燥1h左右 取出 放入干燥器内冷却0 5h后再称量 并重复以上操作至前后两次质量差不超过2mg 即为恒重 注 两次恒重值在最后计算中 取最后一次的称量值 1 3 2半固体或液体试样 取洁净的称量瓶 内加10g海砂及一根小玻棒 置于101 105 干燥箱中 干燥1 0h后取出 放入干燥器内冷却0 5h后称量 并重复干燥至恒重 然后称取5g 10g试样 精确至0 0001g 置于蒸发皿中 用小玻棒搅匀放在沸水浴上蒸干 并随时搅拌 擦去皿底的水滴 置101 105 干燥箱中干燥4h后盖好取出 放入干燥器内冷却0 5h后称量 以下按1 3 1自 然后再放入101 105 干燥箱中干燥1h左右 起依法操作 要点回顾 样品的预处理 对分析结果影响较大 加海砂作用 助干燥剂 使样品分散 水分容易除去 f 果蔬类样品 可先切成薄片或细长条 可以按两步法干燥 或先用50 60 的低温烘3 4h 在升温至95 105 继续干燥之恒重 物理栅 是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象 在烘干过程中 有时样品内部的水分还来不及转移至物料表面 表面便面形成一层干燥薄膜 以至于大部分水分留在食品内不能排除 例如在干燥糖浆 富含糖分的水果和淀粉的蔬菜等样品时 如不加以处理 样品表面极易结成干膜 妨碍水分从食品内部扩散到它的表层 所以在干燥此类样品时 要稀释或加干燥助剂或两步法干燥 三 水分活度的测定 一 水分活度定义Aw f水 f纯水 p水分压 p纯水分压 二 水分活度值的测定方法1 水分活度测定仪法 1 原理 2 测定1 仪器校正 氯化钡饱和溶液2 样品的测定3 注意 经常校正仪器 测定时勿使表头沾上样品盒内的样品 2 溶剂萃取法原理 样品中的水分可用不混溶的溶剂来萃取 萃取的水量与水相中的水分活性成正比 萃取的水量用卡尔费休法测定 原理利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应 氧化还原反应 I2 SO2 2H2OH2SO4 2HI此反应具有可逆性 当生成物H2SO4浓度 0 05 时 即发生可逆反应 要使反应顺利向右进行 要加入适量的碱性物质以中和生成的酸 吡啶 C5H5N 可以 3 扩散法 1 原理 样品在康威式微量扩散皿的密封和恒温条件下 分别在Aw较高和较低的标准溶液中扩算平衡后 依据样品重量增加和减少的量 计算出Aw值 a几乎绝大多数样品都可在2h后测得Aw值 但米饭 油脂类 油浸烟熏鱼则需2h以上 四天左右才能测定 b取样量要在统一条件下进行 操作要迅速 c式样的大小和形状对结果没有影响 d食品的固体和液体部分 刚产生的Aw有的有差异 有的没有差异 但平衡以后不会有差异 e测定时康威式皿具有良好的密封性 补充 空白试验 对照试验 回收试验 空白试验 是指在不加试样的情况下按试样分析规程在同样的操作条件下进行的分析 所得结果的数值为空白值 然后从试样测得结果中扣除此空白值就得到比较可靠的分析结果 对照实验就是进行两组实验 控制变量 比较不同 回收试验 是 对照试验 的一种 当所分析的试样组分复杂 不完全清楚时 向试样中加入已知量的被测组分 然后进行测定 检查被加入的组分能否定量回收 以判断分析过程是否存在系统误差的方法 所得结果常用百分数表示 称为 百分回收率 简称 回收率 第二节酸度的测定 总酸度有效酸度挥发酸 一 概述 概念食品中酸度测定的内容包括 总酸度 有效酸度和挥发酸度 牛乳 还有牛乳酸度 1 总酸度 指食品中所有酸性成分的总量 它包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度 其大小可借滴定法来确定 故总酸度又称为 可滴定酸度 2 有效酸度 指被测溶液中H十的浓度 准确地说应是溶液中H 的活度 所反映的是已离解的那部分酸的浓度 常用pH来表示 其大小可借酸度计 即pH计 来测定 3 挥发酸 指食品中易挥发的有机酸 如甲酸 乙酸及丁酸等低碳链的直链脂肪酸 其大小可通过水蒸汽蒸馏法分离 再借标准碱滴定来测定 牛乳酸度有如下两种酸度 外表酸度 又叫固有酸度 是指刚挤出来的新鲜牛乳本身所具有的酸度 主要来源于鲜牛乳中酪蛋白 白蛋白拧檬酸盐及磷酸盐等酸性成分 外表酸度在酸牛乳中约占0 15 0 18 以及乳酸汁 4 牛乳酸度 真实酸度 又叫发酵酸度 是指牛乳放置过程中在乳酸菌作用下乳糖发酵产生了乳酸而升高的那部分酸度 若牛乳的含酸量超过了0 15 0 20 即认为有乳酸存在 习惯上把含酸量在0 20 以上的牛乳不列为鲜牛乳 外表酸度和真实酸度之和即为牛乳的总酸度 而酸牛奶总酸度即为外表酸度 其大小可通过标准碱滴定来测定 二 意义1 酸性物质是食品质量的重要物质 1 是某些食品的质量指标 如 醋酸是食醋重要的质量指标 一级 总酸 以醋酸计 5 00g 100mL 二级 3 50g 100mL 又如白酒 总酸 以醋酸计 xg L 此外酱油 豆豉 甜面酱 豆酱 咸菜等食品的质量标准中都有总酸指标 以乳酸计 x 或 xg 100mL 2 有机酸影响食品的色 香 味 a 果蔬所含色素的色调 与其酸度密切相关 如 叶绿素在酸性条件下会变成黄褐色的脱镁叶绿素 花青素在偏酸性时为红色 中性为紫色 偏碱性时为兰色 b 水果及其制品的口味取决于糖 酸的种类 含量及其比例 2 是多种食品重要的卫生指标 1 挥发酸的种类是判别某些制品腐败的标准 2 挥发酸的含量也是某些制品质量好坏的指标 3 测定油脂酸度 以酸价表示 可判别其新鲜程度 酸价 指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH毫克数 4 有效酸度也是判别食品质量的指标 如 新鲜肉的pH为5 7 6 2 如pH 6 7 已变质 3 适当增加酸度 可延长食品的保鲜时间 4 利用有机酸与糖的含量比 可判断某些果蔬的成熟度 三 食品中常见的酸性物质 包括有机酸 无机酸 酸式盐及某些酸性有机化合物 有机酸 主要有柠檬酸 苹果酸 酒石酸 草酸 琥珀酸 乳酸 醋酸 及蚁酸等 在正常情况下 前三种有机酸是果实和蔬菜特有的 又称为果酸 有机酸 部分呈游离状态 部分以酸式盐存在 无机酸 一般呈中性盐存在 酸性有机化合物 单宁 蛋白质 果胶和脂肪等的分解产物 四 食品中酸的来源 生产加工不当 贮藏 运输中污染 原料带入 如水果蔬菜及其制品中的有机酸 加工过程中人为加入 各种添加剂带入 如可乐中主要含有磷酸 生产中有意让原料产酸 如酸奶 食醋中的有机酸 二 酸度的测定 一 总酸度的测定1 原理 食品中有机酸为弱酸 与强碱作用 生成弱酸强碱盐 在水溶液中呈弱碱性 即终点pH为8 2 可用酚酞作指示剂 至微红30秒不褪为终点 根据碱标准溶液滴定样品溶液所消耗的量 便可计算出总酸的含量 RCOOH NaOHRCOONa H2O因指示终点的方法不同 分为电位滴定法和指示剂法 前者为仲裁法 后者为常规法 为何以pH8 2为终点而不是pH7 因为食品中有机酸均为弱酸 用强碱滴定生成强碱弱酸盐 显碱性 一般pH8 2左右 故选酚酞为指示剂 此盐在水解时生成金属阳离子 弱酸 OH 故显碱性 例 CH3COONa H2O CH3COOH Na OH 2 适用范围本法适用于各类色浅的食品中总酸含量的测定 3 试剂 0 1mol LNaOH标准溶液 称取氢氧化钠 AR 120g于250mL烧杯中 加入蒸馏水100mL 摇振使其溶解 冷却后置于聚乙烯塑料瓶中 密封 放置数日澄清后 取上清液5 6ml 加新煮沸过的并已冷却的蒸馏水1000ml 摇匀 1 酚酞乙醇溶液 称取酚酞1g溶解与100ml95 乙醇中 问题 一定要用贮于聚乙烯塑料瓶吗 用玻璃瓶装 应用什么塞 NaOH标定精密称取0 6g 准确至0 0001g 在105 1100C干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾 加50ml新煮沸的冷蒸馏水 摇振使其溶解 加二滴酚酞指示剂 用配制的NaOH标准溶液滴定到溶液呈微红色30秒不褪 同时做空白实验 问题 滴定后放置一段时间溶液褪色 是否需要再滴定 计算 式中 c 氢氧化纳标准溶液的摩尔浓度 mol L m 基准邻苯二甲酸氢钾的质量 g V1 标定时所耗用氢氧化钠标准溶液的体积 mL V2 空白实验中所耗用氢氧化钠标准溶液的体积 mL 204 2 邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量 g mol 2 操作简介 式中 C 氢氧化钠标准溶液的浓度mol LV 消耗氢氧化钠标准溶液的体积mLV0 样品稀释液总体积mLV1 滴定时吸取的样液的体积mLW 样品质量gK 换算为主要酸的系数 即1mmol氢氧化钠相当于主要酸的克数 取剪碎样品匀浆 称匀浆 用新煮沸冷却 蒸馏水 定容 过滤 取滤液 用pH计 或酚酞 用碱标准溶液滴定至终点 250mL 50mL pH计 pH 8 2 或酚酞 变微红 30秒不褪 4 说明 1 指示剂法适用于各类色浅的食品中总酸的测定 2 对于颜色较深的食品 可通过加水稀释 用活性炭脱色等方法处理后再滴定 若样液颜色过深或浑浊 则宜采用电位滴定法 3 样品浸渍 稀释用的蒸馏水不能含有CO2 4 总酸度测定结果通常以样品中含量最多的那种酸表示 且结果要注明以什么酸表示 如 总酸 以酒石酸计 xg 100g一般葡萄及其制品的总酸度用酒石酸表示 K 0 075 柑橘以柠檬酸表示 K 0 064 核仁 核果及浆果类按苹果酸表示 K 0 067 牛乳以乳酸表示 K 0 090 醋酸 K 0 060 二 有效酸度 pH 的测定 pH的测定方法有pH计法和比色法等 其中pH计法最准确 1 电位法 pH计法 酸度计法 1 原理 pH计由一支能指示溶液pH的玻璃电极作指示电极 以甘汞电极作参比电极 插入待测溶液中组成一个原电池 它们在溶液中产生一个电动势 其大小与溶液中的pH有直接关系 E E0 0 0591pH 25 即在25 时 每相差一个pH单位就产生59 1mV的电池电动势 由pH计表头上直接读出样品溶液的pH值 2 适用范围本方法适用于各种饮料 果蔬及其制品 以及肉 蛋类等食品中pH值的测定 测定值可准确到0 01pH单位 3 操作方法1 样品制备 一般液体样品摇匀后可直接取样测定 含CO2的液体样品 除CO2后再测 方法同总酸 果蔬样品 榨汁后 取汁液直接测pH 果蔬干制品 取适量样品加数倍的无CO2水 于水浴上加热30分钟 捣碎 过滤 取滤液测定 肉类制品 称取10克已除去油脂并捣碎的样品 加入100ml无CO2蒸馏水 浸泡15分钟 随时摇动 取滤液测定 制备好的样品不宜久存 马上测定 2 pH计校正 温度补偿 选择 开关置pH档 选择与被测液pH接近的标准缓冲溶液为校正溶液 洗电极 浸入缓冲溶液 定位 调节指针在缓冲溶液的pH上 电极退出 指针应回到pH 7 0处 重复上述操作两次以上 清洗电极擦干电极把电极插入被测溶液中 3 样品测定 测定清洗并擦干电极 3 样品测定p58 3 说明 本法适用于肉 蛋类等食品与各类饮料 果蔬及其制品pH的测定 一般误差小于 0 02pH 新电极或很久未用的干燥电极 必须预先浸在3mol L的KCl溶液中2h以活化电极 应选用pH与待测样液pH相近的标准缓冲溶液校正仪器 在塑料保护栅内的敏感玻璃泡不与硬物接触 任何破损和擦毛都会使电极失效 2 比色法 1 试纸法 2 标准管比色法 三 挥发酸的测定 食品中的挥发酸主要是醋酸和痕量的甲酸 丁酸等 所以食品中总挥发酸通常以醋酸表示 不包括可用水蒸气蒸馏的乳酸 琥珀酸 山梨酸及CO2和SO2等 直接法是通过水蒸汽蒸馏或溶剂萃取把挥发酸分离出来 然后用标准碱滴定 水蒸气蒸馏法1 原理 样品经适当处理后 加适量磷酸使结合态挥发酸游离出来 用水蒸气蒸馏分离出总挥发酸 经冷凝收集后 以酚酞作指示剂 用标准碱液滴定 根据标准碱消耗量计算出样品中总挥发酸含量 2 样品处理方法 一般果蔬及饮料可直接取样 含CO2的饮料 发酵酒类 须排除CO2 方法是 取80 100mL g 样品置三角瓶中 在用电磁搅拌器连续搅拌的同时 于低真空下抽气2 4min 以除去CO2 固体样品 如干鲜果蔬及其制品 及冷冻 黏稠等制品 先取可食部分加入一定量无CO2蒸馏水 冷冻制品先解冻 用高速组织捣碎机捣成浆状 再称取处理样品10g 加无CO2蒸馏水溶解并稀释至25mL 肉类制品 称取10克已除去油脂并捣碎的样品于250ml锥形瓶中 加入100ml无CO2蒸馏水 浸泡15分钟并随时摇动 过滤后取滤液测定 鱼类等水产品 称取10g切碎样品 加无CO2蒸馏水100mL浸泡30分钟 随时摇动 过滤后取滤液测定 皮蛋等蛋制品 取皮蛋数个 洗净剥壳 按皮蛋 水为2 1的比例加入无CO2蒸馏水 于组织捣碎机捣成匀浆 再称取15g匀浆 相当于10g样品 加无CO2蒸馏水至150ml 搅匀 纱布过滤后称取滤液测定 罐头制品 液固混合样品 先将样品沥汁液 取浆汁液测定 或将液固混合捣碎成浆状后 取浆状物测定 若有油脂 则应先分离出油脂 含油或油浸样品 先分离出油脂 再把固形物经组织捣碎机捣成浆状 必要时加少量无CO2蒸馏水 20mL 100g样品 搅匀后进行pH值测定 6 测定 样品蒸馏 取25mL经上述处理的样品移入蒸馏瓶中 加入25mL无CO2蒸馏水和1mL10 H3PO4溶液 加热蒸馏至馏出液约300mL为止 于相同条件下作一空白实验 滴定 将馏出液加热至60 650C 不可超过 加入3滴酚酞指示剂 用0 1mol LNaOH标准溶液滴定到溶液为微红色30秒不褪色即为终点 挥发酸 以醋酸计g 100g mL C V1 V2 0 06 100 W 式中 C为氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度 mol L V1为标定时所消耗的NaOH标准溶液体积 mL V2为空白试验中所消耗的NaOH标准溶液体积 mL W为样品重量 g或mL 0 06为换算为醋酸的系数 即1mmolNaOH相当于醋酸的克数 4 计算 5 说明 样品中挥发酸如采用直接蒸馏法比较困难 因挥发酸与水构成有一定百分比的混溶体 并有固定的沸点 在一定沸点下 蒸汽中的酸与溶液中的酸之间有一个平衡关系 即蒸发系数x 在整个平衡时间内x不变 故一般不采用直接蒸馏法 而水蒸气蒸馏中 挥发酸和水蒸气分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来 加速挥发酸的蒸馏速度 在蒸馏前应先将水蒸气发生器中的水煮沸10分钟 或在其中加入2滴酚酞指示剂并加NaOH至呈浅红色 以排除其中的CO2 并用蒸汽冲洗整个装置 溶液中总挥发酸包括游离态与结合态2种 而结合态挥发酸又不容易挥发出来 所以要加少许磷酸 使结合态挥发酸挥发出来 滴定前必须将蒸馏液加热到60 65 使其终点明显 加速滴定反应 缩短滴定时间 减少溶液与空气接触机会 以提高测定精确度 且不能超过该温度 防止挥发酸损失 在整个蒸馏装置中 蒸馏瓶内液面要保持恒定 不然会影响测定结果 另外 整个装置连接要好 防止挥发酸泄露 若样品中含SO2还要排除它对测定的干扰 本法适用于挥发酸含量较高的样品 适用于各类饮料 果蔬及其制品的测定 测定食品中各种挥发酸的含量 还可使用纸色谱法和气相色谱法 思考题 第一节 1 测定食品中水分的目的和意义 2 食品中水分的存在形式 3 如何选择测定水分的方法 4 什么叫物理栅 如何预防 5 下列样品分别采用什么方法进行干燥 为什么 1 含果糖较高的蜂蜜样品 2 香料样品 3 谷物样品 6 卡尔费休法适用于测定什么样品 滴定反应属于什么类型 7 水分活度与水分总含量有什么区别 食品的腐败变质主要与食品中的那一部分水有关 8 说明常压干燥法 减压干燥法和蒸馏法测定水分的原理和适用范围 第二节思考题1 简述食品酸度的测定意义及测定原理 2 挥发酸包括哪两部分 要测定结合态挥发酸 应如何处理 3 什么是有效酸度 如何测定 4 对于颜色较深的样品 测定总酸度时终点不易观察 如何处理 5 测定食品酸度时 如何消除二氧化碳对测定的影响 6 电位法测定pH值的根据是什么 操作上应特别注意哪些问题 第三节脂类的测定 脂类的测定索氏抽提法 一 油重法 二 残余 渣 法脂肪酸的测定1 薄层板制备2 薄层法分离食品中主要不饱和脂肪酸 一 概述脂肪 真脂 类脂质 脂肪酸 磷脂 糖脂等 油脂的伴随物 大多数动 植物食品都含有天然脂肪或类脂化合物 但含量各不相同 一 食品中的脂类物质和脂肪含量 植物性或动物性油脂中脂肪含量最高 而水果蔬菜脂肪含量很低 几种食物100g中脂肪含量 g 如下 猪肉 肥 90 3核桃66 6花生仁39 2青菜0 2柠檬0 9苹果0 2牛乳3以上香蕉0 8全脂炼乳8以上全脂乳粉25 30这些含量是指用乙醚提取的脂类总量 二 脂类物质的测定意义脂肪是食品中重要的营养成分之一 脂肪可为人体提供必需脂肪酸 脂肪是一种富含热能营养素 是人体热能的主要来源 每克脂肪在体内可提供37 62kj 9kcal 热能 比碳水化合物和蛋白质高一倍以上 是食物中能量最高的营养素 但是摄入过量对人体健康不利 脂肪 甘油 丙三醇 脂肪酸 在食品加工生产过程中 原料 半成品 成品的脂类含量对产品的风味 组织结构 品质 外观 口感等都有直接影响 所以脂肪含量是一项重要的控制指标 三 脂类的测定 脂类的共同特点是在水中的溶解度非常小 能溶于脂肪溶剂中 再根据相似相溶的规律具体选择 常用测定脂类的有机溶剂 1 乙醚 有一定极性 但不如乙醇 甲醇 水等 溶解脂肪的能力强 应用最多 GB中关于脂肪含量的测定都采用它作提取剂 乙醚沸点低 34 6 易燃 乙醚可饱和2 的水 含水乙醚在萃取脂肪的同时 会抽提出糖分等非脂成分 所以必须用无水乙醚作提取剂 被测样品也要事先烘干 2 石油醚石油醚的沸点比乙醚高 不太易燃 溶解脂肪能力比乙醚弱 吸收水分比乙醚少 允许样品含微量的水分 有时也采取乙醚 石油醚共用 但乙醚 石油醚都只能提取样品中游离态的脂肪 对于结合态的脂类 必须预先用酸或碱及乙醇破坏脂类与非脂类的结合后 才能提取 3 氯仿 甲醇一种有效的溶剂 对脂蛋白 磷脂提取效率较高 特别适用于水产品 家禽 蛋制品中脂肪的提取 样品的予处理 1 固体样品要粉碎 颗粒大小要合适 注意粉碎过程中的温度 防止脂肪氧化 2 样品要干燥温度低 酶活力高 脂肪易降解 温度高 脂肪易氧化成结合态 较理想的方法是冷冻干燥法 3 酸水解对于乙醚不能渗入内部的或含结合态脂肪 四 脂类的测定 索氏抽提法 用索氏提取器把样品中的脂肪提取出来 然后进行测定的方法 可分为油重法和残渣法 一 油重法 类似GB T5009 6 2003中第一法 1 原理 样品用无水乙醚或石油醚等溶剂抽提后 蒸去溶剂所得的物质 在食品分析上称为脂肪或粗脂肪 粗脂肪 残留物中除游离脂肪外 还含有色素 树脂 蜡状物 挥发油等 2 操作简介p633 计算 4 适用范围与特点 适用于脂类含量较高 结合态脂类含量少或经水解处理过的 结合态已转变成游离态 样品应能烘干 磨细 不易吸湿结块 此法经典 对大多数样品的测定结果比较可靠 但费时长 8 16h 溶剂用量大 需要专门的仪器 索氏提取器 五 注意及说明 样品应干燥后研细 样品含水分会影响溶剂提取效果 而且溶剂会吸收样品中的水分造成非脂成分溶出 装样品的滤纸筒一定要严密 不能往外漏样品 也但不要包得太贤影响镕剂渗透 放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管 否则超过弯管的样品中的脂肪不能提尽 造成误差 对含多量糖及糊精的样品 要先以冷水使糖及糊精溶解 经过滤除去 将残渣连同滤纸一起烘干 再一起放入抽提管中 抽提用的乙醚或石油醚要求无水 无醇 无过氧化物 挥发残渣含量低 因水和醇可导致水溶性物质溶解 如水溶性盐类 糖类等 使得测定结果偏高 过氧化物会导致脂肪氧化 在烘干时也有引起爆炸的危险 乙醚中过氧化物的检查方法 取6ml乙醚 加2ml10 的碘化钾溶液 用力振摇 放置1分钟 若出现黄色 则证明有过氧化物存在 过氧化物如 H2O2 Na2O2 CaO2 BaO2 ZnO2 MgO2等 提取时水浴温度不可过高 以每分钟从冷凝管滴下80滴左右 每小时回流6 12次为宜 提取过程应注意防火 在抽提时 冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管 这样 可防止空气中水分进入 也可避免乙醚挥发在空气中 如无此装置可塞一团干燥的脱脂棉球 抽提是否完全 可凭经验 也可用滤纸或毛玻璃检查 由抽提管下口滴下的乙醚滴在滤纸或毛玻璃上 挥发后不留下油迹表明已抽提完全 在挥发乙醚或石油醚时 切忌用直接火加热 应该用电热套 电水浴等 烘前应驱除全部残余的乙醚 因乙醚稍有残留 放入烘箱时 有发生爆炸的危险 反复加热会因脂类氧化而增重 重量增加时 以增重前的重量作为恒重 因为乙醚是麻醉剂 要注意室内通风 二 残余 渣 法 1 原理 样品用无水乙醚或石油醚回流提取后得残余物 蒸去溶剂 烘干 称重 原样品干重与残余物质量之差 便得油重 即可求得粗脂肪含量 2 操作简介 105 2 烘箱 至恒量 称样装入滤纸包 放回原称量瓶 105 2 烘箱 恒量 样品包放入抽提管中 抽提6 8小时 样品包挥去乙醚 放入原称量瓶中 105 2 烘箱 恒量 3 计算公式 式中 a 称量瓶加滤纸包烘干重 gb 称量瓶加滤纸包加样烘干重 gc 称量瓶加滤纸包加抽提后样烘干重 g 谷物3 5g 油料1g 滤纸包 称量瓶 三 说明 1 适用样品 本法适用于脂类含量较高 结合态的脂类含量较少 能烘干磨细 不易吸湿结块的样品的测定 2 本法抽提所得的脂肪为游离脂肪 3 本法测得结果为粗脂肪 因为除脂肪外 还含有色素及挥发油 蜡 树脂等物质 4 样品中脂肪是否提取完全 可凭经验 也可用滤纸检查 由提取管口滴下的乙醚滴在滤纸上 挥发后不留油迹表明已提取完全 5 残渣法测定脂肪的关键 1 准确称取符合条件且含脂肪10mg以上的样品 2 纸包不漏样 3 提取脂肪完全 4 残渣烘干 五 脂肪酸概述 已知存在于天然脂肪中的脂肪酸有80余种 大多数是偶数碳原子的直链脂肪酸 这些脂肪酸分两类 1 饱和脂肪酸 月桂酸 C12 软脂酸 C16 硬脂酸 C18 花生酸2 不饱和脂肪酸 十八碳烯 9 酸 油酸 十八碳二烯 9 12 酸 亚油酸 十八碳三烯 9 12 15 酸 亚麻酸 等 陆上动植物以C16 C18尤以C18脂肪酸居多 水产动物脂肪中以C20和C22脂肪酸居多 必需脂肪酸 正常生长所必需 但在人体内又不能合成 必须由食物提供的脂肪酸 包括 亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸膳食中合理脂肪酸组成 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 1 1 1人造奶油 不饱和脂肪酸氢化成固态状 就是 反式脂肪酸 对人体不利 六 脂肪酸的测定 1 薄层板制备 1 原理 利用硅胶G加水后 其中CaSO4 1 2H2O向CaSO4 2H2O变化的过程中可塑性大的特点 涂布成高质量的薄层板 2 操作 将洗净干燥的玻璃板置于涂布台上 放好擦干的涂布器 且有缝的一边与涂布方向相反 量好6 6mL水 用滤纸在小台平上称2 0g硅胶G于研钵中 滤纸背对研钵口到入 加入6 6mL水 研搅均匀 需一定时间 立即倒入放置好了的涂布器的涂布槽内 即匀速涂布成薄层板 待风干 或60 80 烘2h 后 备用 3 说明高质量薄层板应具备的条件 a 薄层面平整 细致 对光看均匀 b 展开时 展开剂前沿保持平直上升 c 展开后 各样品点上相同物质的斑点在一条平直的线上 2 薄层法分离食品中主要不饱和脂肪酸 以菜油为例 1 原理由甲酯化原理 分离原理和显色原理组成 利用反相薄层法将样品中预先转变成的不同的脂肪酸甲酯一一分离开来 根据双键可以起加成作用的原理 薄层背景上的荧光素钠盐与溴作用生成曙红色的四溴荧光素钠盐 斑点中的不饱和脂肪酸甲酯的双键与溴起加成反应而不与荧光素钠盐作用 故显示原有的荧光素钠盐的黄绿色荧光 以菜油为例 由下至上的斑点次序是 芥酸 花生烯酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 均为甲酯 根据斑点大小和颜色深浅可粗步定量 菜油 2 操作步骤 1 样品溶液制备取少量碎样及6滴菜油分别装于15mL干燥具塞试管中 各加浸提酯化剂3mL 摇匀 静置2 3min 自来水笼头开成滴状流下 倾斜试管 沿管壁徐徐加入自来水至离管口约1cm处 不要摇动 待分层 上层溶液清亮后 即可使用 2 薄层板用10 液体石蜡石油醚溶液浸渍 挥干 用尺子 大头针于薄层板两边划线 3 点样用毛细管于上层清液中间取样 至离薄层板底端约1 5cm 侧边0 5cm处开始点适量样品溶液 原点直径在0 4cm以内 各点间距离约1 2cm 各点在一条平直的线上 挥干点样点 4 展开将点好样品溶液的薄层板 放在三面衬有滤纸并盛有展开剂的层析缸中间 样点不能被展开剂淹没 薄层面不能靠在滤纸上 密闭展开10cm 取出 并乘湿画出展开剂前沿 挥干 5 显色将展开后的薄层板均匀地喷雾荧光素钠盐乙醇溶液 挥干后 在盛有溴蒸气的干燥器中熏约1s 即可显示出红色背景的黄绿色荧光斑点 3 说明 浸提酯化剂的组成及作用 由浸提剂和酯化剂组成 浸提剂由异丙醚与石油醚1 1 V V 混合 作用是 a 提取油脂 b 溶解脂肪酸甲酯 酯化剂由KOH和甲醇组成 作用 KOH为催化剂 催化甲醇与油脂反应 使脂肪酸甘油酯转变为脂肪酸甲酯 Rf值 原点到斑点中心的距离 原点到展开剂前沿的距离 用于定性未知样 本法分离不饱和脂肪酸的关键 关键是水 它可改变固定相与流动相间的极性关系 从而改变各不饱和脂肪酸甲酯在这两相间的分配系数 使斑点拖尾或呈线状分不开 本法特点 快速 灵敏 与气相色谱法相当 样品用量少 适用样品 适用于动 植物油脂中不饱和脂肪酸的分离 思考题 1 说明索氏提取器的提取原理 应用范围及注意事项 2 潮湿的样品可否采用乙醚直接提取 为什么 3 残渣法测定食品中粗脂的关键是什么 4 为什么本法测得结果只能称为粗脂肪 5 如何判断样品中脂肪是否提取完全 6 高质量薄层板应具备哪些条件 7 以菜油中五种不饱和脂肪酸为准 判断样品中主要不饱和脂肪酸名称 并指出多与少 8 说明本法分离不饱和脂肪酸的关键是什么 9 什么是Rf值 其有何用途 第四章蛋白质及氨基酸的测定 一 概述食品中蛋白质含量 测定意义 方法评述 二 蛋白质的测定凯氏定氮法 三 氨基酸的测定意义 方法评述 氨基酸总量的测定 本节要求 掌握蛋白质和氨基酸总量的测定 一 概述 1 蛋白质的生理功用及在食品中的作用 2 食品中的蛋白质含量 3 蛋白质系数 4 蛋白质水解 5 蛋白质测定方法 一 概述 蛋白质是生命的物质基础 是构成生物体细胞组织的重要成分 是生物体发育及修补组织的原料 一切有生命的活体都含有不同类型的蛋白质 人体的酸碱平衡 水平衡的维持 遗传信息的传递 物质的代谢及运转都与蛋白质有关 人及动物只能从食品得到蛋白质及其分解产物 来构成自身的蛋白质 是人体重要的营养物质 食品的重要营养指标 1 蛋白质的生理功用及在食品中的作用 2 食品中的蛋白质含量 在各种不同的食品中蛋白质的含量各不相同 一般说来动物性食品的蛋白质含量高于植物性食品 例如牛肉中蛋白质含量为20 0 左右 猪肉中为9 5 兔肉为21 鸡肉为20 牛乳为3 5 黄鱼为17 0 带鱼为18 0 大豆为40 稻米为8 5 面粉为9 9 菠菜为2 4 黄瓜为1 0 桃为0 8 柑橘为0 9 苹果为0 4 和油菜为1 5 左右 测定食品中蛋白质的含量 对于评价食品的营养价值 合理开发利用食品资源 提高产品质量 优化食品配方 指导经济核算及生产过程控制均具有极重要的意义 3 蛋白质系数 蛋白质是复杂的含氮有机化合物 分子量很大 大部分高达数万 数百万 分子的长轴则长数nm 100nm 它们由20种氨基酸通过酰胺键以一定的方式结合起来 并具有一定的空间结构 所含的主要化学元素为C H O N 在某些蛋白质中还含有微量的P Cu Fe I等元素 但含氮则是蛋白质区别其他有机化合物的主要标志 不同的蛋白质其氨基酸构成比例及方式不同 故各种不同的蛋白质其含氮量也不同 一般蛋白质含氮量为16 即一份氮素相当于6 25份蛋白质 此数值 6 25 称为蛋白质系数 不同种类食品的蛋白质系数有所不同 如玉米 荞麦 青豆 鸡蛋等为6 25 花生为5 46 大米为5 95 大豆及其制品为5 71 小麦粉为5 70 牛乳及其制品为6 38 4 蛋白质水解 在构成蛋白质的氨基酸中 亮氨酸 异亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 色氨酸和缬氨酸等8种氨基酸在人体内不能合成 必须依靠食品提供 故被称为必需氨基酸 他们对人体有极其重要的生理作用 5 蛋白质测定方法 测定蛋白质的方法可分为两大类 一类是利用蛋白质的共性 即含氮量 肽键和折射率测定蛋白质含量 另一类是利用蛋白质中特定氨基酸残基 酸性和碱性基团以及芳香基团等测定蛋白质含量 蛋白质含量测定最常用的方法是凯氏定氮法 是通过测出样品中的总含氮量再乘以相应的蛋白质系数而求出蛋白质的含量 由于样品中含有少量非蛋白质含氮化合物 故此法的结果称为粗蛋白质含量 方法简便快速 故多用于生产单位质量控制分析 凯氏定氮法 双缩脲法 酚试剂法 紫外分光光度法 水扬酸比色法 折光法 旋光法 比色法 利用蛋白质与不同试剂的呈色反应 测定蛋白质的含量 如双缩尿法和酚试剂法 lowry smethod 紫外分光光度法 利用蛋白质对280nm紫外光有最大的吸光度而采用 凯氏定氮法 根据蛋白质的含氮量来测定蛋白质的含量公式 每g样品中含氮克数 6 25 100 蛋白质与酚试剂呈色深浅与蛋白质的含量成正比 利用蛋白质的浓度与呈色的关系 制备标准曲线 来测定样品中的蛋白质含量 蛋白质的测定 目前多采用将蛋白质消化 测定其含氮量 再换算为蛋白质含量的凯氏定氮法 不同食品的蛋白质系数有所不同 凯氏定氮法是测定总有机氮量较为准确 操作较为简单的方法之一 可用于所有动 植物食品的分析及各种加工食品的分析 可同时测定多个样品 故国内外应用较为普遍 是个经典分析方法 至今仍被作为标准检验方法 二 凯氏定氮法 凯氏定氮法 常量法 微量法及经改进后的改良凯氏定氮法 微量凯氏定氮法样品质量及试剂用量较少 且有一套微量凯氏定氮器 目前通用以硫酸铜作催化剂的常量 半微量 微量凯氏定氮法 在凯氏法改良中主要的问题是 氮化合物中氮的完全氨化问题及缩短时间 简化操作的问题 即分解试样所用的催化剂 常量改良凯氏定氮法在催化剂中增加了二氧化钛 1 原理样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化 使蛋白质分解 其中碳和氢被氧化为二氧化碳和水逸出 而样品中的有机氮转化为氨与硫酸结合成硫酸铵 然后加碱蒸馏 使氨蒸出 用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定 根据标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量 1 常量凯氏定氮法 二氧化硫使氮还原为氨 本身则被氧化为三氧化硫 氨随之与硫酸作用生成硫酸铵留在酸性溶液中 样品消化 2NH2 CH 2COOH 13H2SO4 NH4 2SO4 6CO2 12SO2 16H2O 浓硫酸具有脱水性 又具有氧化性 在消化过程中添加硫酸钾可以提高温度加快有机物分解 它与硫酸反应生成硫酸氢钾 可提高反应温度 一般纯硫酸加热沸点330 而添加硫酸钾后 温度可达400 加速了整个反应过程 此外 也可以加入硫酸钠 氢化钾盐类来提高沸点 其理由随着消化过程硫酸的不断地被分解 水分的逸出而使硫酸钾的浓度增大 沸点增加 加速了有机的分解 但硫酸钾加入量不能太大 否则温度太高 生成的硫酸氢铵也会分解 放出氨而造成损失 为了加速反应过程 还加入硫酸铜 氧化汞或硒粉作为催化剂以及加入少量过氧化氢 次氯酸钾作为氧化剂 但为了防止污染通常使用硫酸铜 所以有机物全部消化后 出现硫酸铜的兰绿色 它具有催化功能 氧化汞和汞良好的催化剂 但剧毒 硫酸铜CuSO4 催化剂2CuSO4 CuSO4 SO2 O2C 2CuSO4 Cu2SO4 SO2 O2 Cu2SO4 2H2SO4 2CuSO4 2H2O SO2 此反应不断进行 待有机物被消化完后 不再有硫酸亚铜 褐色 生成 溶液呈现清澈的蓝绿色 可以指示消化终点的到达 作用 在消化完全的样品溶液中加入浓氢氧化钠使呈碱性 加热蒸馏 即可释放出氨气 反应方程式如下 加热蒸馏所放出的氨 可用硼酸溶液进行吸收 待吸收完全后 再用盐酸标准溶液滴定 因硼酸呈微弱酸性 k 5 8 10 10 用酸滴定不影响指示剂的变色反应 但它有吸收氨的作用 吸收及滴定的反应方程式如下 蒸馏 吸收与滴定 2NaOH NH4 2SO4 2NH3 Na2SO4 2H2O 2NH3 4H3BO3 NH4 2B4O7 5H2O NH4 2B4O7 2HCl 5H2O 2NH4Cl 4H3BO3 此法可应用于各类食品中蛋白质含量测定 2 适用范围 3 试剂和材料除非另有规定 本方法中所用试剂均为分析纯 4 1硫酸铜 CuSO4 5H2O 4 2硫酸钾 K2SO4 4 3硫酸 H2SO4密度为1 84g L 4 4硼酸 H3BO3 4 5甲基红指示剂 C15H15N3O2 4 6溴甲酚绿指示剂 C21H14Br4O5S 4 7亚甲基蓝指示剂 C16H18ClN3S 3H2O 4 8氢氧化钠 NaOH 4 995 乙醇 C2H5OH 4 10硼酸溶液 20g L 称取20g硼酸 加水溶解后并稀释至1000mL 4 11氢氧化钠溶液 400g L 称取40g氢氧化钠加水溶解后 放冷 并稀释至100mL 4 12硫酸标准滴定溶液 0 0500mol L 或盐酸标准滴定溶液 0 0500mol L 4 13甲基红乙醇溶液 1g L 称取0 1g甲基红 溶于95 乙醇 用95 乙醇稀释至100mL 4 14亚甲基蓝乙醇溶液 1g L 称取0 1g亚甲基蓝 溶于95 乙醇 用95 乙醇稀释至100mL 4 15溴甲酚绿乙醇溶液 1g L 称取0 1g溴甲酚绿 溶于95 乙醇 用95 乙醇稀释至100mL 4 16混合指示液 2份甲基红乙醇溶液 4 13 与1份亚甲基蓝乙醇溶液 4 14 临用时混合 也可用1份甲基红乙醇溶液 4 13 与5份溴甲酚绿乙醇溶液 4 15 临用时混合 5仪器和设备5 1天平 感量为1mg 5 2定氮蒸馏装置 如图1所示 样品消化蒸馏 吸收滴定 5 操作步骤 6 1 1试样处理 称取充分混匀的固体试样0 2g 2g 半固体试样2g 5g或液体试样10g 25g 约相当于30mg 40mg氮 精确至0 001g 移入干燥的100mL 250mL或500mL定氮瓶中 加入0 2g硫酸铜 4 1 6g硫酸钾 4 2 及20mL硫酸 4 3 轻摇后于瓶口放一小漏斗 将瓶以45 角斜支于有小孔的石棉网上 小心加热 待内容物全部炭化 泡沫完全停止后 加强火力 并保持瓶内液体微沸 至液体呈蓝绿色并澄清透明后 再继续加热0 5h 1h 取下放冷 小心加入20mL水 放冷后 移入100mL容量瓶中 并用少量水洗定氮瓶 洗液并入容量瓶中 再加水至刻度 混匀备用 同时做试剂空白试验 6 1 2测定 按图1装好定氮蒸馏装置 向水蒸气发生器内装水至2 3处 加入数粒玻璃珠 加甲基红乙醇溶液 4 13 数滴及数毫升硫酸 4 3 以保持水呈酸性 加热煮沸水蒸气发生器内的水并保持沸腾 6 1 3向接收瓶内加入10 0mL硼酸溶液 4 10 及1滴 2滴混合指示液 4 16 并使冷凝管的下端插入液面下 根据试样中氮含量 准确吸取2 0mL 10 0mL试样处理液由小玻杯注入反应室 以10mL水洗涤小玻杯并使之流入反应室内 随后塞紧棒状玻塞 将10 0mL氢氧化钠溶液 4 11 倒入小玻杯 提起玻塞使其缓缓流入反应室 立即将玻塞盖紧 并加水于小玻杯以防漏气 夹紧螺旋夹 开始蒸馏 蒸馏10min后移动蒸馏液接收瓶 液面离开冷凝管下端 再蒸馏1min 然后用少量水冲洗冷凝管下端外部 取下蒸馏液接收瓶 以硫酸或盐酸标准滴定溶液 4 12 滴定至终点 其中2份甲基红乙醇溶液 4 13 与1份亚甲基蓝乙醇溶液 4 14 指示剂 颜色由紫红色变成灰色 pH5 4 1份甲基红乙醇溶液 4 13 与5