食品质量和安全生产技术

食品质量与安全实验技术教材汪东风.食品质量与安全实验技术.十一五国家规划教材.北京:中国轻工业出版社，2008,第一章实验技术基础第一节样品的采集与处理第二节数据处理与质量控制第三节物理检验法,第一节样品的采集与处理一、样品的采集二、样品的制备三、样品的保存四、样品的预处理,一、样品的采集采样在产品中抽取一定代表性样品,供分析化验用采样遵循的原则1、均匀，有代表性反映全部组成,质量,卫生状况2、保持原有的理化指标防止损坏或带入杂质,采样步骤三步依次获得1检样大批物料采集的少量样品物料2原始样品许多份检样混合于一起3平均样品经处理,取出其中一部分,供分析检验的样品采样混合处理待检样品：检样，原始样品，平均样品复检样品(防止争议)保留样品(已备再样),采样的一般方法1、一般方法随机抽样(按随机原则,抽取样品)代表性取样(系统抽样法,按规律进行采样,如分层;随生产环节;定期抽样)实际操作:具体情况具体分析,以确定采样方法,有时采用二者结合的方法。如:蔬菜(叶、茎不同),2、均匀固体物料（1）有完整包装的(袋,桶,箱)A.采样件数=总件数/2B.确定采样部位(具体袋、桶、箱,随机+代表性抽样)C.扦样将双套回转取样管插入包装中,回转180度，取出样品,每包装分上,中,下三层取样检样D.将检样混合原始样品E.用“四分法”将原始样品进行处理平均样品0.5kg,3、散堆样品（1）划分等体积层（2）每层取四角及中心位样品（3）检样-原始样品-平均样品4、稠状半固体物料(奶油,果酱,动物油脂)（1）采样件数=总件数/2（2）抽取检样(分上中下层)（3）检样-原始样品-平均样品,5、液体物料(乳,油)（1）包装体积不太大的A.采样件数=总件数/2B.搅匀后取样-检样混合缩分检样-原始样品-平均样品（2）大桶装或池装用虹吸法取四角及中心混合缩分检样-原始样品-平均样品,6、组织不均匀固体食品由于不均匀更应注意代表性（1）肉类：根据要求及目的而定按比例从不同部位取样,混合后代表该只动物从同一部位取样,混合后代表某一部位的情况（2）水产品：小鱼,小虾随机取样捣碎混合缩分平均样品（3）果蔬体积小的(如葡萄)随机取样，捣碎混合缩分-平均样品体积大的(如西瓜)按成熟程度,个体大小组成,比例选取若干个体,取代表性部分,按生长轴纵剖分为4份或8份,再取对角线2分,碎分混合缩分平均样品体积膨松叶菜类(白菜)：分别抽取一定代表性的包装(筐,捆)中一定数量,7、小包装食品(罐头,奶粉,瓶装饮料)按批号或班次连同包装一起来采样罐头：一般按1/3000取样量,每班3罐听,袋装奶粉：取样量1/1000每批号2件,采样注意事项1、采样数量一般每份样品0.5kg根据要求不同,可适当增加数量为:供检,复检,备查三份掺伪:因为项目不明确,数量上升2、一切采样工具应保持清洁3、防止将非样品物带入样品中4、设法保持样品原有微生物状况和理化指标(不污染,变化)5、易变化的样品,应及时分析检验6、样品器具上应贴标签表明名称、日期、地点、批号、方法、数量、分析项目、采样人,二、样品的制备,制备目的样品制备-对样品进行粉碎或捣碎,混匀,缩分的过程目的-保证样品十分均匀,使分析时取任何部分都能代表全部样品成分,以确保分析结果的正确性。制备方法1、液体,浆体：摇匀,搅拌2、互不相容液体(油水混合物)：先分离,再分别采样,3、固体样品粉碎切碎、捣碎研磨硬度大,水分少水分高,质地软韧性强的(肉)粮食粉碎过40目鱼禽肉,绞成肉泥4、罐头需先除果核,骨等-捣碎制备注意事项1、防止易挥发成分逸散2、避免样品发生理化性质变化3、作微生物检验的样品,按无菌操作规程进行,三、样品保存,1、一般情况下,即时分析防止水分、挥发性成分散失,防止待测组分含量发生变化,分解,发酵等。2、洁净,密封,阴暗处保存易腐败变质的样品应保存在0-5冰箱，易发生光解的需避光保存（VB1、胡萝卜素、黄曲霉毒素B1）3、存放样品,按日期,批号,编号,摆放,以便查找,四、样品的预处理,食品的成分复杂，往往以复杂的结合态存在,必须进行分离,掩蔽,排除干扰组分，有的含量低,必须进行浓缩,这些对样品进行分离、掩蔽、浓缩等操作过程-样品的预处理。预处理过程应排除干扰因素,完整保留被测组分,并使被测组分达到一定含量,以获得理想测定结果，所以样品的预处理是食品分析过程中的重要环节。预处理的方法有6种：有机物破坏法、溶剂提取法、蒸馏法、色层分离法、化学分离法、浓缩法。应根据食品种类、分析对象、被测组分理化性质、含量及分析方法，确定预处理方法。,（一）有机物破坏法,主要用于测定食品中无机元素及被测组分,可转化为无机物状态的成分，主要有干法和湿法1、干法灰化-灼烧法（1）原理：样品炭化（脱水,分解,氧化）灰化（500-550灼烧）白（灰）色（无机成分）（2）方法特点:A.空白值低（加入试剂少或无）B.可处理较多的样品（灰化体积小,被测组分可富集）C.有机物分解彻底,操作简单D.时间长E.易挥发元素有损失F.有吸留现象(坩锅有吸留被测组分的作用),（3）提高准确度的措施采取适宜的灰化温度(降低温度)加入助灰化剂(防止挥发损失和坩锅吸留)如:P-Mg3(PO4)2防止损失S-MgSO4防止损失HI-NaI防止挥发,碱性灰化HF-CaF2防止挥发CdCl2-CdSO4防止挥发,酸性挥发PbCl2-PbSO4防止挥发(需做空白试验),2、湿法消化简称消化法（1）原理加入浓硝酸,浓硫酸,HClO4、KMnO4、H2O2等强氧化剂,加热消化使有机物-分解,氧化,气态挥发待测组分以无机物状态存在于消化液中待测（2）方法特点有机物分解速度快,时间短温度低,挥发少,吸留少产生有害气体,需通风柜中进行消化初期,易产生大量泡沫,需照管空白值高(试剂用量大),（二）溶剂提取法,利用各组分在某一溶剂中溶解度的差异，将各组分分离的方法-溶剂提取法,又称溶剂萃取法此法常用于测定维生素,重金属,农药,黄曲霉毒素1、溶剂的选择根据:“相似相溶”原则,选择溶剂根据被提取物极性强弱选择相应的溶剂极性弱成分(有机氯农药)极性小的溶剂(正乙烷,石油醚)极性强成分(黄曲霉毒素B1)极性大的溶剂(甲醇,乙醇,水)溶剂沸点45-80为宜溶剂稳定,不与样品发生反应,2、提取方法提取方法可归纳为三种：浸泡法、溶剂分层法、索氏抽提法浸泡法：将(固体)样品放入溶剂中浸泡,使被测组分溶于溶剂中,为提高浸泡提取的回收率,一般采取将样品粉碎,捣碎,并对于浸泡液进行振荡溶剂分层法：从溶剂中提取某一组分时,选用溶剂与原溶液中溶剂互不相溶,且能大量溶解其被提取的溶质，通常在分液漏斗中进行4-5次萃取,可达到分离之目的，也可采用连续液体萃取器进行。索氏抽提法：将一定量样品放入索氏抽提器中,加入溶剂,加热回流,将被测组分抽提出来特点:溶剂用量少,抽提完全,回收率高,但操作麻烦,（三）蒸馏法,1、原理利用液体混合物中各组分挥发度不同所进行的分离方法。可除去干扰成分，可用于待测组分蒸馏逸出,收集蒸馏液进行分析。2、蒸馏方式（1）常压蒸馏特点:被蒸馏物质受热后不分解或沸点不太高时,可在常压下进行蒸馏。加热方式有:水浴,油浴,直接加热。,（2）减压蒸馏特点:当被蒸馏物易分解或沸点太高时,可采用此法。减压装置：水泵和真空泵（3）水蒸汽蒸馏用水蒸汽加热样品的混合液体,使被测组分与水蒸汽一起蒸馏出来特点:若直接蒸馏时,被测物因受热不均而被局部炭化,或当加热到沸点时可能发生分解,可采取水蒸汽蒸馏。,（四）色层分离法,色层分离法又称色谱分离法。根据原理不同,可分为:吸附色谱分离、分配色谱分离、离子交换色谱分离1、吸附色谱分离用吸附剂选择性的吸附被测成分或干扰成分如聚酰胺吸附色素2、分配色谱分离根据不同物质在固定相和流动相间的分配比不同而进行分离的方法3、离子交换色谱分离利用离子交换剂与溶剂中离子间所发生的交换反应来进行的分离方法,（五）化学分离法,1、沉淀分离法利用沉淀反应进行分离的方法。在试样中加入沉淀剂,使被测组分或干扰成分沉淀下来,经过滤或离心分离。例如,测纯蛋白,可加入重金属,使蛋白质沉淀,再测其沉淀的氮量,即为纯蛋白。2、掩蔽法利用掩蔽剂与干扰成分作用,使干扰成分转变为不干扰测定状态。利用这种方法,可不经分离干扰成分而消除干扰作用,简化分析步骤。,3、磺化这是处理油脂或含油脂样品时使用的方法。硫酸磺化法：浓H2SO4+脂肪-磺化物(亲水性)不再被非或弱极性有机溶剂所溶解,从而达到分离净化的目的。只限于在强酸介质稳定的样品(如六六六,DDT等农药)4、皂化法用热KOH+CH3CH2OH溶液处理以除脂肪等干扰杂质的影响。（六）浓缩为提高被测组分浓度,常需对液体样品浓缩。有常压,减压浓缩法,作业题：1、食品理化检验的一般程序是什么？2、什么叫样品的预处理？样品预处理的方法有哪六种？3、采样遵循的原则是什么？4、有完整包装的物料80000件，采样件数应该为多少件？思考题：5、什么是样品的制备？6、采样分为三步，分别得到哪三种样品？7、食品分析的方法有哪些？,（三）分析方法的评价研究分析方法时,通常用精密度,准确度,灵敏度三项指标评价。1、精密度考虑分析方法的精密度时,通常用标准偏差和变异系数表示。(X为平均值）di(绝对偏差)=Xi-XSd(标准偏差)=(XiX)2/(n-1)Cv(变异系数)=（Sd/X）100%,2、准确度E(绝对误差)=-T(真值)Er(相对误差)=（-T）/T常用合理的平均值代替真值T食品分析允许相对误差见表2-1表2-1食品分析允许的相对误差含量%允许相对误差含量%允许相对误差80-900.4-0.15-101.6-1.240-800.6-0.41-55.0-1.620-401.0-0.60.1-120-5.010-201.2-1.00.01-0.150-20,也可用加入标准物质的回收率来判断(P%)P%=（X1-X0)/m100%(m-加入标准物质的量X1-加入标准样品测定值X0-未加标准样品的测定值)测定回收率可对测定值进行校正,以消除系统误差,评价新的分析方法。如：P=97%，X0=3.51,X=X0/P=3.61,3、灵敏度灵敏度能检测到的最低限量Se荧光法,0.005g,比色1g一般来说:仪器分析灵敏度高相对误差大化学分析灵敏度低相对误差小,4、直线回归方程（P24-25)yY=aX+ba=nXYXYnX2(X)2xb=X2YXXYnX2(X)2相关系数=XYX2Y2如：y=0.0563X+0.036,=0.9986,（四）食品分析标准简介国际标准ISO国际标准化组织CAC粮农+卫生食品法典委员会AOAC美国公职分析家协会国家标准GB行业标准QBSGC轻工SBGHLS商业SC农业WS卫生地方标准企业标准,二、食品分析的误差与数据处理（一）误差1、误差来源系统误差(分析方法仪器试剂主观误差)固定原因,可测误差。偶然误差(环境仪器性能人员偶然现象)2、减少误差的方法(措施)（1）选择样品的适宜量，过多,过少均影响准确度如比色分析E=KCLE=0.2-0.80.43误差最小（2）增加平行测定次数,减少偶然误差，平行次数2（3）对照试验已知结果-被测试样,不同人员（4）空白试验扣除空白值,抵消试剂杂质干扰（5）校正仪器定期标定标准溶液（6）严格遵守规程,(二）数据处理1、置信度与置信区间测定值偏离平均值所出现的几率，称为置信度，测定值所处的区间称为置信区间。=xts/n总体平均值（真值）x有限测定次数的平均值n测定次数t在选定的某置信度下的几率系数，可查表得到。(p21表2-3）s有限测定次数的标准偏差=19.540.12(测定蛋白质含量，置信度90%）,2、离群值的取舍，Q检验法：Q=（X2X1)/W其中X1为可疑值，X2为最接近值，W为最大与最小值之差。比较Q与Q0.90，若QQ0.90则弃去离群值；若QQ0.90则保留。Q0.90值表测定次数Q0.90值测定次数Q0.90值30.9470.5140.7680.4750.6490.4460.56100.41,4、有效数字与结果报告一般保留4位有效数字第5位保留的原则是：4舍6入，5成双,作业题：测定面粉样品中蛋白质含量的数据如下：12.56%、12.62%、12.64%、12.65%、11.32%。取置信度90%，求面粉样品中蛋白质含量的总体平均值不同在置信度90%的t值测定次数：3456t值：2.9202.3532.1322.015,第三节物理检验法,根据食品的物理常数与食品的组分及含量的关系进行检测的方法-物理检验法主要的物理常数有:密度、折光率、旋光度、粘度、色度、浊度、真空度、比体积等。,一、相对密度法(比重法),相对密度概念=g/ml,g/cm3d=t1/t2(H2O)测定意义可检验液态食品的纯度,浓度,质量A.浓度：蔗糖溶液、酒精，可查表求得B.确定固形物,可溶性固形物如果汁番茄制品(查专用经验表)C.质量(掺假变质)如全脂牛奶(1.028-1.032),掺水d下降,脱脂d上升测定方法较常用:密度瓶法密度计法,1、密度瓶法（1）仪器：(见P30-31图3-1，图3-2)密度瓶，有带毛细管，带温度计，还有吸管性密度瓶（2）原理：分别称取一定体积样品及水的质量，二者之比即是（3）测定方法：将密度瓶洗净,再用乙醇,乙醚洗涤,烘干,冷却，装满(煮沸30min且冷却至20则高1+0.2t20则低1-0.2例1：17，读数为29.6,29.6-（20-17）0.2=29，即d=1.029例2：23，读数为33.2,33.2+（23-20）0.2=33.8，d=1.03381.034,（5）波美计测密度法以20为标准蒸馏水中0Be15%NaOH15Be纯H2SO466Be分轻表、重表，系数为145轻表d=145/(145+Be)重表d=145/(145-Be)例:12.8%蔗糖液中测得7.13Be则d=145/(145-7.13)=1.0517而20,锤度为12.8,查表得=1.05168二者吻合,(有二者联系的表格)糖溶液比重,锤度,波美度,存在一定关系,可查表及计算求得蔗糖%锤度d波美度折光率551.019652.791.340310101.039985.571.3479,二、折光法原理1、折射定律：Sin1/Sin2=n2/n12、仪器阿贝折光仪手提式折光仪折光率n与溶液浓度c的关系不同物质,有不同折光率同一物质c上升则n上升,测定方法1、洗净,擦干,校正(蒸馏水或标准玻璃)2、滴加1-2d样液于下面棱镜上,立即闭合上下两棱镜,转动反射镜,使光射入棱镜中3、转动棱镜旋钮,使视野分成明暗两部分4、旋动补偿器旋钮,使视野只有黑白二色5、转动棱镜旋钮,使明暗分界线在十字交叉点6、从读数筒中读取折光率7、温度校正n20=nt+0.00038(t-20),应用测糖液浓度：测糖液折射率,可查表求得蔗糖百分比如上表(糖锤度,折光率表)糖%折光度0.8%1.33415%1.340210%1.347950%1.4200测总固形物：如饴糖折光率与总固形物关系即测其折光率就可查表得总固形物百分比例20时,糖液折光率为1.5019，则固形物%=85.0020时,糖液折光率为1.5105，则固形物%=88.20折光法测固形物,只是测得可溶性固体含量。但对于番茄酱,果酱等食品,可查固形物与可溶性固形物关系表求得,正常牛乳乳清折光率：1.3420-1.3428油脂折光率的测定一般精炼植物油均有一定折光率(20),测定其折光率可鉴别油脂组成及品质如:花生油1.4695-1.4720菜油1.4710-1.4755豆油1.4735-1.4775,三、旋光法应用旋光仪测量旋光性物质的旋光度以确定其含量的分析方法旋光法（一）测定原理=KcL（-旋光度K-常数L-液层厚度）当C=1g/mlL=1dm则比旋光度为tD=K(钠光D线，=589.3nm)在此条件下，旋光度均具有一定比旋光度，如表数据tD（蔗糖）=+66.5所以测得，即可计算c;c(g/ml)=/（tDL）由于有变旋光现象(为还原糖类)，需采取措施,如放置过夜,或配成碱性溶液(变旋光迅速,马上平衡)若t20时,需进行校正,应用示例：淀粉的测定1、原理:c,（用CaCl2提取淀粉，用SnCl2沉淀蛋白质）2、试剂：CaCl2:溶解546gCaCl22H2O1000ml,用醋酸调pH=2.4SnCl2:溶解2.5gSnCl25H2O于75mlCaCl2溶液中3、样品制备：称取2g面粉，于烧杯中，加水10ml湿润，加70mlCaCl2溶液，加热沸腾15分100ml容量瓶中，加入5mlSnCl2溶液，用CaCl2溶液定容。过滤，滤液待用。,4、测定：（1）打开旋光仪电源（2）蒸馏水装入旋光管，开示数开关，调零位手轮，使旋光示值为零。（3）样液装入旋光管，开示数开关，读数（4）空白试验5、计算：淀粉%=（-0）10010