食品中各种营养成分检测

1、第七章食品中营养成分的检验第七章食品中营养成分的检验 Company Logo 主要内容 v食品中水分、水分活度的检验食品中水分、水分活度的检验 v食品蛋白质及氨基酸的检验食品蛋白质及氨基酸的检验 v食品脂肪的检验食品脂肪的检验 v碳水化合物的检验碳水化合物的检验 v食品中矿物质的检验食品中矿物质的检验 v食品中维生素的检验食品中维生素的检验 第一节 食品中水分、水分活度检验 Company Logo v水对食品的重要性水对食品的重要性 水是食品的天然成分，影响食品的状水是食品的天然成分，影响食品的状 态、感官性状、对腐败的敏感性等。态、感官性状、对腐败的敏感性等。 水分含量是许多食品的法定标

2、准水分含量是许多食品的法定标准 （ GB5009.3 GB5009.3 食品中水分的测定方法）食品中水分的测定方法） 食品标准与水分含量 食品名称标 准 水分（%） 饼干GB7100 6.5 % 麦乳精GB7101 2.5% 方便面GB 17400 油炸面： 8.0 % 非油炸面： 12.0 % 熟肉制品 GB2726 肉干、肉松、其它熟肉干制品： 20.0% 肉脯、肉糜脯 ： 16.0% 油酥肉松、肉粉松： 4.0% 干果 GB16325 桂园、荔枝： 25% 柿饼： 35% 葡萄干： 20% 水分的定义(GB5009.3 ) v食品中的水分一般是指在食品中的水分一般是指在100左右左右直接

3、直接 干燥干燥的情况下，所的情况下，所失去物质的总量失去物质的总量。 v水分和水分含量水分和水分含量 食品中的固形物食品中的固形物指食品内将水分排除后的指食品内将水分排除后的 全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽 出物、灰分等。出物、灰分等。 水分含量与固形物含量的关系 固形物固形物 (%) = 100 % (%) = 100 % 水份（水份（%） 无氮浸出物是非常复杂的一组物质，包括淀粉、可溶性单糖、双糖，一部分果胶、木 质素、有机酸、单宁、色素等。 水分测定的意义水分测定的意义 v企业：水分是影响食品质量的重要因素，控制企业：水分是影响食

4、品质量的重要因素，控制 水分是保障食品不变质的手段之一。水分是保障食品不变质的手段之一。 v监控：测定水分含量（注水肉），揭露掺假行监控：测定水分含量（注水肉），揭露掺假行 为。为。 v水分含量的测定是食品分析的重要项目之一，水分含量的测定是食品分析的重要项目之一， 贯穿于产品开发、生产、市场监督等过程。贯穿于产品开发、生产、市场监督等过程。 二二 食品中水分的测定方法食品中水分的测定方法 根据水在食品中所处的根据水在食品中所处的状态状态不同以及与非水组分不同以及与非水组分结结 合强弱合强弱的不同，可把食品中的水分为三类的不同，可把食品中的水分为三类 ： v自由水自由水是靠分子间力形成的吸附水

5、。保持水本身是靠分子间力形成的吸附水。保持水本身 的物理特性，溶液状态，能作为胶体的分散剂和盐的物理特性，溶液状态，能作为胶体的分散剂和盐 的溶剂，易蒸发，能结冰。的溶剂，易蒸发，能结冰。 v亲和水亲和水是强极性基团单分子外的几个水分子层所是强极性基团单分子外的几个水分子层所 包含的水，以及与非水组分中弱极性基团以氢键结包含的水，以及与非水组分中弱极性基团以氢键结 合的水。合的水。 v结合水结合水以配价键结合，其结合力大，很难用蒸发以配价键结合，其结合力大，很难用蒸发 的方法分离出去，在食品内部不能作为溶剂。的方法分离出去，在食品内部不能作为溶剂。 思考题：水在食品中存在的状态有哪几类？ 不同

6、状态水挥发的难易程度如何？ 水在食品中存在的状态水在食品中存在的状态 第三节 水分的测定方法 v直接法直接法利用水分本身的物理性质和化学性质利用水分本身的物理性质和化学性质 测定水分的方法测定水分的方法 干燥法（常压、减压）干燥法（常压、减压） 直接法直接法 蒸馏法蒸馏法 卡尔费休法卡尔费休法 特点：准确度高、重复性好，应用范围较广；特点：准确度高、重复性好，应用范围较广； 但费时，人工操作但费时，人工操作 v间接法间接法利用食品的比重、折射率、电导、介电利用食品的比重、折射率、电导、介电 常数等物理性质测定的方法常数等物理性质测定的方法 特点：准确度低，快速，自动连续特点：准确度低，快速，自

7、动连续 干燥法（又称重量法） v在一定的温度和压力条件下，将样品加热干燥，蒸在一定的温度和压力条件下，将样品加热干燥，蒸 发以排除其中水分并根据样品前后失重来计算水分发以排除其中水分并根据样品前后失重来计算水分 含量的方法，称为含量的方法，称为干燥法干燥法。 常压干燥法（常压烘箱干燥法）常压干燥法（常压烘箱干燥法） 干燥法干燥法 减压干燥法（真空烘箱干燥法）减压干燥法（真空烘箱干燥法） 采用干燥法测定水分的前提条件： v水分是样品中水分是样品中唯一的挥发唯一的挥发物质；物质； v通过干燥可以较彻底地去除样品中的水分；通过干燥可以较彻底地去除样品中的水分； v在加热过程中，样品中的其它组分可能发

8、在加热过程中，样品中的其它组分可能发 生化学反应，但其引起的重量变化可以忽生化学反应，但其引起的重量变化可以忽 略不计。略不计。 思考题：什么时候必须选择减压干燥法？思考题：什么时候必须选择减压干燥法？ 水分测定操作过程 样品接受样品接受 预处理预处理（样品、称量瓶）（样品、称量瓶） 准确准确 称取适量样品于称取适量样品于恒重称量瓶恒重称量瓶中中 在在规定条件下规定条件下 干燥干燥 冷却冷却 称量称量 干燥干燥 冷却冷却 称称 量量 恒重恒重 实验结果处理实验结果处理 主要操作条件和要点 v预处理预处理(样品、称量瓶、海砂）样品、称量瓶、海砂） v样品重量和称量瓶规格样品重量和称量瓶规格 v干

9、燥设备干燥设备 v干燥条件干燥条件 v干燥剂干燥剂 样品预处理 v原则：在采集、处理和保存过程中，原则：在采集、处理和保存过程中，须防止须防止 组分发生变化和水分散失。组分发生变化和水分散失。 样品性质预处理方法 固体 切细或磨碎。谷类约18目，其他食品3040目 半固体或液体 准备好洁净、恒重、内含适量海沙和一根小玻棒 的蒸发皿；精密称量适量样品于蒸发皿中，用不 玻棒搅匀后置于沸水浴上，边搅拌边蒸发，蒸干 后擦去皿底水滴，再置于干燥箱内。 1、糖浆、甜炼乳等浓稠液体，一般要加水稀释，将固形物含量 控制在20 30%； 2、面包类水分含量大于16%的谷类食品，可采用二步干燥法。 称量瓶的预处理

10、预处理 v用烘箱进行干燥处理，在用烘箱进行干燥处理，在100100的烘箱进行重复干的烘箱进行重复干 燥，以使其达到恒重（两次称量质量差不超过燥，以使其达到恒重（两次称量质量差不超过 2mg2mg）。）。 v干燥之后的称量皿应存放在干燥器中。干燥之后的称量皿应存放在干燥器中。 称量瓶放入烘箱内，盖子称量瓶放入烘箱内，盖子 应该打开，斜放在旁边，应该打开，斜放在旁边， 取出时先盖好盖子，用纸取出时先盖好盖子，用纸 条取，放入干燥器内，冷条取，放入干燥器内，冷 却后称重。却后称重。 样品重量和称量瓶规格 a.样品重量：一般控制干燥残留物在样品重量：一般控制干燥残留物在1.53g 样 品称样量（g）

11、固态、浓稠态食品 35 果汁、牛乳等液态食品 1520 样品重量和称量瓶规格 b.称量瓶及其规格称量瓶及其规格 称量瓶 玻璃耐酸碱，不受样品性质的限制，常用 于常压干燥法。 铝质质量轻，导热性强，但对酸性食品不 适宜，常用于减压干燥法。 规格 玻璃 底部直径：45cm，6.5 9.0cm 铝质 直径5cm，高度至少2cm 直径加大，高度至少3cm 选择称量皿的大小要合适，一般样品选择称量皿的大小要合适，一般样品 1/3高度。高度。 干燥条件 v根据样品的性质以及分析目的选择干燥的根据样品的性质以及分析目的选择干燥的 温度、压力温度、压力和干燥和干燥时间时间。 干燥温度 根据经验，准确度要求不高

12、的。 压 力常压、减压 干燥时间 a.干燥到恒重 b.规定一定的干燥时间 干燥温度干燥温度 v 一般是一般是 9595105 105 ； v 对含还原糖较多的食品应先（对含还原糖较多的食品应先（50506060）干燥）干燥 然后再然后再105105加热。加热。 v 对热稳定的谷物可用对热稳定的谷物可用120120130 130 干燥。干燥。 v 对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一对于脂肪高的样品，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。次（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。 干燥时间干燥时间 a. a.恒重恒重最后两次重量之差最后两次重量之差 2 mg 2

13、mg 。 基本保证水分蒸发完全。基本保证水分蒸发完全。 b.b.规定时间规定时间根据标准方法的要求。根据标准方法的要求。 避免手段避免手段：使用清洁干燥的海砂和样品一起搅 拌均匀，再将样品加热干燥直至恒重。 作用作用：防止表面硬皮的形成；可以使样品分散， 减少样品水分蒸发的障碍。 用量用量：依样品量而定，一般每3g样品加20 30g海砂就能使其充分分散。 其他其他：硅藻土、无水硫酸钠 在干燥过程中，一些食品原料可能易形成 硬皮或块状，结果成不稳定或错误。 干燥器中的干燥剂 v干燥器中一般采用硅干燥器中一般采用硅 胶作为干燥剂，当其胶作为干燥剂，当其 颜色由蓝色减退或变颜色由蓝色减退或变 成红色

14、时，应及时更成红色时，应及时更 换；换； v干燥剂在干燥剂在135135下干燥下干燥 2 23h3h后可重新利用。后可重新利用。 （一）常压干燥法（一）常压干燥法 v1 1 原理原理：将样品在一定条件下加热，产生的蒸气将样品在一定条件下加热，产生的蒸气 压高于空气在电热干燥箱中的分压，使食品中压高于空气在电热干燥箱中的分压，使食品中 的水分蒸发出来，同时，由于不断的加热和排的水分蒸发出来，同时，由于不断的加热和排 走水蒸气，而达到完全干燥的目的，食品干燥走水蒸气，而达到完全干燥的目的，食品干燥 的速度取决于这个压差的大小。质量的损失被的速度取决于这个压差的大小。质量的损失被 计算为样品的水分含

15、量。计算为样品的水分含量。 v适用范围适用范围：适用于在适用于在9510595105下，下，不含或含其他不含或含其他 挥发性物质甚微挥发性物质甚微且且对热稳定的食品对热稳定的食品。 2 2 样品的制备样品的制备 a . 采集，处理，保存过程中，要防止组分采集，处理，保存过程中，要防止组分 发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。 b. 固体样品要磨碎（粉碎），谷类达固体样品要磨碎（粉碎），谷类达 18目，其他目，其他3040目。目。 c. 液态样品要在水浴上先浓缩，然后液态样品要在水浴上先浓缩，然后 进干燥箱，不然烘箱受不了。进干燥箱，不然烘箱受不了。 样品

16、的预处理（对分析结果影响较大）样品的预处理（对分析结果影响较大） 3 操作步骤：二步干燥 v对于水分含量在对于水分含量在16%16%以上的样品，如面包以上的样品，如面包 之类的谷类食品，先将样品称出总质量后，之类的谷类食品，先将样品称出总质量后， 切成厚为切成厚为2 23mm3mm的薄片，在自然条件下风的薄片，在自然条件下风 干干151520h20h，使其与大气湿度大致平衡，然，使其与大气湿度大致平衡，然 后再次称量，并将样品粉碎、过筛、混匀，后再次称量，并将样品粉碎、过筛、混匀， 放于称量瓶中以烘箱干燥法测定水分。放于称量瓶中以烘箱干燥法测定水分。 称取样品 1032干燥 铝皿恒重 24小时

17、 干燥器内冷却 两次差不超过2mg为恒重 0.5小时后称重 再烘 l小时冷却称重 水分测定结果的计算水分测定结果的计算 万变不离其宗的基本原理：万变不离其宗的基本原理： v适宜条件下干燥到恒重后，样品失去物质适宜条件下干燥到恒重后，样品失去物质 的总质量除以样品的质量，乘以的总质量除以样品的质量，乘以100%100%。 100 31 21 mm mm X X样品中的水分含量，g/100g； m1干燥前称量瓶和样品的质量,g； m2干燥后称量瓶和样品的质量,g； m3恒重称量瓶的质量，g。 34 122 3 5 1 () 100 mm mmm mm X m m1新鲜样品总质量，g； m2风干后样

18、品的质量，g； m3干燥前样品与称量瓶的质量，g； m4干燥后样品与称量瓶的质量，g； m5称量瓶质量，g。 二步干燥法 直接干燥法 100 )( 41 321 mm mmm X m1干燥前样品和称量瓶质量，g； m2海砂（或无水硫酸钠）质量，g； m3干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g； m4恒重称量瓶质量，g。 加海沙或其他 方法说明和注意事项 v直接干燥法测定食品中水分是国家标准第一法。直接干燥法测定食品中水分是国家标准第一法。 v该方法不能完全排出食品中的结合水，所以它不可该方法不能完全排出食品中的结合水，所以它不可 能测出食品中真正的水分。能测出食品中真正的水分。 v设备和操作简单

19、，但时间较长，不适合含易挥发物设备和操作简单，但时间较长，不适合含易挥发物 质、高脂肪、高糖食品及含有较多的高温质、高脂肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易氧化、 易挥发、易分解物质易挥发、易分解物质的食品。的食品。 （二）减压干燥法（二）减压干燥法 v原理原理：在低压条件下，水分的沸点会随之降低：在低压条件下，水分的沸点会随之降低 v适用范围适用范围：适用于在：适用于在100100以上加热容易变质及含有以上加热容易变质及含有 不易除去结合水的食品，如淀粉制品、豆制品、罐头不易除去结合水的食品，如淀粉制品、豆制品、罐头 食品、糖浆、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。食品、糖浆、蜂蜜、蔬菜、水果

20、、味精、油脂等。 v优点：优点：可以防止：可以防止：含脂肪高的样品在高温下的脂肪氧含脂肪高的样品在高温下的脂肪氧 化；化；含糖高的样品在高温下的脱水炭化；含糖高的样品在高温下的脱水炭化；含高温易分含高温易分 解成分的样品在高温下分解等解成分的样品在高温下分解等 样品的测定及方法 步骤：放入样品至真空干燥箱中步骤：放入样品至真空干燥箱中连接连接 泵，抽出箱内空气至泵，抽出箱内空气至0.09MPa,0.09MPa,并同时加并同时加 热至所需温度（热至所需温度（808011左右）左右）关闭真关闭真 空泵，停止抽气空泵，停止抽气保持一定的温度和压保持一定的温度和压 力干燥力干燥4h 4h 后打开活塞后

21、打开活塞待压力恢复正待压力恢复正 常后再打开干燥箱常后再打开干燥箱取出铝盒取出铝盒放入干放入干 燥器冷却至室温（燥器冷却至室温（0.5h)0.5h) 再次真空加再次真空加 热热1h,1h,冷却至室温（冷却至室温（0.5h)0.5h) 重复至恒重复至恒 重重 方法说明及注意事项 v实际应用时可根据样品性质及干燥箱耐压能力不同实际应用时可根据样品性质及干燥箱耐压能力不同 而调整而调整压力和温度压力和温度 。真空干燥箱内各部位温度要求。真空干燥箱内各部位温度要求 均匀一致。均匀一致。 v自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时时 间间；恒重恒重一般以减量

22、不超过一般以减量不超过0.5mg0.5mg时为标准，但对时为标准，但对 受热后易分解的样品则可以不超过受热后易分解的样品则可以不超过1 13mg3mg的减量值的减量值 为恒重标准。为恒重标准。 其他干燥法其他干燥法 v化学干燥法化学干燥法：将某种对于水蒸气具有强烈吸附的将某种对于水蒸气具有强烈吸附的 化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器，通过等化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器，通过等 温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重。温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重。 v微波烘箱干燥法微波烘箱干燥法：微波是指频率范围为：微波是指频率范围为10103 3 10105 5MHzMHz的电磁波。微波

23、加热是靠电磁波把能量传播的电磁波。微波加热是靠电磁波把能量传播 到被加热物体的内部。加热速度快、均匀性好、易于到被加热物体的内部。加热速度快、均匀性好、易于 瞬时控制、选择性吸收、加热效率高瞬时控制、选择性吸收、加热效率高 红外线干燥法 v是一种是一种快速测定水分快速测定水分的方法，它以红外线发热管的方法，它以红外线发热管 为热源，通过红外线的辐射热和直接热加热样品，为热源，通过红外线的辐射热和直接热加热样品， 高效迅速地使水分蒸发。高效迅速地使水分蒸发。 v加热迅速，精密度差加热迅速，精密度差 （三）蒸馏法（三）蒸馏法 v 原理：基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组原理：基于两种互不

24、相溶的液体二元体系的沸点低于各组 分的沸点这一事实，在试样中加入与水互不相溶的有机溶分的沸点这一事实，在试样中加入与水互不相溶的有机溶 剂剂(如苯或二甲苯等如苯或二甲苯等)，将食品中的水分与甲苯、二甲苯或，将食品中的水分与甲苯、二甲苯或 苯苯共沸共沸蒸出，冷凝并收集馏液，由于密度不同，馏出液在蒸出，冷凝并收集馏液，由于密度不同，馏出液在 接收管中分层，根据馏出液中水的体积，即可计算出样品接收管中分层，根据馏出液中水的体积，即可计算出样品 中水分含量。中水分含量。 v 适用范围：谷类、蔬菜、水果、发酵食品、油脂及香辛料适用范围：谷类、蔬菜、水果、发酵食品、油脂及香辛料 等等含水较多又有较多挥发性

25、成分含水较多又有较多挥发性成分的食品的水分测定，特别的食品的水分测定，特别 对于对于香辛料，此法是惟一公认的水分香辛料，此法是惟一公认的水分含量的标准分析法。含量的标准分析法。 操作方法 仪器 称取样品适量加入5075mL新蒸馏的 甲苯（或二甲苯）使样品浸没连接 冷凝管与水分接收管从冷凝管顶端 注入甲苯，装满水分接收管加热蒸 馏（2d/s) 至大部分蒸出加热蒸馏 （4d/s)冲洗读数 100 m V X X样品中的水分含量，mL/100g； 或按水在20时密度0.9982g/mL计算质量含量； V接收管内水的体积，mL； m样品的质量，g。 方法说明和注意事项 v蒸馏法为食品水分测定国家标准第

26、三法蒸馏法为食品水分测定国家标准第三法 v避免了挥发性物质以及脂肪氧化造成的误差。避免了挥发性物质以及脂肪氧化造成的误差。 v注意：注意： v1 1 样品用量一般为谷物、豆类约样品用量一般为谷物、豆类约20g20g，鱼、肉、蛋、，鱼、肉、蛋、 乳制品乳制品510g510g，蔬菜水果约，蔬菜水果约5g.5g. v2 2 所用甲苯必须无水。所用甲苯必须无水。 三、卡尔三、卡尔- -费休（费休（Karl-FischerKarl-Fischer）法）法 v简称费休法或简称费休法或K-FK-F法法 v属于碘量法，被广泛应用于多种化工产品的水分属于碘量法，被广泛应用于多种化工产品的水分 测定。测定。 v迅

27、速而又准确，且不需加热迅速而又准确，且不需加热 v在很多场合，该法也常被作为水分特别是微量水在很多场合，该法也常被作为水分特别是微量水 分的标准分析方法，用于校正其它分析方法分的标准分析方法，用于校正其它分析方法 原理 v基于水存在时碘与二氧化硫的氧化还原反应基于水存在时碘与二氧化硫的氧化还原反应： 2H2H2 2OOSOSO2 2I I2 22HI2HIH H2 2SOSO4 4 上述反应是可逆的，在体系中加入了吡啶和甲醇则上述反应是可逆的，在体系中加入了吡啶和甲醇则 使反应顺利向右进行使反应顺利向右进行 C C 5 5H H5 5N NI I 2 2 C C 5 5H H5 5N NSOS

28、O 2 2 C C 5 5H H5 5N NH H 2 2O2C O2C 5 5H H5 5N NHIHI C C5 5H H5 5NNSOSO3 3 C C5 5H H5 5NNSOSO3 3CHCH3 3OHCOHC5 5H H5 5N(H)SON(H)SO4 4CHCH3 3 通常碘、二氧化硫、吡啶按通常碘、二氧化硫、吡啶按1 1：3 3：1010的比例溶解在甲醇的比例溶解在甲醇 溶液中，该溶液被称为卡尔溶液中，该溶液被称为卡尔- -费休法试剂，通常用纯水作费休法试剂，通常用纯水作 为基准物来标定该试剂。为基准物来标定该试剂。 过量的碘指示终点（颜色、双指示电极安培滴定法）过量的碘指示终

29、点（颜色、双指示电极安培滴定法） 适用范围 v广泛用于各种样品的水分含量测定，特别适用于广泛用于各种样品的水分含量测定，特别适用于 痕量水分分析（如面粉、砂糖、人造奶油、可可痕量水分分析（如面粉、砂糖、人造奶油、可可 粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等）粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等） v其测定其测定准确性准确性比直接干燥法要高；比直接干燥法要高； v也是测定脂肪和油类物品中微量水分的理想方法。也是测定脂肪和油类物品中微量水分的理想方法。 卡尔-费休水分测定仪 卡尔-费休试剂的标定 v50mL50mL的无水甲醇（水的无水甲醇（水0.05%0.05%）加入反应器中，接）加入反应器中，接 通电

30、源，启动电磁搅拌器，先用卡尔通电源，启动电磁搅拌器，先用卡尔- -费休试剂滴入费休试剂滴入 甲醇中使其中残存的微量水分与试剂作用达到计量点，甲醇中使其中残存的微量水分与试剂作用达到计量点， 不记录卡尔不记录卡尔- -费休试剂的消耗量。费休试剂的消耗量。 v用微量注射器从加料口注入用微量注射器从加料口注入10L10L蒸馏水，用卡尔费蒸馏水，用卡尔费- - 休试剂滴定至终点，记录试剂的消耗量。休试剂滴定至终点，记录试剂的消耗量。 终点：I2，有水时呈淡黄色，接近终点 时呈琥珀色，刚出现微弱的黄综色时， 为滴定终点。 T卡尔-费休试剂的水质量（mg/mL） m水的质量，g； V 滴定消耗卡尔-费休试

31、剂的体积，mL。 1 0 0 0m T V 计算公式 样品水分的测定 固体样品必须要先粉碎均匀。准确取固体样品必须要先粉碎均匀。准确取0.300.30 0.50g0.50g样品，测定步骤同上。样品，测定步骤同上。 结果计算 10 TV X m X样品中的水分含量，mg/100mg； T卡尔-费休试剂的水质量，mg/mL； V滴定所消耗卡尔费休试剂，mL； m样品的质量，g。 说明及注意事项 v样品的颗粒大小非常重要。通常样品细度约为样品的颗粒大小非常重要。通常样品细度约为4040 目，宜用破碎机处理，不用研磨机以防水分损失。目，宜用破碎机处理，不用研磨机以防水分损失。 v如果食品中含有氧化剂、

32、还原剂、碱性氧化物、如果食品中含有氧化剂、还原剂、碱性氧化物、 氢氧化物、碳酸盐、硼酸等，都会与卡尔氢氧化物、碳酸盐、硼酸等，都会与卡尔- -费休试费休试 剂所含组分起反应，干扰测定。剂所含组分起反应，干扰测定。 四、其他方法 介电容量法介电容量法 ： 根据样品的介电常数与含水率有关，以含水食品作为根据样品的介电常数与含水率有关，以含水食品作为 测量电极间的充填介质，通过电容的变化达到对食品测量电极间的充填介质，通过电容的变化达到对食品 水分含量的测定。水分含量的测定。 需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定 标准曲线进行校准。标准曲线进行

33、校准。 需要考虑样品的密度、样品的需要考虑样品的密度、样品的温度温度等因素等因素 电导率法电导率法 v原理：当样品中水分含量变化时，可导致其电流原理：当样品中水分含量变化时，可导致其电流 传导性随之变化，因此通过测量样品的电阻来确传导性随之变化，因此通过测量样品的电阻来确 定水分含量，就成为一种具有一定精确度的快速定水分含量，就成为一种具有一定精确度的快速 分析方法。分析方法。 v必须保持温度恒定，每个样品的测定时间必须恒必须保持温度恒定，每个样品的测定时间必须恒 定为定为1min1min。 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 v红外线是一种电磁波，一般指波长为红外线是一种电磁波，一般指波长为 0.

34、751000m0.751000m的光的光 v根据水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在根据水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在 样品中的含量存在一定的关系建立了红外吸收光样品中的含量存在一定的关系建立了红外吸收光 谱测水分法。谱测水分法。 v 红外线光源红外线光源1通过装有两个不同波长的滤镜的旋转滤光片通过装有两个不同波长的滤镜的旋转滤光片2，一个过，一个过 滤镜通过的波长为滤镜通过的波长为1.94微米的红外线，它正是水的吸收波段；另一微米的红外线，它正是水的吸收波段；另一 个过滤镜通过个过滤镜通过1.8微米波长的红外线，则不能被水吸收。被测物料微米波长的红外线，则不能被水吸收。被测物料6

35、暴露在红外光束下，经过反射，收集于硫化铅探测器暴露在红外光束下，经过反射，收集于硫化铅探测器3变为电信号，变为电信号， 经过放大，将两个波长的信号比值由指示仪表经过放大，将两个波长的信号比值由指示仪表11显示，即可测出水显示，即可测出水 分含量。分含量。 v 食品食品茶叶、咖啡豆、奶粉、薯片、面粉、饼干、玉米粉、糖、盐茶叶、咖啡豆、奶粉、薯片、面粉、饼干、玉米粉、糖、盐 折光法折光法 v通过测量物质的折射率来鉴别物质的组成、确定通过测量物质的折射率来鉴别物质的组成、确定 物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法 称为折光法。称为折光法。 v测定可溶性

36、固形物的含量测定可溶性固形物的含量 水分活度值的测定水分活度值的测定 一、水分活度值的一、水分活度值的测定意义测定意义 v单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。 v这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造 成的。成的。 v为了更好地定量说明食品中的为了更好地定量说明食品中的水存在状态水存在状态，更好地阐，更好地阐 明水分含量与食品保藏性能的关系，引入水分活度明水分含量与食品保藏性能的关系，引入水分活度 （Water ActivityWater Activity）这个概念。）这个概念。 水分

37、活度 根据平衡热力学定律，水分活度可定义为：溶 液中水的逸度（Fugacity）与纯水逸度之比值 0 f f Aw Aw水分活度； f溶剂(水)的逸度（逸度是溶剂从溶液中逃脱的趋势） f0纯溶剂（水）的逸度。 也可近似地表示为溶液中水蒸汽分压 与纯水蒸汽压之比： 0 P P 100 ERH = Aw P溶液或食品中的水分蒸汽分压，一般说来，P随食品中易 蒸发的自由水含量的增多而加大； P0为纯水的蒸汽压，可从有关手册中查出； ERH平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity）， 它是指食品中水分蒸发达到平衡时（即单位时间内脱离食品的 水的摩尔数等于返回食品的水摩尔

38、数的时候），食品上方恒定 的水蒸汽分压与在此温度时水的饱和蒸汽压的比值（乘以100用 整数表示） 水分含量水分含量是指食品中水的总含量，即一定 量食品中水的质量分数； 水分活度水分活度值表示食品中水分存在的状态， 即反映水分与食品成分的结合程度或游离程 度。结合程度越高，则水分活度值越低；结 合程度越低，则水分活度值越高。 相对湿度相对湿度指的却是食品周围的空气状态。 二、水分活度测定方法二、水分活度测定方法 在食品中工业中对于水分活度的测定方法 很多，如蒸汽压力法、电湿度计法、溶剂萃 取法、近似计算法和水分活度测定仪等。 A Aw w测定仪法 测定仪法 v原理：在一定的温度下，主要利用原理：

39、在一定的温度下，主要利用A Aw w测定仪装置 测定仪装置 中的传感器，根据食品中水的蒸汽压力的变化，中的传感器，根据食品中水的蒸汽压力的变化， 从仪器的表头上可读出指针所示的水分活度。样从仪器的表头上可读出指针所示的水分活度。样 品测定前必须校正品测定前必须校正 A Aw w测定仪。 测定仪。 v校正溶液：氯化钡饱和溶液。校正溶液：氯化钡饱和溶液。 本节总结：方法的比较 v原理原理 v样品的性质样品的性质 v预期的目的预期的目的 原理 v烘箱干燥法是将样品中的水分除去，利用测得的剩余烘箱干燥法是将样品中的水分除去，利用测得的剩余 固体的固体的质量质量计算水分含量。非水挥发性物质在干燥过计算水

40、分含量。非水挥发性物质在干燥过 程中也有挥发，但与挥发掉的水相比很小，常忽略不程中也有挥发，但与挥发掉的水相比很小，常忽略不 计。计。 v蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而 水分含量是直接通过测定水分含量是直接通过测定体积体积来定量。来定量。 vKarl Fischer Karl Fischer 滴定法则基于样品中水分发生滴定法则基于样品中水分发生化学反应化学反应 的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出来。的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出来。 v介电法和传导法是根据水的电化学性质介电法和传导法是根据水的电化学性质 v折光法是源

41、于样品中的水对光反射的影响折光法是源于样品中的水对光反射的影响 v近红外分析法是基于食品中的水分子对特征波长近红外分析法是基于食品中的水分子对特征波长 的吸收的原理。的吸收的原理。 样品的性质 v烘箱干燥法会使某些食品的成分在高温下发生化学变烘箱干燥法会使某些食品的成分在高温下发生化学变 化生成水，或者利用水及其它组分，从而影响水分含化生成水，或者利用水及其它组分，从而影响水分含 量的测定。在较低温度下进行真空干燥可能就可以克量的测定。在较低温度下进行真空干燥可能就可以克 服上述问题的发生。服上述问题的发生。 v蒸馏技术能最大程度地减少一些食品微量成分的挥发蒸馏技术能最大程度地减少一些食品微量

42、成分的挥发 和分解。和分解。 v对于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用对于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用 Karl Fischer Karl Fischer 滴定法。滴定法。 用途 v烘箱干燥法是干燥各种食品产物的法定方法烘箱干燥法是干燥各种食品产物的法定方法 v在干燥法中，微波干燥、红外干燥最为快捷，直在干燥法中，微波干燥、红外干燥最为快捷，直 接干燥、化学干燥和真空干燥所需要的时间更长接干燥、化学干燥和真空干燥所需要的时间更长 一些。一些。 v折射指数、电导和红外线分析等方法非常快，但折射指数、电导和红外线分析等方法非常快，但 是常常需要与非经验性的方法相关联。是常常需要与

43、非经验性的方法相关联。 本节的主要内容回顾 水分测定三种常用方法的水分测定三种常用方法的 原理、操作步骤、应用、注原理、操作步骤、应用、注 意点、优缺点等。意点、优缺点等。 思考题 v常压干燥和减压干燥分别适合于哪些食品的水分测常压干燥和减压干燥分别适合于哪些食品的水分测 定？为什么？分别应该注意什么？定？为什么？分别应该注意什么？ v共沸蒸馏法的原理是什么？适合于哪些食品样品中共沸蒸馏法的原理是什么？适合于哪些食品样品中 的水分测定？操作中可能造成误差的因素和消除办的水分测定？操作中可能造成误差的因素和消除办 法有哪些？法有哪些？ 1. 蛋白质概况蛋白质概况 蛋白质是含氮的有机化合物，分子量

44、很大。主要由蛋白质是含氮的有机化合物，分子量很大。主要由C、 H、O、N、S五种元素组成。某些蛋白质中还含有微量的五种元素组成。某些蛋白质中还含有微量的 P、Cu、Fe、I 等。等。 在食品和生物材料中常包括蛋白质，可能还包括有非在食品和生物材料中常包括蛋白质，可能还包括有非 蛋白质含氮的化合物，（如核酸、含氮碳水化合物、生物蛋白质含氮的化合物，（如核酸、含氮碳水化合物、生物 碱等；含氮类脂、卟啉和含氮的色素）。碱等；含氮类脂、卟啉和含氮的色素）。 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 资源具有重要意义。资源具

45、有重要意义。 一一 蛋白质的测定蛋白质的测定 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 食品和其原料中蛋白质含量的测定，主要（食品和其原料中蛋白质含量的测定，主要（ 也是最常用的）用也是最常用的）用凯氏定氮法凯氏定氮法测定总氮量，然后测定总氮量，然后 乘一个蛋白质换算系数。这里也包括非蛋白的氮乘一个蛋白质换算系数。这里也包括非蛋白的氮 ，所以只能称为粗蛋白的含量（但马铃薯等非蛋，所以只能称为粗蛋白的含量（但马铃薯等非蛋 白氮多的要单测）。白氮多的要单测）。 蛋 白 质 是 生 命 的 物 质 基 础 ， 人 体蛋 白 质 是 生 命 的 物 质 基 础 ， 人 体 11%13%总热量来自蛋白质。无论动

46、物、植总热量来自蛋白质。无论动物、植 物都含有蛋白质，只是含量及类型不同。物都含有蛋白质，只是含量及类型不同。 蛋白质是食品的最重要质量指标，其含量与蛋白质是食品的最重要质量指标，其含量与 分解产物直接影响食品的色、香、味。分解产物直接影响食品的色、香、味。 Company Logo 蛋白质的测定方法分两大类：蛋白质的测定方法分两大类： 一类是利用蛋白质的共性即含氮量、肽键和一类是利用蛋白质的共性即含氮量、肽键和 折射率等测定蛋白质含量；折射率等测定蛋白质含量； 另一类是利用蛋白质中的氨基酸残基、酸性另一类是利用蛋白质中的氨基酸残基、酸性 和碱性基因以及芳香基团等测定蛋白质含量。和碱性基因以及

47、芳香基团等测定蛋白质含量。 u凯氏常量定氮法 u水杨酸比色法 u双缩脲比色法 u福林酚试剂法 u紫外光吸收法 Company Logo 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 一、蛋白质的测定一、蛋白质的测定 v凯氏常量定氮法凯氏常量定氮法 v水杨酸比色法水杨酸比色法 v双缩脲比色法双缩脲比色法 v福林酚试剂法福林酚试剂法 v紫外光吸收法紫外光吸收法 Company Logo 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 一、蛋白质的测定一、蛋白质的测定 凯氏定氮法凯氏定氮法 由由Kieldhl于于1833年提出，现发展为常量、微量、年提出，现发展为常量、微量、 自动定氮仪法，半微量法及改良凯氏法。自动定氮仪法

48、，半微量法及改良凯氏法。 1.凯氏常量定氮法凯氏常量定氮法 v 原理：样品与硫酸和催化剂一同加热后消化，使蛋白质分原理：样品与硫酸和催化剂一同加热后消化，使蛋白质分 解，其中的碳和氢分别被氧化成二氧化碳和水逸出，而有解，其中的碳和氢分别被氧化成二氧化碳和水逸出，而有 机氮转化成氨后与硫酸结合生成硫酸铵，然后在碱性条件机氮转化成氨后与硫酸结合生成硫酸铵，然后在碱性条件 下蒸镏使氮游离，用硼酸吸收后再用硫酸或盐酸标准溶液下蒸镏使氮游离，用硼酸吸收后再用硫酸或盐酸标准溶液 滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即得蛋白质含量。滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即得蛋白质含量。 v适用范围：各类食品中的蛋

49、白质测定，最低检出适用范围：各类食品中的蛋白质测定，最低检出 量为量为0.05mg氮，相当于氮，相当于0.3mg蛋白质。由于蛋白质。由于 样品中常含有核酸、生物碱、含氮类脂、卟啉以样品中常含有核酸、生物碱、含氮类脂、卟啉以 及含氮色素等非蛋白质的含氮化合物，故本法测及含氮色素等非蛋白质的含氮化合物，故本法测 出的结果为粗蛋白质含量。出的结果为粗蛋白质含量。 Company Logo 整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定 1. 消化消化 总反应式总反应式 ： 加硫酸钾加硫酸钾 作为增温剂，提高溶液沸点，作为增温剂，提高溶液沸点， 纯硫酸沸点纯硫酸沸点 34

50、0，加入硫酸钾之后可以提高，加入硫酸钾之后可以提高 至至400以上。也可加入硫酸钠，氯化钾等提以上。也可加入硫酸钠，氯化钾等提 高沸点，但效果不如硫酸钾。高沸点，但效果不如硫酸钾。 2NH2（CH2）2COOH+13H2SO4 （NH4）2SO4+6CO2+12SO2+16H2O 一定要用浓硫酸（一定要用浓硫酸（98%） 加硫酸铜加硫酸铜 作为催化剂。还可以作消化终作为催化剂。还可以作消化终 点指示剂（做蒸馏时碱性指示剂）。还可以加点指示剂（做蒸馏时碱性指示剂）。还可以加 氧化汞、汞（均有毒，价格贵）、硒粉、二氧氧化汞、汞（均有毒，价格贵）、硒粉、二氧 化钛。化钛。 加氧化剂加氧化剂 如双氧水

51、、次氯酸钾等加速如双氧水、次氯酸钾等加速 有机有机 物氧化速度。物氧化速度。 Company Logo 仪器：仪器： 2. 蒸馏蒸馏 消化液消化液 + 40%氢氧化氢氧化 钠加热蒸馏，钠加热蒸馏， 放出氨气。放出氨气。 3. 吸收与滴定吸收与滴定 用用4%硼酸吸收，用盐酸标准溶液滴定，指示剂用混硼酸吸收，用盐酸标准溶液滴定，指示剂用混 合指示剂（甲基红合指示剂（甲基红溴甲基酚绿混合指示剂）国标用亚溴甲基酚绿混合指示剂）国标用亚 甲基兰甲基兰+甲基红。甲基红。 指示剂指示剂 红色红色 绿色绿色 红色红色 （酸）（酸） （碱）（碱） （酸）（酸） 用过量的用过量的 H2SO4 或或 HCl 标准溶

52、液吸收，再用标准溶液吸收，再用 NaOH 标准溶液滴定过剩的酸液，用甲基红指示剂。标准溶液滴定过剩的酸液，用甲基红指示剂。 吸收吸收 滴定滴定 Company Logo 说明：说明： 所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。 消化时不要用强火，应保持和缓沸腾，以免粘贴在凯氏瓶内壁上的含氮化消化时不要用强火，应保持和缓沸腾，以免粘贴在凯氏瓶内壁上的含氮化 合物在无硫酸存在的情况下消化不完全而造成氮损失。合物在无硫酸存在的情况下消化不完全而造成氮损失。 消化时应注意不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上的固体消化时应注意不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上

53、的固体 残渣洗下，并促进其消化完全。残渣洗下，并促进其消化完全。 样品中若含脂肪较多时，消化过程中易产生大量泡沫，为防止泡沫溢出瓶样品中若含脂肪较多时，消化过程中易产生大量泡沫，为防止泡沫溢出瓶 外，在开始消化时应用小火加热，并时时摇动；或者加入少量辛醇或液体外，在开始消化时应用小火加热，并时时摇动；或者加入少量辛醇或液体 石蜡或硅油消泡剂，并同时注意控制热源强度。石蜡或硅油消泡剂，并同时注意控制热源强度。 当样品消化液不易澄清透明时，可将凯氏烧瓶冷却，加入当样品消化液不易澄清透明时，可将凯氏烧瓶冷却，加入30过氧化氢过氧化氢 23 m1 后再继续加热消化。后再继续加热消化。 Company

54、Logo v 若取样量较大，如干试样超过若取样量较大，如干试样超过5 g 可按每克试可按每克试 样样5 m1的比例增加硫酸用量。的比例增加硫酸用量。 般消化至呈透明后，继续消化般消化至呈透明后，继续消化30 分钟即可，但对于含有特别难以氨化的分钟即可，但对于含有特别难以氨化的 氮化合物的样品如含赖氨酸、组氨酸氮化合物的样品如含赖氨酸、组氨酸 、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等时，需适、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等时，需适 当延长消化时间。有机物如分解完全，当延长消化时间。有机物如分解完全， 消化液呈蓝色或浅绿色，但含铁量多时消化液呈蓝色或浅绿色，但含铁量多时 ，呈较深绿色。，呈较深绿色。 蒸馏装置不能漏气

55、。蒸馏装置不能漏气。 Company Logo v 蒸馏前若加碱量不足，消化液呈蓝色不生成蒸馏前若加碱量不足，消化液呈蓝色不生成 氢氧化铜沉淀，此时需再增加氢氧化钠用量。氢氧化铜沉淀，此时需再增加氢氧化钠用量。 氢氧化铜在氢氧化铜在7090时发黑。时发黑。 v 蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离液面清蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离液面清 洗管口，再蒸洗管口，再蒸1分钟后关掉热源否则可能造成分钟后关掉热源否则可能造成 吸收液倒吸。吸收液倒吸。 （二）蛋白质含量的其他测定方法（二）蛋白质含量的其他测定方法 传统的凯氏定氮法应用范围广，灵敏度高、准传统的凯氏定氮法应用范围广，灵敏度高、准 确，不要大

56、仪器，但费时间，有环境污染。确，不要大仪器，但费时间，有环境污染。 其他：水杨酸比色法其他：水杨酸比色法 双缩脲法比色法双缩脲法比色法 福林福林-酚试剂法酚试剂法 紫外光吸收法紫外光吸收法 Company Logo 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 一、蛋白质的测定一、蛋白质的测定 1.水杨酸比色法水杨酸比色法 v原理：样品中的蛋白质经硫酸消化转成铵盐溶液原理：样品中的蛋白质经硫酸消化转成铵盐溶液 后，在一定的酸度和温度下可与水杨酸钠溶液和后，在一定的酸度和温度下可与水杨酸钠溶液和 次氯酸钠溶液作用生成有颜色的化合物，可在次氯酸钠溶液作用生成有颜色的化合物，可在 660nm处比色测定，由所求的

57、含氮量换算成蛋处比色测定，由所求的含氮量换算成蛋 白质含量。白质含量。 Company Logo 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 一、蛋白质的测定一、蛋白质的测定 2.双缩脲比色法双缩脲比色法 v原理：蛋白质含有肽键，结构与双缩脲相似，因原理：蛋白质含有肽键，结构与双缩脲相似，因 此也能发生双缩脲反应。在一定范围内，蛋白质此也能发生双缩脲反应。在一定范围内，蛋白质 含量与反应所生成的颜色深浅成正比，可用比色含量与反应所生成的颜色深浅成正比，可用比色 法测定，法测定， max为为540nm。本法适用于豆类、。本法适用于豆类、 油料、米谷等作物种子及肉类等样品的测定。在油料、米谷等作物种子及肉类

58、等样品的测定。在 010g/L蛋白质含量范围内呈现良好的线性蛋白质含量范围内呈现良好的线性 关系，灵敏度较低，但操作简单迅速。关系，灵敏度较低，但操作简单迅速。 脲（尿素）脲（尿素）NH2CONH2 加热至加热至150160时，两时，两 分子缩和成双缩脲。分子缩和成双缩脲。 双缩脲能和硫酸铜的碱性溶液生成紫色络和物，这种反应叫双缩脲反应。双缩脲能和硫酸铜的碱性溶液生成紫色络和物，这种反应叫双缩脲反应。 （缩二脲反应）（缩二脲反应） 蛋白质分子中含有肽键蛋白质分子中含有肽键 CONH 与双缩脲结构相似。在同样条件下与双缩脲结构相似。在同样条件下 也有呈色反应，在一定条件下，其颜色深浅与蛋白质含量

59、成正比，可用分也有呈色反应，在一定条件下，其颜色深浅与蛋白质含量成正比，可用分 光光度计来测其吸光度，确定含量。光光度计来测其吸光度，确定含量。 NH2CONHCONH2 + NH3 NH2CONH2 + NH2CONH2 注：测蛋白质时叫双缩脲法，并不另加双缩脲。样品不用消化注：测蛋白质时叫双缩脲法，并不另加双缩脲。样品不用消化 2.方法特点及应用范围方法特点及应用范围 本法灵敏度较低，但操作简单快速，故在生物化学本法灵敏度较低，但操作简单快速，故在生物化学 领域中测定蛋白质含量时常用此法。本法亦适用于领域中测定蛋白质含量时常用此法。本法亦适用于 豆类、油料、米谷等作物种子及肉类等样品测定。豆类、油料、米谷等作物种子及肉类等样品测定。 3. 主要仪器主要仪器： 分光光度计，离心机（分光光度计，离心机（4000 r/min） 4. 试剂：试剂： (1) 碱性硫酸铜溶液碱性硫酸铜溶液 (2) 四氯化碳四氯化碳 5操作方法：操作方法：采用凯氏采用凯氏法测出的蛋白质样品为标准法测出的蛋白质样品为标准 样绘标准曲线。样绘标准曲线。 Company Logo 第二节 食品蛋白质及氨基酸的检验 一、蛋白质的测定一、蛋白质的测定 4.福林酚试剂法福林酚试剂法 v原理：蛋白质分子中含有肽键及带酚基的氨基酸，原理：蛋白质分子中含有肽键及带酚基的氨基酸， 能与福林酚试剂反应生