第一章食品分析的基本知识

1、食品分析与检验,第一章 食品分析的基本知识,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：,样品的采集 制备和保存 样品的预处理 成分分析 数据记录，整理 分析报告的撰写。,第一节 样品的采集,一、样品的采集,采样从大量的分析对象中抽取有一定代表性的一部分样品作为分析材料，这项工作叫采样。,正确采样的目的意义： 分析结果必须能代表全部样品，因此必须采取具有足够代表性的样品，如果采集的样品不具有代表性，那么即使分析方法再正确，也得不到正确的结论。,正确采样的原

2、则：,细则：,（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）。 （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。,补充：,二、 采样的步骤,检样由整批食物的各个部分采取的少量样品，称为检样。检样的量按产品标准的规定。 原始样品把许多份检样综合在一起称为原始样品 平均样品原始样品经过处理再抽取其中一部分作检验用者称为平均样品。 应一式三份，分别供检验、复验及备查使用。 每份样品数量一般不少于0.5公斤。,三、采样的一般方法,样品

3、的采集一般分为随机抽样和代表性取样两类。 最常用的采集方法是随机抽样。均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。 注意：随机随意。 随机要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。,代表性取样：是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，以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量的样品。 可按不同生产日期 也可在流水线上按一定的时间间隔抽样 按分析的目的取样,细 则,少量食品的采样： 原始样品的采样：随机采样 虹吸法采样 电动搅拌器搅拌后采样 平均样品的采集： 液体试样：按需要量采样 颗粒、粉状样品：四分法和分样器混匀缩分,细 则,大量不均匀食品的采样： 几何法； 流动定时

4、采样； 分档采样； 分区分层采样； 按批次件数比例采样。,四、样品的制备,样品的制备指对样品的粉碎、混匀、缩分等过程。 样品的制备方法因产品类型不同而异。,液体、浆体或悬浮液体：摇匀，充分搅拌。 互不相容的液体（如油与水的混合物）：先分离，再分别取样。 固体样品：切细、粉碎、捣碎、研磨等。 罐头：除核、去骨、去调味品、捣碎。,四 分 法,五、样品保存,采取的样品应在短时间内分析，否则应妥善保管。 （1）一般情况下，放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。易腐败变质的放在05冰箱内，保存时间也不能太长。易分解的要避光保存。 （2）特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂或冷冻干燥保存。 注意事项：

5、防光分解、高温、水分、挥发性物质、酶、发酵等,第二节 样品的预处理,目的： 测定前排除干扰组分； 对样品进行浓缩。 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。,一、有机物破坏法,测定食品中无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。操作方法分为干法和湿法两大类。,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，在置高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰色为止，所得残渣即为无机成分。,干法灰化方法优点,优 点,有机物分解彻底，操作简单。,灰分体积小，可处理较多的样品，可富集被测组分。,此法基本不加或加入很少的试

6、剂，故空白值低。,干法灰化方法缺点,缺 点,坩埚有吸留作用，使测定结果和回收率降低。,因温度高易造成易挥发元素的损失。,所需时间长。,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。,湿法灰化方法优点,优 点,由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。,湿法灰化方法缺点,缺 点,试剂用量大，空白值偏高。,初期易产生大量泡沫外溢。,产生有害气体。,3、紫外光分解法：高压汞灯提供紫外光。855 ，加双氧水。 4、微波高压消煮器：食品样品最多只要1

7、0分钟（2.5 MPa)。 其它方法： 5、高压密封消化法：120150，数小时，要求密封条件高。 6、自动回流消化仪,二、蒸馏法,原理：利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。,食品分析中常用前3种。,1、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：a.爆沸现象。（沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片） b.温度计插放位置。,2、减压蒸馏,适用对象：常压下受热易分解或沸点太高的物质。 原理：物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。,3、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

8、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。,4、扫集共蒸馏,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5-6秒测一个样，有20条净化管道。,三、溶剂抽提法,原理：利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而是混合物分离的方法。,1、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”。,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。若沸点低，易挥发；若沸点高，不易提纯、浓缩，溶剂与提取物不好分离。

9、 选稳定性好的溶剂。,2、溶剂萃取法,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。 适用范围：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。,连续液体萃取器,关于萃取剂的选择： 萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。 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。 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。,3、超临界萃取（SFE）,原理：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

10、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7.37Mpa）,不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。,四、色层分离法,1906年，俄国植物学家茨威特分离植物叶绿体中色素而得名，玻璃管中装CaCO3，石油醚溶解植物叶绿体倒入管内，再用石油醚做淋洗剂，结果柱子中被分成几个不同颜色的谱带。,又称色谱分离、色层分析、层析、层离法。使多种组分混合物在不同的载体上进行分离。,按固定相材料及使用形式分类 柱色谱：固定相装在色谱柱中 纸色谱：层析滤纸为支持剂，滤纸上结合水为固定相 薄层色谱（TLC）：将固定相粉末制成薄层。 气相色谱（GC）：流动相为气体。 液相色谱

11、（HPLC）：流动相为液体。,两相物质：固定相、流动相 样品要制备成液体或气体。,（一）吸附色谱, 原理：利用吸附剂对不同 组分的物理吸附性能的差异进行分离。吸附力相差越大分离效果越好。 固定相固体吸附剂 流动相气体或液体,（二）分配色谱, 原理：利用不同组分在两相中的不同分配系数来进行分离。（溶解度的不同） 固定相固体支持剂（担体）+固定液 流动相气体或液体（与固定相不相溶）,（三）离子交换色谱法,原理：利用各组分与离子交换树脂的亲和力的不同来分离。 阳离子交换： RH + M+X- RM + HX 阴离子交换： ROH + M+X- RX + MOH,五、化学分离法,（一）磺化法和皂化法

12、用来除去样品中脂肪或处理油脂中其它成分，使本来憎水性油脂变成亲水性化合物，从样品中分离出去。,1、硫酸磺化法（磺化法） 用浓硫酸处理样品，引进典型的极性官能团SO3使脂肪、色素、蜡质等干扰物质变成极性较大，能溶于水和酸的化合物，与那些溶于有机溶剂的待测成分分开。 主要用于有机氯农药残留物的测定。,2、皂化法 原理：酯 + 碱 酸或脂肪酸盐 + 醇 用于白酒中总酯的测定，用过量的NaOH将酯皂化掉，过量的碱再用酸滴定，最后由用碱量来计算总酯。 用于植物油的皂化价的测定。（皂化价高示含游离脂肪酸量大。 常用碱为NaOH或KOH， NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。,（二）沉淀分离法,原

13、理：利用沉淀反应进行分离。在试样中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来或将干扰组分沉淀下来，再经过滤或离心把沉淀和母液分开。 常用的沉淀剂：碱性硫酸铜、碱性醋酸铅等。,（三）掩蔽法,原理：向样品中加入一种掩蔽剂使干扰成分仍在 溶液中，而失去了干扰作用，多用于络合滴定中。,六、浓缩,原理：为了提高待测组分的浓度，常对样品提取液进行浓缩。 1、常压浓缩：待测组分不易挥发，可用蒸发皿直接加热浓缩，也可用蒸馏装置等。 2、减压浓缩：适用对易挥发、热不稳定性组分的浓缩。常用KD浓缩器、旋转蒸发器等，水浴加热并抽气减压，浓缩速度快，被测组分损失少。,旋转蒸发仪,一、正确选择分析方法： 取决于测定的目的、要

14、求和具体分析方法的特点。 二、选择分析方法时应考虑的因素： 有效性、适用性和权威性 精密度、准确度、分析速度、实验条件及成本。 根部不同的应用范围及要求选择不同的分析方法。,第三节 分析方法的选择,三、分析方法的评价参数：,第三节 分析方法的选择,1.精密度 指在相同条件下进行多次平行测定，每一次平行测定结果相互接近的程度, 代表测定方法的稳定性和重现性。衡量精密度高低的尺度是偏差，偏差是指个别测定结果与几次测定结果的平均值之间的差别。 偏差有绝对偏差和相对偏差之分。测定结果与测定平均值之差为绝对偏差，绝对偏差占平均值的百分比为相对偏差。,第三节 分析方法的选择,分析结果的精密度，可以用单次测

15、定结果的平均偏差（ ）表示，即 式中：d1，d2，dn 1，2，n次测定结果的绝对偏差。 平均偏差没有正负号。用这种方法求得的平均偏差称算术平均偏差。,第三节 分析方法的选择,单次测定结果的相对算术平均偏差为 式中： 单次测定结果的算术平均值。,第三节 分析方法的选择,平均偏差的另一种表示方法为标准偏差（均方根偏差S）。可按下列公式计算： 测定结果的相对标准偏差称为变异系数，即：,标准偏差较平均偏差有更多的统计意义。 因为单次测定的偏差平方后，较大的偏差更显著地反映出来，能更好地说明数据的分散程度。 因此，在考虑一种分析方法的精密度时，通常用标准偏差和变异系数来表示。,2.灵敏度 指被测组分在

16、低浓度区时，浓度改变一个单位所引起的测定信号的改变量。一般而言，仪器分析法具有较高的灵敏度，而化学分析法（重量分析和容量分析）灵敏度相对较低。,注意： 在选择分析方法时，要根据待测成分的含量范围选择适宜的方法； 一般地说，待测成分含量低时，需选用灵敏度高的方法；含量高时宜选用灵敏度低的方法，以减少由于稀释倍数太大所引起的误差。,3.线性范围 校正曲线的线性范围是指定量的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围，在实际应用中，分析方法的线性范围至少应有两个数量级，有些线性范围可达56个数量级。线性范围越宽，样品测定的浓度适用性越强。,4.检出限 检出限是指产生一个能可靠地被检出的分析信号所需

17、要的某元素的最小浓度或含量。,检出限一般有仪器检出限、分析方法检出限之分。 仪器检出限是指分析仪器能检出与噪音相区别的小信号的能力。 方法检出限不但与仪器噪音有关，而且还决定于方法全部流程的各个环节，如取样，分离富集，测定条件优化等，即分析者、环境、样品性质等对检出限也均有影响，实际工作中应说明获得检出限的具体条件。,第三节 分析方法的选择,思考：,灵敏度与检出限的区别与联系是什么？,5.准确度,指测定值与真实值的接近程度。反映测定结果的可靠性。衡量准确度高低的尺度是误差，它反映测定结果的可靠性。误差越小，准确度越高。 误差是分析结果与真实值之差。 误差有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。

18、绝对误差指测定结果与真实值（通常用平均值代表）之差； 相对误差是绝对误差占真实值的百分率。 选择分析方法时，为了便于比较，通常用相对误差表示准确度。,四、国内外食品分析标准介绍,1、制定标准的必要性 使分析结果具有权威性。 2、标准的分类 按使用范围分五种：国际、国家、行业、地方、企业。,（1）国际标准由国际标准化组织制定的，在国际间通用的标准。 每年10月14日为国际标准日。 ISO国际标准化组织，成立于1947年2月23日，总部在日内瓦，是世界上最大的标准化组织，目前，已有90多个成员国，我国是78年恢复加入的。,ISO下设27个国际组织，与食品有关的是:,ISO下设200多个技术委员会，与食品有关的如:,（2）国家标准一般由国家标准局颁布,各个国家标准有自己的代号。,GB5009.1-GB5009.70-2003 中华人民共和国食品卫生检验方法（理化部分）,（3）行业标准 对GB没有又要在全国某个行业范围内统一的技术要求，由国内各专业部颁布的标准。,举例：商业部部颁标准,（4）地方标准对没有GB和行业标准的产品，需要在省市范围内统一 的， 可由省市标准局制订、审批，报国家标准局备案，当相应的GB与行业标准实施后，自行废止。,（5）企业标准QB 当企