第二章 食品分析的基本知识

第二章食品分析的基本知识第二章食品分析的基本知识第一节样品的采集制备与保存第二节样品的预处理第三节食品分析数据评价第二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分析数据处理分析报告的撰写。第一节样品的采集制备及保存样品的采集制备和保存样品的预处理成分分析分析数据处理分析报告的撰写。第二章食品分析的基本知识一、样品的采集1.采样在大量产品（分析对象中）抽取有一定代表性样品，供分析化验用，这项工作叫采样。第一节样品的采集、制备及保存第一节样品的采集、制备及保存第二章食品分析的基本知识正确采样的意义: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。第一节样品的采集制备及保存第二章食品分析的基本知识正确采样的原则（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）。（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。第二章食品分析的基本知识第二章食品分析的基本知识2.样品的分类检样——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。第二章食品分析的基本知识第二章食品分析的基本知识3.采样的一般方法第一种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。但随机≠随意。随机——要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。具体作法：第二章食品分析的基本知识第二章食品分析的基本知识（1）掷骰子—简便易行，适于生产现场用。（2）用随机表。（3）用计算器、计算机。（4）用抽奖机。第二章食品分析的基本知识第二种采集方法是代表性抽样：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而定采样方法。第二章食品样品的采集与处理第二章食品分析的基本知识二、样品的制备样品的制备——指对样品的粉碎、混匀、缩分等过程。四分法：第二章食品分析的基本知识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。第二章食品分析的基本知识第二章食品分析的基本知识三、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或冷冻干燥保存。第二章食品分析的基本知识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。第二章食品分析的基本知识样品的预处理方法: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第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识一、有机物破坏法主要用于食品中无机元素的测定通常采用高温或高温加强氧化剂条件，使有机物分解（H2OCO2N的氧化物）呈气态分散，被测组分保留下来分类;干法灰化（灼烧法）和湿法消化1.干法灰化原理：将样品至于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置于高温电炉中（一般为500~550℃）灼烧灰化，直至残灰为白色或浅灰白色为止，所得残渣即为无机成分。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识优点：空白值低可处理较多的样品，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。某些挥发元素易损失坩埚对被测组分有吸留作用，适用范围：大多数金属元素（Hg除外）和部分非金属元素的测定第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识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。常用的强氧化剂浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识湿法消化的优缺点优点：有机物分解速度快，所需时间短。由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。缺点：产生有害气体。初期易产生大量泡沫外溢。试剂用量大，空白值偏高。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识二、溶剂抽提法利用样品各组分在某一溶剂中溶解度的差异，将各组分完全或部分地分离的方法。应用：维生素、农药、重金属及黄曲霉毒素分类：浸提法溶剂萃取法第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识1.浸提法（液-固萃取法）用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来。提取剂的选择：根据相似相容原理；沸点易在45~80℃；溶剂要稳定不和样品发生作用。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识浸提取方法比较震荡浸渍法捣碎法索氏提取法回收率低高高干扰物少多少操作简单简单麻烦第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2.溶剂萃取法（溶剂分层、液液萃取、抽提）原理利用某组分在两种互不相容溶剂中分配系数不同，使其从一种溶剂中转移到另一种溶剂中，而与其它组分分离。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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识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。萃取过程中不宜产生泡沫最好方法工业上用萃取塔实验室用分液漏斗第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识溶剂萃取法优点：操作迅速、分离效果好、应用广泛。缺点：萃取剂往往易燃、易挥发、有毒。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识三、蒸馏法1.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。2.特点分离、净化双重效果，仪器和操作较复杂。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识3.分类根据待测组分的性质蒸馏法常压蒸馏减压蒸馏水蒸气蒸馏第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识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。第二节样品的预处理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。第二章食品分析的基本知识第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识3）水蒸汽蒸馏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。适用对象：沸点较高，易炭化，易分解物质。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识第二节样品的预处理水蒸气蒸馏装置第二章食品分析的基本知识四、色层分离法（色谱分离、色层分析、层析、层离法）在载体上进行物质分离的一系列方法总称。两相物质：固定相流动相样品要制备成液体或气体。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识按不同的分离原理分为：吸附层析分配层析离子交换层析凝胶层析亲和色谱第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识1.吸附色谱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——气体或液体第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2.分配色谱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）纸层析：纸是支持剂，结合水为固定相，溶剂作为流动相。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识3.离子交换色谱法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：R—H+M+X-R—M+HX阴离子交换：R—OH+M+X-R—X+MOH第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识4.凝胶层析（分子排阻色谱SEC、凝胶渗透色谱GPC、凝聚过滤色谱GFC）5.亲和色谱第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识五、化学分离法1.磺化法和皂化法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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2)皂化法利用KOH-乙醇溶液将脂肪等杂质皂化除去，已达到净化目的酯+碱酸或脂肪酸盐+醇第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2.沉淀分离法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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识1)盐析法盐类属强电解质，有强烈的水化作用，破坏物质原有的水化层而使之沉淀。注意：要调整pH、T.等条件。缺点；沉淀物中往往存有大量盐类，分离不彻底。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2)等电点法凡具有两性电解质性质的物质，如氨基酸、蛋白质等，当pH调到适当数值时，它们显电中性，在水中溶解度最小，易形成沉淀。例：味精生产中，把发酵液的pH调到谷氨酸的等电点，大量谷氨酸就结晶析出。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识3）掩蔽法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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识六、浓缩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。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识2、减压浓缩适用对易挥发、热不稳定性组分的浓缩。常用旋转蒸发器等，水浴加热并抽气减压，浓缩速度快，被测组分损失少。第二节样品的预处理第二章食品分析的基本知识如何评价同一样品多次重复分析结果的准确度与精密度如何根据实验数据拟合最佳标准曲线第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识一、测量数据的集中趋势为提高准确度和精密度，同一样品重复测定次数，至少需要做三次代表性试验，用平均值来记录实验结果平均值是真实值的最佳经验性估计值nχ1+χ2+χ3+…+χnχ=第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识二、分析的可靠性只得到平均值，但不能指出这些试验的重复性以及测定结果与真实的接近程度1.准确度和精密度各个试验结果与真值的接近程度各个试验结果之间的接近程度第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识1）准确度单个测量值与真值的接近程度问题：准确度在多数情况下不能确定真实值、解决：到标准机构购买标准品根据样品验证测试过程假定其它实验结果准确将结果与其它实验室比较判断二者一致性第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识2）精密度衡量重复性和重复测量值之间的接近程度3）准确度和精密度的区别步枪打靶的过程代表实验值的测定过程第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识准确度和精密度的比较第三节食品分析数据评价第二章食品分析的基本知识精密度的评价标准偏差)(2-=nμxiσ=nσ=σ=σ第三节食品分析数据评价σ-标准偏差xi-各个样品的测量值μ-真实值n-样品总数第二章食品分析的基本知识)(2-=nxxiSD第三节食品分析数据评价重复次数