理化检验(全)

第一章绪论食品理化检验概念：是卫生检验专业中的一门重要专业课程，是以分析化学、营养与食品卫生学、食品化学为基础，采用现代分离、分析技术，研究食品营养成分与食品安全有关成分的理化检验原理和方法的一门科学，也是一门学科交叉、应用性很强的学科。第二章食品样本的采集、保存和处理**1食品样本的采集原则及方法。①所采集样品对总体有充分的代表性；②采样过程中应设法保持食品原有的理化性质，防止待测成分的损失和污染。注意：首先样本容量应达到一定的要求；此外，采样时应尽量使处于不同方位、不同层次的个体样品都有均等的被采集的机会。**2食品样品的保存原则。①稳定待测成分②防止污染③防止腐败变质④稳定水分即净、密、冷、快。3食品样品的前处理方法。干法灰化湿法消化浸提法溶剂萃取法常压蒸馏法减压蒸馏水蒸汽蒸馏吸附色谱分离分配色谱分离离子交换色谱分离磺化法和皂化法沉淀分离法掩蔽法常压浓缩法减压浓缩法无机化处理溶剂提取法蒸馏法色层分离法化学分离法浓缩样品的前处理方法原则：①消除干扰因素；②完整保留被测组份；③使被测组份浓缩，以获得可靠的分析结果。主要内容：①除去非食用部分②除去机械杂质③均匀化处理**4湿法消化中常用的氧化性强酸有哪几种？这几种强酸各自有何特点？①高氯酸：冷的高氯酸无氧化性，加热后是强的氧化剂。氧化性比硝酸和硫酸强，对还原性较强的有机物如酒精、甘油、脂肪、糖类和次磷酸及其盐因反应剧烈而发生爆炸，几乎可以分解所有有机物，但一般不宜单独使用。②硝酸：沸点较低，易挥发，氧化能力不持久，常与其他酸配合使用。③硫酸：沸点高(338℃)，热的浓硫酸具有一定的氧化性，对有机物有强烈的脱水作用，并使其碳化，进一步氧化成二氧化碳和水。5何谓湿消化法和干灰化法？有何特点？（无机化处理的主要方法）湿消化法：指在适量的食品样品中，加入氧化性的强酸，然后在一定温度条件下反应，破坏食品中的有机物，使待测的无机成分释放出来，形成不挥发的无机化合物的方法。优点：有机物分解速度快，加热温度较干灰化法低，可减少待测成分的挥发损失。缺点：试剂用量大，有时空白值比较高，消化过程中会产生大量有害气体。干灰化法：食品样品放在坩埚中，先在电炉上加热使样品脱水、炭化，再置于500-600℃的高温炉中灼烧灰化。使样品中的有机物氧化分解成二氧化碳、水和其他气体而挥发，留下无机物供测定。优点：能处理较多的样品，提高检出率；不加试剂，空白值较低；适用范围广，操作简单。缺点：灰化时间长、敞口高温导致被测成分挥发（通常550～600℃4h）；坩埚对被测成分的吸留致使某些成分的回收率低。6提高干灰化法回收率的措施①采用适宜的灰化温度。500～550℃，不超过600℃低温灰化技术（抽真空，＜150℃），成本高②加入助灰化剂（如KOH，MgO等）:③还可采用促进灰化和防止损失的措施：如加盐酸或水溶解灰分，解除对炭粒的包裹；加硫酸稳定铅、镉等金属；加硝酸提高灰分的溶解度等。但需注意酸的量不可过多，以防酸雾损坏灰化炉。7干扰成分的去除的主要方法第三章食品的营养成分分析1掌握恒重、粗蛋白、粗脂肪、总脂肪、还原糖、膳食纤维、灰分的概念；粗蛋白：由凯氏定氮法测得的蛋白质称为粗蛋白。粗脂肪：用有机溶剂在索氏提取器中直接提取食品中的脂肪时，因少量脂溶性成分，如脂肪酸、高级醇、固醇、蜡质、色素等与脂肪混在一起，故用这种方法测得的脂肪称为粗脂肪。总脂肪：用有机溶剂提取前，先加酸或碱进行处理，使食品中的结合脂肪游离出来，再用有机溶剂萃取，这种方法测得的脂肪称为总脂肪。膳食纤维：不能被人体消化的多糖和木质素的总和，包括纤维素、半纤维素、戊聚糖、果胶物质、木质素和二氧化硅等灰分：食品经高温灼烧后残留的无机物称为灰分，主要是金属氧化物或无机盐类（无机物或矿物质）。**2掌握直接干燥法、减压干燥法、蒸馏法、卡尔-费休法测定水分的原理、适用范围等；1）直接干燥法原理：在常压下于95℃~100℃干燥食品样品，使其中的水分蒸发逸出，至食品样品质量达到恒重，然后根据样品所减少的质量，计算样品中水分的含量。说明：适宜于干燥温度下不易分解、不易被氧化的食品样品和含较少挥发性物质的样品中水分的测定，如谷物及其制品、豆制品、卤制品、肉制品等。2）减压干燥法原理：减压干燥法通常将食品样品在压力为40~55kPa，温度为50℃~60℃的条件下烘烤23h；根据样品所减少的质量，计算样品中水分的含量。此法适宜于易分解的样品以及水分含量较多，挥发较慢的食品样品中水分的测定，如淀粉制品、蛋制品、罐头食品、油脂、糖浆、味精、水果、蔬菜等。3）蒸馏法原理：在样品中加人某些比水轻且与水互不相溶的有机溶剂，样品中的水分与加入的有机溶剂组成二元体系，在低于各组分沸点的温度下进行蒸馏，水分和有机溶剂共同蒸出，收集馏出液，根据水的体积计算样品中水分的含量。常用的有机溶剂有甲苯和二甲苯等。蒸馏法适用于含水量较多，又有较多挥发性成分的样品。由于蒸馏时冷凝的水分呈小珠状粘附在冷凝管上，不能全都进入接收管中会造成读数误差；此外，由于甲苯或二甲苯能溶解少量水分，故甲苯或二甲苯应先以水饱和，弃水层后蒸馏，取蒸馏液使用。4）卡尔-费休法原理：利用碘氧化二氧化硫时，需要定量的水参与反应的原理测定液体、固体和气体中的含水量。2H2O+I2+SO2=2HI+H2SO4H2O+SO2+I2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3观察溶液颜色突变的目视法(游离碘，棕红色)；观察电流表偏转突变至一定值并稳定一段时间作为滴定终点。3掌握凯氏定氮法测定蛋白质的依据与原理、操作步骤以及方法说明；**凯氏定氮的依据：蛋白质中的氮含量较恒定，只要能准确测定食物中的含氮量，就可以推算出蛋白质的含量。多数蛋白质的平均含氮量为16％，即每克氮相当于6.25克蛋白质。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。（滴定所用无机酸的量(mol)相当于被测样品中氨的量(mol)，根据所测得的氨量即可计算样品的含氮量，乘以蛋白质换算因子即可计算蛋白质含量。）操作步骤：消化、蒸馏与吸收、滴定（2）蒸馏与吸收蒸馏：消化液+40%氢氧化钠加热蒸馏，放出氨气。吸收：4%硼酸+混合指示剂（红色）吸收蒸馏液（绿色）混合指示剂：亚甲蓝+甲基红（3）滴定盐酸标准液滴定吸收液，吸收液由绿色变为桃红色时为滴定终点。做两份平行样。方法说明：①所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。②消化时不要用强火，应保持和缓沸腾，以免粘附在凯氏瓶内壁上的含氮化合物在无硫酸存在的情况下未消化完全造成氮损失。③样品中若含脂肪或糖较多时，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石蜡或硅油消泡剂，并同时注意控制热源强度。④消化时应不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上的固体残渣洗下，并促进其消化完全。⑤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2~3mL后再继续加热消化。⑥—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，呈较深绿色。⑦若取样量较大，如干试样超过5g可按每克试样5mL的比例增加硫酸用量。⑧蒸馏装置不能漏气，蒸馏前应检查气密性。⑨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。⑩蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离吸收液液面，清洗管口后再蒸1min后关掉热源．否则可能造成吸收液倒吸。**4熟悉柱前和柱后OPA衍生法测定氨基酸的原理以及邻苯二甲醛（OPA）、9-芴基甲氧基羰酰氯(FMOC-Cl)、巯基丙酸（3-MPA)在测定中的作用；①柱前衍生高效液相色谱法：原理：食品中的蛋白质经盐酸水解后，用邻-苯二甲醛（OPA）和9-芴基甲氧基羰酰氯（FMOC-Cl）分别对一级氨基酸和二级氨基酸进行衍生化，再经高效液相色谱反相C18柱分离后，用紫外或荧光检测器检测。②柱后OPA衍生-高效液相色谱法：原理：蛋白质经盐酸水解成游离氨基酸，经氨基酸分析专用柱（钠型离子交换柱），在流动相的梯度洗脱下，随流动相的pH逐渐增高，氨基酸逐渐失去正电荷，与离子交换树脂间的结合逐渐减弱，从树脂上被洗脱下来。由于各种氨基酸的结构和性质不同，对树脂的亲和力也不同，从而达到分离的目的。分离后的氨基酸经次氯酸将二级胺氧化成一级胺，在巯基乙醇存在下用OPA衍生，荧光检测器检测。邻-苯二甲醛(OPA)/巯基丙酸与一级氨基酸（伯胺）在pH10.4的介质中反应，能生成有较强荧光和紫外吸收的异吲哚衍生物，但不与二级氨基酸（仲胺）反应；如需同时测定样品中二级氨基酸的含量，可在一级氨基酸与OPA反应后，再加入9-芴基甲氧基羰酰氯(FMOC-Cl)与二级氨基酸反应。**5掌握索氏提取法测定粗脂肪的原理与应注意问题；原理：在索氏抽提器中，用有机溶剂如乙醚、石油醚等提取样品中的脂肪，称残留物的质量，根据样品提取前后的质量差来确定样品的脂肪含量。注意事项：①样品需先粉碎和干燥，因为水分的存在使有机溶剂不能进入食品内部，另外被水分饱和的乙醚提取效率降低。②滤纸筒一定要严密，不能往外漏样品，但也不要包得太紧以免影响溶剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管。③在抽提时，冷凝管上端最好连接二个氯化钙干燥管，这样可防止空气中水分进入，也可避免乙醚挥发在空气中。④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，若留下油迹说明抽提不完全。⑤无水乙醚中不应含有过氧化物，以免脂肪氧化。6掌握直接滴定法测定还原糖的原理、样品处理（去除杂质）及关键试剂亚铁氰化钾和次甲基蓝的作用。原理：在加热条件下，用还原糖标准溶液（浓度为0.1%）标定斐林试剂（10ml），以亚甲基蓝作为指示剂，确定斐林试剂与还原糖反应的定量关系；然后用处理好的样品溶液直接滴定标定过的斐林试剂（10ml），根据样液消耗体积，可计算出样液中还原糖的含量。样品处理：①提取液的制备：利用还原糖的水溶性，加水提取。含脂肪的食品：先加乙醚脱脂后再加水进行提取；含大量淀粉和糊精的食品：用水提取会使部分淀粉、糊精溶出而影响测定，宜采用70%-75%的乙醇先沉淀淀粉和糊精，离心去除沉淀后，提取液再蒸发除去乙醇。含酒精和二氧化碳的样品：蒸发至原体积的1/3~1/4以除去二氧化碳和酒精，酸性食品加热前应用NaOH调至中性pH，以防止低聚糖被水解。②提取液的澄清：提取液中除含有单糖和低聚糖等可溶性糖类外，还含有少量影响测定的杂质，如色素、蛋白质、可溶性果胶、可溶性淀粉、氨基酸等，测定前必须加澄清剂沉淀这些杂质。常用的澄清剂：中性醋酸铅、乙酸锌和亚铁氰化钾溶液③样液除铅：用醋酸铅作为澄清剂时样液残留的铅离子在加热条件下与还原糖反应生产铅糖，会干扰测定。除铅剂：草酸钠、草酸钾、硫酸钠、磷酸氢二钠等固体除铅剂在定容后再加入液体除铅剂应先定容前加入除铅剂的加入量应适当亚铁氰化钾的作用：碱性硫酸铜氧化还原糖后生成红色的氧化亚铜沉淀，影响滴定终点的观察。加入亚铁氰化钾后可与氧化亚铜反应生成无色的配合物，从而消除对滴定终点的干扰。次甲基蓝指示剂的作用原理：次甲基蓝是比碱性硫酸铜更弱的氧化剂，氧化态时呈蓝色，还原态时为无色。当用糖液滴定时，因碱性硫酸铜的氧化能力高于次甲基蓝，还原糖先与碱性硫酸铜发生氧化还原反应而将二价铜离子还原为一价铜。当达到滴定终点时，稍过量的还原糖可与次甲基蓝反应将蓝色的次甲基蓝还原使其呈无色，从而指示滴定的终点。**7掌握荧光法测定维生素B1、B2的原理，关键性试剂（碱性铁氰化钾、连二亚硫酸钠等）的作用。维生素B1原理：硫胺素在碱性铁氰化钾溶液