食品分析的基础知识和数据处理资料

食品分析龙岩学院生命科学学院主讲教师：陈雪梅食品分析的基础知识和数据处理（一）选择分析方法应考虑的因素1.分析要求的准确度和精密度2.分析方法的繁简和速度3.样品的特性4.现有条件一、分析方法的选择（二）分析方法的评价1、精密度精密度——指多次平行测定结果相互接近的程度。反应测定方法的稳定性和重现性。精密度的高低用偏差来衡量。（1）绝对偏差d——测定结果与测定平均值之差。平均绝对偏差xxdindddddn/)...(321d（2）相对偏差——绝对偏差占测定平均值的百分比。①相对算术平均偏差=②标准偏差S③相对标准偏差——变异系数%100/xd11...222221ndndddSin%100xS变异系数2、准确度准确度——指多次测定的平均值与真实值的接近程度反映测定方法的可靠性。准确度的高低可用误差或回收率来表示。（1）绝对误差——测定值与真实值（通常用平均值代替）之差。（2）相对误差——绝对误差占真实值的百分率。例如：绝对误差都是1g,①样品的真实值是10g，相对误差为10%；②样品的真实值是1g，相对误差为100%。含量(％)允许相对误差(％)含量(％)允许相对误差(％)80-900.4-0.11-55.0-1.640-800.6-0.40.1-120-5.020-401.0-0.60.01-0.150-2010-201.2-1.00.001-0.01100-505-101.6-1.2一般食品分析的允许相对误差（3）回收率P——加入标准物质的回收率，%m——加入标准物质的质量；x0——试样的测定值；x1——加标样品的测定值。%10001mxxP误差↓，回收率↑，准确度↑准确度高精密度高；精密度高准确度高。例如：打靶3、灵敏度灵敏度——指分析方法所能检测到的最低限量（最小量或最低浓度）。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。灵敏度较高的方法相对误差较大。二、食品分析的一般规定*常量分析——样品中组分含量＞1%*微量分析——样品中组分含量=0.1%～1%*痕量分析——样品中组分含量＜0.1%(10-3)*超微量分析——样品中组分含量＜10-6ppm——partspermillion（mg/kg或ug/g，10-6）ppb——partsperbillion(ug/kg或ng/g，10-9)ppt——partspertrillion(pg/g，10-12）注意：ppm、ppb、ppt的表示方法现已废除1、试剂规定*所用试剂，无特别标注，均为分析纯（AR）。*所用水，未注明其他要求，均为蒸馏水或去离子水；水浴除外。*所用乙醇，除特别注明外，均指95%乙醇。*溶液未指明用何种试剂配制时，均指水溶液。*盐酸、硫酸、硝酸、氨水等，未指明具体浓度时，均指市售试剂规格浓度。常用市售酸碱试剂规格试剂分子式相对分子质量密度/g/ml质量分数/%摩尔浓度/mol/l硫酸H2SO498.81.8496-9818(约)盐酸HCl36.461.1936-3812(约)硝酸HNO363.011.4265-6816(约)磷酸H3PO498.001.698515(约)冰醋酸CH3COOH60.051.059917(约)乙酸CH3COOH60.051.04366.3(约)氨水NH3·H2O17.030.925-2815(约)2、操作规定*“称取”——用天平称量操作，其精度要求用有效数字位数表示，精确到要求的有效数字。如：“称取10.00g”，则要求称量的精度为±0.01g。*“准确称取”——用精密天平按所给数值准确称取，精确至0.0001g。*“准确称取约”——称取量可接近所给数值，不超过数值的±10%，但必须精确至0.0001g。*吸取和量取*吸取：用移液管或吸量管取液体物质的操作*量取：用量筒或量杯取液体物质的操作*空白试验——操作条件和所用试剂均相同，但无待测试样存在的试验（消除试剂及仪器等带来的误差）。*恒重——在规定条件下，连续两次干燥或灼烧后质量之差不超过一定的范围。质量分数：指溶质的质量与溶液的质量之比，或样品中某组分的含量，用符号“ω”表示。如：ωHCl=37%，表示100g溶液中含有37gHCl;ω水=10.6mg/g，表示某样品1g中含水分10.6mg体积分数：指相同的温度和压力下，溶质的体积与溶液的体积之比，用符号“φ”表示。如：φ乙醇=80%，表示100ml溶液中含有80ml无水乙醇三、物质浓度的表示方法质量浓度：指溶质的质量与溶液的体积之比，用符号“ρ”表示。如：ρNaOH=10g/100ml，表示100ml溶液中含有10gNaOH;注意：以下是过去表示方法，现已禁止使用。质量分数：质量比，用%（ω/ω）表示体积分数：体积比，用%（V/V）表示质量浓度：质量体积比，用%（ω/V）表示物质的量浓度（摩尔浓度）：指溶质的物质的量与溶液的体积之比，用符号“c”表示，常用单位mol/L。注意：溶质基本单元的选择。例：同一硫酸溶液c(H2SO4)=1mol/L，表示1L溶液中含有1molH2SO4，c(1/2H2SO4)=2mol/Lc(2H2SO4)=0.5mol/L比例浓度：指溶液中各组分的体积比，记为A+B+C。如：①正丁醇-氨水-无水乙醇（7+1+2），表示正丁醇、氨水和无水乙醇按体积比7:1:2混合;②有时试剂名称后注明（3+4）等，但未指明与何种试剂混合时，则第一个数字表示试剂的体积，第2个数字表示水的体积。滴定度：指1ml的标准溶液相当于被测物的质量，可用符号“TS/X”表示，S代表标准溶液（滴定剂）的化学式。如：THCl/Na2CO3=0.05316g/mL，表示1mL盐酸标准溶液相当于0.05316gNa2CO3。四、食品分析的实验误差1、误差的表达绝对误差——测定值与真实值之差；相对误差——测定值占真实值的百分率。误差的大小表示准确度的高低。2、引起误差的原因系统误差：由固定原因造成的误差。一般具有单向性，按一定的规律重复出现。可分为：仪器误差、方法误差、试剂误差和操作误差等。偶然误差：由于一些偶然的外因所引起的误差。具有不确定性。可能由于环境的偶然波动或仪器的性能、分析人员的操作不一致所产生的。正确选取样品量增加平行测定次数，减少偶然误差做空白实验校正仪器和标定溶液严格遵守操作规程3、控制和消除误差的方法下列情况分别引起什么误差？应如何消除？①天平未平衡就进行称量；②在重量分析中被测组分沉淀不完全；③试剂含被测组分；④读取滴定管读数时，小数点后第二位估读不准；⑤以含量约为99％的草酸钠作为基准物标定高锰酸钾溶液的浓度。例1、记录和运算规则记录规则：允许保留一位可疑数字。修约规则：四舍六入五留双，一次修约。例：2.1348保留到小数点后两位2.1348→2.135→2.142.1348→2.13五、食品分析数据处理计算规则计算过程：可暂时多保留一位计算结果：按有效数字运算规则保留。加减法：结果保留位数与各数中小数点后位数最少的数相同；乘除法：结果保留位数与其中有效数字位数最少的数相同。例如：6.162÷5.2=1.185，取两位有效数字，即1.23.142+3.1516+2.96=9.2536，取小数点后两位，即9.252、可疑数据的检验与取舍可疑值（异常值、离群值）——在实验得到的一组数据中，个别离群较远的数据。例：汉堡包水分含量的测定结果64.53，64.45，64.76，55.31可疑值可疑值产生原因方法、试剂不能判断原因法d4Q检验法格鲁布斯法数据少重做数据多舍去检验步骤：剔除可疑值x计算其余数据的平均值与平均偏差；判断：特点：简便，不需查表，但不够准确，与其他检验方法结论不同时，以其他方法为准。x法d4ddxxdxx44舍去可疑值x保留可疑值xQ检验法检验步骤：将数据由小到大排列。x1，x2，…，xn-1，xn，设xn或x1为可疑值；计算Q统计量：（xn为可疑值时）（x1为可疑值时）查Q值表，查出显著水平为5%和1%的临界值Q0.05,n和Q0.01,n；11xxxxQnnn112xxxxQn或判断：若Q≤Q0.05,n，可疑值应保留；若Q0.05,nQ≤Q0.01,n，则可疑值用一个“*”记在右上角，查有技术原因的可疑值舍去，否则保留；若QQ0.01,n，则可疑值用两个“**”记在右上角，应该舍去。适用范围：n=3～7，且只有一个可疑数据查Q值表，QQ0.01,4=0.926，舍去55.31Q值表（狄克逊检验法临界值）显著性水平α显著性水平αn0.050.01n0.050.0130.9700.994100.5300.63540.8290.926110.5020.60550.7100.821120.4790.57960.6280.740130.6110.69770.5690.680140.5860.67080.6080.717150.5650.64790.5640.672…格鲁布斯(Grubbs)法（4）由测定次数n，查G表，得临界值Gα,n（5）比较当G计算G0.01,n，舍弃可疑值；当G计算≤G0.05,n，保留可疑值；当G0.05,nG计算≤G0.01,n，技术原因产生可舍弃，否则保留；SxxGd计算（1）从小到大排序：x1,x2,x3,……xn-1，xn（2）求平均值和标准偏差S（3）计算G值：(xd为可疑值)x某药物中钴的分析结果为：1.25，1.27，1.31，1.40µg/g,用法和Grubbs法判断，数据1.40是否应保留？d4例解：按法判断，先除去1.40，计算平均值和平均偏差得：d4应该舍去。，40.14092.0023.04412.028.140.1023.0328.131.128.127.128.125.128.1331.127.125.1dxxdxxdx按Grubbs法，先求全组数据的平均值和标准偏差：不应该舍去。，表，得查40.146.136.1066.031.140.1066.01)(,31.1440.131.127.125.14,05.04,05.0412GGGGSxxGnxxSxdi格鲁布斯检验临界值Gα,n表显著性水平α显著性水平αn0.050.01n0.050.0131.151.15102.182.4141.461.49112.232.4851.671.75122.292.5561.821.94132.332.6171.942.10142.372.6682.032.22152.412.7092.112.32…