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食品检验常规分析方法第三章食品的物理检测法§3-1概述§3-2物理检测的几种方法§3-1概述•根据食品的物理常数与食品的组成及含量之间的关系进行检测的方法称为物理检验法。•物理检验法是食品分析及食品工业生产中常用的检测方法。§3-2物理检测的几种方法一、相对密度法二、折光法三、旋光法一、相对密度法*密度ρ——物质在一定温度下，单位体积的质量。［g/cm3］*相对密度d——某一温度下物质的质量与同体积某一温度下水的质量之比。*密度与相对密度的关系。12tdt温度下物质的密度温度下同体积水的密度记作，无因次量常用、表示。12ttd204d2020d•测定相对密度的意义：1.正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围内。例如：全脂牛奶为1.028～1.032植物油（压榨法）为0.9090～0.92952.测定出液态食品的相对密度以后，通过查表可求出其固形物的含量。液态食品相对密度的测定方法：1.密度瓶法（普通密度瓶、带温度计密度瓶）2.密度计法（普通密度计、糖锤度密度计、波美密度计、乳稠计、酒精密度计、）普通型附温度计密度瓶普通密度瓶(1)(2)(3)(4)（1）普通密度计（2）附有温度计的糖锤度密度计（3）、（4）波美密度计根据阿基米德原理设计而成。一个封口的玻璃管，内有空气，中间略粗，下部有重锤，能浮在一定密度的液体中。（1）普通密度计：直接以20℃时的密度值为刻度的。0.700～1.000为轻表，用来测量比水轻的液体；1.000～2.000为重表，用来测量比水重的液体。（2）附有温度计的糖锤度密度计：又称勃力克斯计（Brixscale，简写为。Bx）是专用于测定糖液浓度的，以20℃重量百分浓度为刻度的。（3）.（4）波美密度计：是以波美度来表示液体浓度大小。单位：°B’e以20℃为基准，蒸馏水为015%的食盐液为15°B’e，纯硫酸（d=1.8427时）为66°B’e。波美度与相对密度的换算可查表。3.乳稠计专门测定牛乳的相对密度的，刻度20℃/4℃、15℃/15℃，关于温度校正，可查表。相对密度d=（乳稠计读数/1000）+1.0004.酒精比重计示溶液中含酒精的体积百分含量。注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大；T≠20℃时要校正。GB/T5009.2—2003《食品的相对密度的测定》1.密度瓶法2.相对密度天平（韦氏天平）3.密度计（比重计）二、折光法•通过测量物质的折光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称为折光法。•光的反射现象与反射定律一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的传播方向，但仍在原介质里传播，这种现象叫光的反射。光的反射示意图A——入射线B——反射线L——法线M-M’——两介质分界线α——入射角β——反射角光的反射定律•入射线、反射线和法线总是在同一平面内，入射线和反射线分居于法线的两侧。•入射角等于反射角。光的折射现象与折射定律•光线从一种介质射到另一种介质时，除了一部分光线反射回第一种介质外，另一部分进入第二种介质中并改变它的传播方向，这种现象叫光的折射。•光的折射定律：（1）入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居于法线的两侧。（2）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。光的折射示意图L-L’法线A——入射光B——折射光α1——入射角α2——折射角三、旋光法•应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋光度以确定其含量的分析方法叫旋光法。•自然光与偏振光：自然光—有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。偏振光—只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。•偏振光的产生方法：1.用尼克尔棱镜（苏格兰人发明的用两个切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起来的冰晶石组成。）2.用Polaroid滤光器（美E.H.Land发明由嵌在透明塑料中的几种晶体组成。）3.聚乙烯醇人造偏振片例WXG—4型旋光仪1.旋光度——当偏振光通过光学活性物质溶液时，偏振面旋转的角度叫作该物质的旋光度。旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、光学活性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关。KCL旋光度旋光系数溶液浓度液层厚度2.比旋光度——在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为1g/ml，液层厚度为1分米时偏振光所旋转的角度。记为：=α/LC——查手册得到不同物质的比旋光度。α——测定样液的旋光度。L——旋光管长度（液层厚度）分米。C——样液浓度（所求值）。t——测定温度为20℃。λ——光源波长通常为D钠线589.3nm。[]t糖类的比旋光度＋53.3＋138.5＋194.8＋196.4乳糖麦芽糖糊精淀粉＋52.5－92.5－20.0＋66.5葡萄糖果糖转化糖蔗糖【α】糖类【α】糖类3.变旋光作用具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖，乳糖，麦芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。这是由于有的糖存在两种异构体，即α型和β型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作用。在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。•若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；•若溶液已经稀释定容，则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。•在碱性溶液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。第三章重点：1.相对密度？测定方法有哪些？测定意义？2.折光法测定原理，仪器，方法。3.旋光法测定原理，仪器，方法。4.偏振面、偏振光、旋光度、比旋光度、变旋光作用。第四章化学分析法•本法是当前食品卫生检验工作中应用最广泛的方法。根据检查目的和被检物质的特性，可进行定性和定量分析。•一、定性分析•定性分析的目的，在于检查某一物质是否存在。它是根据被检物质的化学性质，经适当分离后，与一定试剂产生化学反应，根据反应所呈现的特殊颜色或特定性状的沉淀来判定其存在与否。•二、定量分析•定量分析的目的，在于检查某一物质的含量。•可供定量分析的方法颇多，除利用重量和容量分析外，近年来，定量分析的方法正向着快速、准确、微量的仪器分析方向发展，如光学分析、电化学分析、层析分析等。•(一)重量分析•本法是将被测成分与样品中的其它成分分离，然后称定该成分的重量，计算出被测物质的含量。•它是化学分析中最基本、最直接的定量方法。尽管操作麻烦、费时，但准确度较高，常作为检验其它方法的基础方法。•目前，在食品卫生检验中，仍有一部分项目采用重量法，如：水分、脂肪含量、溶解度、蒸发残渣、灰分等的测定都是重量法。•由于红外线灯、热天平等近代仪器的使用，使重量分析操作已向着快速和自动化分析的方向发展。•按使用的分离方法不同，重量法可分为3种：•1．挥发法•是将被测成分挥发或将被测成分转化为易挥发的成分去掉，称残留物的重量，根据挥发前和挥发后的重量差，计算出被测物质的含量。•如：水分的测定(干燥法)•以原样重量-干燥后重量=水分重量★干燥法的注意事项(1)干燥法前提条件：样品本身要符合三项条件：•①水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性成分极微。•②水分的排除情况很完全，即含胶态物质、含结合水量少。因为常压很难把结合水除去，只好用真空干燥除去结合水。•③食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小，可忽略不计，对热稳定的食品。(2)操作条件的选择：①称量瓶的选择（铝制、玻璃）•玻璃称量皿——能耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于常压干燥法。•铝制称量盒——质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法或原粮水分的测定。•选择称量皿的大小要合适，一般样品≯1/3高度。•称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。②称样量样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克；固态、浓稠态样品控制在3～5克；含水分较高的样品控制在15～20克；•③干燥温度：•一般是95～105℃；对含还原糖较多的食品应先（50～60℃）干燥0.5h,然后再105℃加热。•对热稳定的谷物可用120～130℃干燥。•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。④干燥时间：恒重——最后两次重量之差＜2mg。基本保证水分蒸发完全。规定时间——根据经验，准确度要求不高的。如：饲料中水分测定。•对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。•★直接干燥法（常压干燥法）•⑴样品的预处理（对分析结果影响较大）a.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。b.固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他30～40目。c.液态样品要先浓缩，再进干燥箱，不然直接在高温下因沸腾样品损失。d.浓稠液体（糖浆、炼乳等）：加水稀释，最后要把加入的水除去。加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。e.含水量﹥16%的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，自然风干15~20h，再称量，磨碎，过筛，烘干。•(2)常压干燥法操作过程：烘箱预热称量皿恒重m3准确称样+称量皿重m1干燥1h冷却30min称量干燥1h冷却30min称量反复至恒重。准确称样+称量皿重m2。水分的计算：水分%=(m1-m2)/(m1-m3)×100%•2．萃取法•是将被测成分用有机溶媒萃取出来，再将有机溶媒挥去，称残留物的重量，计算出被测物质的含量。•如：索氏提取法（索克斯列特抽提法）（1）原理将经前处理的、分散且干燥的样品用乙醚或石油醚等溶剂回流提取，使样品中的脂肪进入溶剂中，回收溶剂后所得到的残留物，即为粗脂肪。粗脂肪——残留物中除游离脂肪外，还含有色素、树脂、蜡状物、挥发油等。•（2）适用范围与特点•适用于脂类含量较高，结合态脂类含量少或经水解处理过的，（结合态已转变成游离态），样品应能烘干，磨细，不易吸湿结块。•此法经典，对大多数样品的测定结果比较可靠。但费时长（8—16h）溶剂用量大，需要专门的仪器,索氏提取器。•（3）测定方法A.样品处理a)固体样品：精密称取干燥并研细的样品2～5g（可取测定水分后的样品)，必要时拌以海砂，无损地移入滤纸筒内。b）半固体或液体样品：称取5.0一10.0g于蒸发皿中，加入海砂约20g于沸水浴上蒸干后，再于95—105℃烘干、研细，全部移入滤纸筒内，蒸发皿及粘附有样品的玻璃棒都用沾有乙醚的脱脂棉擦净，将棉花一同放进滤纸筒内。B.抽提将滤纸筒或滤纸包放入索氏抽提器内，连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶，由冷凝管上端加入无水乙醚或石油醚（30—60℃沸程），加量为接受瓶的2／3体积，于水浴上(夏天65℃，冬天80℃左右)加热使乙醚或石油醚不断的回流提取，一般视含油量高低提取6—12小时，至抽提完全为止（用滤纸试）。C.称重取下接受瓶，回收乙醚或石油醚，待接受瓶内乙醚剩1～2ml时，在水浴上蒸干，再于100～105℃干燥2小时，取出放干燥器内冷却30分钟，称重，并重复操作至恒重。(4)结果计算脂肪(％)＝(m2-m1)/m×100m2——接受瓶和脂肪的质量，g；ml——接受瓶的质量，g；m——样品的质量(如为测定水分后的样品，以测定水分前的质量计)，g。(5)注意及说明①样品应干燥后研细，样品含水分会影响溶剂提取效果，而且溶剂会吸收样品中的水分造成非脂成分溶出。装样品的滤纸筒一定要严密，不能往外漏样品，也但不要包得太贤影响溶剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管，否则超过弯管的样品中的脂肪不能提尽，造成误差。②对含多量糖及糊精的样品，要先以冷水使糖及糊精溶解，经过滤除去，将残渣连同滤纸一起烘干，再一起放入抽提管中。③抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物，挥发残渣含量低。因水和醇可导致水溶性物质溶解，如水溶性盐类、糖类等，使得测定结果偏高。过氧化物会导致脂肪氧化，在烘干时也有引起爆炸的危险。④乙醚中过氧化物的检查方法：•取6ml乙醚，加2ml10%的碘