2 第二章 食品分析的基本知识-3

•食品分析的一般程序：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第二章食品分析的基本知识本章的主要内容：一、样品的采集、制备与保存二、样品预处理三、分析方法的选择四、食品分析的误差与数据处理第一节样品的采集、制备与保存一、样品的采集食品分析的首项工作是从大量的分析对象中抽取有代表性的一部分样品作为分析材料(分析样品)，这项工作即称为样品的采集。（一）正确采样的重要性正确采样的原则：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2.采样过程中要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带入杂质（二）采样步骤获得检样—由分析对象大批物料的各个部分采集的少量物料原始样品—许多份检样综合在一起平均样品—原始样品经过技术处理，再抽取其中的一部分供分析检验的样品第一节样品的采集、制备与保存（三）采样的一般方法随机抽样：即按照随机原则，从大批物料中抽取部分样品。代表性取样：用系统抽样法进行采样，即已经了解样品随空间(位置）和时间而变化的规律，按此规律进行采样，以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量。如分层取样、随生产过程的各环节采样、定期抽取货架上陈列不同时间的食品的采样等。第一节样品的采集、制备与保存○均匀固体物料（如粮食、粉状食品）有完整包装（袋、桶、箱等）的•确定采样件数（①有完整包装(袋、桶、箱等)的：可先按确定采样件数，然后从样品堆放的不同部位，按采样件数确定具体采样袋(桶、箱)，再用双套间转取样管采样。将取样管插入包装中，回转180。）原始样品：双套回转取样管平均样品：“四分法”无包装的散堆样品划分若干等体积层，每层的四角和中心点取得检样第一节样品的采集、制备与保存○组成不均匀的固体食品（如肉、鱼、果品、蔬菜等）这类食品其本身各部位极不均匀，个体大小及成熟程度差异很大，采样更应注意代表性肉类从不同部位取样，混合后代表该只动物；从一只或很多只动物的同一部位取样，混合后代表某一部位的情况水产品小鱼、小虾可随机多个取样，切碎、混匀后分取缩减到所需数量个体较大的鱼，可从若干个体上切割少量可食部分，切碎混匀分取，缩减到所需数量第一节样品的采集、制备与保存果蔬体积较小的（如山楂、葡萄等），随机取若干个整体，切碎混匀，缩分到所需数量；体积较大的(如西瓜、苹果、萝卜等），按成熟度及个体大小的组成比例，选取若干个个体，对每个个体按生长轴纵剖分4份或8份，取对角线2份，切碎混匀，缩分到所需数量体积蓬松的叶菜类（菠菜、小白菜等），由多个包装（一筐、一捆）分别抽取一定数量，混合后捣碎混匀分取，缩减到所需数量第一节样品的采集、制备与保存○小包装食品（罐头、袋或听装奶粉、瓶装饮料等）这类食品一般按班次或批号连同包装一起采样。如果小包装外还有大包装（如纸箱），可在堆放的不同部位抽取一定量大包装，打开包装从每箱中抽取小包装（瓶、袋等），再缩减到所需数量•罐头按生产班次取样，取样量为1/3000，尾数超过1000罐者，增取1罐，但每班每个品种取样量基数不得少于3罐某些罐头生产量较大，则以班产量总罐数20，000罐为基数，取样量按1/3000。超过20，000罐的罐数，取样量按1/10，000，尾数超过1，000罐者，增取1罐第一节样品的采集、制备与保存个别生产量过小，同品种、同规格可合并班次取样，但并班总罐数不超过5，000罐，每生产班次取样量不少于1罐，并班后取样基数不少于3罐。按杀菌锅取样，每锅检取1罐，但每批每个品种不得少于3罐袋、听装奶粉按批号采样，自该批产品堆放的不同部位采取总数的1‰，但不得少于两件，尾数超过500件者应加抽一件。第一节样品的采集、制备与保存（四）采样数量考虑分析项目的要求、分析方法的要求及被检物的均匀程度三个因素。样品一式三份，分别供检验、复检、备查每份样品不少于0.5kg。检验掺伪物的样品取样数量要多一些第一节样品的采集、制备与保存（五）采样的注意事项（1）一切采样工具，如采样器、容器、包装纸等都应清洁，不应将任何有害物质带入样品中。例：作3，4-苯并芘（2）设法保持样品原有微生物状况和理化指标，在进行检测之前不得污染，不发生变化。（3）感官性质极不相同的样品，切不可混在一起，应另行包装，并注明其性质。（4）样品采集完后，应迅速送往检测室进行分析，以免发生变化（5）盛装样品的器具上要贴牢标签，注明样品名称、采样地点、采样日期、样品批号、采样方法、采样数量、分析项目及采样人。第一节样品的采集、制备与保存二、样品的制备按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大，组成不均匀。为了确保分析结果的正确性，必须对样品进行粉碎、混匀、缩分，这项工作即为样品制备。目的是要保证样品十分均匀，使在分析时取任何部分都能代表全部样品的成分第一节样品的采集、制备与保存1、液体、浆体或悬浮液体将样品摇匀，充分搅拌玻璃搅拌棒、电动搅拌器2、互不相溶的液体（如油与水的混合物）将不相溶的成分分离，再分别进行采样3、固体样品粉碎法：水分含量少、硬度较大的固体样品（谷物）匀浆法：水分含量较高，质地软的样品（果、蔬）研磨法：韧性较强的样品粉碎机、组织捣碎机、研钵第一节样品的采集、制备与保存4、罐头水果罐头在捣碎前须清除果核；肉禽罐头应预先清除骨头；鱼类罐头要将调味品（葱、辣椒及其它）分出后再捣碎。高速组织捣碎机三、样品保存短时间内分析密闭洁净的容器中，阴暗处保存，易腐败变质的样品应保存在0-50C的冰箱内。有些成分避光保存（胡萝卜素、黄曲霉毒素B1，维生素B1）第一节样品的采集、制备与保存第二节样品预处理总的原则：1.消除干扰2.完整保留被测组分3.使被测组分浓缩可以获得可靠的分析结果一、有机物破坏法二、溶剂提取法三、蒸馏法四、色层分离法五、化学分离法六、浓缩一、有机物破坏法主要用于食品中无机元素的测定食品中的无机元素，常与蛋白质等有机物质结合，成为难溶、难离解的化合物，从而失去其原来的特性。欲测定这些无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，释放出被测组分。通常采用高温，或高温加强氧化条件，使有机物质分解，呈气态逸散，而被测的组分残留下来。根据具体操作条件的不同，又可分为干法和湿法两大类。第二节样品预处理（一）干法灰化一种用高温灼烧的方式破坏样品有机物的方法，又称灼烧法。除汞外大多数金属和部分非金属元素的测定都可用此法◇原理将一定量的样品置于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置高温电炉中（一般为500-550℃）灼烧灰化，直至残灰为白色或浅灰色为止，所得的残渣即为无机成分，可供测定用。第二节样品预处理◇方法特点优点：1.基本不加或加入很少试剂，故空白值低；2.多数食品经灼烧后灰分体积小，能处理较多的样品，可富集被测组分，降低检测下限；3.有机物分解彻底，操作简单。缺点：1.所需时间长；2.温度高易造成某些易挥发元素的损失；3.坩锅对被测组分有吸留作用第二节样品预处理◇提高回收率的措施1.根据被测组分的性质，采取适宜的灰化温度2.加入助灰化剂，防止被测组分的挥发损失和坩锅吸留例如：1.氯化镁或硝酸镁可使磷元素、硫元素转变为磷酸镁或硫酸镁，防止它们损失；2.氢氧化钠或氢氧化钙可使卤素转为难挥发的碘化钠或氟化钙；3.加入氯化镁及硝酸镁可使砷转变为不挥发的焦砷酸镁；4.硫酸可使一些易挥发的氯化铅、氯化镉等转变为难挥发的硫酸盐第二节样品预处理（二）湿法消化简称消化法，是常用的样品无机化方法1、原理向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，待测成分转化为无机物状态存在于消化液中，供测试用。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。第二节样品预处理2、方法特点优点：1.有机物分解速度快，所需时间短；•2.由于加热温度较干法低，故可减少金属挥发逸散的损失，容器吸留也少。缺点：•1.消化过程中常产生大量有害气体，操作需在通风橱进行；•2.消化初期，易产生大量泡沫外溢，需操作人员随时照管；•3.试剂用量较大，空白值偏高。高压密封罐消化法第二节样品预处理3、常用消化法•硝酸-高氯酸-硫酸法称取5-10g粉碎的样品于250-500ml凯氏烧瓶中，加少许水使之湿润，加数粒玻璃珠，加4:1的硝酸—高氯酸混合液10-15ml，放置片刻，小火缓缓加热，待作用缓和后放冷，沿瓶壁加入5或10ml浓硫酸，再加热，至瓶中液体开始变成棕色时，不断沿瓶壁滴加硝酸—高氯酸混合液（4:1）至有机物分解完全。加大火力至产生白烟，溶液应澄清，无色或微黄色。在操作过程中应注意防止爆炸。第二节样品预处理•硝酸-硫酸法称取均匀样品10-20g于凯氏烧瓶中，加入浓硝酸20ml，浓硫酸10ml，先以小火加热，待剧烈作用停止后，加大火力并不断滴加浓硝酸直至溶液透明不再转黑为止。每当溶液变深时，立即添加硝酸，否则溶液难以消化完全。待溶液不再转黑后，继续加热数分钟至有浓白烟逸出，消化液应澄清透明双氧水代替硝酸，滴加时应沿壁缓慢进行，以防爆沸第二节样品预处理二、溶剂提取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分离的方法，称为溶剂提取法。(维生素、重金属、农药及黄曲霉毒素的测定)（一)浸提法（二）溶剂萃取法第二节样品预处理（一）浸提法用适当的溶剂将固体样品中的某种待测成分浸提出来的方法，又称固—液萃取法◇1.提取溶剂的选择提取效果符合相似相溶的原则，故应根据被提取物的极性强弱来选择提取剂。极性弱的成分（如有机氯农药）可用极性小的溶剂(如正己烷、石油醚）提取极性强的成分（如黄曲霉毒素B1）可用极性大的溶剂（甲醇与水的混合溶液）提取。溶剂沸点宜在45-800C之间。溶剂要稳定且不与样品发生作用第二节样品预处理◇2.提取方法振荡浸渍法：将样品切碎，放在一合适的溶剂系统中浸渍、振荡一定时间，即可从样品中提取出被测成分。（简便易行，回收率较低）捣碎法：将切碎的样品放入捣碎机中，加溶剂捣碎一定时间，使被测成分提取出来。回收率较高，但干扰杂质溶出较多。索氏提取法：将一定量样品放入索氏提取器中，加入溶剂加热回流一定时间，将被测成分提取出来。（溶剂用量少，提取完全，回收率高，操作麻烦需专用的索氏提取器）第二节样品预处理（二）溶剂萃取法利用某组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同，使其从一种溶剂转移到另一种溶剂中，而与其它组分分离的方法，叫溶剂萃取法。1、萃取溶剂的选择萃取用溶剂应与原溶剂不互溶，对被测组分有最大溶解度（最大分配系数），而对杂质有最小溶解度（最小分配系数）。考虑两种溶剂分层的难易，是否会产生泡沫等2、萃取方法分液漏斗，经4-5次萃取第二节样品预处理三、蒸馏法利用液体混合物中各组分挥发度不同所进行分离的方法。可用于除去干扰组分，也可用于将待测组分蒸馏逸出，收集馏出液进行分析。具有分离和净化双重效果，仪器装置和操作较为复杂（一）常压蒸馏当被蒸馏的物质受热后不发生分解或沸点不太高时，可在常压下进行蒸馏。加热方式：水浴、油浴或直接加热。第二节样品预处理（二）减压蒸馏当常压蒸馏容易使蒸馏物质分解，或其沸点太高时，可以采用减压蒸馏。（三）水蒸汽蒸馏某些物质沸点较高，直接加热蒸馏时，因受热不均易引起局部炭化；还有些被测成分，当加热到沸点时可能发生分解。第二节样品预处理（四）分馏将液体混合物在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝，将液体混合物分离为各组分的蒸馏过程两种或两种以上组分是可互溶且沸点相差很小的。第二节样品预处理四、色层分离法•△吸附色谱分离•△分配色谱分离•△离子交换色谱分离△1.吸附色谱分离利用聚酰胺、硅胶、硅藻土、氧化铝等吸附剂经活化处理后所具有的适当的吸附能力，对被测成分或干扰组分进行选择性吸附而进行的分离例：聚酰胺对色素有强大的吸附力，而其它组分则难于被其吸附，测定食品中色素含量第二节样品预处理△2.分配色谱分离根据不同物质在两相间的分配比不同所进行的分离的分离方法。两相中的一相是流动的，另一相是固定的。被分离的组分在流动相沿着固定相移动的过程中，由于不同物质在两相中具有不同的分配比，当溶剂渗透在固定相中并向上渗展时，这些物质在两相中的分配作用反复