第四章-食品营养成分检验

食品理化检验第一节概述•一、食物中营养成分的主要来源•营养成分=营养素+有益成分•营养素（nutrient）食物中可给人体提供能量、机体构成成分和组织修复以及有生理调节功能的化学成分。•有益成分=水+膳食纤维食品理化检验第一节概述二、食物营养成分与健康的关系•营养素的生理功能：–提供能量；–构成细胞组织，供给生长、发育和自我更新所需的材料；–调节机体生理活动。食品理化检验第一节概述•三、营养成分标识•营养标签=营养成分表+营养声称+营养成分功能声称•提供食品营养信息和特性说明。•《预包装食品营养标签通则》GB28050-2011•增加了使用营养强化剂和氢化油要强制性标示相关内容（反式脂肪酸）•能量和营养素低于“0”界限值时应标示“0”等强制性标示要求。食品理化检验第一节概述•三、营养成分标识•预包装食品标签强制标示内容：•能量•蛋白质•脂肪•碳水化合物•Na食品理化检验第二节食品中水分检验一、概述水的生物学功能：1、生命的介质2、调节体温3、维持腺体的正常分泌4、维持血容量5、水是润滑剂6、维系脏器的形态和功能食品理化检验第二节食品中水分检验食品中的水=结合水+自由水结合水：与溶质分子之间通过氢键作用相结合的不能自由运动的水，不易结冰，不流动，不能作为溶剂溶解物质，一般的加热方法也不易蒸发而溢出。自由水：易结冰，能溶解溶质的水。水含量的意义：决定品质的关键因素之一直接法的准确度高于间接法食品理化检验第二节食品中水分检验•水分活度（AW，activitywater）：是指食品中自由水的水蒸气分压（P）与纯水的蒸气压（P0）的比值。其公式为Aw＝P/P0。食品理化检验第二节食品中水分检验•（一）直接干燥法•1.原理：常压下95℃～105℃干燥至恒重（前后质量差不超过2mg），根据质量差计算水分含量。•2.分析步骤：1.称量瓶的预处理，2.加样，3.干燥，4.计算食品理化检验第二节食品中水分检验3.方法说明：•1适用于含挥发性成分少，水分含量高于0.5g/100g的食品。•2对容易分解或易焦化的样品，应采取较低的烘烤温度和较短的烘烤时间。•3高脂肪或油脂食品，在开始烘烤过程中其重量是逐渐减轻的，当继续烘烤时，有时反而增重，这是脂肪氧化所引起的，这时要适当降低干燥的温度和缩短干燥的时间。•4防止结痂（加入海砂），处理中减少水分损失和吸潮。食品理化检验第二节食品中水分检验•（四）卡尔-费休法（重点）•2H2O+I2+SO2=2HI+H2SO4•H2O+I2+SO2+3C5H5N=2C5H5N.HI+C5H5N.SO3•C5H5N.SO3+CH3OH=C5H5N.HSO4CH3•卡尔-费休试剂：•I2无水吡啶SO2甲醇H2O食品理化检验第二节食品中水分检验•滴定终点的判定：•1、观察颜色突变的目视法•2、电流表偏转突变的永停终点法食品理化检验第二节食品中水分检验卡尔费休法是世界公认的测定物质水分含量的经典方法。可快速测定液体．固体．气体中的水分含量，是最专一、最准确的化学方法，为世界通用的行业标准分析方法。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验一、概述•蛋白质的功能：•人体组织的构成成分•构成各种生理活性物质•提供能量•肽、氨基酸特有的生理功能氨基酸英文氨基酸英文必需氨基酸9种非必需氨基酸9种异亮氨酸Isoleucine(Ile)丙氨酸Alanine(Ala)亮氨酸Leucine(Leu)精氨酸Arginine(Arg)赖氨酸Lysine(Lys)天门冬氨酸Asparticacid(ASP)蛋氨酸Methionine(Met)谷氨酸Asparagine(Asn)苯丙氨酸Phenylalanine(Phe)谷氨酰胺Glutamicacid(Glu)苏氨酸Threonine(Thr)甘氨酸Glycine(Gly)色氨酸Tryptophan(Trp)脯氨酸蛋白质line(蛋白质)缬氨酸Valine(Val)丝氨酸Serine(Ser)组氨酸*Histidine(His)天冬酰胺Asparagine(ASN)条件必需氨基酸半胱氨酸Cysteine(Cys)酪氨酸Tyrosine(Tyr)人体内的氨基酸食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验氨基酸的主要元素是碳、氢、氧、氮、硫各种蛋白质的平均含氮量是16%蛋白质换算因子是6.25=100/16不同食物的蛋白质换算因子不同。如果手册上查不到的样品则可用6.25，一般在写报告时要注明采用的换算等数以何物代替。元素CHONSP百分比%50723160—30—3食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验二、蛋白质检测（GB5009）凯氏定氮法（总氮）微量凯氏定氮、自动凯氏定氮分光光度法燃烧法（GB/T24870）近红外法液相色谱-质谱法（标志物）食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验（一）凯氏定氮法1.原理：蛋白质与硫酸（18mol/L）加热硫酸钾（338摄氏度提高至460摄氏度）硫酸铜（加速蛋白质分解，催化剂，指示剂）样品中的氮转化为硫酸铵，再碱化蒸馏生成氨，硼酸吸收，以盐酸或硫酸标准溶液滴定（甲基红和亚甲基蓝混合指示剂PH5.4/甲基红和溴甲酚绿混合指示剂PH5.1）。计算总氮，进而计算蛋白质的含量。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验2.分析步骤1、消化2、蒸馏3、滴定食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验2.分析步骤消化：为了加速反应过程，还加入硫酸铜，氧化汞或硒粉作为催化剂以及加入少量过氧化氢，次氯酸钾作为氧化剂。但为了防止污染通常使用硫酸铜。所以有机物全部消化后，出现硫酸铜的兰绿色，它具有催化功能，还可以作为碱性反应指示剂。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验2.分析步骤蒸馏：样液中的硫酸铵在碱性条件下释放出氨，在这操作中，一是加入氢氧化钠溶液要过量，二是要防止样液中氨气逸出。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验2.分析步骤吸收与滴定：蒸馏过程中放出的氨可用一定量的标准硫酸或标准盐酸溶液进行氨的吸收，然后再用标准氢氧化钠溶液反滴定过剩的硫酸或盐酸溶液，从而计算出总氮量。半微量或微量定氮通常用硼酸溶液吸收后，再用标准盐酸直接滴定，硼酸呈微弱酸性，用酸滴定不影响指示剂变色反应，它有吸收氨的作用。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验2.分析步骤•计算：•X＝cV×14×5.71/m•X为样品中蛋白质的含量，％；•c为硫酸标准溶液的浓度，mol/L；•V为样品消化液消耗硫酸标准溶液的体积，ml；•m为样品的质量，g。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验各种试剂的作用：（1）浓H2SO4：A：脱水使有机物炭化，然后有机物炭化生成碳，碳将H2SO4还原为SO2，本身则变为CO2B：氧化C：蛋白质与浓H2SO4生成NH3↑，CO2，SO2，H2O↑D：NH3与H2SO4生成硫酸铵食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验各种试剂的作用：（2）CuSO4的作用（催化剂）CuSO4为红色沉淀，当C完全消化后，反应停止，红色消失，变为兰色，即为消化达到完全，兰色为CuSO4的颜色（3）K2SO4的作用（提高沸点）沸点由330℃提高到400℃加速了反应过程。（4）硒粉和过氧化氢，氧化汞都为催化剂，但为了防止污染通常采用硫酸铜食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验②催化剂用作催化剂的有Hg、HgO、Se，硒化合物，CuSO4、TiO2，对Hg，HgO有毒但结果好，Se与CuSO4得到结果是一种，TiO2，的结果偏低，采用不同的催化剂则消化时间不同，HgO消化麦子为38，Se与CuSO4消化麦子55，TiO2消化麦子70，所以在给出测定结果时要注明催化剂的类型。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验(4）氨的蒸馏和吸收及滴定蒸馏有两种:1直接蒸馏（装置简便，准确性好）2水蒸汽蒸馏蒸馏加NaOH是50%，加的量为H2SO4量的4倍，硫酸量为12ml，则NaOH为12×4=48ml，而且一般高于这个理论值，即加到50~55ml，如果NaOH量加的不够就变成H2S，H2S是强酸，使颜色变红。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验注意事项：•1、样品没有无机氮添加（三聚氰胺）；•2、样品应时均匀的，若是固体样品应事先研细，液体样要混合均匀。•3、样品放入K氏烧瓶时，不要黏附瓶颈上，万一黏附可用少量水缓慢冲下，以免被检样消化不完全，使结果偏低。•4、消化之前要进行炭化；食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验注意事项：•5、消化时，如不容易呈透明溶液，可将K氏烧瓶放冷后，加入30%过氧化氢催化剂2~3ml，促使氧化。•6、在整个消化过程中，不要用强火，保持和缓的沸腾，使火力集中在K氏烧瓶底部，以免附在壁上的蛋白质在无硫酸存在的情况下，使氮有损失。消化剂绿色后继续消化30分钟即可。•7、如硫酸缺少，过多的硫酸钾会引起氨的损失，这时会形成硫酸氢钾，而不与氨作用，因此当硫酸过多底物被消耗掉或样品中脂肪含量过高时，要添加硫酸量。•8、在样品的蒸馏及吸收过程中，一定要注意实验安全！食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验注意事项：•9、蒸馏时蒸汽发生均匀、充足，蒸馏中途不得停火断气，否则发生倒吸。加碱要足量，动作要快，防止生成的氨气逸散损失；•10、氨是否完全蒸馏出来，PH试纸检查馏出液是否为碱性。•11、凯式定氮装置的洗涤；•12、加入的氢氧化钠是否足量，可根据硫酸铜在碱性情况下生成的褐色沉淀或深蓝色的铜氨络合离子判断；•13、滴定装置的要保证绝对清洁。食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验三、氨基酸检验甲醛滴定法紫外-可见光分光光度法荧光分光光度法薄层色谱法HPLC法GC法高效毛细管电泳法（柱前衍生与柱后衍生）食品理化检验第三节食品中蛋白质和氨基酸检验氨基酸分析仪检验1.原理：食物中蛋白质经盐酸水解成为游离氨基酸，经氨基酸分析仪的离子交换柱分离后，与茚三酮溶液产生颜色反应，再经分光光度计测定氨基酸的含量。2.分析步骤：（1）样品处理酸水解：称取样品放入水解管，加入盐酸，放入冷冻剂中，3~5min后抽真空，然后充入氮气，重复3次后封口，将水解管放在110℃干燥箱水解22h。（2）样品分析食品理化检验第四节食品中脂肪检验一、概述：•脂肪的功能：•1、提供能量•2、储存热量•3、保护作用•4、吸收和转运脂溶性维生素•5、构造与调节的作用•6、提供必需脂肪酸（亚油酸，α-亚麻酸）•7、提供饱足感，改善食品的风味食品理化检验第四节食品中脂肪检验一、概述：•食用油脂的加工方法：•（一）压榨法•（二）浸出法•（三）水化法食品理化检验第四节食品中脂肪检验一、概述：区别动物性脂肪植物性脂肪形态固态，熔点高液态，熔点低，易吸收脂肪酸饱和脂肪酸含量高不饱和脂肪酸含量高胆固醇含量高含量低且富含豆固醇等维生素富含VA、VD富含VE、VK例外鱼肝油椰子油食品理化检验第四节食品中脂肪检验二、脂肪检验：直接用有机试剂提取后，用重量法检测的脂肪含量是粗脂肪（包括色素、磷脂、树脂、固醇）如果在用有机溶剂萃取以前，先加酸或碱进行处理，使食品中的结合脂肪水解出游离脂肪，再用有机溶剂萃取，并挥干溶剂，所测得的脂肪含量，称为总脂肪(totalfat）或水解后的醚萃取物。食品理化检验第四节食品中脂肪检验二、脂肪检验：•（一）索氏提取法•1原理：•在索氏脂肪提取器中，以有机溶剂如乙醚、石油醚等提取食物中脂肪，称残留物的质量，可测得样品的脂肪含量。即多次使用纯溶剂进行固液萃取＋虹吸原理食品理化检验第四节食品中脂肪检验二、脂肪检验：方法说明：1、样品含水量低2、有机溶剂不含水，过氧化物与脂肪反应。3、石油醚优于乙醚•[注意事项]•1.滤纸袋的高度不应超过索氏提取器滤筒的虹吸管•2.在抽提时，冷凝管上端塞一个脱脂棉球，以防止乙醚挥发和空气中水分的进入。•3.控制乙醚的温度和冷凝水流量。食品理化检验第五节食品中碳水化合物的测定二、还原糖检验还原糖的测定:一般是利用它们的醛基或酮基在碱性溶液中将铜盐还原为氧化亚铜，再根据氧化亚铜的量测定糖量，因此还原糖可直接进行测定。常用的国家标准分析方法主要有直接滴定法和