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食品分析与检测第二章样品的采集、制备、保存及预处理一、样品的采集二、样品的制备三、样品的保存四、样品的预处理食品分析的对象：各种原材料、半成品、成品、各种添加剂、辅料等。样品的采集制备和保存样品的预处理成分分析数据记录与整理分析报告的撰写食品分析的程序一般为：一、样品的采集（一）采样的意义及要求（二）采样的数量和方法（三）采样的注意事项（一）采样的意义及要求采样：从大量产品（分析对象）中抽取有一定代表性样品，供分析化验用，这项工作叫采样。样品：从大量产品中所抽取的分析材料。采样是食品分析的首项工作。采样的正确与否，是检验工作成败的关键。食品分析中，不论是原料、半成品还是成品，即使同一种类，也会因品种、产地、成熟期、加工及贮存方法、保藏条件的不同，食品中成分和含量都会有相当大的变动。此外，即使同一检测对象，各部位间的组成和含量也会有显著差异。因此，要保证检测结果的准确、结论的正确，首要条件就是采取的样品必须具有充分的代表性。1.正确采样的意义2.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、质量和卫生状况。（2）采样过程要设法保持食品原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）或带入杂质或污染。3.采样时的要求（1）采样应注意抽检样品的生产日期、批号、现场卫生状况、包装和包装容器状况。（2）小包装食品，应保持原包装的完整，并附上原包装上的一切商标及说明。（3）盛放样品的容器不得含有待测物质及干扰物质，一切采样工具都应清洁、干燥、无异味，在检验之前应防止一切有害物质或干扰物质带入样品。（4）采样后应迅速送检验室检验，保持原来的理化状态。（5）要认真填写采样记录，包括采样单位、地址、日期、样品批号、采样条件、包装情况、采样数量、现场卫生状况、运输、贮藏条件、外观、检验项目及采样人等。（二）采样的数量和方法1.样品的分类2.采样的数量3.采样的方法1.样品的分类样品一般分为检样、原始样品和平均样品三种。检样：从整批待测食品的各个部分所采取的少量样品。原始样品：把质量相同的许多份检样混合在一起。平均样品：原始样品经过处理，按一定的方法和程序抽取一部分作为最后的检测材料试样：由平均样品中分出，用于全部分析项目检验用的样品。复检样品：对检验结果有争议或分歧时，可根据具体情况进行复检，故必须有复检样品。采样的步骤检样原始样品平均样品复检样品0.5Kg检验样品0.5Kg保留样品0.5Kg待检食品采样混合处理2.采样的数量采样的数量一式三份供检验、复检和备查用，每份不少于0.5kg•样品的采集通常采用随机抽样的方法。•随机抽样是指不带主观框架，在抽样过程中保证整批食品中的每一个单位产品（为检验需要而划分的产品最小的基本单位）都有被抽取的机会。•抽取的样品必须均匀地分布在整批食品的各个部位。•最常用的方法有简单随机抽样、分层随机抽样、系统随机抽样和阶段随机抽样。3.采样的方法（1）简单随机抽样整批待测食品中的所有单位产品都以相同的可能性被抽到的方法，叫简单随机抽样，又称单纯随机抽样。（2）系统随机抽样实行简单随机抽样有困难或对样品随时间和空间的变化规律已经了解时，可采取每隔一定时间或空间间隔进行抽样，这种方法叫系统随机抽样。（3）分层随机抽样按样品的某些特征把整批样品划分为若干小批，这种小批叫做层。同一层内的产品质量应尽可能均匀一致，各层间特征界限应明显。在各层内分别随机抽取一定数量的单位产品，然后合在一起即构成所需采取的原始样品，这种方法称为分层随机抽样。（4）分段随机抽样当整批样品由许多群组成，而每群又由若干组构成时，可用前三种方法中的任何一种方法，以群作为单位抽取一定数量的群，再从抽出的群中，按随机抽样方法抽取一定数量的组，再从每组中抽取一定数量的单位产品组成原始样品，这种抽样方法称为分段随机抽样方法。•上述方法并无严格界线，采样时可结合起来使用，在保证代表性的前提下，还应注意抽样方式的可行性和抽样技术的先进性。（1）均匀的固体样品(如粮食、粉状食品)对同一批号带有包装的产品：采样点数可由以下采样公式决定：式中：N-----检测对象的总数目(件、袋、桶等)S-----采样点数然后从样品堆放的不同部位，按照采样点数确定具体采样袋(件、桶、包)数，用双套回转取样管，插入每一袋的上、中、下三个部位，分别采取部分样品混合在一起。具体样品的抽取方法2/NS散堆状的均匀固体样品：先划分若干等体积层，然后在每层的四角及中心点，也分上、中、下3个部位，用双套回转取样管插入采样，将取得的检样混合在一起，得到原始样品。原始样品按四分法对角取样，即得到平均样品。四分法：是将均匀固体样品由原始样品制成平均样品的方法。将原始样品充分混合均匀后，堆集在一张干净平整的纸上，或一块洁净的玻璃板上；用洁净的玻棒充分搅拌均匀后堆成一圆锥形，将锥顶压平成一圆台，使圆台厚度约为3cm；划“+”字等分成4份，取对角2份其余弃去，将剩下2份按上法再行混合，四分取其二，重复操作至剩余量为所需样品量为止。（2）不均匀的固体样品(如肉、鱼、果蔬等)此类食品的本身各部位极不均匀，个体大小及成熟度差异大，更应注意样品的代表性。肉类：视不同的目的和要求而定，有时从不同部位采样，混合后代表该只动物，有时从很多只动物的同一部位采样混合后代表某一部位的情况。水产品：个体较小的鱼类可随机多个取样，切碎、混合均匀，分取缩减至所需要的量。个体较大的，可以在若干个体上切割一定量的可食部分，切碎后混匀，分取缩减。果蔬：先去皮、核，只留下可食用的部分。体积小的果蔬：如枣、葡萄等，随机取多个整体（不少于40个），切碎混合均匀后，缩减至所需量；体积大的果蔬：如西瓜、冬瓜等按成熟度及个体大小的组成比例，选取若干个个体（不少于10个），对每个个体单独取样，以消除样品间的差异。取样方法是从每个个体生长轴纵向剖成4份或8份，取对角线2份，再混合缩分，以减少内部差异。对于西红柿、洋葱、马铃薯等取样个数不少于20个。对于黄瓜、萝卜、茄子等取样个数不少于15个。对于体积膨松型蔬菜，如油菜、菠菜、小白菜等，应由多个包装(捆、筐)分别抽取一定数量，混合后做成平均样品。（3）液体及半固体样品(如植物油、动物油、鲜乳、饮料等)先按确定采取的桶数，再启开包装，用虹吸法分上、中、下三层各采取少部分检样，然后混合分取，缩减到所需数量的平均样品。可在桶(或池)的四角及中心点分上、中、下三层进行采样，充分混匀后，分取缩减至所需要的量对桶(罐、缸)装样品：对大桶或池(散)装品：2/NS根据批号连同包装一起采样。同一批号取样数量，250g以上包装不得少于3个，250g以下包装不得少于6个。（4）罐头、瓶装食品或其他小包装食品•常用采样器电动采样器补充：采样时的记录样品名称采样地点时间数量采样方法以及采样人签封二、样品的制备样品的制备：是指对所采取的样品进行分取、粉碎、混匀、缩分等过程。目的：保证样品的均匀性，在检测时取任何部分都能代表全部样品的成分。制备时，根据待测样品的性质和检验项目的要求，可以采取不同的方法进行。1.液体、浆体或悬浮液体:一般将样品充分摇匀或搅拌均匀即可。常用的搅拌工具有玻璃棒、搅拌器等。2.互不相溶的液体:如油和水的混合物，可分离后，再分别取样测定。3.固体样品采用切细、捣碎、粉碎、反复研磨等方法，将样品研细并混合均匀。常用的工具有研钵、粉碎机、绞肉机、高速组织捣碎机等。注意：（１）样品在制备前必须先除去不可食用部分。（２）固体试样的粒度应符合测定的要求。标准筛的筛号与孔径大小4.罐头类在捣碎前要先清除果核；鱼类罐头、肉禽罐头应先剔除骨头、鱼刺及调味品（葱、姜、辣椒等）后再捣碎、混匀。三、样品的保存保存的原则是：干燥，低温，避光，密封。容易腐败变质的样品的保存方法1.冷藏：短期保存温度一般以0～50C为宜。2.干藏：可根据样品的种类和要求采用风干、烘干、冷冻干燥等方法。3.罐藏：不能即时处理的鲜样，在允许的情况下可制成罐头贮藏。例如，将一定量的试样切碎后，放入95%乙醇中煮沸30min（最终乙醇浓度应在78%～82%的范围内），冷却后密封，可保存1年以上。注意：一般样品在检验结束后应保留一个月以备需要时复查，保留期从检验报告单签发之日起开始计算；易变质食品不予保留。保留样品加封存入适当的地方，并尽可能保持原状。四、样品的预处理预处理的原则：（1）消除干扰因素；（2）完整保留被测组分；（3）使被测组分浓缩,以便获得可靠的分析结果。（七）浓缩主要的预处理方法（一）有机物破坏法（二）蒸馏法（三）溶剂提取法（四）色层分离法（五）化学分离法（六）盐析法（一）有机物破坏法测定食品中无机成分的含量，需要在测定前破坏有机物质，如蛋白质、脂肪、糖等。原理：通常采用高温，或高温及强氧化条件使有机物质分解，呈气态逸散，而被测组分残留下来。操作方法分为：干法和湿法两大类（一）有机物破坏法1.干法灰化原理：将样品至于电炉上加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或浅灰色为止，所得残渣即为无机成分。高温炉（马福炉）干法灰化方法特点优点：①此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。②因灰分体积很小，因而可处理较多的样品，可富集被测组分。③有机物分解彻底，操作简单。缺点：①所需时间长。②因温度高易造成易挥发元素的损失。③坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。除汞外大多数金属元素和部分非金属元素的测定都可用此法处理样品2.湿法消化原理：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，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。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。消化设备凯氏消化管湿法消化的优缺点优点：（1）有机物分解速度快，所需时间短。（2）由于加热温度低，可减少易挥发元素逸散损失。缺点：（1）产生有害气体。（2）初期易产生大量泡沫外溢。（3）试剂用量大，空白值偏高。微波高压消煮器食品样品最多只要10分钟（2.5MPa);其它方法：高压密封消化法——120～150℃，数小时，要求密封条件高。自动回流消化仪微波消解仪（二）蒸馏法利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离为纯组分的方法。常用的方法：常压蒸馏法、减压蒸馏、水蒸气蒸馏常压蒸馏装置1.常压蒸馏适用范围：常压下受热不分解或沸点不太高的物质。全自动常压蒸馏仪2.减压蒸馏适用范围：常压下受热易分解或沸点太高的物质。减压蒸馏装置HDV632自动减压蒸馏分析仪3.水蒸汽蒸馏适应范围：适用于沸点较高，易炭化，易分解物质。水蒸汽蒸馏是用水蒸汽加热混合液体，使具有一定挥发度的被测组分与水蒸汽分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来。水蒸汽蒸馏装置（三）溶剂提取法利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而使混合物中各组分完全或部分地分离的方法。根据提取对象不同分为浸提法和萃取法1.浸提法用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来，又称“液-固萃取法”。所采用的溶剂，应既能大量溶解被提取的物质，又要不破坏被提取物质的性质。（1）提取剂的选择依据相似相溶原理溶剂沸点在45～80℃之间的。沸点低，易挥发；沸点高，不易提纯，浓缩，溶剂与提取物不好分离。选稳定性好的溶剂。（2）提取方法振荡浸提法、捣碎法、索氏提取法、微波提取法、超声波提取法利用该组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同，使其从一种溶剂中转移至另一种溶剂中，从而与其他成分分离，达到分离和富集的目的。2.溶剂萃取法萃取剂的选择：（1）萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。（2）萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。（3）萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产品。溶剂萃取的方法：实验室用分液漏斗3.超临界萃取利用超临界流体作为溶剂，用来有选择性地溶解液体或固体混合物中的溶质。对溶质的溶解度大大增加。常用CO2作为超临界流体（临界温度为31.05℃，临界压力7.37Mpa）,不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。补充（四）色层分离法利用混合物中