食品樣品前處理知識(shí)分享

1、食品樣品前處理 樣品前處理的要求： 1.樣品是否要預(yù)處理，如何進(jìn)行預(yù)處理，采樣何種方法，應(yīng)根據(jù)樣品的性狀、檢驗(yàn)的要求和所用分析儀器的性能第方面加以考慮。 2.應(yīng)盡量不用或少使用預(yù)處理，以便減少操作步驟，加快分析速度，也可減少預(yù)處理過(guò)程中帶來(lái)的不利影響，如引入污染、待測(cè)物損失等。 3.分解法處理樣品時(shí)，分解必須完全，不能造成被測(cè)組分的損失，待測(cè)組分的回收率應(yīng)足夠高。 4.樣品不能被污染，不能引入待測(cè)組分和干擾測(cè)定的物質(zhì)。 5.試劑的消耗應(yīng)盡可能少，方法簡(jiǎn)便易行，速度快，對(duì)環(huán)境和人員污染少。 1. 樣品溶液的制備 根據(jù)樣品中被測(cè)組分的存在狀態(tài)的不同，選擇溶解法或分解法來(lái)制備樣品溶液。 當(dāng)樣品中被測(cè)

2、組分為游離狀態(tài)時(shí)，采用溶解法制備樣品溶液。 當(dāng)樣品中被測(cè)組分為結(jié)合狀態(tài)時(shí)，采用分解法制備樣品溶液。 1.溶解法 采用適當(dāng)?shù)娜軇悠分械拇郎y(cè)組分全部溶解。 1.1 水溶法 用水作為溶劑，適用于水溶性成分，如無(wú)機(jī)鹽、水溶性色素第。 1.2 酸性水溶液浸出法 溶劑為各種酸的水溶液，適用于在酸性水溶液中溶解度增大且穩(wěn)定的組分。 1.3 堿性水溶液浸出法 溶劑為堿性水溶液，適用于在堿性水溶液中溶解度增大且穩(wěn)定的成分。 1.4 有機(jī)溶劑浸出法 適用于易溶于有機(jī)溶劑的待測(cè)成分。 常用的有機(jī)溶劑有乙醚、石油醚、氯仿、丙酮、正己烷等。 根據(jù)“相似相溶”原理選擇有機(jī)溶劑。 2.分解法 分解法分為全部分解法和部分

3、分解法。 2.1全部分解法是將樣品中所有有機(jī)物分解破壞成無(wú)機(jī)成分，又稱(chēng)為無(wú)機(jī)化處理，適用于測(cè)定樣品中的無(wú)機(jī)成分。 干灰化法 濕消化法 2.1.1干灰化法 利用高溫破壞樣品中的有機(jī)物，使之分解呈氣體逸出。 小火碳化 高溫灰化 500600，812h 白色或灰白色無(wú)機(jī)殘?jiān)?除汞外大多數(shù)金屬元素和部分非金屬元素的測(cè)定都可采用這種方法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。 優(yōu)點(diǎn)： 基本不添加或添加很少量的試劑，故空白值較低； 多數(shù)食品經(jīng)灼燒后所剩下的灰分體積很小，因而能處理較多量的樣品，故可加大稱(chēng)樣量，在方法靈敏度相同的情況下，可提高檢出率； 有機(jī)物分解徹底； 操作簡(jiǎn)單，灰化過(guò)程中不需要人一直看管，可同時(shí)做其他實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備

4、工作。 缺點(diǎn)： 處理樣品所需要的時(shí)間較長(zhǎng)； 由于敞口灰化，溫度又高，容易造成某些揮發(fā)性元素的損失； 盛裝樣品的坩堝對(duì)被測(cè)組分有一定的吸留作用，由于高溫灼燒使坩堝材料結(jié)構(gòu)改變?cè)斐晌⑿】籽?，使某些被測(cè)組分吸留于孔穴中很難溶出，致使測(cè)定結(jié)果和回收率偏低。 提高回收率的措施(1)根據(jù)被測(cè)組分的性質(zhì)，采取適宜的灰化溫度 灰化食品樣品，應(yīng)在盡可能低的溫度下進(jìn)行，但溫度過(guò)低會(huì)延長(zhǎng)灰化時(shí)間，通常選用500550 灰化2h或在600 灰化05h。 一般不要超過(guò)600 。 (2)加入灰化固定劑，防止被測(cè)組分的揮發(fā)損失和坩堝吸留 為了防止砷的揮發(fā)，常在灰化之前加入適量的氫氧化鈣；加入氯化鎂及硝酸鎂可使砷轉(zhuǎn)變?yōu)椴粨]發(fā)

5、的焦砷酸鎂；氯化鎂還起襯墊坩堝材料的作用，減少樣品與坩堝的接觸和吸留在一般的灰化溫度。 鉛、鎘容易揮發(fā)損失，加硫酸可使易揮發(fā)的氯化鉛、氯化鎘等轉(zhuǎn)變?yōu)殡y揮發(fā)的硫酸鹽。 2.1.2 濕消化法 在加熱條件下，利用氧化性的強(qiáng)酸或氧化劑來(lái)分解樣品。 常用的消化劑有硝酸、硫酸和高氯酸、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀等。 催化劑(硫酸銅、硫酸汞、二氧化硒、五氧化二釩等) 優(yōu)點(diǎn)：（1）由于使用強(qiáng)氧化劑，有機(jī)物分解速度快，消化所需時(shí)間短； （2）由于加熱溫度較干法灰化低，故可減少金屬揮發(fā)逸散的損失，同時(shí)容器的吸留也少； （3）被測(cè)物質(zhì)以離子狀態(tài)保存在消化液中，便于分別測(cè)定其中的各種微量元素。 缺點(diǎn) （1）在消化過(guò)程中，有機(jī)

6、物快速氧化常產(chǎn)生大量有害氣體，因此操作需在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行； （2）消化初期，易產(chǎn)生大量泡沫外溢，故需操作人員隨時(shí)照管； （3）消化過(guò)程中大量使用各種氧化劑等，試劑用量較大，空白值偏高。 常用的消化方法 在實(shí)際工作中，除了單獨(dú)使用硫酸的消化方法外，經(jīng)常采取幾種不同的氧化性酸類(lèi)配合使用，利用各種酸的特點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到安全、快速、完全破壞有機(jī)物的目的。幾種常用的消化方法如下。 (1)單獨(dú)使用硫酸的消化方法此法在樣品消化時(shí)，僅加入硫酸，在加熱的情況下，依靠硫酸的脫水炭化作用，破壞有機(jī)物。由于硫酸的氧化能力較弱，消化液炭化變黑后，保持較長(zhǎng)的炭化階段，使消化時(shí)間延長(zhǎng)。為此常加入硫酸鉀或硫酸鈉以提高其沸點(diǎn)

7、，加適量的硫酸銅或硫酸汞作催化劑，來(lái)縮短消化時(shí)問(wèn)。 (2)硝酸一高氯酸消化法此法可先加硝酸進(jìn)行消化，待大量的有機(jī)物分解后，再加入高氯酸，或者以硝酸高氯酸混合液先將樣品浸泡過(guò)夜，或小火加熱待大量泡沫消失后，再提高消化溫度，直至完全消化為止。此法氧化能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快，炭化過(guò)程不明顯；消化溫度較低，揮發(fā)損失少。但由于這兩種酸受熱都易揮發(fā)，故當(dāng)溫度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，容易燒干，并可能引起殘余物燃燒或爆炸。為防止這種情況，有時(shí)加入少量硫酸。本法對(duì)還原性較強(qiáng)的樣品，如酒精、甘油、油脂和大量磷酸鹽存在時(shí)，不宜采用。 (3)硝酸一硫酸消化法此法是在樣品中加入硝酸和硫酸的混合液，或先加入硫酸加熱，使有機(jī)物分解，

8、在消化過(guò)程中不斷補(bǔ)加硝酸。這樣可縮短炭化過(guò)程，并減少消化時(shí)間，反應(yīng)速度適中。由于堿土金屬的硫酸鹽在硫酸中的溶解度較小，故此法不宜做食品中堿土金屬的分析。如果樣品含較大量的脂肪和蛋白質(zhì)時(shí)，可在消化的后期加入少量的高氯酸或過(guò)氧化氫，以加快消化的速度。 消化的操作技術(shù)(1)敞口消化法 這是最常用的消化技術(shù)。通常在凱氏燒瓶或硬質(zhì)錐形瓶中進(jìn)行消化。操作時(shí)，在凱氏燒瓶中加入樣品和消化液，將瓶?jī)A斜呈約45用電爐、電熱板或煤氣燈加熱，直至消化完全為止。由于本法敞口操作，有大量消化煙霧和消化分解產(chǎn)物逸出，故需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。 (2)回流消化法 測(cè)定具有揮發(fā)性成分時(shí)，可在回流消化器中進(jìn)行。這種消化器由于在上端連接

9、冷凝器，可使揮發(fā)成分隨同冷凝酸霧形成的酸液流回反應(yīng)瓶中，不僅可以防止被測(cè)成分的揮發(fā)損失，而且可以防止燒干。 (3)冷消化法 又稱(chēng)低溫消化法，是將樣品和消化液混合后，置于室溫或3740烘箱內(nèi)，放置過(guò)夜。由于在低溫下消化，可避免極易揮發(fā)的元素(如汞)的揮發(fā)損失，不需要特殊的設(shè)備，極為方便，但僅適用于含有機(jī)物較少的樣品。 (4)密封罐消化法這是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型樣品消化技術(shù)，此法是在聚四氟乙烯容器中加入適量樣品、氧化性強(qiáng)酸和氧化劑等，加壓于密封罐內(nèi)，并置于l20150烘箱中保溫?cái)?shù)小時(shí)(通常2h左右)，取出自然冷卻至室溫，搖勻，開(kāi)蓋，便可取此液直接測(cè)定。此法克服了常壓濕法消化的一些缺點(diǎn)，但要求密封程

10、度高，高壓密封罐的使用壽命也有限。 消化操作的注意事項(xiàng)(1)消化所用的試劑，應(yīng)采用高純的酸和氧化劑，所含雜質(zhì)要少，并同時(shí)按與樣品相同的操作做空白試驗(yàn)，以扣除消化試劑對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)的影響。如果空白值較高，應(yīng)提高試劑純度，并選擇質(zhì)量較好的玻璃器皿進(jìn)行消化。 (2)消化瓶?jī)?nèi)可以加玻璃珠或瓷片，以防止暴沸，凱氏燒瓶的瓶口應(yīng)傾斜，不應(yīng)對(duì)著自己或他人。加熱時(shí)火力應(yīng)集中于底部，瓶頸部位應(yīng)保持較低的溫度，以冷凝酸霧，并減少被測(cè)成分的揮發(fā)損失。消化時(shí)，如果產(chǎn)生大量的泡沫，除迅速減小火力外，可加入少量不影響測(cè)定的消泡劑，如辛醇、硅油等；也可將樣品和消化液在室溫下浸泡過(guò)夜，第二天再進(jìn)行加熱消化。(3)在加熱過(guò)程中需要補(bǔ)

11、加酸或氧化劑時(shí)，首先要停止加熱，待消化液稍冷后才沿瓶壁緩緩加入，以免發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起噴濺。另外，在高溫下補(bǔ)加酸，會(huì)使酸迅速揮發(fā)，既浪費(fèi)又污染環(huán)境。 微波溶樣法 是將微波快速溶加熱和密閉加壓消化相結(jié)合的一種新型而有效的分解樣品技術(shù)。 微波爐 密封聚四氟乙烯罐 特點(diǎn)：快速高效 35分鐘可將樣品徹底分解 試劑用量少 空白值低 揮發(fā)性元素不損失 2.2 部分分解法 使樣品中大分子有機(jī)物在酸、堿或酶的作用下，水解成簡(jiǎn)單的化合物，使待測(cè)成分釋放出來(lái)，適用于測(cè)定樣品中的有機(jī)成分。 脂肪 Vit B1 2.常用的分離與富集方法 2.1萃取法 這種方法又叫溶劑分層法，是利用某組分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)

12、的不同，使其從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中，而與其他組分分離的方法。此法操作迅速，分離效果好，應(yīng)用廣泛。但萃取試劑通常易燃、易揮發(fā)，且有毒性。 (1)萃取溶劑的選擇萃取用溶劑應(yīng)與原溶劑互不相溶，對(duì)被測(cè)組分有最大溶解度，而對(duì)雜質(zhì)有最小溶解度。即被測(cè)組分在萃取溶劑中有最大的分配系數(shù)，而雜質(zhì)只有最小的分配系數(shù)。經(jīng)萃取后，被測(cè)組分進(jìn)入萃取溶劑中，即與留在原溶劑中的雜質(zhì)分離開(kāi)。此外，還應(yīng)考慮兩種溶劑分層的難易以及是否會(huì)產(chǎn)生泡沫等問(wèn)題。 (2)萃取方法萃取通常在分液漏斗中進(jìn)行，一般需經(jīng)45次萃取，才能達(dá)到完全分離的目的。當(dāng)用較水輕的溶劑，從水溶液中提取分配系數(shù)小，或振蕩后易乳化的物質(zhì)時(shí)，采用連續(xù)液體萃取器較

13、分液漏斗效果更好。 在萃取時(shí)。特別是當(dāng)溶液呈堿性時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，影響分離。破壞乳化的方法有： （1）較長(zhǎng)時(shí)間靜置 。 （2）輕輕地旋搖漏斗，加速分層。 （3）若因兩種溶劑(水與有機(jī)溶劑)部分互溶而發(fā)生乳化，可以加入少量電解質(zhì)(如氯化鈉)，利用鹽析作用加以破壞I若因兩相密度差小發(fā)生乳化，也可以加入電解質(zhì)，以增大水相的密度。 （4）若因溶液呈堿性而產(chǎn)生乳化，?？杉尤肷倭康南←}酸或采用過(guò)濾等方法消除。 根據(jù)不同情況，還可以加入乙醇、磺化蓖麻油等消除乳化 。 固相萃取 固相萃取利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物吸附, 與樣品基體和干擾化合物分離, 然后再用洗脫液洗脫, 或加熱解吸附達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。 一般分為活化吸附劑、上樣、洗滌和洗脫四個(gè)步驟。 在萃取樣品之前要用適當(dāng)?shù)娜軇┝芟垂滔噍腿≈? 以消除吸附劑上吸附的雜質(zhì)及其對(duì)目標(biāo)化合物的干擾, 激活固定相表面的活性基團(tuán)的活性。 活化通常采用兩個(gè)步驟, 先用洗脫能力較強(qiáng)的溶劑洗脫去柱中殘存的干擾物,激活固定相; 再用洗脫能力較弱的溶劑淋洗柱子, 以使其與上樣溶劑匹配 上