第二章食品樣品的采集和預(yù)處理

1、主講教師：徐坤主講教師：徐坤食品樣品的采集、制備及保存食品樣品的采集、制備及保存第一節(jié)第一節(jié)樣品的預(yù)處理樣品的預(yù)處理第二節(jié)食品分析的誤差與數(shù)據(jù)處理食品分析的誤差與數(shù)據(jù)處理第三節(jié) 食品分析的對(duì)象包括各種原材料、農(nóng)副產(chǎn)品、半成品、各種添加劑、輔料及產(chǎn)品。種類繁多，成分復(fù)雜，來源不一，分析的目的，項(xiàng)目和要求也不盡相同，但無論哪種對(duì)象，都要按一個(gè)共同程序進(jìn)行一般為：樣品的采集、制備和保存樣品的采集、制備和保存 樣品的預(yù)處理樣品的預(yù)處理 成分分析成分分析 數(shù)據(jù)記錄，整理數(shù)據(jù)記錄，整理 分析報(bào)告的分析報(bào)告的撰寫。撰寫。 采樣 從大量的分析對(duì)象中抽取有一定代表性的一部分樣品作為分析材料，這項(xiàng)工作叫采樣。關(guān)鍵

2、所在關(guān)鍵所在1. 采樣的意義 盡管一系列檢驗(yàn)工作非常精密、準(zhǔn)確，但如果采取的樣品不足以代表全部物料的組成成分，則其檢驗(yàn)結(jié)果也將毫無價(jià)值，所以采用正確的采樣技術(shù)采集樣品尤為重要。(1)正確采樣的原則采樣的原則采樣的原則代表性原則代表性原則典型性原則典型性原則適時(shí)性原則適時(shí)性原則程序原則程序原則采集的樣品要均勻、有代表性，能反映全部被檢食品的組成、質(zhì)量和衛(wèi)生狀況。采樣方法要與分析目的一致。采樣過程要設(shè)法保持原有的理化指標(biāo)，防止成分逸散（如水分、氣味、揮發(fā)性酸等）。防止帶入雜質(zhì)或污染。采樣方法要盡量簡單，處理裝置尺寸適當(dāng)。采樣時(shí)的記錄采樣時(shí)的記錄樣樣 品品 名名 稱稱采采 樣樣 地地 點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí) 間間

3、數(shù)數(shù) 量量采樣方法以及采樣人采樣方法以及采樣人簽簽 封封采樣的一般程序 檢檢 樣樣原始樣品原始樣品平均樣品平均樣品復(fù)檢樣品復(fù)檢樣品0.5Kg檢驗(yàn)樣品檢驗(yàn)樣品0.5Kg仲裁樣品仲裁樣品0.5Kg檢樣由整批食物的各個(gè)部分采取的少量樣品，稱為檢樣。檢樣的量按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。原始樣品把許多份檢樣綜合在一起稱為原始樣品。平均樣品原始樣品經(jīng)過處理再抽取其中一部分作檢驗(yàn)用者稱為平均樣品。 應(yīng)一式三份，分別供檢驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)及備查使用。 每份樣品數(shù)量一般不少于0.5公斤。采樣的原則：最常用的采集方法是隨機(jī)抽樣。均衡地、不加選擇地從全部產(chǎn)品的各個(gè)部分取樣。 注意：隨機(jī)隨意。 隨機(jī)要保證所有物料各個(gè)部分被抽到的可能性均

4、等。具體作法： （補(bǔ)充） 擲骰子簡便易行，適于生產(chǎn)現(xiàn)場用。 用隨機(jī)表。 用計(jì)算器、計(jì)算機(jī)。 用抽獎(jiǎng)機(jī)。少量食品的采樣 原始樣品的采樣：隨機(jī)采樣 虹吸法采樣 電動(dòng)攪拌器攪拌后采樣 平均樣品的采集 液體試樣：按需要量采樣 顆粒、粉狀樣品：四分法和分樣器混勻縮分四分法的做法是：將采集的樣品放在干凈的塑料薄膜上弄碎，混合均勻并鋪成四方形，劃分對(duì)角線，分成四份，保留對(duì)角的兩份，其余兩份棄去，如果保留的土樣數(shù)量仍很多，可再用四分法處理，直至對(duì)角的兩份達(dá)到所需數(shù)量為止。 將分樣器內(nèi)部清理干凈，關(guān)上漏半開關(guān)，放好承接器，將樣品從高于分樣器口5厘米處均勻地炷入漏斗內(nèi)，刮平樣品后打開漏斗開關(guān)，樣品即分別流入兩個(gè)承

5、接器內(nèi)的樣品同時(shí)倒入漏斗內(nèi)，繼續(xù)混合二次，然后取出一個(gè)承接器，仍按上述操作方法繼續(xù)分樣，直至一個(gè)承接器的樣品接近所需試樣的重量為止。注意事項(xiàng)分樣器必須與地面垂直。切忌放入稻草、麥桿之類雜物。分樣格請(qǐng)勿任意拔動(dòng)，以免產(chǎn)生分樣誤差。工作完畢之后，清理積物，保持清潔。大量不均勻食品的采樣 幾何法； 流動(dòng)定時(shí)采樣； 分檔采樣； 分區(qū)分層采樣； 按批次件數(shù)比例采樣。1 散粒狀樣品(如糧食、粉狀食品)可用雙套回轉(zhuǎn)取樣管(因21)插入容器中，回轉(zhuǎn)一百八十度取出樣品，每一包裝須由上、中、下三層取出三份撿樣，把許多檢樣合起來成為原始樣品。雙套回轉(zhuǎn)取樣管取樣原始樣仍用四分法做成平均樣品。即將原始樣品充分混合均勻后

6、堆集在清潔的玻璃板上，壓平成厚度在3厘米以下的正方形并劃成對(duì)角線，將樣品分成四仇取兩對(duì)角的二份再如上混合，分為四份，取兩對(duì)角的二份，這樣操作至取得所需數(shù)量為止，此即是平均樣品。2 較稠的半固體樣品(如稀奶油)可用采樣器從上、中、下層分別取出檢樣，然后混合縮減至得到所需數(shù)設(shè)的平均樣品。 3 液體樣品 在采樣前須充分混合，混合時(shí)可用混合器，如容器內(nèi)被檢物量不多時(shí)，可用由這一容器轉(zhuǎn)移到另一容器的方法來混合。采樣用長形管或特制采樣器。可用虹吸法分層取化每層各取500毫升左右，裝入小口瓶中混勻。4 小包裝的樣品如罐頭、瓶裝奶粉等連包裝一起采樣。 5 魚、肉、蔬菜等組成不均勻樣品 視檢驗(yàn)?zāi)康模捎杀粰z物各

7、個(gè)部分分別采樣，須從有代表性的各部位(如肌肉、脂肪，蔬菜之根、莖。葉等)分別采樣，經(jīng)過充分打漿混合后成為平均樣品。 將樣品裝入預(yù)先洗凈烘干的廣口瓶中，瓶簽上注明名稱、采樣日期、交貨數(shù)量、采樣方法及其他應(yīng)說明的情況，并由經(jīng)手人簽封。 樣品的制備指對(duì)樣品的粉碎、混勻、縮分等過程。 樣品的制備方法因產(chǎn)品類型不同而異。1、液體、漿體或懸浮液體 搖勻，充分?jǐn)嚢?。常用的簡便的攪拌工具是玻璃攪拌捧，還有帶變速器的電動(dòng)攪拌器。可任意調(diào)節(jié)攪拌速度。2、互不相容的液體（如油與水的混合物） 先分離，再分別取樣。3、固體樣品 切細(xì)、粉碎、搗碎、研磨等，常用工具有絞肉機(jī)、磨粉機(jī)、研缽等。4、罐頭 除核、去骨、去調(diào)味品、

8、搗碎。 細(xì)則: 1、采集的樣品應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)分析，否則應(yīng)妥善保管。 2、放在密閉、潔凈容器內(nèi)，置于陰暗處保存。 3、易腐敗變質(zhì)的放在0-5冰箱內(nèi)，保存時(shí)間也不能太長。 4、易分解的要避光保存。 5、特殊情況下，可加入不影響分析結(jié)果的防腐劑或冷凍干燥保存。目的: 測定前排除干擾組分； 對(duì)樣品進(jìn)行濃縮。原則： 消除干擾因素； 完整保留被測組分； 使被測組分濃縮； 以便獲得可靠的分析結(jié)果。 預(yù)預(yù) 處處 理理 方方 法法有 機(jī) 物 破 壞 法蒸 餾 法溶 劑 提 取 法化學(xué)分離法色 譜 分 離 法濃縮法 測定食品中無機(jī)成分（無機(jī)鹽和金屬離子）的含量，需要在測定前破壞有機(jī)結(jié)合體，如蛋白質(zhì)等。操作方法分為干

9、法和濕法兩大類。有機(jī)物破壞法：在高溫或是強(qiáng)氧化劑條件下，使食品中的有機(jī)物質(zhì)分解并在加熱過程中呈氣態(tài)逸散，被測無機(jī)元素得以釋放的方法。 常用于測定食品中的微量金屬元素及硫、氯、氮、磷等非金屬元素。根據(jù)具體操作的不同，分為干法和濕法兩大類。1.干法灰化 原理：將樣品至于電爐上加熱，使其中的有機(jī)物脫水、炭化、分解、氧化，再置于高溫爐（馬福爐550 ）中灼燒、灰化，直至殘灰為白色或灰色為止，所得殘?jiān)礊闊o機(jī)成分。鉑金蒸發(fā)皿 石英玻璃蒸發(fā)皿優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)有機(jī)物分解徹底，操作簡單?；曳煮w積小，可處理較多的樣品，可富集被測組分。此法基本不加或加入很少的試劑，故空白值低。缺缺 點(diǎn)點(diǎn)坩堝有吸留作用，使測定結(jié)果和回收

10、率降低。因溫度高易造成易揮發(fā)元素的損失。所需時(shí)間長。原理：樣品中加入強(qiáng)氧化劑，并加熱消煮，使樣品中的有機(jī)物質(zhì)完全分解、氧化，呈氣態(tài)逸出，待測組分轉(zhuǎn)化為離子狀態(tài)存在于消化液中。常用的強(qiáng)氧化劑有濃硝酸、濃硫酸、高氯酸、高錳酸鉀、過氧化氫等。粉碎好的樣品凱氏燒瓶濃硝酸20ml小火加熱使樣品溶化濃硫酸10ml 加強(qiáng)火力溶液顏色變深即加硝酸溶液無色透明高氯酸硝酸硫酸法高氯酸（過氧化氫）-硫酸法硝酸高氯酸法優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)由于加熱溫度低，可減少金屬揮發(fā)逸散的損失。有機(jī)物分解速度快，所需時(shí)間短。缺缺 點(diǎn)點(diǎn)試劑用量大，空白值偏高。初期易產(chǎn)生大量泡沫外溢。 產(chǎn)生有害氣體。 原理：利用液體混合物中各種組分揮發(fā)度的不同而

11、將其分離為純組分。 蒸餾方法蒸餾方法常壓蒸餾減壓蒸餾水蒸氣蒸餾掃集共蒸餾共沸蒸餾萃取蒸餾 精 餾食品分析中常用前3種。適用對(duì)象：常壓下受熱不分解或沸點(diǎn)不太高的物質(zhì)。加熱方式:水浴油浴、沙浴、鹽浴、石棉浴直火加熱蒸餾釜：平底、圓底燒瓶。蒸餾物為燒瓶的三分之一冷凝管：液體沸點(diǎn)高于150時(shí)用空氣冷凝管，低于150時(shí)用直型冷凝管。 a.爆沸現(xiàn)象。（沸石、玻璃珠、毛細(xì)管、素瓷片） b.溫度計(jì)選擇及插放位置：溫度計(jì)的量程應(yīng)在被蒸餾物質(zhì)沸點(diǎn)20以上；溫度計(jì)水銀球的上沿在蒸餾頭支管下沿在同一水平面上。 c.磨口裝置涂油脂。 d冷凝水的流動(dòng)方向：下端進(jìn)，上短出；先通冷凝水，后加熱 e.蒸餾速度：每秒12滴 f.

12、蒸餾完畢先關(guān)加熱器，稍冷后再關(guān)冷凝水。 g.安裝、拆卸儀器的原則：安裝：自下而上，從左至右拆卸：自上而下，從右至左減壓蒸餾（真空蒸餾）是借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力，從而降低液體的沸點(diǎn)的蒸餾方法。 適用：在常壓蒸餾時(shí)未達(dá)到沸點(diǎn)即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì)的蒸餾。儀器：真空泵、熱源、蒸餾燒瓶、克氏蒸餾瓶、毛細(xì)管、溫度計(jì)、冷凝管、接受瓶、接收管、安全瓶視頻：減壓蒸餾A接收器：減壓蒸餾必須以耐壓的梨型瓶或圓底燒瓶做接收器B毛細(xì)管的高度其下端距燒瓶12mmC檢查是否漏氣D蒸餾完畢，操作順序：先將蒸汽發(fā)生瓶與蒸餾瓶拆開，再撤掉熱源。避免發(fā)生回吸現(xiàn)象。水蒸汽蒸餾是用水蒸汽加熱混合液體，使具有一定揮發(fā)度的被

13、測組分與水蒸汽分壓成比例地自溶液中一起蒸餾出來。 用于常壓蒸餾時(shí)達(dá)到沸點(diǎn)后易分解的物質(zhì)的提純和從天然原料中分離純液體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物。要求：（1）有機(jī)物與水不混溶、不反應(yīng)（2）近100時(shí)，蒸汽壓不小于1.33kPa 水蒸汽蒸餾裝置見下圖。原理：同一溶劑中，不同物質(zhì)有不同的溶解度，同一物質(zhì)在不同溶劑中溶解度也不同，利用樣品中各種組分在某種溶劑中溶解度的差異，使其完全或部分分離。此過程稱為提取，也叫萃取。 無機(jī)溶劑有：水、稀酸、稀堿有機(jī)溶劑有：乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、石油醚等。在食品中常用于維生素、重金屬、農(nóng)藥、黃曲霉毒素的測定?？捎糜谔崛」腆w、液體、半流體樣品溶劑抽提法溶劑抽提法浸提法溶劑萃取固相

14、萃取超臨界萃取微波萃取超聲波萃取用適當(dāng)?shù)娜軇⒐腆w樣品中某種待測成分浸提出來，又稱“液固萃取法”。如測定樣品的脂肪含量。（1） 提取劑的選擇a對(duì)被測組分溶解度最大，對(duì)雜質(zhì)溶解度最小。b由相似相溶原理選擇c選溶劑沸點(diǎn)在4580之間的。若沸點(diǎn)低，易揮發(fā)；若沸點(diǎn)高，不易提純、濃縮，溶劑與提取物不好分離。d選穩(wěn)定性好的溶劑。（2）提取方法常用提取方法常用提取方法振蕩浸漬法搗碎法索氏提取法 萃取： 利用適當(dāng)溶劑（常為有機(jī)溶劑）將液體中的被測組分（或雜質(zhì)）提取提取出來的操作。（1）原理:利用適當(dāng)?shù)娜軇┌褬悠啡芤褐械囊环N組分萃取 出來，這種組分在原溶液中的溶解度小于在新溶劑中的溶解度，即分配系數(shù)不同。（2）

15、適用范圍：用于原溶液中各組分沸點(diǎn)非常相近或形成了共沸物，無法用一般蒸餾法分離的物質(zhì)。（3）優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡單、快速、分離效果好、使用廣泛。缺點(diǎn)：萃取劑易燃、有毒。（4）關(guān)于萃取劑的選擇：a萃取劑與原溶劑不互溶且比重不同。b萃取劑與被測組分的溶解度要大于組分在原溶劑中的溶解度。對(duì)其它組分溶解度很小。c萃取相經(jīng)蒸餾可使萃取劑與被測組分分開，有時(shí)萃取相整體就是產(chǎn)品。向溶液中加入某種鹽類，使溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度大大降低，從而從溶液中沉淀出來。所加鹽類要求：（1)不會(huì)破壞析出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)；（2）注意鹽析條件的選擇；（3）注意鹽析后分離方法的選擇。u原理：原理：利用超臨界流體利用超臨界流體SCFSCF作

16、為溶劑，用來有選擇作為溶劑，用來有選擇性地溶解液體或固體混合物中的溶質(zhì)。對(duì)溶質(zhì)的溶性地溶解液體或固體混合物中的溶質(zhì)。對(duì)溶質(zhì)的溶解度大大增加。解度大大增加。u超臨界流體：超臨界流體：流體的溫度、壓力處于臨界狀態(tài)以上。流體的溫度、壓力處于臨界狀態(tài)以上。常用常用COCO2 2作為超臨界流體（臨界溫度為作為超臨界流體（臨界溫度為31.0531.05，臨，臨界壓力界壓力7.37Mpa7.37Mpa）, ,不可燃、無毒、廉價(jià)易得、化學(xué)不可燃、無毒、廉價(jià)易得、化學(xué)穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。 1906年，俄國植物學(xué)家茨威特分離植物葉綠體中色素而得名，玻璃管中裝CaCO3，石油醚溶解植物葉綠體倒入管內(nèi)，再用石油醚做淋

17、洗劑，結(jié)果柱子中被分成幾個(gè)不同顏色的譜帶。色譜分離法：是將樣品中的組分在載體上進(jìn)行分離的一系列方法。1、按固定相材料及使用形式分類 柱色譜:固定相裝在色譜柱中 紙色譜:層析濾紙為支持劑, 濾紙上結(jié)合水為固定相 。 薄層色譜（TLC）:將固定相粉末制成薄層。 氣相色譜（GC）:流動(dòng)相為氣體。 液相色譜（HPLC）:流動(dòng)相為液體。2、不同的分離原理分類吸附色譜分離分配色譜分離離子交換色譜分離原理：利用吸附劑對(duì)不同 組分的物理吸附性能的差異進(jìn)行分離。吸附力相差越大分離效果越好。固定相固體吸附劑：聚酰胺、硅膠、氧化鋁等 流動(dòng)相氣體或液體舉例：紙層析分析法視頻：薄層色譜操作演示視頻：薄層色譜操作演示原理

18、：利用樣品中的組分在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同來進(jìn)行分離。（溶解度的不同）固定相固體支持劑（擔(dān)體）+固定液 流動(dòng)相氣體或液體（與固定相不相溶）原理：利用樣品溶液中的離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換來實(shí)現(xiàn)分離。陽離子交換： RH + M+X- RM + HX 陰離子交換： ROH + M+X- RX + MOH（一）磺化法和皂化法 用來除去樣品中脂肪或或含脂肪的樣品，使本來憎水性油脂變成親水性化合物，從樣品中分離出去。 用濃硫酸處理樣品，引進(jìn)典型的極性官能團(tuán)用濃硫酸處理樣品，引進(jìn)典型的極性官能團(tuán)SO3SO3使脂肪、色素、蠟質(zhì)等干擾物質(zhì)變成極使脂肪、色素、蠟質(zhì)等干擾物質(zhì)變成極性較大，能溶于水和酸

19、的化合物，與那些性較大，能溶于水和酸的化合物，與那些溶于有機(jī)溶劑的待測成分分開。溶于有機(jī)溶劑的待測成分分開?？捎糜谑称分修r(nóng)藥殘留的分析?？捎糜谑称分修r(nóng)藥殘留的分析。1. 硫酸磺化法（磺化法）油脂遇到濃硫酸灰磺化成極性極大且易溶于水的化合物?；腔ɡ眠@一特性，將樣品中的脂肪磺化后經(jīng)水洗除去。 主要用于有機(jī)氯農(nóng)藥殘留物的測定。皂化法以熱發(fā)生堿KOH-乙醇溶液與及其雜質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)，而將其除去。原理: 酯 + 堿 酸或脂肪酸鹽 + 醇本法只適用于對(duì)堿穩(wěn)定的農(nóng)藥提取液的凈化。用于白酒中總酯的測定，用過量的NaOH將酯皂化掉，過量的堿再用酸滴定，最后由用堿量來計(jì)算總酯。用于植物油的皂化價(jià)的測定。（皂化

20、價(jià)高示含游離脂肪酸量大。常用堿為NaOH或KOH，NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。原理:利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行分離。在試樣中加入適當(dāng)?shù)某恋韯?，使被測組分沉淀下來或?qū)⒏蓴_組分沉淀下來，再經(jīng)過濾或離心把沉淀和母液分開。是常用的樣品凈化方法。常用的沉淀劑：堿性硫酸銅、堿性醋酸鉛等。原理:向樣品中加入一種掩蔽劑使干擾成分改變其存在的狀態(tài)，以消除其對(duì)被測組分的干擾。原理:為了提高待測組分的濃度，常對(duì)樣品提取液進(jìn)行濃縮。1.常壓濃縮 待測組分不易揮發(fā)，可用蒸發(fā)皿直接加熱濃縮，也可用蒸餾裝置等。2. 減壓濃縮 適用對(duì)易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性組分的濃縮。 常用KD濃縮器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等，水浴加熱并抽氣減壓，濃

21、縮速度快，被測組分損失少。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀食品樣品分析的程序食品樣品分析的程序采樣、檢樣、原始樣品、平均樣品。采樣、檢樣、原始樣品、平均樣品。什么是隨機(jī)抽樣？什么是隨機(jī)抽樣？樣品如何保存？樣品如何保存？樣品的樣品的6 6種預(yù)處理方法？種預(yù)處理方法？ 第三節(jié) 食品分析的誤差與數(shù)據(jù)處理真實(shí)值：一個(gè)客觀存在的具有一定數(shù)值的被測成分的物理量稱為真實(shí)值。準(zhǔn)確度：測定值與真實(shí)值的接近程度。精確度：多次平行測定結(jié)果相互接近的程度。誤差：測定值與真實(shí)值之差。系統(tǒng)誤差：由固定原因造成的誤差，在測定過程中按一定的規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)，一般具有單向性，即測定值總是偏高或總是偏低。它一般可以分為：儀器誤差、方法誤差、試劑誤差和操作誤差等。偶然誤差：由于一些偶然的外因所引起的誤差。產(chǎn)生偶然誤差的原因一般是不固定的、未知的、且大小不一，具有不確定性。可