食品成分分析

1、1. 水分的測(cè)定2. 灰分的測(cè)定3. 酸度的測(cè)定4. 脂類(lèi)的測(cè)定5. 碳水化合物的測(cè)定6.蛋白質(zhì)的測(cè)定7.維生素的測(cè)定8.礦物質(zhì)的測(cè)定 （1）水的作用 （2）水分的存在狀態(tài) （3）水分測(cè)定的意義1.1概述1.2水分的測(cè)定1.2.1干燥法1.2.2蒸餾法1.2.3卡爾費(fèi)休法1.2.4其他測(cè)定水分方法水是維持動(dòng)、植物和人類(lèi)生存必不可少的物質(zhì)之一。 除谷物和豆類(lèi)等的種子類(lèi)食品（一般水分在1216%）以外，作為食品的許多動(dòng)植物一般含有6090%水分，有的甚至更高，水是許多食品組戊戊分中數(shù)量最多的組分。如蔬菜含水分8597%、水果8090%、魚(yú)類(lèi)6781%、蛋類(lèi)7375%、乳類(lèi)8789%、豬肉4359%

2、，即使是干態(tài)食品，也含有少量水分，如面粉1214%、餅干2.54.5%。 在動(dòng)、植物體內(nèi)，水分不僅以純水狀態(tài)存在，而且常常是溶解那些可溶性物質(zhì)（例如糖類(lèi)和許多鹽類(lèi)）而構(gòu)成溶液以及把淀粉、蛋白質(zhì)等親水性高分子分散在水中形成凝膠來(lái)保持一定形態(tài)的膨脹體的溶劑。另外，即使不溶于水的物質(zhì)如脂肪和某些蛋白質(zhì)，也能在適當(dāng)?shù)臈l件下分散于水中成為乳濁液或膠體溶液。水的介電常數(shù)很大，能促進(jìn)電解質(zhì)的電離。水不但是生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，本身也是生物化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物。水還是動(dòng)物體內(nèi)各器官、肌肉、骨骼的潤(rùn)滑劑，是體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體，沒(méi)有水就沒(méi)有生命。（2）水分的存在狀態(tài)結(jié)合水或束縛水自由水或游離水不可移動(dòng)水或滯化水毛細(xì)

3、管水自由流動(dòng)水 滯化水是指被組織中的顯微和亞顯微結(jié)構(gòu)與膜所阻留住的水； 毛細(xì)管水是指在生物組織的細(xì)胞間隙和制成食品的結(jié)構(gòu)組織中通過(guò)毛細(xì)管力所系留的水； 自由流動(dòng)水主要指動(dòng)物的血漿、淋巴和尿液以及植物導(dǎo)管和細(xì)胞內(nèi)液泡等內(nèi)部的水。 紅外線干燥法水分的測(cè)定干燥法直接干燥法減壓干燥法蒸餾法卡爾費(fèi)休法其他測(cè)定水分方法1.2.1 干燥法1.2.2 蒸餾法1.2.3 卡爾費(fèi)休法1.2.4 其他測(cè)定水分方法l1.2.1.1 直接干燥法(1) 原理 基于食品中的水分受熱以后,產(chǎn)生的蒸汽壓高于空氣在電熱干燥箱重中的分壓,使食品中的水分蒸發(fā)出來(lái),同時(shí),由于不斷的加熱和排走水蒸汽,而達(dá)到完全干燥的目的,食品干燥的速度

4、取決于這個(gè)壓差的大小。l(2) 適用范圍 本法以樣品在蒸發(fā)前后的失重來(lái)計(jì)算水分含量,故適用于在95105范圍不含其他揮發(fā)成分極微且對(duì)熱不穩(wěn)定的各種食品。 樣品的制備方法常以食品種類(lèi)及存在狀態(tài)的不同而異,一般情況下,食品以固態(tài)(如面包、餅干、乳粉等)、液態(tài)(如牛乳、果汁等)和濃稠態(tài)(如煉乳、糖漿、果醬等）存在?，F(xiàn)將樣品制備與測(cè)定方法等分述如下：固態(tài)樣品：固態(tài)樣品必須磨碎，全部經(jīng)過(guò)2040目篩，混勻。在磨碎過(guò)程中，要防止樣品水分含量變化。一般水分在14%以下時(shí)稱(chēng)為安全水分，即在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行粉碎過(guò)篩等處理，水分含量一般不會(huì)發(fā)生變化。但要求動(dòng)作迅速。制備好的樣品存于干燥潔凈的磨口瓶中備用。l 測(cè)定

5、時(shí)，精確稱(chēng)取上述樣品210 g（視樣品性質(zhì)和水分含量而定），置于已干燥、冷卻并稱(chēng)至恒重的有蓋稱(chēng)量瓶中，移入95105常壓烘箱中，開(kāi)蓋24小時(shí)后取出，加蓋置干燥內(nèi)冷卻0.5小時(shí)后稱(chēng)重。再烘1小時(shí)左右，又冷卻0.5小時(shí)后稱(chēng)重。重復(fù)此操作，直至前后兩次質(zhì)量差不超過(guò)2mg即算恒重。測(cè)定結(jié)果按下式計(jì)算：l水分（%）=l式中m1 -干燥前樣品于稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g l m2 -干燥后樣品與稱(chēng)量瓶質(zhì)量，gl m 3 - 稱(chēng)量瓶質(zhì)量 ， gl 1003121mmmml 對(duì)于水分含量再16%以上的樣品，通常采用二步干燥法進(jìn)行測(cè)定。即首先將樣品稱(chēng)出總質(zhì)量后，在自然條件下風(fēng)干1520小時(shí)，使其達(dá)到安全水分標(biāo)準(zhǔn)（即與大氣濕

6、度大致平衡），再準(zhǔn)確稱(chēng)重，然后再將風(fēng)干樣品粉碎、過(guò)篩、混勻，貯于潔凈干燥的磨口瓶重備用。測(cè)定時(shí)按上述安全水分含量的樣品操作手續(xù)進(jìn)行。分析結(jié)果按下式計(jì)算：100)(15343221mmmmmmmm水分（%）=式中 m1 -新鮮樣品總質(zhì)量， g ; m2-風(fēng)干后樣品總質(zhì)量， g ; m3 -干燥前適量樣品于稱(chēng)量瓶質(zhì)量 ，g m4 -干燥后適量樣品與稱(chēng)量瓶質(zhì)量， g； m 5 -稱(chēng)量瓶質(zhì)量 ，g. 濃稠態(tài)樣品：濃稠態(tài)樣品直接加熱干燥，其表面易結(jié)硬殼焦化，使內(nèi)部水分蒸發(fā)受阻，故在測(cè)定前，需加入精制海砂或無(wú)水硫酸鈉，攪拌均勻，以增大蒸發(fā)面積。但測(cè)定中，應(yīng)先準(zhǔn)確稱(chēng)樣，再加入已知質(zhì)量的海砂或無(wú)水硫酸鈉，攪拌

7、均勻后干燥至恒重。測(cè)定結(jié)果按下式 水分（%）=100)(41321mmmmmm1 -干燥前樣品與稱(chēng)量瓶質(zhì)量 g ;m2 -海砂（或無(wú)水硫酸鈉）質(zhì)量，g；m 3-干燥后樣品、海砂及稱(chēng)量瓶的總質(zhì)量，g；m 4-稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g；液態(tài)樣品：液態(tài)樣品直接置于高溫加熱，會(huì)因沸騰而造成樣品損失，故需經(jīng)低溫濃縮后，再進(jìn)行高溫干燥。測(cè)定時(shí)先準(zhǔn)確稱(chēng)樣于已烘干至恒重的蒸發(fā)皿內(nèi)，置于熱水浴鍋上蒸發(fā)至近干，再移入干燥箱中干燥至恒重。結(jié)果計(jì)算公式同上述一步干燥法。 由于液態(tài)樣品主要由水分和可溶性固形物所組成，因此也可采用比重法、折光法等測(cè)出樣品中固形物含量，然后按下式間接求出水分含量：水分（%）=100%可溶性固形物%l

8、稱(chēng)樣數(shù)量：測(cè)定時(shí)稱(chēng)樣數(shù)量一般控制在其干燥后的殘留物質(zhì)量在1.53g為宜。對(duì)于水分含量較低的固態(tài)、濃稠態(tài)食品，將稱(chēng)樣數(shù)量控制在35g，而對(duì)于果汁、牛乳等液態(tài)食品，通常每份樣量控制在1520g為宜。l l操作條件選擇主要包括:稱(chēng)樣數(shù)量,稱(chēng)量皿規(guī)格,干燥設(shè)備及干燥條件等的選擇.稱(chēng)量皿規(guī)格：稱(chēng)量皿分為玻璃稱(chēng)量瓶和鋁質(zhì)稱(chēng)量盒兩種。前者能耐酸堿，不受樣品性質(zhì)的限制，故常用于干燥法。鋁質(zhì)稱(chēng)量盒質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性強(qiáng)，但對(duì)酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法。稱(chēng)量皿規(guī)格的選擇，以樣品置于其中平鋪開(kāi)后厚度不超過(guò)皿高的1/3為宜。l干燥設(shè)備：電熱烘箱由各種形式，一般使用強(qiáng)力循環(huán)通風(fēng)式，其風(fēng)量較大，烘干大量式樣時(shí)效率高，但質(zhì)

9、輕式樣有時(shí)會(huì)飛散，若僅作測(cè)定水分含量用，最好采用風(fēng)量可調(diào)節(jié)的烘箱。當(dāng)風(fēng)量減小時(shí)，烘箱上隔板1/21/3面積的溫度能保持在規(guī)定溫度1的 范圍內(nèi)，即符合測(cè)定使用要求。溫度計(jì)通常處于離隔板3cm的中心處，為保證測(cè)定溫度較恒定，并減少取出過(guò)程中因吸濕而產(chǎn)生的誤差，一批測(cè)定的稱(chēng)量皿最好為812個(gè)，并排列在隔板的較中心部位。l干燥條件：溫度一般控制在95105，對(duì)熱穩(wěn)定的谷物等，可提高到120130范圍內(nèi)進(jìn)行干燥；對(duì)含還原糖較多的食品應(yīng)先用低溫（5060）干燥0.5小時(shí)，然后在用100105干燥。l干燥時(shí)間的確定有兩種方法，一種是干燥到恒重，另一種是規(guī)定一定的干燥時(shí)間。前者基本能保證水分蒸發(fā)完全；后者的準(zhǔn)

10、確度要求不高的樣品，如各種飼料中水分含量的測(cè)定，可采用第二種方法進(jìn)行。l水果、蔬菜樣品，應(yīng)先洗去泥沙后，再用蒸餾水沖洗一次，然后用潔凈紗布吸干表面的水分。l在測(cè)定過(guò)程中，稱(chēng)量皿從烘箱中取出后，應(yīng)迅速放入干燥器中進(jìn)行冷卻，否則，不易達(dá)到恒重。l干燥器內(nèi)一般用硅膠作干燥劑，硅膠吸濕后效能會(huì)減低，故當(dāng)硅較藍(lán)色減褪或變紅時(shí)，需及時(shí)換出，置135左右烘23小時(shí)使其再生后再用。硅膠若吸附油脂等后，去濕能力也會(huì)大大減低。果糖含量較高的樣品，如水果制品、蜜蜂等，在高溫下（70）長(zhǎng)時(shí)間加熱，其果糖會(huì)發(fā)生氧化分解作用而導(dǎo)致明顯誤差。故宜采用減壓干燥法測(cè)定水分含量。含有較多氨基酸、蛋白質(zhì)及羰基化合物的樣品，長(zhǎng)時(shí)間加

11、熱則會(huì)發(fā)生羰氨反應(yīng)析出水分而導(dǎo)致誤差：對(duì)次類(lèi)樣品宜用其他方法測(cè)定水分含量。l(1) 原理l利用在低壓下水的沸點(diǎn)降低的原理,將取樣后的稱(chēng)量皿置于真空烘箱內(nèi),在選定的真空度于加熱溫度下干燥到恒重.干燥后樣品所失去的質(zhì)量即為水分含量.l(2) 適用范圍l適用于在較高溫度下易熱分解、變質(zhì)或不易除去結(jié)合水的食品，如糖漿、果糖、味精、麥乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量測(cè)定。l1.2.1.2 減壓干燥法 (3) 儀器及裝置 真空烘箱(帶真空泵、干燥瓶、安全瓶）。 在用減壓干燥法測(cè)水分含量時(shí)，為了除去烘干過(guò)程中樣品蒸發(fā)出來(lái)的水分以及烘箱恢復(fù)常壓時(shí)空氣中的水分，整套儀器設(shè)備除用一個(gè)真空烘箱（帶真空泵）

12、外，還連接了幾個(gè)干燥瓶和一個(gè)安全瓶，設(shè)備流程如圖l(4) 操作方法l準(zhǔn)確稱(chēng)取25g樣品于已烘干至恒重的稱(chēng)量皿中,放入真空烘箱內(nèi),按圖所示流程連接好全套裝置后,打開(kāi)真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需壓力4053.3KP(300400mmH g),并同時(shí)加熱至所需溫度(5060）。關(guān)閉 真空泵上的活塞，停止抽氣，使烘箱內(nèi)保持一定的溫度和壓力，經(jīng)一定時(shí)間后，打開(kāi)活塞使空氣經(jīng)干燥瓶緩緩進(jìn)入烘箱內(nèi)，待壓力恢復(fù)正常后，再打開(kāi)烘箱取出稱(chēng)量皿，放入干燥器中冷卻0.5小時(shí)后稱(chēng)量。并重復(fù)以上操作至恒重。l(5) 結(jié)果計(jì)算l同直接干燥法l真空烘箱內(nèi)各部位溫度要求均勻一致,若干燥時(shí)間短時(shí),更應(yīng)嚴(yán)格控制.l第一次使用的鋁質(zhì)稱(chēng)量

13、盒要反復(fù)烘干二次,每次置于調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度的烘箱內(nèi)烘12小時(shí),然后移至干燥器內(nèi)冷卻45分鐘,稱(chēng)重(精確到0.1mg),求出恒重.第二次以后使用時(shí),通常采用前移次的恒重值.試樣為谷粒時(shí),入小心使用可重復(fù)2030次而恒重值不變.l由于直讀天平與被測(cè)量物之間的溫度差會(huì)引起明顯的誤差,故在操作中應(yīng)力求被稱(chēng)量物與天平的溫度相同后再稱(chēng)重,一般冷卻時(shí)間在0.51小時(shí)內(nèi).l減壓干燥時(shí)，自烘箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時(shí)起計(jì)算烘干時(shí)間，一般每次烘干時(shí)間為2小時(shí)，但有的樣品需5小時(shí)；恒重一般以減量不超過(guò)0.5mg時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)受熱后易分解的樣品則可以不超過(guò)13mg的減量值為恒重標(biāo)準(zhǔn)。 ( 1) 原理 基于兩種互不相溶的

14、液體二元體系的沸點(diǎn)低于各組分的沸點(diǎn)這一事實(shí),將食品中的水分于甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出,冷凝并收集溜液,由于密度不同,溜出液在接受管中分層,根據(jù)餾出液中水的體積,即可計(jì)算出樣品中水分含量. (2) 特點(diǎn)及適用范圍 此法由于采用了一種高效的換熱方式,水分可迅速移出.此外,因此測(cè)定過(guò)程在密閉容器中進(jìn)行,加熱溫度比直接干燥法低,故對(duì)易氧化、分解、熱敏性以及含有大量揮發(fā)性組分的樣品的測(cè)定準(zhǔn)確度明顯優(yōu)于干燥法。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)已廣泛用于谷類(lèi)、果蔬、油類(lèi)香料等多種樣品的水分測(cè)定，特別對(duì)于香料，此法是唯一公認(rèn)的水分含量的標(biāo)準(zhǔn)分析法。1.2.2 蒸餾法l 準(zhǔn)確稱(chēng)取適量樣品(估計(jì)含水量25ml),放入水

15、分測(cè)定測(cè)定儀器的燒瓶中,加入新蒸餾的甲苯(或二甲苯)5075ml使樣品浸沒(méi),連接冷凝管及接受管,從冷凝管頂端注入甲苯(或二甲苯),使之充滿水分接受刻度管.l 加熱慢慢蒸餾,使每秒鐘約蒸餾出2滴餾出液,待大部分水分蒸餾出后,加速蒸餾使每秒約蒸出4滴餾出液,當(dāng)水分全部蒸出后(接收管內(nèi)的體積不再增加時(shí)),從冷凝管頂端注入少許甲苯(或二甲苯)沖洗.如發(fā)現(xiàn)冷凝管壁或接受管上部附有水滴,可用附用小橡皮頭的銅絲擦下,再蒸餾片刻直接接受管上部及冷凝管壁無(wú)水滴附著為止.讀取接受管水層的容積.(4) 操作方法l(6)說(shuō)明及注意事項(xiàng)l樣品用量一般谷類(lèi)、豆類(lèi)約20 g，魚(yú)、肉、蛋、乳制品約510克，蔬菜、水果約5g。

16、l有機(jī)溶劑一般用甲苯，其沸點(diǎn)微110.7。對(duì)于 在 高溫易分解樣品則用苯作針餾溶劑(春苯沸點(diǎn)80.2，水苯其沸點(diǎn)則為69.25)，但蒸餾的時(shí)間需延長(zhǎng)。100WVl加熱溫度不宜太高，溫度太高時(shí)冷凝管上端水汽難以全部回收。蒸餾時(shí)間一般為23小時(shí)，樣品不同蒸餾時(shí)間各異。l為了盡量避免接受管和冷凝管壁附著水滴，儀器必須洗滌干凈?？栙M(fèi)休（Karl Fischer）法，簡(jiǎn)稱(chēng)費(fèi)休法或K-F法，是在1935年由卡爾費(fèi)休提出的測(cè)定水分的容量方法，屬于碘量法，對(duì)于測(cè)定水分最為專(zhuān)一，也是測(cè)定水分最為準(zhǔn)確的化學(xué)方法。多年來(lái)許多分析工作者是曾對(duì)此方法進(jìn)行了較為全面的研究，在反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量、試劑的穩(wěn)定性、滴定方法、計(jì)量

17、點(diǎn)的指示以及針對(duì)各種類(lèi)型樣品的應(yīng)用和儀器操作的自動(dòng)化等方面均有顯著的改進(jìn)，使該方法日趨成熟與完善。1.2.3卡爾費(fèi)休法l(1) 原理l費(fèi)休法的基本原理是利用I2 氧化SO2 時(shí)，需要有定量的水參加反應(yīng)：lSO2 + I2 +2H2O H2SO4 +2HIl但此反應(yīng)具可逆性，當(dāng)硫酸濃度達(dá)0.05%以上時(shí)，即能發(fā)生逆反應(yīng)，要使反應(yīng)順利地向右進(jìn)行，需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過(guò)程中生成的酸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，采用吡啶（C5H5N ）作溶劑可滿足此要求，此時(shí)反應(yīng)進(jìn)行如下：lC5H5N I2 + C5H5N SO2 +C5H5N+H2Ol碘吡啶 亞硫酸比啶 2 C5H5NHI+ C5H5NSO2 O氫碘酸

18、吡啶 硫酸吡啶l生成的硫酸吡啶很不穩(wěn)定，能與水發(fā)生副發(fā)應(yīng)，消耗一部分水而干擾測(cè)定：若有甲醇存在，則硫酸吡啶可生成穩(wěn)定的甲基硫酸氫吡啶；C5H5NSO2 O+H2OC5H5NHSO4HC5H5NSO2 O+CH3OHC5H5NHSO4 CH3于是促使測(cè)定水的滴定反應(yīng)得以定量完成。l由此可見(jiàn)，滴定操作所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH的混合溶液，此溶液稱(chēng)為費(fèi)休試劑。l費(fèi)休法的滴定總反應(yīng)式可寫(xiě)為：l（ I2+SO2+3C5H5N+CH3OH ）+H2O 2 C5H5N HI+ C5H5N HSO4CH3l 從上式可以看到1mol水需要與1mol碘、1mol=氧化硫和3mol吡啶

19、及1mol甲醇反應(yīng)而產(chǎn)生2mol氫碘酸吡啶和1mol甲基硫酸氫吡啶（實(shí)際操作中各試劑用量摩爾比為I2：SO2：C5H5N=1：3：10 ）。l 一種是當(dāng)用費(fèi)休試劑滴定樣品達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，再過(guò)量1滴費(fèi)休試劑中的游離碘即會(huì)使體系呈現(xiàn)淺黃甚至棕黃色，據(jù)此即作為終點(diǎn)而停止滴定，此法適用于含有1%以上水分的樣品，由其產(chǎn)生的終點(diǎn)誤差不大；l 另一方法為雙指示電極安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是將兩枚相似的微鉑電極插在被滴樣品溶液中，給兩電極間施加1025mV電壓，在開(kāi)始滴定直至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前，因體系中只存留碘化物而無(wú)游離碘，電極間的極化作用使外電路中無(wú)電流通過(guò)（即微安表指針始終不動(dòng)），而當(dāng)過(guò)量1滴費(fèi)休

20、試劑滴入體系后，由于游離碘的出現(xiàn)使體系變?yōu)槿O化，則溶液開(kāi)始導(dǎo)電，外路有電流通過(guò)，微安表指針偏轉(zhuǎn)至一定刻度并穩(wěn)定不變，即為終點(diǎn)，此法更適宜于測(cè)定深色樣品及微量、痕量水分時(shí)采用。l(2) 適用范圍l費(fèi)休法廣泛地應(yīng)用于各種液體、固體及一些氣體樣品中水分含量的測(cè)定，均能得到滿意的結(jié)果，在很多場(chǎng)合，此法也常被作為水分特別是痕量水分（低至ppm級(jí)）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用以校正其他測(cè)定方法。在食品分析中，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施后此法能用于含水量從1ppm到接近100%的樣品的測(cè)定，已應(yīng)用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等食品中的水分測(cè)定，結(jié)果的準(zhǔn)確度優(yōu)于直接干燥法，也是測(cè)定脂肪和油品中

21、痕量水分的理想方法。l(3) 主要儀器lKF1型水分測(cè)定儀（上?；ぱ芯吭褐疲┗騍DY84型水分滴定儀（上海醫(yī)械專(zhuān)機(jī)廠制）l(4) 試劑l 無(wú)水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇約200ml置干燥圓底燒瓶中，加光潔鎂條15g與碘0.5g，接上冷凝裝置，冷凝管的頂端和接受器支管上要裝上無(wú)水氯化鈣干燥管，當(dāng)加熱回流至金屬鎂條溶解。分餾，用干燥的抽濾瓶作接受器，收集64650C 餾分備用。l 無(wú)水吡淀：要求其含水量在0.1%以下。吸取吡啶200ml置干燥的蒸餾瓶中，加40ml苯，加熱蒸餾，收集1101160C 餾分備用。l 碘：將固體碘置硫酸干燥器內(nèi)干燥48小時(shí)以上。l 無(wú)水硫酸鈉。l 硫酸。l 二氧化硫：采用鋼瓶裝的二氧化硫或用硫酸分解亞硫酸鈉而制得。l 5A分子篩。l 水一甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：每ml含1mg水，準(zhǔn)確吸取1ml水注入預(yù)先干燥的1000ml容量瓶中，用無(wú)水甲醇稀釋至刻度，搖勻備用。l卡爾費(fèi)休試劑：稱(chēng)取85g碘于干