《食品分析》樣品的采集與處理(第1章)課件

1、 第1章 樣品的采集與處理食品分析Food Analysis 劉鐵兵 生物與化學(xué)工程學(xué)院歡迎各位劉 鐵 兵浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院食品分析第章 樣品的采集與處理食品分析的對象：各種原材料、農(nóng)副產(chǎn)品、成品、各種添加劑、輔料；1食品分析種類：繁多、成分復(fù)雜、 來源不一；2食品分析的目的項目和要求也各不相同3但無論哪種對象，都有一個程序。4食品分析的一般程序結(jié)果報告采 樣制備與保存預(yù)處理成分分析數(shù)據(jù)處理盡管一系列檢驗工作非常精密、準確，但如果采取的樣品不足以代表全部物料的組成成分，則其檢驗結(jié)果也將毫無意義，甚至得出錯誤結(jié)論，造成重大經(jīng)濟、政治損失。正確采樣的意義樣品的分類檢驗樣-由整批食品的

2、各個部分采集的少量代表性樣品稱為檢驗樣。每份樣品數(shù)量一般不少于0.5公斤。檢驗樣的量大小按產(chǎn)品標準規(guī)定執(zhí)行。原始樣品-把多份檢驗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用者稱為平均樣品。應(yīng)一式三份,分別供檢驗、復(fù)驗及備查使用。樣品的分類采樣的一般方法代表性抽樣：可按不同生產(chǎn)日期，也可在流水線上按一定的時間間隔抽樣。隨機抽樣-均衡地、不加選擇地從全部產(chǎn)品的各個部分取樣。但隨機隨意。隨機：要保證所有物料各個部分被抽到的可能性均等。按分析的目的取樣。如：粘稠不好混勻的液體，從包裝內(nèi)上、中、下分別取樣。 蔬菜的營養(yǎng)成分（全菜）要從莖、枝、葉分別取，粉碎后，混勻。測魚頭

3、部分的成分就只取魚頭 ?？傊鶕?jù)測定的目的而定采樣方法。隨機采樣和代表性采樣樣品的采集與處理四分法：樣品的采集與處理小包裝品: 罐頭: 按班次、產(chǎn)量、品種、規(guī)格、殺菌鍋等方法取樣；袋、聽裝奶粉：按批號。采樣數(shù)量： 一般一式三份：分別供檢樣、復(fù)檢、備份；每份一般不少于0.5Kg。樣品的采集與處理罐頭食品采樣：班次，20000罐/班,1/3000, 每班每個品種不得少于3罐。 20000罐/班,1/10000。量小的可并班采樣。殺菌鍋取樣1罐/鍋。牛乳取樣不少于250ml。連續(xù)采樣裝置樣品的采集與處理 采樣 注意 事項：貼牢標簽：名稱、地點、日期、批號、取樣方法、數(shù)量、分析項目、采樣人等內(nèi)容。維

4、持原狀；不得污染樣品；樣品的采集與處理234采集的樣品應(yīng)在短時間內(nèi)分析，否則應(yīng)妥善保管。放在密閉、潔凈容器內(nèi)，置于陰暗處保存。易腐敗變質(zhì)的放在05冰箱內(nèi)，保存時間也不能過長。易分解的要避光保存。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。樣品保存51樣品的采集與處理樣品的預(yù)處理 預(yù)處理方法因食品種類、 分析對象、被測組分性質(zhì)及分析方法而異。 總原則：消除干擾因素完整保留被測組分濃縮后結(jié)果可靠分離富集方法簡便樣品的采集與處理 （1）干法 灰化法有機物破壞法：適用范圍：食品中無機元素的測定?；驹恚焊邷匮趸袡C物，殘渣為無機成分。適用范圍：除Hg、Pb 、 As等以外的大部分金屬非金

5、屬元素的測定。優(yōu)點1：此法基本不加或加入很少的試劑，故空白值低。優(yōu)點2：因灰分體積很小，故可處理較多的樣品且富集被測組分。優(yōu)點3：有機物分解徹底，操作簡單。樣品常用的預(yù)處理方法樣品的采集與處理干法灰化 缺點： . 所需時間長。. 因溫度高易造成易揮發(fā)元素的損失。 . 坩堝對被測組分有吸留作用， 使測定結(jié)果和回收率降低。 提高回收率的措施：選擇適當灰化溫度； 加入助灰劑：MgCl2 Mg(NO3)2。樣品的采集與處理干化灰化法在馬沸爐中進行樣品的采集與處理（2）濕法消化法基本原理：加入強氧化劑，使有機物完全分解、氧化逸出；待測成分轉(zhuǎn)化為無機物狀態(tài)存在于消化液中。強氧化劑：濃消酸、濃硫酸、高氯酸、

6、高錳酸鉀、雙氧水等。優(yōu)點：耗時短，溫度低，損失少；有機物分解速度快，所需時間短。由于加熱溫度低，可減少金屬揮發(fā)逸散的損失。樣品的采集與處理 （3）紫外光 分解法高壓汞燈提供紫外光，855 ，加雙氧水。（4）微波高壓消解儀食品樣品最多只要10分鐘（2.5 MPa)樣品的采集與處理 （5） 其它方法高壓密封消化法：120150，數(shù)小時，要求密 封條件高。自動回流消化儀等。樣品的采集與處理浸提法（液固萃取法）1 提取劑的選擇：基本原則：相似相溶原理。溶劑沸點宜在45-80，太低易揮發(fā)，太高不易濃縮、提純且對熱不穩(wěn)定的成分不利；選穩(wěn)定性好的溶劑；溶劑不 能與樣品發(fā)生反應(yīng)（作用）。基本方法振蕩浸提法搗碎

7、法索氏提取法+樣品的采集與處理索氏提取系統(tǒng)樣品的采集與處理（2）溶劑萃取法-工業(yè)上用萃取塔；實驗室用分液漏斗。基本原理：利用某組分在二種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同，使其從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中，而與其它組分分離的方法。用于原溶液中各組分沸點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)。萃取溶劑的選擇： 與原溶劑互不相溶，且比重不同，對被測組分有最大溶解度對雜質(zhì)有最小溶解度，經(jīng)蒸餾可與被測組分分開。 （萃取劑 + 被溶解組分）萃取相 比重 （原溶液 + 被溶解組分）萃余相 不同樣品的采集與處理液液萃取固液萃取樣品的采集與處理超臨界流體萃取超臨界流體萃取(SupercriticalF

8、luidExtraction)是70年代末發(fā)展起來的一種新型物質(zhì)分離、精制技術(shù)。所謂超臨界流體，是指物體處于其臨界溫度和臨界壓力以上時的狀態(tài)。這種流體兼有液體和氣體的優(yōu)點，密度大，粘稠度低，表面張力小，有極高的溶解能力，能深入到提取材料的基質(zhì)中，發(fā)揮非常有效的萃取功能。而且這種溶解能力隨著壓力的升高而急劇增大。這些特性使得超臨界流體成為一種好的萃取劑。而超臨界流體萃取，就是利用超臨界流體的這一強溶解能力特性，從動、植物中提取各種有效成份，再通過減壓將其釋放出來的過程。樣品的采集與處理超臨界流體萃取超臨界流體萃取法是一種物理分離和純化方法，它是以CO2為萃取劑，在超臨界狀態(tài)下，加壓后使其溶解度增

9、大。將物質(zhì)溶解出來，然后通過減壓又將其釋放出來。該過程中CO2循環(huán)使用。在壓力為8-40MPa時的超臨界CO2足以溶解任何非極性、中極性化合物，在加入改性劑后則可溶解極性化合物。該技術(shù)除可替代傳統(tǒng)溶劑分離法外，還可以解決生物大分子、熱敏性和化學(xué)不穩(wěn)定性物質(zhì)的分離，因而在食品、醫(yī)藥、香料、化工等領(lǐng)域受到廣泛重視。樣品的采集與處理超臨界萃取工藝流程圖大型超臨界萃取設(shè)備超臨界流體萃取 超臨界流體定義：任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)-氣相,液相,固相.三相成平衡態(tài)共存的點叫三相點.液,氣兩相成平衡狀態(tài)的點叫臨界點.在臨界點時的溫度和壓力稱為臨界壓力.不同的物質(zhì)其臨界點所要求的壓力和溫度各不相同.超臨界流體

10、(Supercritical fluid,SCF)技術(shù)中的SCF是指溫度和壓力均高於臨界點的流體,如二氧化碳,氨,乙烯,丙烷,丙烯,水等.高於臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點的狀態(tài)稱為超臨界狀態(tài).處於超臨界狀態(tài)時,氣液兩相性質(zhì)非常相近,以至無法分別,所以稱之為SCF. 利用超臨界流體作為溶劑，用來有選擇性地溶解液體或固體混合物中的溶質(zhì)。對溶質(zhì)的溶解度大大增加。超臨界流體-流體的溫度、壓力處于臨界狀態(tài)以上。常用CO2作為超臨界流體（臨界溫度為31.05，臨界壓力7.37 Mpa）, 不可燃、無毒、廉價易得、化學(xué)穩(wěn)定性好。樣品的采集與處理水蒸氣蒸餾減壓蒸餾常壓蒸餾蒸餾法基本原理：利用液體混合物中各組

11、分揮發(fā)度不同所進行分離的方法。蒸餾分離主要方法樣品的采集與處理爆沸現(xiàn)象。（沸石、玻璃珠、毛細管、素瓷片）1、常壓蒸餾適用對象：常壓下受熱不分解或沸點不太高的物質(zhì)。 溫度計插放位置；磨口裝置涂油脂蒸餾釜：平底、圓底冷凝管：直管、球型、蛇型常壓蒸餾裝置樣品的采集與處理樣品的采集與處理適用對象：常壓下受熱易分解或沸點太高的物質(zhì)。原理：物質(zhì)的沸點隨其液面上的壓強增高而增高。減壓蒸餾裝置樣品的采集與處理適用于沸點較高，易炭化，易分解物質(zhì)。水蒸汽蒸餾是用水蒸汽加熱混合液體，使具有一定揮發(fā)度的被測組分與水蒸汽分壓成比例地自溶液中一起蒸餾出來。水蒸氣蒸餾裝置樣品的采集與處理一種專用設(shè)備，管式蒸餾器后接冷凝裝置

12、與微型層析柱。多用于測食品中殘存農(nóng)藥的含量。特點：需樣量少，用注射器加料，節(jié)省溶劑，速度快，自動化測試56秒測一個樣，有20條凈化管道。掃集共蒸餾Sweepco-distillation樣品的采集與處理德國KNF公司LABOPORT真空蒸餾系統(tǒng)樣品的采集與處理又稱色層分析、色譜分離、層析、層離法。色層分析使多種組分混合物在不同的載體上進行分離。陽離子交換: R-H + M+X- R-M + X-OHChromatographic Separation陰離子交換：R-OH + M+X- R-X + M-OH離子交換色譜法分配色譜分離法吸附色譜分離法樣品的采集與處理 1906年，俄國植物學(xué)家茨威特

13、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)，再用石油醚做淋洗劑，結(jié)果，柱子中被分成幾個不同顏色的譜帶。樣品的采集與處理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） 流動相為氣體液相色譜（HPLC） 流動相為液體Material of Dual PhasesStationary & Mobile Phases樣品的采集與處理按不同的分離原理分吸附層析分配層析離子交換層析凝膠層析（1）吸附色譜 利用吸附劑對不同組分的物理吸附性能的差異進行分離。吸附力相差越

14、大分離效果越好。固定相固體吸附劑流動相氣體或液體樣品的采集與處理溶解度的不同利用不同組分在兩相中分配系數(shù)不同進行分離流動相氣體或液體（與固定相不相溶）紙層析： 紙是支持劑，結(jié)合水為固定相，溶劑作為流動相。固定相固體支持劑（擔體）+ 固定液（2）分配色譜樣品的采集與處理（3）離子交換色譜法 陰離子交換： R-OH + M+X- R-X + MOH 陽離子交換： R-H + M+X- R-M + HXH+與金屬離子的交換OH-與陰離子的交換 利用各組分與離子交換樹脂的親和力的不 同來分離樣品的采集與處理低壓層析系統(tǒng)中高壓層析系統(tǒng)樣品的采集與處理化學(xué)分離法沉淀分離法：選擇性沉淀方法，如在測定還原糖時

15、加入中性乙酸鉛將蛋白質(zhì)從水溶液中沉淀下來。必需注意防止對以后測定的干擾。皂化磺化分離法：將非極性變成極性從油中分離。樣品的采集與處理化學(xué)分離法（1）磺化法和皂化法 用來除去樣品中脂肪或處理油脂中其它成分，使本來憎水性油脂變成親水性化合物，從樣品中分離出去。硫酸磺化法（磺化法）： 用濃硫酸處理樣品，引進典型的極性官能團SO3使脂肪、色素、蠟質(zhì)等干擾物質(zhì)變成極性較大，能溶于水和酸的化合物，與那些溶于有機溶劑的待測成分分開。 主要用于有機氯農(nóng)藥殘留物的測定。樣品的采集與處理皂化法 原理: 酯 + 堿 酸或脂肪酸鹽 + 醇 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

16、堿量來計算總酯。 用于植物油的皂化價的測定。（皂化價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。（2）沉淀分離法 利用沉淀反應(yīng)進行分離。在試樣中加入適當?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。 常用的沉淀劑：堿性硫酸銅、堿性醋酸鉛等。樣品的采集與處理例如，測冷飲中糖精鈉含量時，加入堿性硫酸銅，將蛋白質(zhì)及其它干擾物、雜質(zhì)沉淀出來，而糖精鈉留在試液中，取濾液進行分析。（3）掩蔽法 向樣品中加入一種掩蔽劑使干擾成分仍在溶液中，而失去了干擾作用，多用于絡(luò)合滴定中。樣品的采集與處理（3）濃 縮 為提高待測組分的濃度而進行常壓或減壓濃縮。 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮儀樣品的采集與處理 為了提高待測組分的濃度，常對樣品提取液進行濃縮。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。減壓濃縮 適用對易揮發(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，濃縮速度快，被測組分損失少。樣品的采集與處理溶劑萃取法 優(yōu)點：操作迅速、分離效果好、應(yīng)用廣泛。 缺點：萃取劑往往易燃、易揮發(fā)、有毒。樣品的采集與處理鹽析法 所加鹽類不得破壞所要析出的成分。 實質(zhì)：鹽類屬強電解質(zhì)，有強烈的水化作用，