2第一章食品分析的基本知識(shí)課件

食品分析與檢驗(yàn)第一章食品分析的基本知識(shí)食品樣品的采集、制備及保存1樣品的預(yù)處理2分析方法的選擇3國(guó)內(nèi)外食品分析標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介4

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預(yù)處理成分分析數(shù)據(jù)記錄，整理分析報(bào)告的撰寫。第一節(jié)樣品的采集一、樣品的采集

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)鍵所在正確采樣的目的意義：分析結(jié)果必須能代表全部樣品，因此必須采取具有足夠代表性的樣品，如果采集的樣品不具有代表性，那么即使分析方法再正確，也得不到正確的結(jié)論。采樣的原則代表性原則典型性原則適時(shí)性原則程序原則

正確采樣的原則：細(xì)則：（1）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。（2）采樣方法要與分析目的一致。（3）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）。（4）防止帶入雜質(zhì)或污染。（5）采樣方法要盡量簡(jiǎn)單，處理裝置尺寸適當(dāng)。補(bǔ)充：采樣時(shí)的記錄樣品名稱采樣地點(diǎn)時(shí)間數(shù)量采樣方法以及采樣人簽封二、采樣的步驟檢樣原始樣品平均樣品復(fù)檢樣品0.5Kg檢驗(yàn)樣品0.5Kg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。三、采樣的一般方法樣品的采集一般分為隨機(jī)抽樣和代表性取樣兩類。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等。代表性取樣：是用系統(tǒng)抽樣法進(jìn)行采樣，根據(jù)樣品隨空間（位置）、時(shí)間變化的規(guī)律，以便采集的樣品能代表其相應(yīng)部分的組成和質(zhì)量的樣品?？砂床煌a(chǎn)日期也可在流水線上按一定的時(shí)間間隔抽樣按分析的目的取樣細(xì)則少量食品的采樣：

①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②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細(xì)則大量不均勻食品的采樣：①幾何法；②流動(dòng)定時(shí)采樣；③分檔采樣；④分區(qū)分層采樣；⑤按批次件數(shù)比例采樣。四、樣品的制備

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。液體、漿體或懸浮液體：搖勻，充分?jǐn)嚢?。互不相容的液體（如油與水的混合物）：先分離，再分別取樣。固體樣品：切細(xì)、粉碎、搗碎、研磨等。罐頭：除核、去骨、去調(diào)味品、搗碎。四分法五、樣品保存采取的樣品應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)分析，否則應(yīng)妥善保管。（1）一般情況下，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0—5℃冰箱內(nèi)，保存時(shí)間也不能太長(zhǎng)。易分解的要避光保存。（2）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。注意事項(xiàng)：防光分解、高溫、水分、揮發(fā)性物質(zhì)、酶、發(fā)酵等第二節(jié)樣品的預(yù)處理目的：①測(cè)定前排除干擾組分；②對(duì)樣品進(jìn)行濃縮。原則：①消除干擾因素；②完整保留被測(cè)組分；③使被測(cè)組分濃縮；以便獲得可靠的分析結(jié)果。預(yù)處理方法有機(jī)物破壞法蒸餾法溶劑提取法色層分離法化學(xué)分離法濃縮法一、有機(jī)物破壞法

測(cè)定食品中無機(jī)成分的含量，需要在測(cè)定前破壞有機(jī)結(jié)合體，如蛋白質(zhì)等。操作方法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，在置高溫爐中灼燒灰化，直至殘灰為白色或灰色為止，所得殘?jiān)礊闊o機(jī)成分。干法灰化方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)③有機(jī)物分解徹底，操作簡(jiǎn)單。②灰分體積小，可處理較多的樣品，可富集被測(cè)組分。①此法基本不加或加入很少的試劑，故空白值低。干法灰化方法缺點(diǎn)缺點(diǎn)③坩堝有吸留作用，使測(cè)定結(jié)果和回收率降低。②因溫度高易造成易揮發(fā)元素的損失。①所需時(shí)間長(zhǎng)。2、濕法消化原理：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(cè)組分轉(zhuǎn)化為無機(jī)物狀態(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。濕法灰化方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)②由于加熱溫度低，可減少金屬揮發(fā)逸散的損失。①有機(jī)物分解速度快，所需時(shí)間短。濕法灰化方法缺點(diǎn)缺點(diǎn)③試劑用量大，空白值偏高。②初期易產(chǎn)生大量泡沫外溢。

①產(chǎn)生有害氣體。3、紫外光分解法：高壓汞燈提供紫外光。85±5℃，加雙氧水。4、微波高壓消煮器：食品樣品最多只要10分鐘（2.5MPa)。其它方法：5、高壓密封消化法：120～150℃，數(shù)小時(shí)，要求密封條件高。6、自動(dòng)回流消化儀二、蒸餾法原理：利用液體混合物中各種組分揮發(fā)度的不同而將其分離。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。1、常壓蒸餾適用對(duì)象：常壓下受熱不分解或沸點(diǎn)不太高的物質(zhì)。蒸餾釜：平底、圓底冷凝管：直管、球型、蛇型注意：a.爆沸現(xiàn)象。（沸石、玻璃珠、毛細(xì)管、素瓷片）

b.溫度計(jì)插放位置。

2、減壓蒸餾適用對(duì)象：常壓下受熱易分解或沸點(diǎn)太高的物質(zhì)。原理：物質(zhì)的沸點(diǎn)隨其液面上的壓強(qiáng)增高而增高。3、水蒸汽蒸餾適用于沸點(diǎn)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(cè)組分與水蒸汽分壓成比例地自溶液中一起蒸餾出來。水蒸汽蒸餾裝置見下圖。4、掃集共蒸餾一種專用設(shè)備，管式蒸餾器后接冷凝裝置與微型層析柱。多用于測(cè)食品中殘存農(nóng)藥的含量。特點(diǎn)：需樣量少，用注射器加料，節(jié)省溶劑，速度快，自動(dòng)化式5-6秒測(cè)一個(gè)樣，有20條凈化管道。三、溶劑抽提法原理：利用混合物中各種組分在某種溶劑中溶解度的不同而是混合物分離的方法。

溶劑抽提法浸提法溶劑萃取固相萃取超臨界萃取微波萃取超聲波萃取1、浸提法（從固體中萃取有效成分）用適當(dāng)?shù)娜軇⒐腆w樣品中某種待測(cè)成分浸提出來，又稱“液——固萃取法”。常用提取方法振蕩浸漬法搗碎法索氏提取法提取劑的選擇：由相似相溶原理選擇選溶劑沸點(diǎn)在45～80℃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。選穩(wěn)定性好的溶劑。2、溶劑萃取法原理：用一種溶劑把樣品溶液中的一種組分萃取出來，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。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)。

連續(xù)液體萃取器關(guān)于萃取劑的選擇：萃取劑與原溶劑不互溶且比重不同。萃取劑與被測(cè)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。萃取相經(jīng)蒸餾可使萃取劑與被測(cè)組分分開，有時(shí)萃取相整體就是產(chǎn)品。3、超臨界萃?。⊿FE）原理：利用超臨界流體SCF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7.37Mpa）,不可燃、無毒、廉價(jià)易得、化學(xué)穩(wěn)定性好。四、色層分離法1906年，俄國(guó)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)，再用石油醚做淋洗劑，結(jié)果柱子中被分成幾個(gè)不同顏色的譜帶。又稱色譜分離、色層分析、層析、層離法。使多種組分混合物在不同的載體上進(jìn)行分離。

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。兩相物質(zhì)：固定相、流動(dòng)相樣品要制備成液體或氣體。不同的分離原理分類吸附層析分配層析離子交換層析凝膠層析（一）吸附色譜①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。②固定相——固體吸附劑流動(dòng)相——?dú)怏w或液體（二）分配色譜①原理：利用不同組分在兩相中的不同分配系數(shù)來進(jìn)行分離。（溶解度的不同）②固定相——固體支持劑（擔(dān)體）+固定液流動(dòng)相——?dú)怏w或液體（與固定相不相溶）（三）離子交換色譜法原理：利用各組分與離子交換樹脂的親和力的不同來分離。陽離子交換：

R—H+M+X-R—M+HX陰離子交換：

R—OH+M+X-R—X+MOH五、化學(xué)分離法（一）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。1、硫酸磺化法（磺化法）用濃硫酸處理樣品，引進(jìn)典型的極性官能團(tuán)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(jī)溶劑的待測(cè)成分分開。主要用于有機(jī)氯農(nóng)藥殘留物的測(cè)定。2、皂化法原理：酯+堿酸或脂肪酸鹽+醇①用于白酒中總酯的測(cè)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。②用于植物油的皂化價(jià)的測(cè)定。（皂化價(jià)高示含游離脂肪酸量大。③常用堿為NaOH或KOH，④NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。（二）沉淀分離法原理：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(cè)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。（三）掩蔽法

原理：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。六、濃縮原理：為了提高待測(cè)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(cè)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K—D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(cè)組分損失少。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀一、正確選擇分析方法：

取決于測(cè)定的目的、要求和具體分析方法的特點(diǎn)。二、選擇分析方法時(shí)應(yīng)考慮的因素：有效性、適用性和權(quán)威性

精密度、準(zhǔn)確度、分析速度、實(shí)驗(yàn)條件及成本。

根部不同的應(yīng)用范圍及要求選擇不同的分析方法。第三節(jié)分析方法的選擇三、分析方法的評(píng)價(jià)參數(shù)：

第三節(jié)分析方法的選擇1.精密度指在相同條件下進(jìn)行多次平行測(cè)定，每一次平行測(cè)定結(jié)果相互接近的程度,代表測(cè)定方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。衡量精密度高低的尺度是偏差，偏差是指?jìng)€(gè)別測(cè)定結(jié)果與幾次測(cè)定結(jié)果的平均值之間的差別。偏差有絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差之分。測(cè)定結(jié)果與測(cè)定平均值之差為絕對(duì)偏差，絕對(duì)偏差占平均值的百分比為相對(duì)偏差。第三節(jié)分析方法的選擇分析結(jié)果的精密度，可以用單次測(cè)定結(jié)果的平均偏差（）表示，即式中：d1，d2，…，dn——1，2，…，n次測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)偏差。平均偏差沒有正負(fù)號(hào)。用這種方法求得的平均偏差稱算術(shù)平均偏差。第三節(jié)分析方法的選擇單次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)算術(shù)平均偏差為式中：——單次測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值。第三節(jié)分析方法的選擇平均偏差的另一種表示方法為標(biāo)準(zhǔn)偏差（均方根偏差S）?？砂聪铝泄接?jì)算：測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為變異系數(shù)，即：標(biāo)準(zhǔn)偏差較平均偏差有更多的統(tǒng)計(jì)意義。因?yàn)閱未螠y(cè)定的偏差平方后，較大的偏差更顯著地反映出來，能更好地說明數(shù)據(jù)的分散程度。因此，在考慮一種分析方法的精密度時(shí)，通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)來表示。2.靈敏度指被測(cè)組分在低濃度區(qū)時(shí)，濃度改變一個(gè)單位所引起的測(cè)定信號(hào)的改變量。一般而言，儀器分析法具有較高的靈敏度，而化學(xué)分析法（重量分析和容量分析）靈敏度相對(duì)較低。注意：在選擇分析方法時(shí)，要根據(jù)待測(cè)成分的含量范圍選擇適宜的方法；一般地說，待測(cè)成分含量低時(shí)，需選用靈敏度高的方法；含量高時(shí)宜選用靈敏度低的方法，以減少由于稀釋倍數(shù)太大所引起的誤差。3.線性范圍

校正曲線的線性范圍是指定量的最低濃度到遵循線性響應(yīng)關(guān)系的最高濃度間的范圍，在實(shí)際應(yīng)用中，分析方法的線性范圍至少應(yīng)有兩個(gè)數(shù)量級(jí)，有些線性范圍可達(dá)5~6個(gè)數(shù)量級(jí)。線性范圍越寬，樣品測(cè)定的濃度適用性越強(qiáng)。4.檢出限檢出限是指產(chǎn)生一個(gè)能可靠地被檢出的分析信號(hào)所需要的某元素的最小濃度或含量。檢出限一般有儀器檢出限、分析方法檢出限之分。儀器檢出限是指分析儀器能檢出與噪音相區(qū)別的小信號(hào)的能力。方法檢出限不但與儀器噪音有關(guān)，而且還決定于方法全部流程的各個(gè)環(huán)節(jié)，如取樣，分離富集，測(cè)定條件優(yōu)化等，即分析者、環(huán)境、樣品性質(zhì)等對(duì)檢出限也均有影響，實(shí)際工作中應(yīng)說明獲得檢出限的具體條件。第三節(jié)分析方法的選擇思考：靈敏度與檢出限的區(qū)別與聯(lián)系是什么？5.準(zhǔn)確度指測(cè)定值與真實(shí)值的接近程度。反映測(cè)定結(jié)果的可靠性。衡量準(zhǔn)確度高低的尺度是誤差，它反映測(cè)定結(jié)果的可靠性。誤差越小，準(zhǔn)確度越高。誤差是分析結(jié)果與真實(shí)值之差。誤差有兩種表示方法，即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。絕對(duì)誤差指測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值（通常用平均值代表）之差；相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差占真實(shí)值的百分率。選擇分析方法時(shí)，為了便于比較，通常用相對(duì)誤差表示準(zhǔn)確度。四、國(guó)內(nèi)外食品分析標(biāo)準(zhǔn)介紹1、制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性使分析結(jié)果具有權(quán)威性。2、標(biāo)準(zhǔn)的分類按使用范圍分五種：國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)、地方、企業(yè)。（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)——由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的，在國(guó)際間通用的標(biāo)準(zhǔn)。每年10月14日為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)日。ISO——國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織，成立于1947年2月23日，總部在日內(nèi)瓦，是世界上最大的標(biāo)準(zhǔn)化組織，目前，已有90多個(gè)成員國(guó)，我國(guó)是78年恢復(fù)加入的。ISO下設(shè)27個(gè)國(guó)際組織，與食品有關(guān)的是:FAO聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織WHO世界衛(wèi)生組織CAC食品法典聯(lián)合委員會(huì)CCPR國(guó)際農(nóng)藥殘留法典委員會(huì)ISO下設(shè)200多個(gè)技術(shù)委員會(huì)，與食品有關(guān)的如:TC34農(nóng)產(chǎn)食品TC54香精油TC122包裝TC166接觸食品的陶瓷器皿、玻璃器皿（2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——一般由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布,各個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有自己的代號(hào)。中國(guó)GB美國(guó)ANS英國(guó)BS日本JIS德國(guó)DIN意大利UNI西班牙UNE法國(guó)NFGB5009.1-GB5009.