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1、食品检验 常规分析方法,2008,主要参考书,食品分析 大连轻院、华南理工大学等编 轻工出版社 1998 工业发酵分析 天津轻院等编 轻工出版社 食品检验与分析 黄伟坤等编 轻工出版社 粮油分析法祁崇喜编 青海人民出版社 AOAC分析法 美国分析家协会推荐法 GB,第一章 绪论 一、食品分析的性质和作用 食品分析是专门研究各种食品组成成分的检测方法及有关理论，进而评定食品品质的一门技术性学科。 消费者需要高质量、安全、有营养、美味可口、有益健康的食品。,二、食品分析的任务: 控制和管理生产； 保证和监督食品的质 量； 为科研与开发提供可靠 的依据。,三、食品分析有关常识,常量分析样品中组分 1
2、 % 微量分析样品中组分= 0.1 %1 % 痕量分析样品中组分 0.1 % 超微量分析样品中组分 PPM parts per million (10-6) （ mg / kg )或（ mg / L ) PPB (十亿分含量) parts per billion (10-9) PPT parts per trillion (10-12）ug/kg,水除特别指明外，均为蒸馏水、去离子水 常用带刻度的玻璃仪器是在20条件下标注的。 分样筛用来筛分体积大小不同的固体颗粒的筛子。 分子筛具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离的固体吸附剂。 “称取”称至0.1g。 “精密称取”必须按所列数值称取，精确至
3、 0.0001g。 “精密称取约”必须精确至0.0001g，可接近所 列数值，不超过所列数值的10% 。,恒重：供试样品连续两次灼烧或干燥后的重量之差在0.20.5以下的重量。 溶液的配制及浓度： 液体的滴：指蒸馏水自标准滴管自然滴下的一滴的量，在20时20滴相当于1ml。 容量百分比浓度（%，V/V）：指100ml溶液中含液态溶质的毫升数。如：50%醋酸表示100ml溶液中含有50ml醋酸。 重量容量百分比浓度（%，W/V）：指100ml溶液中含有溶质的克数。如：20%NaOH溶液是指100ml溶液中含有20克NaOH。,按比例配制的液体组分溶液：指各组分的体积比。如：正丁醇-氨水-无水乙醇
4、（7：1：2）系指7体积正丁醇、1体积氨水和2体积无水乙醇混合而成的溶液。 试剂与仪器： 除特别指明外，均为分析纯（A.R）。 盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氨水等液体化学试剂，如没指明浓度，即为原装的浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸、浓氨水等。,所用乙醇，除特别指明外，均系指95%的乙醇。 所用的砝码、滴定管、移液管、容量瓶、刻度吸管等均需按国家有关规定及规程进行校正。 水浴：除回收有机溶剂及注明温度外，均系指沸水浴。 烘箱：除注明外，均指100105烘箱。,实验室常见化学试剂等级一般分为：一级品，二级品，三级品，四级品。 相应的纯度为：优级纯(保证试剂)，分析纯(分析试剂)，化学纯和实验试剂。 符
5、号分别为：GR，AR，CP，LR。 瓶签颜色分别为：绿色，红色，蓝色，棕色或其它色。,四、食品分析常规方法的选择与采用的标准,感官鉴定最简单、成本最低的分析方法。 化学分析法常规分析中大量使用的分析 方法。 仪器分析以物质的物理或化学性质为基 础,利用较特殊的光电仪器来测定物质含量。 微生物检验法应用微生物学及相关学科理论。维生素、抗生素残留量、激素检验。 酶检验法：利用酶的反应进行物质定性、定量的方法。,国内外食品分析标准介绍,制定标准的必要性： 使分析结果具有权威性。 标准的分类 按使用范围分五种： 国际、国家、行业、地方、企业。,1、国际标准由国际标准化组织制定的，在国际间通用的标准。,
6、每年10月14日为国际标准日。 ISO国际标准化组织，成立于1947年2月23日，总部在日内瓦，是世界上最大的标准化组织，目前，已有90多个成员国，我国是78年恢复加入的。,ISO下设27个国际组织，与食品有关的是FAO联合国粮农组织， WHO世界卫生组织， CAC食品法典联合委员会， CCPR国际农药残留法典委员会。,ISO下设200多个技术委员会，与食品有关的如：TC34农产食品 TC54香精油 TC122包装 TC166接触食品的陶瓷器皿、 玻璃器皿,ISO 的标准每隔5年重审一次。 检索ISO标准的主要工具是： 1. 国际标准题内关键词索引（KWIC Index) 2.国际标准目录设有
7、委员会序号目录、主题索引目录、标准号目录、作废标准目录。,2、国家标准一般由国家标准局颁布， 各个国家标准有自己的代号。,如中国GB 意大利UNI 美国ANS 西班牙UNE 英国BS 日本JIS 德国DIN 法国NF,有关GB ：,GB5009.1GB5009.702003 中华人民共和国食品卫生检验方法（理化部分） GB 49272001啤酒 GB 49282001啤酒试验方法 GB 181862000酿造酱油 GB 181872000酿造食醋 GB 5009.551996饴糖分析,3、行业标准对GB没有又要在全国某个 行业范围内统一的技术要求，由国内各 专业部颁布的标准。,例如：化工部颁标
8、准 HB 石油部颁标准 SY 轻工业部颁标准 QB 商业部部颁标准 SB SB103362000配制酱油 SB103372000 配制食醋 SB103382000酸水解植物 蛋白调味液,4、地方标准对没有GB和行业标准的产品，需要在省市范围内统一 的， 可由省市标准局制订、审批，报国家标准局备案，当相应的GB与行业标准实施后，自行废止。,5、企业标准 QB 当企业生产一种新产品，无GB、行业标准、地方标准就要制定企业标准，作为组织生产的依据。如果企业产品质量特别好，即便有GB、行业标准，也可再制订高于它的企业标准。国家质检部门根据你的QB测试你的产品，发“生产许可证”。,企业标准制定程序,1.
9、反复测定产品的主要指标。 2.按GB/T1349492食品标准编写规定写出标准草案，要取检测指标数据的下限。 3.请专家（本行业的）及省、市标准局的负责人一起审定，提出修改意见。 4.修改。 5.报标准局备案，给批准号后生效，执行。,写标准的要求,1.文字简练、层次分明。 2.要有具体数据。 3.要有统一性和连续性。 4.要有具体的、明确的内容，不用抽象的模棱两可的语言。 5.要有时间性和稳定性。 介绍：www.chinagb.org中国国家标准咨 询服务网 中国标准网,第一章 重点,食品分析的性质 PPM、 PPB 、PPT 食品分析方法 五种标准 国际标准 国家标准,第二章 食品样品的采
10、集与处理,食品分析的对象包括各种原材料、农副产品、半成品、各种添加剂、辅料及产品。种类繁多，成分复杂，来源不一，分析的目的，项目和要求也不尽相同，但无论哪种对象，都要按一个共同程序进行一般为：,采样在大量产品（分析对象中）抽取有 一定代表性样品，供分析化验用，这项工作叫采样。,2-1 样品的采集 一、 样品的采集,正确采样的意义。 尽管一系列检验工作非常精密、准确，但如果采取的样品不足以代表全部物料的组成成分，则其检验结果也将毫无价值，甚至得出错误结论，造成重大经济损失以至误伤人命，酿成大祸。,正确采样的原则,（1）采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。 （2）
11、采样方法要与分析目的一致。 （3）采样过程要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）。 （4）防止带入杂质或污染。 （5）采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。,二、样品的分类 检样由整批食物的各个部分采取的少量样品，称为检样。检样的量按产品标准的规定。 原始样品把许多份检样综合在一起称为原始 样品。 平均样品原始样品经过处理再抽取其中一 部分作检验用者称为平均样品。 应一式三份,分别供检验、复验及备查使用。 每份样品数量一般不少于0.5公斤。,三、采样的一般方法,第一种采集方法是随机抽样。均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。但随机随意。 随机要保证所有物料各个
12、部分被抽 到的可能性均等。,第二种采集方法是代表性抽样： 用系统抽样法进行采样。即已经了解样品随空间位置和时间而变化的规律，按此规律进行采样。以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量。 如：分层取样 随生产过程的各环节抽样 定期抽取货架上陈列不同时间的食品的采样等。,如：粘稠不好混匀的液体，从包装内上、中、下分别取样。 蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、叶分别取，粉碎后，混匀。 测鱼头部分的成分就只取鱼头。 总之要根据测定的目的而定采样方法。,样品的制备,样品的制备指对样品的粉碎、混匀、缩分等过程。 四分法：,双套回转取样管,样品的制备方法因产品类型不同而异,液体、浆体或悬浮液体 摇匀，充分
13、搅拌。 互不相容的液体（如油与水的混合物） 先分离，再分别取样。 固体样品 切细、粉碎、捣碎、研磨等。 罐头 除核、去骨、去调味品、捣碎。,样品保存,采取的样品应在短时间内分析，否则应妥善保管。 放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。易腐败变质的放在05冰箱内，保存时间也不能太长。易分解的要避光保存。 特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂或冷冻干燥保存。,2-2 样品的预处理,目的：1、 测定前排除干扰组分； 2 、对样品进行浓缩。 原则： 消除干扰因素； 完整保留被测组分； 使被测组分浓缩； 以便获得可靠的分析结果。 方法：主要有6种：,一、有机物破坏法,测定食品中无机成分的含量，需要在
14、测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。操作方法分为干法和湿法两大类。 1.干法灰化 原理：将样品至于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置高温炉（500550）中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰色为止，所得残渣即为无机成分。,干法灰化方法特点,优点： 此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。 因灰分体积很小，因而可处理较多的样品，可富集被测组分。 有机物分解彻底，操作简单。 缺点： 所需时间长。 因温度高易造成易挥发元素的损失。 坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。,2. 湿法消化,原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸出，待测
15、组分转化为无机物状态存在于消化液中。 常用的强氧化剂有： 浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。,湿法消化的优缺点,优点：（1）有机物分解速度快，所需时 间短。 （2）由于加热温度低，可减少金 属挥发逸散的损失。 缺点： （1）产生有害气体。 （2）初期易产生大量泡沫外溢。 （3）试剂用量大，空白值偏高。,其它方法： 高压密封罐消化法120150，数小 时，要求密封条件高。,二、蒸馏法,利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。 蒸 常压蒸馏 馏 减压蒸馏 方 水蒸气蒸馏 法 食品分析中常用这3种。,（一）常压蒸馏,适用对象：常压下受热不分解或沸点不太高的物质。 蒸馏釜：平底、圆
16、底 冷凝管：直管、球型、蛇型 注意：1. 爆沸现象。（沸石、玻璃珠、 毛细管、素瓷片） 2. 温度计插放位置。 3. 磨口装置涂油脂。,（二）减压蒸馏,适用对象：常压下受热易分解或沸点太高的物质。 原理：物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。,减压蒸馏装置： 1. 水抽子 （水喷射泵） 2. 安全瓶 3. 蒸馏瓶中一长管通入液下 4. 停机时，先移开热源，慢慢放入空气再撤真空，,（三）水蒸汽蒸馏,适用于沸点较高，直接加热因受热不均易引起局部炭化；或易分解的物质。 水蒸汽蒸馏是用水蒸汽加热混合液体，使具有一定挥发度的被测组分与水蒸汽分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来。 水蒸汽蒸馏装置见下图。,三、
17、溶剂抽提法,利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而使混合物分离的方法。 浸提法 溶剂抽提法 溶剂萃取（LIE） 超临界萃取（SFE） 固相萃取（SPE） 微波萃取（MAE） 超声波萃取（UE）,（一）浸提法 （从固体中萃取有效成分） 用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来，又称“液固萃取法”。,1. 提取剂的选择,由相似相溶原理选择 选溶剂沸点在4580之间的，低，易挥发； 高，不易提纯、浓缩，且对热稳定性差的被提取成分也不利。 选稳定性好的溶剂，与提取物不发生反应。,2. 提取方法： 1）振荡浸渍法：回收率较低 2）捣碎法：干扰杂质溶出较多 3）索氏提取法：回收率高，操作麻烦。
18、,（二）溶剂萃取法 （溶剂分层、液液萃取、抽提） 1. 原理:用一种溶剂把样品溶液中的一种组分萃取出来，这种组分在原溶液中的溶解度小于在新溶剂中的溶解度，即分配系数不同。 用于原溶液中各组分沸点非常相近或形成了共沸物，无法用一般蒸馏法分离的物质。 新溶剂萃取剂 （新溶剂 + 被溶解组分）萃取相 比重 （原溶液 + 被溶解组分）萃余相 不同,2.方法： 工业上用萃取塔 实验室用分液漏斗,3.关于萃取剂的选择： （1）萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。 （2）萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。 （3）萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产
19、品。,溶剂萃取法 优点： 操作迅速、分离效果好、应用广泛。 缺点： 萃取剂往往易燃、易挥发、有毒。,（三）超临界萃取（SFE）,利用超临界流体SCF作为溶剂，用来有选择性地溶解液体或固体混合物中的溶质。对溶质的溶解度大大增加。,超临界流体流体的温度、压力处于临界状态以上。常用CO2作为超临界流体（临界温度为31.05，临界压力7.37 Mpa）, 不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。,任何物质都存在三种相态 三相呈平衡态共存的点三相点(T) 液-气二相呈平衡态的点临界点(C)，此点的温度和压力为临界温度和临界压力 下图中：AT为气-固平衡的升华曲线 BT为固-液平衡的熔融曲线 CT为气-液平
20、衡的蒸汽压曲线 当纯物质沿气-液饱和线升温，达到C点时，气-液界面消失，体系均一。图中高于临界点的区域为超临界液体状态流体态。,温度,压力,固体,液体,气体,流体,C,T,A,B,四、色层分离法,又称色谱分离、色层分析、层析、层离法。 色层分析使多种组分混合物在不同的载 体上进行分离。,1906年，俄国植物学家 茨威特分离植物叶绿体中 色素而得名，玻璃管中装 CaCO3,石油醚溶解植物 叶绿体倒入管内，再用石 油醚做淋洗剂，结果，柱 子中被分成几个不同颜色 的谱带。,两相物质： 固定相 流动相,样品要制备成液体或气体。 按固定相材料及使用形式分类 柱色谱固定相装在色谱柱中 纸色谱层析滤纸为支持
21、剂， 滤纸上 结合水为固定相 。 薄层色谱（TLC）将固定相粉末制成薄层。 气相色谱（GC）流动相为气体。 液相色谱（HPLC）流动相为液体。,按不同的分离原理分： 吸附层析 分配层析 离子交换层析 凝胶层析 （一）吸附色谱 利用吸附剂对不同 组分的物理吸附性能的差异进行分离。吸附力相差越大分离效果越好。 固定相固体吸附剂 流动相气体或液体,（二）分配色谱,利用不同组分在两相中的不同分配系数来进行分离。（溶解度的不同） 固定相固体支持剂（担体）+固定液 流动相气体或液体（与固定相不相溶） 纸层析： 纸是支持剂，结合水为固定相，溶剂作为流动相。,（三）离子交换色谱法,利用各组分与离子交换树脂的亲
22、和力的不同来分离。 阳离子交换： RH + M+X- RM + HX 阴离子交换： ROH + M+X- RX + MOH,五、化学分离法,（一）磺化法和皂化法 用来除去样品中脂肪或处理油脂中其它成分，使本来憎水性油脂变成亲水性化合物，从样品中分离出去。,1. 硫酸磺化法（磺化法） 用浓硫酸处理样品，引进典型的极性官能团SO4使脂肪、色素、蜡质等干扰物质变成极性较大，能溶于水和酸的化合物，与那些溶于有机溶剂的待测成分分开。 主要用于有机氯农药(对酸稳定)残留物的测定。,2. 皂化法 原理: 酯 + 碱 酸或脂肪酸盐 + 醇 （1） 用于白酒中总酯的测定，用过量的NaOH将酯皂化掉，过量的碱再用
23、酸滴定，最后由用碱量来计算总酯。 （2）用于植物油的皂化价的测定。（皂化价高示含游离脂肪酸量大。 常用碱为NaOH或KOH，NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。仅适用于对碱稳定的农药提取液的净化。,(二）沉淀分离法,利用沉淀反应进行分离。在试样中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来或将干扰组分沉淀下来，再经过滤或离心把沉淀和母液分开。 常用的沉淀剂：碱性硫酸铜、碱性醋酸铅等。,例如，测冷饮中糖精钠含量时，加入碱性硫酸铜，将蛋白质及其它干扰物、杂质沉淀出来，而糖精钠留在试液中，取滤液进行分析。 （三）掩蔽法 向样品中加入一种掩蔽剂使干扰成分仍在溶液中，而失去了干扰作用，多用于络合滴定中
24、。,常用于金属元素的测定。 如：双硫腙比色法测定铅时，在测定条件下(PH9)，铜、镉离子对测定有干扰，可加入氰化钾、柠檬酸铵掩蔽，消除干扰。,六、浓缩,为了提高待测组分的浓度，常对样品提取液进行浓缩。 1、 常压浓缩 待测组分不易挥发，可用蒸发皿直接加热浓缩；若要回收溶剂，也可用蒸馏装置或旋转蒸发器等。 2、 减压浓缩 适用对易挥发、热不稳定性组分的浓缩。 常用KD浓缩器、旋转蒸发器等，水浴加热并抽气减压，浓缩速度快，被测组分损失少。 特别适用于农药残留量分析中样品净化液的浓缩(AOAC)。,七、盐析法 所加盐类不得破坏所要析出的成分。 实质：盐类属强电解质，有强烈的水化作用，破坏物质原有的水
25、化层而使之沉淀。 如：蛋白质溶液中加入大量盐，特别是重金属盐。 注意：要调整 pH、T.等条件。 缺点；沉淀物中往往存有大量盐类，分离不彻底。,等电点法 凡具有两性电解质性质的物质，如氨基酸、蛋白质等，当pH调到适当数值时，它们显电中性，在水中溶解度最小，易形成沉淀。 例：味精生产中，把发酵液的pH调到谷氨酸的等电点，大量谷氨酸就结晶析出。,3 分析方法的选择,一、正确选择分析方法的重要性 选择正确的分析方法是保证分析结果准确的关键环节之一。 二、选择分析方法应考虑的因素 1.要根据分析要求的准确度和精密度来选。 2.要考虑分析方法的繁简和速度。 3.考虑样品的特性。 4.现有实验条件。5.分
26、析成本。,三、分析方法的评价,（一）精密度指多次平行测定结果相互接近的程度。它代表测定方法的稳定性和重现性。精密度的高低用偏差来衡量。 1.绝对偏差测定结果与测定平均值之差。 d = xi - 分析结果的精密度可用多次测定结果的平均绝对偏差（ ）表示。 =（ d1 + d2 + + dn ）/ n,2.相对偏差绝对偏差占平均值的百分比。,（1）相对算术平均偏差= d / x 100 % （2）标准偏差 S =d2 / n-1 （3）相对标准偏差(变异系数)=S/ x 100 % 标准偏差(均方根偏差)较平均偏差更有统计意义，说明数据的分散程度。因此通常用 标准偏差 和 变异系数(相对标准偏差)
27、 来表示一种分析方法的精密度。 变异系数 = S / X 100 %,（二）准确度,指测定值与真实值的接近程度。反映测定结果的可靠性。 准确度高的方法精密度必然高；而精密度高的方法准确度不一定高。 准确度的高低可用误差或回收率来表示。误差越小或回收率越大则准确度越高。 1.绝对误差测定结果与真实值（通常用平均值代表）之差。,2.相对误差绝对误差占真实值的百分率。,相对误差比绝对误差更能描绘误差相对样品的影响。当两个样品的绝对误差相同时，由于样品含量大小不一样，其相对误差可差若干倍。 例如绝对误差都是 1 g , 1、样品的真实值是 10 g ,相对误差为 10 % 2、样品的真实值是 1 g
28、,相对误差为 100 %。,3. 回收率 P % = x1 - x0 / m 100 % 加入标准物质的量 未知样品的测定值 加标样品的测定值,（三）灵敏度 灵敏度指分析方法所能检测到的最低限量。 在选择分析方法时，要根据待测成分的含量范围选择适宜的方法。 灵敏度的高低并不是评价分析方法好坏的绝对标准，一味追求选用高灵敏度的方法是不合理的。灵敏度较高的方法相对误差较大，但对低含量组分允许有较大的相对误差(下表)。,表21 一般食品分析的允许相对误差 含量() 允许相对误差() 含量() 允许相对误差(） 8090 0.40.1 1一5 5. 0一1. 6 4080 0.60.4 0.11 2
29、0 一5. 0 2040 1.0 0.6 0.010.1 5 0 一2 0 1020 1. 21.0 0.001一0.01 1005 0 510 1.6 一1.2,4 食品分析的误差,一、误差的来源 系统误差是由固定的原因造成的，在测定过程中按一定的规律反复出现，有一定的方向性。这种误差大小可测，又称“可测误差”。如：方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差。 偶然误差由一些偶然的外因引起，原因往往不固定、未知、且大小不一，不可测，这类误差往往一时难于觉察。 如测定时温度变化、空气流动、振动等。,二、控制和消除误差的方法,（一）正确选取样品量 （二）增加平行测定次数，减少偶然误差 （三）对照试验 （四）空白试验 （五）校正仪器和标定溶液 （六）严格遵守操作规程,食品样品分析的程序 采样、检样、原始样品、平均样品。 什么是随机抽样？ 四分法？ 样品如何保存？ 样品的6种预处理方法？,第二章 重点,