KJ_1.7-1.8樣品的預(yù)處理和分析方法的選擇.ppt

復(fù)習 采樣時 必須注意樣品的代表性和均勻性 要認真填寫采樣記錄 樣品一般分為檢樣 原始樣品和平均樣品三種 采樣是指從整批被檢食品中抽取一部分有代表性的樣品 供分析化驗用 采樣是食品分析的首項工作 采樣的正確與否 是檢驗工作成敗的關(guān)鍵 采樣的數(shù)量應(yīng)能反映該批食品的衛(wèi)生質(zhì)量和滿足檢驗項目對試樣量的需要 采樣的數(shù)量一式三份供檢驗 復(fù)檢和備查用 每份不少于0 5kg 樣品的采集通常采用隨機抽樣的方法 最常用的方法有簡單隨機抽樣 分層隨機抽樣 系統(tǒng)隨機抽樣和階段隨機抽樣 樣品的制備是指對所采取的樣品進行分取 粉碎 混勻等過程 由于用一般方法取得的樣品數(shù)量較多 顆粒過大且組成不均勻 因此必須對采集的樣品加以適當?shù)闹苽?以保證其能代表全部樣品的情況并滿足分析對樣品的要求 樣品采集后應(yīng)于當天分析 如不能馬上分析則應(yīng)妥善保存 容易腐敗變質(zhì)的樣品可用冷藏 干藏 罐藏等方法保存 一般樣品在檢驗結(jié)束后應(yīng)保留一個月以備需要時復(fù)查 教學目的 掌握樣品預(yù)處理的目的和處理的原則 了解一些常用的預(yù)處理的方法 掌握選擇分析方法應(yīng)考慮的因素 理解分析方法的評價 教學重點 常用的預(yù)處理方法 分析方法的選擇 教學難點 分析方法的選擇 1 7樣品的預(yù)處理 1 8分析方法的選擇 1 7樣品的預(yù)處理 為什么要對樣品進行預(yù)處理 食品的組成十分復(fù)雜 其中的雜質(zhì)或某些組分 如蛋白質(zhì) 脂肪 糖類等 對分析測定常常產(chǎn)生干擾 使反應(yīng)達不到預(yù)期的目的 因此 在測定前必須對樣品加以處理 以保證檢驗工作的順利進行 此外 有些被測組分在樣品中含量很低時 測定前還必須對樣品進行濃縮 以便準確測出它們的含量 1 7 1處理原則 總的處理原則 消除干擾因素 即干擾組分減少至不干擾被測組分的測定 完整保留被測組分 即被測組分在分離過程中的損失要小至可忽略不計 使被測組分濃縮 以便獲得可靠的檢測結(jié)果 選用的分離富集方法應(yīng)簡便 被測組分的損失可用回收率來衡量 對回收率的要求 隨被測組分的含量不同而不同 一般情況下 質(zhì)量分數(shù) 大于1 的組分 回收率應(yīng)大于99 9 為0 01 1 的組分 回收率應(yīng)大于99 低于0 01 的痕量組分 回收率為90 99 有時允許更低 1 7 2常用的預(yù)處理方法 一 有機物破壞法二 溶劑提取法三 揮發(fā)和蒸餾分離法四 色層分離法 五 離子交換分離法六 沉淀分離法七 皂化法和磺化法八 濃縮 一 有機物破壞法 測定目標 食品中存在多種微量元素 其中有些是食品的正常成分 如K Na Ca P Fe等 有些則是在生產(chǎn) 運輸或銷售過程中由于污染引入的 如Pb As Hg等 預(yù)處理的原因 這些金屬離子常與食物中的蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)結(jié)合成為難溶的或難于離解的有機金屬化合物 使離子檢測難以進行 預(yù)處理的機理 在測定前必須破壞金屬離子常與食物中的蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)結(jié)合成為難溶的或難于離解的有機金屬化合物 使被測組分釋放出來 分解有機質(zhì)的方法 根據(jù)具體操作的不同 可分為干灰化法和濕消化法兩大類 1 干灰化法 干灰化法的機理 干灰化法是將樣品在高溫下長時間灼燒 使有機質(zhì)徹底氧化破壞 生成CO2和H2O逸出 而與有機物結(jié)合的金屬部分則變成簡單的無機化合物 灰化溫度一般為500 6000C 灰化時間以灰化完全為度 一般為4 6h 干灰化法的優(yōu)點 破壞徹底 簡便易行 消耗藥品少 適用于除Pb As Hg Sb以外的其他金屬元素的測定 干灰化法的缺點 破壞溫度高 操作時間長 易造成某些元素的損失 2 濕消化法 濕消化法的機理 濕消化法是向樣品中加入強氧化劑 如H2SO4 HNO3 H2O2 KMnO4等 并加熱消煮 使有機物氧化破壞的方法 優(yōu)點 加熱溫度低 減少了低沸點元素揮發(fā)散失的機會 缺點 在消化過程中產(chǎn)生大量酸霧和刺激性氣體 對人體有害 因此整個消化過程必須在通風柜中進行 濕消化法常用幾種強酸的混合物作為溶劑與試樣一同加熱煮解 如硝酸 硫酸 硝酸 高氯酸 硝酸 高氯酸 硫酸 高氯酸 或過氧化氫 硫酸等 二 溶劑提取法 溶劑提取法的機理 利用混合物中各物質(zhì)溶解度的不同 將混合物組分完全或部分分離 分類 根據(jù)樣品有關(guān)成分性質(zhì)的不同 可采用浸提法 萃取法 1 浸提法 浸提法的機理 用液體溶劑浸泡固體樣品以提取其中溶質(zhì) 浸提法對所采用的提取劑的要求 提取劑應(yīng)既能大量溶解被測物質(zhì) 又不破壞被提取物質(zhì)的性質(zhì)和組成 常用的提取劑有 無機溶劑 如水 稀酸 稀堿等 有機溶劑 如乙醇 乙醚 氯仿 丙酮 石油醚等 在浸提過程中可以采用加熱或回流的辦法來提高浸提效率 常用的儀器是索氏抽提器 2 萃取法 萃取法的機理 利用被提取組分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而與其他成分分離 萃取效率由選擇的萃取溶劑和萃取的方法來決定 所選用的溶劑應(yīng)與溶液中原溶劑互不相溶 且對被測物質(zhì)有最大溶解度 而對雜質(zhì)有最小溶解度 萃取一般采用分液漏斗 少量多次 通常萃取4 5次 以達到最佳分離效果 三 揮發(fā)和蒸餾分離法 揮發(fā)和蒸餾分離法的機理 利用物質(zhì)的揮發(fā)性的差異進行分離 應(yīng)用 可以用于除去干擾組分 也可以使被測組分定量分離出去后再測定 分類 常用的蒸餾方法有常壓蒸餾 減壓蒸餾和水蒸氣蒸餾三種 1 常壓蒸餾適用于被測組分受熱不易分解的或沸點不太高的樣品 加熱方式可視情況選擇水浴 油浴或直接加熱 2 減壓蒸餾用于常壓蒸餾容易使被測組分分解或沸點太高的樣品 3 水蒸氣蒸餾可用于被測組分加熱到沸點時可能發(fā)生分解 或被蒸餾組分沸點較高 直接加熱蒸餾時 因受熱不均易引起局部炭化的樣品 四 色層分離法 定義 色層分離法又稱層析分離法或色譜分離法 是一種在載體上進行物質(zhì)分離的一系列方法的總稱 是一種物理化學分離方法 優(yōu)勢 這種方法不僅分離效率高 能將各種性質(zhì)極相似的組分彼此分離 而且分離過程往往也就是鑒定過程 尤其是對有機物質(zhì)的分離測定具有獨到之處 色層分離法的機理 分離的過程是由一種流動相帶著被分離的物質(zhì)流經(jīng)固定相 由于各組分的物理化學性質(zhì)的差異 受到兩相的作用力不同 從而以不同的速度移動 達到分離的目的 分類 根據(jù)固定相所處的狀態(tài)不同 色層分離法可分為柱層析法 紙層析法和薄層層析法 五 離子交換分離法 離子交換分離法的機理 利用離子交換劑與溶液中的離子之間所發(fā)生的交換反應(yīng)進行分離 離子交換法也是基于物質(zhì)在固相與液相之間的分配 因此也常將其歸類于色層分離法 應(yīng)用 離子交換法分離效率高 不僅可用于帶相反電荷的離子之間的分離 還可用于帶相同電荷或性質(zhì)相近的離子之間的分離 同時 這種方法還被廣泛應(yīng)用于微量組分的富集和高純物質(zhì)的制備等 離子交換劑的分類 主要分為無機離子交換劑和有機離子交換劑兩大類 在分析時應(yīng)用較多的是有機離子交換劑 即離子交換樹脂 離子交換樹脂的分類 按性能可分為七類陽離子交換樹脂 陰離子交換樹脂 鰲合樹脂 大孔樹脂 氧化還原樹脂 萃淋樹脂和纖維交換劑 離子交換樹脂為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物 在水 堿或酸中難溶 對化學試劑具有一定的穩(wěn)定性 對熱也較穩(wěn)定 六 沉淀分離法 沉淀分離法是一種經(jīng)典的分離方法 它是利用沉淀反應(yīng)有選擇地沉淀某些組分 而其他組分則留存于溶液中 從而達到分離的目的 七 皂化法和磺化法 皂化法和磺化法是處理油脂或含脂食品常用的分離方法 油脂被強堿皂化或被硫酸磺化后 由憎水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性 這樣 油脂中那些要測定的非極性物質(zhì)就能被適當?shù)娜軇┨崛〕鰜?磺化和皂化的反應(yīng)式如下 八 濃縮 濃縮的原因 食品樣品經(jīng)提取 凈化等處理后 有時試液的體積很大 待測組分的濃度很低 因此在測定前需進行濃縮 以提高被測組分的濃度 分類 常用的濃縮方法有常壓濃縮法和減壓濃縮法 1 常壓濃縮法主要用于待測組分為非揮發(fā)性的樣品溶液的濃縮 通常采用蒸發(fā)皿直接揮發(fā) 如要回收溶劑可采用普通蒸餾裝置或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等 2 減壓濃縮法主要用于待測組分為對熱不穩(wěn)定或易揮發(fā)的樣品的濃縮 通常采用K D濃縮器 水浴加熱并抽氣減壓 此法特別適用于農(nóng)藥殘留量分析中樣品凈化液的濃縮 1 8分析方法的選擇 1 8 1選擇分析方法應(yīng)考慮的因素1 8 2分析方法的評價 1 8 1選擇分析方法應(yīng)考慮的因素 一般地說 應(yīng)該綜合考慮下列各因素 1 分析要求的準確度和精密度根據(jù)生產(chǎn)和科研工作對分析結(jié)果要求的準確度和精密度來選擇適當?shù)姆治龇椒?2 分析方法的繁簡和速度根據(jù)待測樣品的數(shù)目和要求取得分析結(jié)果的時間等來選擇適當?shù)姆治龇椒?3 樣品的特性根據(jù)樣品的這些特征來選擇制備待測液 定量某成分和消除干擾的適宜方法 4 現(xiàn)有條件根據(jù)具體條件來選擇適當?shù)姆治龇椒?在具體情況下究竟選用哪一種方法 必須綜合考慮上述各項因素 但首先必須了解各類方法的特點 如方法的精密度 準確度 靈敏度等 以便加以比較 1 8 2分析方法的評價 在研究一個分析方法時 通常用精密度 準確度和靈敏度這三項指標評價 一 精密度 精密度是指多次平行測定結(jié)果相互接近的程度 這些測試結(jié)果的差異是由偶然誤差造成的 它代表著測定方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性 精密度的高低可用偏差來衡量 偏差是指個別測定結(jié)果與幾次測定結(jié)果的平均值之間的差別 偏差有絕對偏差和相對偏差之分 測定結(jié)果與測定平均值之差為絕對偏差 絕對偏差占平均值的百分比為相對偏差 分析結(jié)果的精密度 可以用單次測定結(jié)果的平均偏差 表示 即式中 d1 d2 dn 1 2 n次測定結(jié)果的絕對偏差 平均偏差沒有正負號 用這種方法求得的平均偏差稱算術(shù)平均偏差 單次測定結(jié)果的相對算術(shù)平均偏差為式中 單次測定結(jié)果的算術(shù)平均值 平均偏差的另一種表示方法為標準偏差 均方根偏差 單次測定的標準偏差 S 可按下列公式計算單次測定結(jié)果的相對標準偏差稱為變異系數(shù) 即 標準偏差較平均偏差有更多的統(tǒng)計意義 因為單次測定的偏差平方后 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 通常用標準偏差和變異系數(shù)來表示 二 準確度 準確度是指測定值與真實值的接近程度 測定值與真實值越接近 則準確度越高 準確度主要是由系統(tǒng)誤差決定的 它反映測定結(jié)果的可靠性 準確度高的方法精密度必然高 而精密度高的方法準確度不一定高 準確度高低可用誤差來表示 誤差越小 準確度越高 誤差是分析結(jié)果與真實值之差 誤差有兩種表示方法 即絕對誤差和相對誤差 絕對誤差指測定結(jié)果與真實值之差 相對誤差是絕對誤差占真實值 通常用平均值代表 的百分率 選擇分析方法時 為了便于比較 通常用相對誤差表示準確度 單次測定值絕對誤差和相對誤差的計算 某一分析方法的準確度 可通過測定標準試樣的誤差 或作回收試驗計算回收率 以誤差或回收率來判斷 在回收試驗中 加人已知量的標準物的樣品 稱加標樣品 未加標準物質(zhì)的樣品稱為未知樣品 在相同條件下用同種方法對加標樣品和未知樣品進行預(yù)處理和測定 按下列公式計算出加人標準物質(zhì)的回收率 三 靈敏度 靈敏度是指分析方法所能檢測到的最低限量 不同的分析方法有不同的靈敏度 一般而言 儀器分析法具有較高的靈敏度 而化學分析法 重量分析和容量分析 靈敏度相對較低 在選擇分析方法時 要根據(jù)待測成分的含量范圍選擇適宜的方法 一般地說 待測成分含量低時 需選用靈敏度高的方法 含量高時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 由此可見靈敏度的高低并不是評價分析方法好壞的絕對標準 一味追求選用高靈敏度的方法是不合理的 如重量分析和容量分析法 靈敏度雖不高 但對于高含量的組分 如食品的含糖量 的測定能獲得滿意的結(jié)果 相對誤差一般為千分之幾 相反 對于低含量組分 如黃曲霉毒素 的測定 重量法和容量法的靈敏度一般達不到要求 這時應(yīng)采用靈敏度較高的儀器分析法 而靈敏度較高的方法相對誤差較大 但對低含量組分允許有較大的相對誤差 小結(jié) 食品的組成十分復(fù)雜 其中的雜質(zhì)或某些組分對分析測定常常產(chǎn)生干擾 使反應(yīng)達不到預(yù)期的目的 因此 在測定前必須對樣品加以處理 以保證檢驗工作的順利進行 樣品預(yù)處理的原則 消除干擾因素 完整保留被測組分 使被測組分濃縮 選用的分離富集方法應(yīng)簡便 常用的預(yù)處理方法 有機物破壞法 溶劑提取法 揮發(fā)和蒸餾分離法 色層分離法 離子交換分離法 沉淀分離法 皂化法和磺化法 濃縮等 分解有機質(zhì)的方法根據(jù)具體操作的不同 可分為干灰化法和濕消化法兩大類 溶劑提取法根據(jù)樣品有關(guān)成分性質(zhì)的不同 可采用浸提法 萃取法 常用的蒸餾方法有常壓蒸餾 減壓蒸餾和