食品分析-緒論-2013

食品分析與實驗

上海應用技術學院2013

《食品分析》教材可分為三大部分:食品營養(yǎng)成分分析（第四至十章）水分、灰分、糖類、蛋白質、氨基酸、脂肪、維生素。食品中添加劑的檢測（第十一章）

甜味劑、防腐劑、發(fā)色劑、漂白劑、抗氧化劑食品中污染物質的檢測（第十二章、十三章）

重金屬、農藥、獸藥殘留物、霉菌毒素課程簡介主要參考書《食品分析》大連輕院、華南理工大學等編輕工出版社

《食品檢驗與分析》黃偉坤等編輕工出版社《糧油分析法》祁崇喜編青海人民出版社《AOAC分析法》美國分析家協會推薦法《GB/T5009.1-2011》-《GB/T5009.100-2003》2010年后陸續(xù)修訂考核方式:閉卷考試,占50%.答疑時間:每周三12:00-13:00地點：第三學科樓E402E-mail:bj552@163.comQQ:2017176529

食品分析第一章緒論第一章緒論第一節(jié)食品分析概述

第二節(jié)食品分析的基本知識

學習目標：通過本章學習，要求掌握食品分析的概念及其特點、任務，了解食品分析的一般知識。（一）食品分析

第一節(jié)食品分析概述

食品分析：研究各種食品組成成分的檢測方法及有關理論，進而評定食品品質的一門技術性學科。

第一章緒論（二）食品分析的任務、內容和學習方法1，任務:

①控制和管理生產；

②保證和監(jiān)督食品的質量；

③為科研與開發(fā)提供可靠的依據。第一節(jié)食品分析概述原料選擇生產加工、貯藏產品檢驗檢驗分析檢驗分析檢驗分析2，內容：

①食品安全性檢測：是否存在有毒、有害的物質？其含量是多少？

②食品中營養(yǎng)組分的檢測：一看含量，二看質量，三看加工過程品質的變化

③食品感官品質分析：食品的色、香、味、型四個方面

3，學習方法：

①掌握分析方法的基礎理論

②掌握儀器分析的基本原理

③掌握不同操作方法的要點

④理論與實踐結合

（一）、食品分析的標準（二）、食品分析的基本過程（三）、樣品的采集和預處理（四）、食品分析方法的選擇和評價

第二節(jié)食品分析的基本知識

（五）、有關概念及規(guī)定第一章緒論（一）、食品分析方法的標準第二節(jié)食品分析的基本知識1、國際標準ISO2、國家標準GB

3、行業(yè)標準

NY（農業(yè)部）4、地方標準DB5、企業(yè)標準Q1、國際標準——由國際標準化組織制定的，在國際間通用的標準。每年10月14日為國際標準日。ISO——國際標準化組織，成立于1947年2月23日，總部在日內瓦，是世界上最大的標準化組織，目前，已有90多個成員國，我國是78年恢復加入的。

與食品分析有關的組織團體:FAO——聯合國糧農組織

WHO——世界衛(wèi)生組織

CAC——食品法典聯合委員會

鉛2、國家標準——一般由國家標準委頒布，

各個國家標準有自己的代號。

中國——GB意大利——UNI

美國——ANS西班牙——UNE

英國——BS

日本——JIS肯定列表制

德國——DIN

法國——NF有關GB：中華人民共和國國家標準

GB5009.1～GB5009.70—2003《中華人民共和國食品衛(wèi)生檢驗方法（理化部分）》GB/T5009.5—2003《蛋白質的測定》GB/T5009.3—2003《水分的測定》GB/T5009.33—2003《亞硝酸鹽的測定》GB/T5009.55—2003《飴糖分析》

3、行業(yè)標準——對GB中沒有，而又要在全國某個行業(yè)范圍內統一的技術要求，由國內各專業(yè)部頒布的標準。例如：

農業(yè)部頒標準NY

NY/T419-2007

綠色大米4、地方標準——對沒有GB和行業(yè)標準的產品，需要在省市范圍內統一的，可由省市標準局制訂、審批，報國家標準局備案，當相應的GB與行業(yè)標準實施后，自行廢止。5、企業(yè)標準——Q/

當企業(yè)生產一種新產品，無GB、行業(yè)標準、地方標準，就要制定企業(yè)標準，作為組織生產的依據。如果企業(yè)產品質量特別好，即便有GB、行業(yè)標準，也可再制訂高于它的企業(yè)標準。國家質檢部門根據Q/測試產品，發(fā)“生產許可證”。企業(yè)標準制定程序——1.反復測定產品的主要指標。2.按GB/T13494—92《食品標準編寫規(guī)定》寫出標準草案，要取檢測指標數據的下限。3.請專家（本行業(yè)的）及省、市標準局的負責人一起審定，提出修改意見。4.修改。5.報標準局備案，給批準號后生效，執(zhí)行。二、食品分析的一般程序

樣品的采集、制備和保存樣品的預處理選擇方法、成分分析分析數據處理分析報告的撰寫第二節(jié)食品分析的基本知識

采樣——在大量分析對象中抽取有一定代表性樣品，供分析化驗用一、樣品的采集、制備和保存

正確采樣的意義。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，則其檢驗結果也將毫無價值，甚至得出錯誤結論，造成重大經濟損失以至誤傷人命，釀成大禍。正確采樣的原則（1）采集的樣品要有均勻性、有代表性，能反映全部被檢食品的組成、質量和衛(wèi)生狀況。（2）采樣方法要與分析目的一致。（3）采樣過程要設法保持原有的理化指標，防止成分逸散（如水分、氣味、揮發(fā)性酸等）。（4）防止帶入雜質或污染。（5）采樣方法要盡量簡單，處理裝置尺寸適當。二、樣品的分類檢樣——由整批食物的各個部分采取的少量樣品，稱為檢樣。檢樣的量按產品標準的規(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——原始樣品經過處理再抽取其中一部分作檢驗用者稱為平均樣品。應一式三份,分別供檢驗、復驗及備查使用。每份樣品數量一般不少于0.5公斤。三、采樣的一般方法第一種采集方法是隨機抽樣。均衡地從全部產品的各個部分取樣。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。隨機取樣和代表性取樣（1）擲骰子—簡便易行，適于生產現場用。（2）用隨機表。見

P323附表1。（3）用計算器、計算機進行等距采樣。第二種采集方法是代表性抽樣：可按不同生產日期抽樣也可在流水線上按一定的時間間隔抽樣按不同擺放位置抽樣具體作法：

如：粘稠不好混勻的液體，從包裝內上、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。測魚頭部分的成分就只取魚頭。

總之要根據測定的目的而定采樣方法。樣品的制備把檢樣集中在一起,形成原始樣品,對原始樣品進行混合,粉碎,均勻化處理,經縮分后,得到平均樣品的過程。樣品的制備方法因產品類型不同而異液體、漿體或懸浮液體搖勻，充分攪拌。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、粉碎、搗碎、研磨等。罐頭除核、去骨、去調味品、搗碎。樣品的縮分過程。四分法：樣品保存采取的樣品應在短時間內分析，否則應妥善保管。放在密閉、潔凈容器內，置于陰涼處保存。易腐敗變質的放在0—5℃冰箱內，保存時間也不能太長。易分解的要避光保存。特殊情況下，可加入不影響分析結果的防腐劑或冷凍干燥保存?！?樣品的預處理目的：①測定前排除干擾組分；

②對樣品進行濃縮。原則：①消除干擾因素；

②完整保留被測組分；

③使被測組分濃縮；以便獲得可靠的分析結果。方法：主要有6種。樣品的預處理方法（一）有機物破壞法（1.干法灰化，2.濕法消化）（二）蒸餾法（三）溶劑抽提法（四）色譜分離法（五）化學分離法（六）濃縮三、樣品的預處理常用下列幾種方法。

①干法灰化

②濕法消化

①常壓蒸餾

②減壓蒸餾

③水蒸汽蒸餾

④分餾

①溶劑分層法

②浸泡法

③鹽析4.磺化法5.色層分離法6濃縮第二節(jié)食品分析的基本知識1.有機物破壞2.蒸餾法3.溶劑提取法（一）有機物破壞法

測定食品中無機成分的含量，需要在測定前破壞有機結合體，如蛋白質等。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，使其中的有機物脫水、炭化、分解、氧化，再置高溫爐中灼燒灰化，直至殘灰為白色或灰色為止，所得殘渣即為無機成分。干法灰化方法特點優(yōu)點：①此法基本不加或加入很少的試劑，故空白值低。②因灰分體積很小，因而可處理較多的樣品，可富集被測組分。③有機物分解徹底，操作簡單。缺點：①所需時間長。②因溫度高易造成易揮發(fā)元素的損失。③坩堝對被測組分有吸留作用，使測定結果和回收率降低。2.濕法消化原理：樣品中加入強酸、強氧化劑，并加熱蒸煮，使樣品中的有機物質完全分解、氧化，呈氣態(tài)逸出，待測組分轉化為無機物狀態(tài)存在于消化液中。常用的強氧化劑有濃硝酸、濃硫酸、高氯酸、高錳酸鉀、過氧化氫等。濕法消化的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）有機物分解速度快，所需時間短。（2）由于加熱溫度低，可減少金屬揮發(fā)逸散的損失。缺點：（1）產生有害有毒氣體。（2）初期易產生大量泡沫外溢。（3）試劑用量大，空白值偏高。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：1.高壓密封消化法——120～150℃，數小時，要求密封條件高。2.自動回流消化儀，在第9章介紹。（二）蒸餾法利用液體混合物中各種組分揮發(fā)度的不同而將其分離。

常壓蒸餾

蒸減壓蒸餾餾水蒸氣蒸餾方掃集共蒸餾法共沸蒸餾萃取精餾食品分析中常用前4種。精餾（一）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。注意：

1.爆沸現象。（沸石、玻璃珠、毛細管、素瓷片）

2.溫度計插放位置。

3.磨口裝置涂油脂。（二）減壓蒸餾適用對象：常壓下受熱易分解或沸點太高的物質。原理：物質的沸點隨著其液面上的壓強增高而增高，下降而下降。減壓蒸餾裝置：1.真空泵2.安全瓶3.蒸餾瓶中一長管通入液下4.停時，先移開熱源，慢慢放入空氣。（三）水蒸汽蒸餾適用于沸點較高，易炭化，易分解物質。原理：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。

（四）掃集共蒸餾

一種專用設備，管式蒸餾器后接冷凝裝置與微型層析柱。多用于測食品中殘存農藥的含量。特點：需樣量少，用注射器加料，節(jié)省溶劑，速度快，自動化式5—6秒測一個樣，有20條凈化管道。裝置圖見下頁。三、溶劑抽提法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。浸提法溶劑抽提法溶劑萃?。↙IE）

超臨界萃?。⊿CFE）（SFE）

固相萃?。⊿PE）微波萃?。∕AE）

超聲波萃取（UE）（一）浸提法（從固體中萃取有效成分）用適當的溶劑將固體樣品中某種待測成分浸提出來，又稱“液——固萃取法”。1.提取劑的選擇由相似相溶原理選擇選溶劑沸點在45～80℃之間的，低，易揮發(fā)；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.提取方法：

1）振蕩浸漬法

2）搗碎法

3）索氏提取法

（二）溶劑萃取法（溶劑分層、液液萃取、抽提）1.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，即分配系數不同。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。新溶劑——萃取劑（新溶劑+被溶解組分）——萃取相比重（原溶液+被溶解組分）——萃余相不同2.方法：實驗室用分液漏斗3.關于萃取劑的選擇：（1）萃取劑與原溶劑不互溶且比重不同。（2）萃取劑與被測組分的溶解度要大于組分在原溶劑中的溶解度。對其它組分溶解度很小。（3）萃取相經蒸餾可使萃取劑與被測組分分開，有時萃取相整體就是產品。（三）超臨界萃取（SFE）

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。對溶質的溶解度大大增加。

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、廉價易得、化學穩(wěn)定性好。四、色譜分離法又稱色層分離、色層分析、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。1906年，俄國植物學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，再用石油醚做淋洗劑，結果，柱子中被分成幾個不同顏色的譜帶。兩相物質：固定相流動相樣品要制備成液體或氣體。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。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（一）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。吸附力相差越大分離效果越好。固定相——固體吸附劑流動相——氣體或液體（二）分配色譜——

利用不同組分在兩相中的不同分配系數來進行分離。（溶解度的不同）固定相——固體支持劑（擔體）+固定液流動相——氣體或液體（與固定相不相溶）紙層析：紙是支持劑，結合水為固定相，溶劑作為流動相。

（三）離子交換色譜法——

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、蠟質等干擾物質變成極性較大，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。主要用于有機氯農藥殘留物的測定。皂化法原理:酯+堿酸或脂肪酸鹽+醇（1）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，最后由用堿量來計算總酯。（2）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。(二）沉淀分離法利用沉淀反應進行分離。在試樣中加入適當的沉淀劑，使被測組分沉淀下來或將干擾組分沉淀下來，再經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。例如，測冷飲中糖精鈉含量時，加入堿性硫酸銅，將蛋白質及其它干擾物、雜質沉淀出來，而糖精鈉留在試液中，取濾液進行分析。（三）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，多用于絡合滴定中。六、濃縮為了提高待測組分的濃度，常對樣品提取液進行濃縮。1、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。2、減壓濃縮適用對易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性組分的濃縮。常用旋轉蒸發(fā)器等，水浴加熱并抽氣減壓，濃縮速度快，被測組分損失少?！?分析方法的選擇一、正確選擇分析方法的重要性選擇正確的分析方法是保證分析結果準確的關鍵環(huán)節(jié)之一。二、選擇分析方法應考慮的因素

1.要根據分析要求的準確度和精密度來選。

2.要考慮分析方法的繁簡和速度。

3.考慮樣品的特性。

4.現有條件。評價分析方法的因素準確度精密度靈敏度費用和效益（一）準確度指測定值與真實值的接近程度。反映測定結果的可靠性。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。準確度的高低可用誤差或回收率來表示。誤差越小或回收率越大則準確度越高。1.絕對誤差——測定結果與真實值（通常用平均值代表）之差。2.相對誤差——絕對誤差占真實值的百分率。相對誤差比絕對誤差更能描繪誤差相對樣品的影響。當兩個樣品的絕對誤差相同時，由于樣品含量大小不一樣，其相對誤差可差若干倍。例如絕對誤差都是1g,1、樣品的真實值是10g,相對誤差為10%2、樣品的真實值是1g,相對誤差為100%。

3.回收率

P%=x1-x0/m×100%

加入標準物質的量

未知樣品的測定值

加標樣品的測定值P不能小于70%某一穩(wěn)定樣品中加入不同水平已知量的標準物質，稱加標樣品；同時測定樣品和加標樣品；加標樣品扣除樣品值后與標準物質的誤差，為回收率，表明該方法的準確度。

精密度——指多次平行測定結果相互接近的程度。它代表測定方法的穩(wěn)定性和重現性。精密度的高低用偏差來衡量。

1.絕對偏差——測定結果與測定平均值之差。

d=xi–xav.（二）精密度2.相對偏差——絕對偏差占平均值的百分比。（1）相對算術平均偏差=d/x×100%（2）標準偏差

S=√∑d2/n-1（3）相對標準偏差（變異系數）=S/x×100%標準偏差較平均偏差更有統計意義，說明數據的分散程度。因此通常用

標準偏差

和變異系數

來表示一種分析方法的精密度。變異系數=S/X·100%提高分析精密度和準確度的方法（一）對各種試劑，儀器進行校正（二）增加測量次數（三）作空白實驗（四）作對照實驗（五）回收實驗（六）正確選取樣品的量

（七）有效數字的處理（八）標準曲線的回歸第二節(jié)食品分析的基本知識（三）靈敏度靈敏度——指分析方法所能檢測到的最低限量。在選擇分析方法時，要根據待測成分的含量范圍選擇適宜的方法。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。靈敏度較高的方法相對誤差較大。（三）靈敏度靈敏度——分析方法所能檢測到的最低限量。表2—1一般食品分析的允許相對誤差含量(％)允許相對誤差(％)含量(％)允許相對誤差(％）

80—900.4—0.11一55.0一1.640—800.6—0.40.1—120一5.020—401.0—0.60.01—0.150一2010—201.2—1.00.001一0.01100—505—101.6一1.2不同分析方法結果差異性的檢驗（一）t

檢驗法用以比較一個平均值和標準值或兩個平均值之間是否存在顯著差異。

二、F

檢驗法用以比較兩組數據是否存在顯著差異?！?食品分析的誤差與數據處理一、誤差的來源系統誤差——由固定的原因造成的，在測定過程中按一定的規(guī)律反復出現，有一定的方向性。這種誤差大小可測，又稱“可測誤差”。偶然誤差——由一些偶然的外因引起，原因往往不固定、未知、且大小不一，不可測，這類誤差往往一時難于覺察。二、控制和消除誤差的方法（1）選擇合適的分析方法（2）減少測定誤差，正確選取樣品量（3）增加平行測定次數，減少偶然誤差（4）對照試驗（5）空白試驗（6）校正儀器和標定溶液（7）標準曲線的回歸（最小二乘法）三、分析數據的處理分析結果的數據處理1.記錄與運算規(guī)則（見P34）2.可疑值的取舍,介紹兩種方法：（1）ti

確定法（2）Q確定法3.標準曲線的繪制4.分析結果的表示方法（1）ti

確定法

ti=Xi-X/R極差算術平均值可疑值據平行測定總次數N、顯著性水平α值查表，求出ti

表，若ti

＞

ti

表則舍去可疑值，若ti≤ti

表則應保留可疑值。

ti

表見34頁附表2-4可疑值的取舍1（2）Q確定法先要把平行測定的數據由小到大排列，求得極差R和d值——可疑值與最臨近的數據間的差值。

Q=d/R

據平行測定總次數N、概率p查表，求出Q

表，若Q＞Q表則舍去可疑值，若Q≤Q表則應保留可疑值。

Q

表見35表2-5可疑值的取舍23.標準曲線的繪制

用吸光光度法、熒光光度法、原于吸收光度法、色譜分析法對某些成分進行測定時，常常需要制備一套具有一定梯度的系列標準溶液，測定其系數(吸光度、熒光強度、峰高)，繪制標準曲線。在正常情況下，此標準曲線應該是一條通過原點的直線，但在實際測定時，常出現某一、二點偏離直線的情況，這時用最小二乘方回歸法繪制標準曲線，就能得到最合理的圖形。

最小——使所有誤差的平方和達最小值，

二乘——平方。4.測定結果的校正：利用回收率六、有關概念及規(guī)定1.試驗溫度1）水浴溫度除另有規(guī)定外，均指98～100℃；2）熱水系指70～80℃；3）微溫或溫水系指40～50℃；4）室溫系指10～30℃；5）冷水系指2～10℃；6）冰浴系指約0℃；7）放冷系指放冷至室溫。

第二節(jié)食品分析的基本知識2.取樣量的準確度1）試驗中供試品與試藥等“稱量”或“量取”的量，均以阿拉伯數碼表示，其精確度可根據數值的有效數位來確定，如稱取“0.1g”，系指稱取重量可為0.05～0.15g；稱取“2g”，系指稱取重量可為1.5～2.5g；稱取“2.0g”，系指稱取重量可為1.95～2.05g；稱取“2.00g”，系指稱取重量可為1.995～2.005g。2）“精密稱定”系指稱取重量應準確至所取重量的千分之一。

第二節(jié)食品分析的基本知識六、有關概念及規(guī)定2.取樣量的準確度3）“稱定”系指稱取重量應準確至所取重量的百分之一。4）“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對