2023年食品分析知识点整理.doc
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1、第一部分 绪论一、食品分析概念、性质:专门研究各类食品组成成分的检测方法及有关理论,进而评价食品品质及安全性的一门技术性、实践性学科。食品分析的任务:运用物理、化学、生物化学等学科的基本理论及各种科学技术,对食品工业中的物料(原料、辅助材料、半成品、成品、副产品等)的重要成分及其含量和有关工艺参数进行检测。食品分析的作用:l 帮助人们结识食品的物质组成,结合营养学、毒理学和生物化学的知识食品营养及安全成分。l 控制和管理生产,保证和监督食品的质量。l 为科研与开发提供可靠依据。营养成分:水分、灰分、矿物元素、脂肪、碳水化合物、蛋白质与氨基酸、有机酸、维生素二、食品分析方法:感官检查法、化学分析
2、法、仪器分析法、微生物分析法、酶分析法。化学分析法:以化学反映为基础的分析方法,可分为定性分析和定量分析两类。灵敏度低,误差小,常量组分的分析。定量分析:解决这种组分具有多少的问题,是食品分析的基础。涉及重量法和容量法。重量法:测水分、灰分、脂肪、果胶、纤维等。容量法:酸碱滴定法、氧化还原滴定法、络合滴定法和沉淀滴定法。仪器分析法:以物质的物理或物理化学性质为基础,通过光电仪器来测定物质含量的分析方法。涉及物理分析法和物理化学分析法。 灵敏度高,误差大,微量或痕量组分分析。物理分析法:通过对某些物理性质如密度、粘度、折光率、旋光度、沸点、透明度、比重等的测定,求出食品中被测组分的含量。物理化学
3、分析法:常用光学分析法、电化学分析法、色谱分析法。生化分析法 :以生化反映为定量基础。酶法、免疫分析、受体分析法。超微量分析样品中组分PPM parts per million (10-6)( mg / kg )或( mg / L )PPB parts per billion (10-9)PPT parts per trillion (10-12)第二部分 食品分析基础知识一、采样原则:代表性、典型性、适时性。典型性合用于:污染或怀疑污染的食品;掺伪或怀疑掺伪的食品;中毒或怀疑中毒的食品。对的采样:.要均匀,有代表性;.要保持原有的理化指标。采样:在大量产品抽取有一定代表性样品,供分析化验用,
4、这项工作叫采样。检样:有分析对象大批物料的各个部分采用的少量物料称为检样。原始样品:把许多检样综合在一起。平均样品:原始样品经解决再抽取其中一部分作分析检查用的称平均样品试样:从平均样品中分取供所有项目检查用的样品。复检样品:留作对检查结果有争议或分歧时复检用的样品。保存样品:由平均样品分出的需封存保存一段时间,以备再次验证的样品。缩分:指按一定的方法,不改样品的代表性而缩小样品量的操作。一般程序:需检食品 原始样品 平均样品 (实验样品、复检样品、保存样品每份样品数量=0.5kg)采样方法:颗粒状样品(粮食、粉状食品):应从某个角落,上中下各取一类,然后混合,用四分法得平均样品。 半固体样品
5、(如蜂蜜,稀奶油):用采样器从上中下分别取出检样混合后得平均样品。 液体样品:先混合均匀,分层吸取样品,每层取500ml,装入瓶中混匀得平均样品。互不相容的液体(如油和水的混合物):先分离,再分别取样。 鱼、肉、果蔬等组成不均匀的样品:根据检查的目的,可对各个部分(如肉,涉及脂肪、肌肉部分、蔬菜涉及根、茎、叶等)分别采样通过捣碎混合成为平均样品。(分析水对鱼的污染限度,一般取内脏即可)。采样记录:样品名称、时间、地点、数量、采样方法及采样人、检查目的及项目、签封等。容器:清洁干燥。采样工具、样品的密封材料等应不含被检测成分。样品采集后,应尽快化验,不能立即化验者,应在实验室妥善保存,以保证样品
6、的外观、化学成分和对微生物指标不发生变化。二、样品预解决方法:(为了消除干扰组分)(1)有机物破坏法(测试样品重金属离子和少数非金属元素):通过高温或者强氧化剂,使非离子态存在的有机金属络合物彻底分解,释放出被测金属离子或将非金属元素转化为离子态,以便测定。测定食品中无机成分的含量,需要在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。干法灰化:将样品至于电炉上加热,使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化,在置高温炉中灼烧灰化,直至残灰为白色或灰色为止,所得残渣即为无机成分。操作:试样坩埚电炉小火炭化除水分黑烟后高温炉500-600灰化至无黑色炭粒。n 如不易灰化完全,如何解决?
7、冷却加少量硝酸润湿蒸干再灰化;n 为促进灰化完全,缩短灰化时间,防止金属挥散损失,灰化前可在试样中加助灰化剂(如硝酸盐等)?硝酸根强氧化性。n 灰化后的灰分应为白色,冷却后用稀盐酸溶解过滤,滤液定容后供测定用。n 优点:有机质破坏彻底,操作简便,试剂用量少,空白值少n 缺陷:灰化时间长,挥发性元素如汞元素,挥散损失大,不宜用。湿法消化:强酸性溶液中,加入强氧化剂并加热消煮,使有机质分解、氧化,呈气态逸出,被测金属呈离子状态留在溶液中。湿法消化在溶液中进行,加热温度比干法低,反映较缓和,金属挥散损失较少。消化产生大量有害气体须在通风橱内进行;消化要维持一定量的硝酸或其他氧化剂,以免发生炭化还原金
8、属,导致金属挥散损失;脱硝目的在于除尽具有氧化性的氮氧化物,除用还原剂草酸氨外,还可使用草酸或硫酸阱饱和溶液等脱硝。此外,加少许蒸馏水,煮沸至发生SO3白烟,也是一种脱硝的方法;无水高氯酸易爆炸,用硝酸高氯酸法破坏样品,切忌烧干。若消化液中具有大量还原性物质,又无硫酸、硝酸等氧化剂存在时,单独补加高氯酸也能引起爆炸,故消化过程中,常以补加硝酸高氯酸的混合酸为好;湿法消化因反复补加硝酸、高氯酸等,除耗酸量大外,还引入较多杂质,故在样品消化的同时,还需作试剂空白实验;其他方法:紫外光分解法、微波高压消煮器、高压密封消化法、自动回流消化仪。(2)溶剂抽提法(维生素、重金属、农药及黄曲霉毒素):运用混
9、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。固体样品浸提(相似相溶原理)选稳定性好的溶剂,沸点在4580之间的,低,易挥发;高,不易提纯、浓缩,溶剂与提取物不好分离。脂肪测定用到索氏提取法(样品和溶剂在索氏提取器中加热回流提取成分)。液体样品萃取,涉及溶剂萃取(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。溶解度即分派系数)、超临界萃取、固相萃取、微波萃取、超声波萃取。(3) 蒸馏法:合用于被测成分具有挥发性,或通过解决后能转变为挥发性的物质的样品。受热不易分解或沸点不高的物质:常压蒸馏,注意:1. 爆沸现象(沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片)2. 温度
10、计插放位置。3. 磨口装置涂油脂。受热易分解或沸点太高物质:减压蒸馏和水蒸气蒸馏。减压蒸馏原理:物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。停机时,先移开热源,慢慢放入空气再撤真空。水蒸气蒸馏(挥发酸蒸馏):合用于具有一定蒸汽压的有机组分。原理: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,从而加速该组分的蒸馏。其他:共沸蒸馏,扫集共蒸馏,萃取精馏等。(4)色层分离法:使多种组分混合物(液、气)在不同的载体上进行分离。吸附色谱原理:吸附剂经活化解决后对被测或干扰组分进行选择性吸附。(聚酰胺对色素的分离)分派色谱原理:在两相间的溶解度(分派比)不同。(氨基酸
11、的纸色谱分离)离子互换色谱原理:运用离子互换剂与溶液中各离子互换能力不同进行分离,分为阳离子互换法和阴离子互换法。食品分析中常用来制备无氨水、无铅水等。排阻色谱原理:根据被测物质几何尺寸差异,导致在固定相中移动速度不同,从而事项对部分组分的截流,达成分离目的。相对分子质量差别大于10,尺寸大的先分离出来。根据固定相形状:分为柱、纸、薄层和凝胶色谱法。根据流动相状态:分为气相和液相色谱、超临界流体。(5) 化学分离法1. 磺化法和皂化法:用来除去样品中脂肪或解决油脂中其它成分,使本来憎水性油脂变成亲水性化合物,从样品中分离出去。磺化法(有机氯农药残留物的测定):用浓硫酸解决样品,引进典型的磺酸基
12、极性官能团,除去干扰成分。皂化法:酯+ 碱酸或脂肪酸盐+ 醇。白酒中总酯和植物油的皂化价的测定。皂化价高-含游离脂肪酸量大。2. 沉析分离法: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,再通过滤或离心把沉淀和母液分开。如盐析法,有机溶剂沉析法,等电点沉析法。3.澄清与脱色:加入掩蔽剂(常用于金属元素的测定)、沉淀剂、脱色剂(6)浓缩法三、分析方法评价指标:精密度、准确度和灵敏度。常量分析: 试样质量大于0.1克;试液体积大于10毫升,待测成分含量大于1%半微量分析: 试样质量在0.010.1克之间;试液体积在1至10毫升之间。微量分析: 试样质量大于0.110毫克;试液体积
13、大于0.01至1毫升,待测成分含量0.011%。超微量分析: 试样质量小于0.1毫克;试液体积小于0.01毫升,待测成分含量小于0.01%注意:微量成分的分析不一定是微量分析,为了测定痕量成分有时取样公斤以上。 第三部分 食品的物理检查法一、相对密度法:通过测定物质的相对密度,从而求出物质浓度的方法。真比重:物质在t时的重量与同体积4水的重量之比。视比重:t时物质重量与同温度同体积水的重量之比。同温度:真比重=该物质密度视比重。测相对密度:密度瓶法、密度计法、比重天平法密度瓶法:装样液前用少量酒精和乙醚洗涤。样液置20水浴中浸0.5小时。装入蒸馏水煮沸30分钟并冷却到20以下。为什么不要有气泡
14、?气泡的存在使实同体积际质量减少,使测定结果偏低。为什么小于20?温度过高导致溶液升温膨胀,溢出瓶外损失,使密度下降,测定结果偏小。为什么放置10min?挥干瓶外的水分。为什么用养液洗涤?防止残留水分稀释样品溶液,导致密度下降。拿取已达恒温的密度瓶时,不得用手直接接触密度瓶球部,以防液体受热膨胀溢出。应带隔热手套取拿瓶须或工具夹取。密度计法:准确性差,需要样液量多,并且不合用于极易挥发的样品。温度对测量有影响。普通密度计:普通密度计是直接以20时的密度为刻度的,刻度小于1的称为轻表,用于测量比水轻的液体;大于1的称为重表,用来测量比水重的液体。锤度计:锤度计是专用于测定糖液浓度的密度计。它是以
15、蔗糖溶液的重量百分浓度为刻度的,以符号oBx表达。波美计:波美计是以波美度(以符号oBe表达)来表达液体浓度的大小。二、折光法:通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成拟定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法。食品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提式折光仪。影响测定的因素:光波长的影响物质的折射率因光的波长而异,波长较长折射率较小,波长较短折射率较大。温度的影响温度高,体积大,密度小,折射率小;温度低,体积小,密度大,折射率大。三、旋光法:旋光度当偏振光通过光学活性物质溶液时,偏振面旋转的角度叫作该物质的旋光度。(旋光度)=K(旋光系数)C(溶液浓度)L(液层厚度).比旋光度:在一定条件下,光
16、活物质的比旋光度是其特性常数。对于它的溶液,在一定温度和波长情况下,当溶液浓度为1g/mL,液层厚度为1dm,偏振面所转过的角度。 变旋光作用:某些具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖,果糖,乳糖,麦芽糖等),在溶解之后,其旋光度起初迅速变化,然后惭渐变得较缓慢,最后达成恒定值,这种现象称为变旋光作用。因素:两种异构体的比旋光度不同。解决:放置过夜、加热、加碱(氨水碳酸钠)。 第四部分 食品营养成分分析一(一)、水分的测定:掌握水分含量测定三种常见方法的原理、合用范围,理解操作过程。1.干燥法:常压干燥法(1) 原理 基于食品中的水分受热以后,产生的蒸汽压高于空气在电热干燥箱重中的分压,使食品中的
17、水分蒸发出来,同时,由于不断的加热和排走水蒸汽,而达成完全干燥的目的,食品干燥的速度取决于这个压差的大小。(2) 合用范围 本法以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量,故合用于在95105范围不含其他挥发成分极微且对热不稳定的各种食品。常用于玉米、小麦、大米、和高粱等谷物中水分测定。(3)操作固态样品:精确称取上述样品210 g(视样品性质和水分含量而定),置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量瓶中,移入95105常压烘箱中,开盖24小时后取出,加盖置干燥内冷却0.5小时后称重。再烘1小时左右,又冷却0.5小时后称重。反复此操作,直至前后两次质量差不超过2mg即算恒重。浓稠态样品:直接加热干燥,其
18、表面易结硬壳焦化,使内部水分蒸发受阻。故测定前需加入精制海砂(强酸强碱洗)或无水硫酸钠,搅拌均匀,以增大蒸发面积。液态样品:直接置于高温下加热,会因沸腾而导致样品损失,故需经低温浓缩后,再进行高温干燥。水分含量(%)=*100%,m1为干燥前样品于称量瓶质量;m2为干燥后样品与称量瓶质量;m 3为称量瓶质量。(4)注意事项在测定过程中,称量皿从烘箱中取出后,应迅速放入干燥器中进行冷却,否则,不易达成恒重。果糖含量较高的样品,如水果制品、蜜蜂等,在高温下(70)长时间加热,其果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。具有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品,长时间加热
19、则会发生羰氨反映析出水分而导致误差,宜用其他方法测定水分含量。不适合胶体、高脂肪、高糖样品及具有较多的高温易氧化、易挥发物质的样品。测得的水分事实上还应包含微量的芳香油、醇、有机酸等挥发性物质。减压干燥法(1) 原理运用在减压下水的沸点减少的原理,可在较低的温度下进行干燥以排除水分,将取样后的称量皿置于真空烘箱内,在选定的真空度于加热温度下干燥到恒重。干燥后样品所失去的质量即为水分含量。(2) 合用范围 合用于胶状样品和在100以上易热分解、变质或不易除去结合水的食品,如啤酒花、淀粉制品、豆制品、玉米糖、糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测定。由于采用较低的蒸发温度
20、,可防止含脂肪高的样品中的脂肪在高温下氧化;含糖高的样品在高温下脱水碳化;也可防止含高温易分解成份的样品在高温下分解。(3) 操作方法 准确称取25g样品于已烘干至恒重的称量皿中,放入真空烘箱内,按图所示流程连接好全套装置后,打开真空泵抽出烘箱内空气至所需压力4053.3KP(300400mmH g),并同时加热至所需温度(5060)。关闭真空泵上的活塞,停止抽气,使烘箱内保持一定的温度和压力,经一定期间后,打开活塞使空气经干燥瓶缓缓进入烘箱内,待压力恢复正常后,再打开烘箱取出称量皿,放入干燥器中冷却0.5小时后称量。并反复以上操作至恒重。(4)注意事项由于直读天平与被测量物之间的温度差会引起
21、明显的误差,故在操作中应力求被称量物与天平的温度相同后再称重,一般冷却时间在0.51小时内。2. 蒸馏法(1) 原理基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组分的沸点这一事实,将食品中的水分与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出,冷凝并收集溜液,由于密度不同,溜出液在接受管中分层,根据馏出液中水的体积,即可计算出样品中水分含量。一方面其沸点低于体系中各组分的沸点,另一方面减少易氧化成分与空气中的氧接触而氧化导致质量误差,从而保证样品中易挥发、易氧化的成分不影响测定结果。(2) 合用范围干燥法以样品质量减少为依据,而蒸馏法以接受到的水分量为准,避免了挥发性物的减少及脂肪氧化对水分测定的误差。此法测定过程在
22、密闭容器中进行,加热温度比直接干燥法低,故对易氧化、分解、热敏性以及具有大量挥发性组分的样品的测定准确度明显优于干燥法。合用于易氧化,含水分较多又有较多挥发形成分(醚类、芳香油、挥发酸、CO2等)的食品及香辛料等,用干燥法测定误差较大,适宜用蒸馏法。(3) 操作方法准确称取适量样品(估计含水量25ml),放入水分测定测定仪器的烧瓶中,加入新蒸馏的甲苯(或二甲苯)5075ml使样品浸没,连接冷凝管及接受管,从冷凝管顶端注入甲苯(或二甲苯),使之充满水分接受刻度管。加热慢慢蒸馏,使每秒钟约蒸馏出2滴馏出液,待大部分水分蒸馏出后,加速蒸馏使每秒约蒸出4滴馏出液,当水分所有蒸出后(接受管内的体积不再增
23、长时),从冷凝管顶端注入少许甲苯(或二甲苯)冲洗.如发现冷凝管壁或接受管上部附有水滴,可用附用小橡皮头的铜丝擦下,再蒸馏半晌直接接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止。读取接受管水层的容积。(4)注意事项样品如为粉状或者半流体,须将样品瓶底铺满海砂增长样品分散性,溶剂和样品充足接触,然后加入共沸剂蒸馏。 含糖分高的样品宜用油浴加热(控温精度高,受热均匀)。加热温度不宜太高,温度太高时冷凝管上端水汽难以所有回收。蒸馏时间一般为23小时,样品不同蒸馏时间各异。为了尽量避免接受管和冷凝管壁附着水滴,仪器必须洗涤干净。优缺陷。优点:热互换充足;受热后发生化学反映比干燥法少;设备简朴,管理方便。 缺陷:水与
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