食品分析检验基础知识讲解.docx

1、食品分析检验基础知识讲解食 品 分 析 与 检 验1. 绪论(2)2采样及样品的前处理（2）3食品一般成分分析(3)4蛋白质和氨基酸的测定（2）5脂肪的测定（1）6碳水化合物的测定（2）7维生素的测定（3）8食品中限量元素的测定（3）9.部分食品添加剂的测定（3）10.食品有机污染物的测定（3）11.食品部分卫生质量指标介绍（2）1、绪论1.1、食品分析概述 1.2、食品分析的基础知识 要求掌握（1）食品分析用水的生产方法；（2）食品分析常用试液配制方法；（3）误差及其表示方法、分析结果的数据处理。 1.1食品分析概述定义：研究、评定食品品质及其变化的科学1.1.1食品分析的内容：范围广（1）

2、食品营养成分分析（）食品中污染物质的分析生物性污染:霉菌毒素、细菌等的污染.化学性污染：农药； 重金属；包装材料中的有害物；其他化学物质:如加工过程中产生的3-4苯并芘等.物理性污染物（3）食品添加剂的分析（4）食品的感官鉴定 1.1.2 食品分析方法（1）化学分析法：是最基本、最重要的分析方法。（2）仪器分析法（3）微生物分析法（4）生物鉴定法1.2 食品分析的基础知识1.2.1化学试剂分级等级一级试剂（优级纯）二级试剂（分析纯）三级试剂（化学纯）四级试剂（实验试剂）表示符号，标签颜色绿色红色蓝色黄色应用范围纯度最高纯度略差一般的分析一般定性及化学制备一般的化学制备1.2.2 分析用水1.2

3、.2.1普通蒸馏水与重蒸水1.2.2.2去离子水1.2.2.3纯水1.2.2.4特殊用水12.3实验结果的常用表示单位根据试样的状态及被测物质的含量范围，检验结果表示单位：百分含量（%）：g/100g 或 g/100ml；毫克百分含量：mg/100g 或 mg/100ml；其他：mg/Kg；g/Kg数据要符合有效数字规则1.2.4 食品分析方法的评价精密度准确度灵敏度1.2.4.1精密度（1）误差的定义：测定结果和真值的差异（2）分类及表示 随机误差(偶然误差) 系统误差 过失误差(错误造成)(1)偶然误差：偶然因素引起的，不可测，非单向性。原因：仪器不稳定、环境温度、气压的波动等。减小该误差

4、方法:对同一样品多次重复测定取平均值。表示：精密度精密度的定义：在相同的条件下多次测定，每一次测定结果相互接近的程度。反映偶然误差的大小。评价分析方法、试剂和仪器给出结果的可重复程度 。精密度常用：（1）标准偏差(SD)，越小表示精密度越高。(用excel中的函数STDEV直接计算）（2）相对标准偏差（RSD）（2）变异系数CV，CV越小精密度越好。 方法：取6个平行样，在相同条件下重复测定，计算相对标准偏差。一般要求测定方法的相对标准偏差10%（ng级为50%）(2)系统误差：一定试验条件下，由固定因素引起、重复出现、大小可测的误差，单向性。原因：原理，方法，仪器，试剂，操作等。控制：仪器校

5、准， 改变方法， 作空白实验，作对照试验， 使用合格的试剂。1.2.4.2准确度定义：指测定值与真实值的符合程度，反映系统误差及偶然误差的综合性指标。决定了检验结果的可靠程度。用回收率来计算。方法：在未知样品中加入已知量的标准物质，同时测定未知样品和加标样品，计算回收率P。P=（1-0）/m 100% 式中 ： m 加入标准物质的量； 1加标样品的测定值； 0未知样品的测定值。含量在mg/kg时，收率在90110%含量在ug/kg回收率在80%120；繁琐的方法其回收率最低不能小于50%。注意事项：a）加标量应与样品中的含量接近。b）当含量低于检出限时，按检出限加标。c）加标量不得比试样中被测

6、物的含量大3倍。d）加标后的在测定值不能超过方法的线性范围的上限。 e）加入标准物的形态应尽量与样品一致。若不一致，会影响加标回收率的准确性。1.2.4.3准确度和精密度的关系：精密度是保证准确度的先决条件；精密度不好，准确度不高。精密度高不一定准确度高；两者的差别主要是由于系统误差的存在。1.2.4.4提高分析结果准确度与精密度的方法选择合适的分析方法正确选取样品量对各种试剂、仪器、器皿进行鉴定或校正增加测定次数 做空白试验做对照试验 做回收试验做标准曲线的回归1.2.5 标准曲线的回归是用直线回归方程表示两个变量间依存关系的统计分析方法。1.2.5.1直线回归方程的求法一般形式：Y=a+b

7、x，x为自变量，一般为能精确测定和控制的量；Y为因变量。连出的回归直线不应超过x的实测值范围1.2.5.2相关系数r，说明两个变量间相关关系的密切程度与相关方向，其值为1r1。其绝对值愈接近1，两个变量间的直线相关愈密切。（在excel上可直接求出）2采样及样品的前处理2.1采样2.2 样品的制备2.3 样品的预处理2.4样品的预处理要求掌握：（1）正确采集样品的方法。（2）样品的前处理方法及选择原则。 2.1采样抽取有代表性样品，供分析用。分析的试样能代表整批物料。2.1.1采样的一般方法：步骤：收集粗样 ( 原始试样 ) 混合缩分制成分析样（最终试样)（1）散粒状样品（如粮食、粉状食品）可

8、用双套回转取样管。2）较稠的半固体样品（如稀奶油）采样器，上、中、下层，混合缩减，平均样。（3）液体样品 采样前充分混合，虹吸法分层取样，每层各取500毫升左右，装入小口瓶中混匀。（4）小包装样品连包装一起采样。（5）鱼、肉、蔬菜等组成不均匀样品 视检验目的，可由被检物有代表性的各部位分别采样，打碎混合后成为平均样品。2.2 样品的制备2.2.1定义：对采取的样品进行分取、粉碎及混匀等过程。目的：保证样品均匀，任何部分都能代表全部样品的成分。2.2.2.制备方法：（1）液体、浆体或悬浮液：摇动和充分搅拌。（2）互不溶的液体：如油与水，分离后分别采取。（3）固体样品：切细、捣碎，反复研磨。常用工

9、具：绞肉机、磨粉机、研钵等。（4）果蔬：清除非可食部分；肉禽：预先清除骨头等非可食部分；鱼类加工品：将调味品等分出，清除除非可食部分后再捣碎。常用工具:高速组织捣碎机等。2.3 样品的预处理2.3.1预处理的目的：即要排除干扰因素，又要不使被测物质受到损失，而且应能使被测定物质达到浓缩，从而使测定能得到理想结果。样品的预处理是整个分析测定的重要步骤。232 测无机成分的前处理（有机物破坏法）2.3.2.1湿消解法（1）原理：加入强氧化剂（浓硫酸、浓硝酸、高氯酸等），使样品的有机物破坏，而被测物质呈离子态保存在溶液中。适用于大部分金属的测定。080226（2）消化酸系：HNO3-H2SO4消化:

10、适用于含Pb、As、Cu、Zn等样品分析。H2SO4-H2O2:适用于含Fe、含脂肪高的食品的破坏，如糕点、罐头、肉制品、乳制品等。H2SO4-HCLO4：适用于含Sn、Fe等食品中有机物的破坏。浓硫酸、浓硝酸、高氯酸在消化中的特点：（1）浓硫酸：氧化性较强，脱水性很强，可使有机物脱水碳化，沸点高（338），因此氧化性持久。但，形成的盐溶解性较差。（2）浓硝酸氧化性强，形成的盐溶解性好，因此适于大多数金属的测定。但，沸点较低（约122），因此氧化性持久性较差。（3）高氯酸与水形成共沸溶液，沸点（203），当其浓度超过60%，温度大于60，氧化性很强，几乎可以氧化所有的有机物，但，在高温下，遇到

11、还原性物质易发生爆炸。比较：氧化性：高氯酸浓硝酸浓硫酸氧化持久性：浓硫酸高氯酸浓硝酸2.3.2.2干法灰化样品经高温（550）加热，有机成分破坏。如果待测元素及其化合物在550以上才挥发，则样品可在马弗炉中用高温干灰化法消化。为了避免测定物质的散失，加入少量固定剂（碱性或酸性物质）。如某些金属离子的氯化物在灰化时容易散失，加入硫酸使金属离子转变为稳定的硫酸盐。可同时处理大量样品，适用于待测物含量较高的样品。含挥发性待测元素(如汞、砷、硒等)的样品，需加人氧化剂作为灰化助剂，以加速有机质的灰化并防止待测元素的挥发。常用的灰化助剂有H2SO4、HNO3、氧化镁和硝酸镁。炉壁在高温下对待测元素存在吸

12、附作用，因此该法不适用于痕量和超痕量金属元素的准确测定。 低温干灰化法，即在温度低于150、压力小于133.322Pa的条件下借助射频激发的低压氧气流对样品进行氧化分解。当样品中含有Hg、As和Se等挥发性元素以及Cr时， 灰化装置需带有冷阱以防止这些元素在消解过程中损失。缺点是装置较贵，由于氧气流只作用于样品表面，样品灰化需较长时间。2.3.3测有机成分的前处理（1）蒸镏法：利用液体混合物中各组分挥发度的不同分离为纯组分。（2）溶剂提取法利用混合物中各物质溶解度的不同，将混合物组分完全或部分的分离，此过程也叫萃取。提取方法：a:溶剂分层法b:浸泡法c:盐析法（3）磺化法和皂化法：是处理油脂或

13、含脂肪样品时经常使用的方法。（4）色层分离法（层析法） ：分离效果好，而且分离过程也是鉴定过程。亲和层析法、凝胶层析法、吸附层析法（柱层析法）是净化抽提液中杂质的最通用的方法。样品的浓缩（3）磺化法和皂化法：是处理油脂或含脂肪样品时经常使用的方法。（4）色层分离法（层析法） ：分离效果好，而且分离过程也是鉴定过程。亲和层析法、凝胶层析法、吸附层析法（柱层析法）是净化抽提液中杂质的最通用的方法。样品的浓缩2.4 样品的保存原则：净，密，冷，快在低温下干燥，食品的化学、物理结构变化极小，食品成分的损失较少，可用于肉、鱼、蛋和蔬菜类样品的保存，保存时间可达数月或更长。3食品一般成分分析(学生讲)3.

14、1水分测定3.2灰分的测定3.3 酸度的测定要求掌握：（1）干燥法测水分（2）总灰分的测定原理和方法（3）总酸的测定方法。31水分测定重要项目。3.1.1水分测定的意义保持食品良好的感官性状；保证食品具有一定的保存期；计算生产中的物料平衡；实行工艺监督。各种食品的水分含量差别很大：鲜果：69.7%-92.5% 鲜菜：79.7%-97.1%鲜蛋：67.3%-74.0% 鲜瘦肉：52.6%-77.4% 面粉：12%-14%饼干：2.5%-4.5% 乳粉（全）3.0%-5.0%面包一般：32%-42%食品中水分主要存在形式：(1)自由水，游离水。主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性。容易蒸发。(2

15、)结合水，如食盐、砂糖、氨基酸或植物胶中的水。一部分容易除去，一部分不容易除去。（3）化学结合水，如葡萄糖、麦芽糖、乳糖的结晶水或果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。很难用蒸发（灰化可除去）。3.1.2测定方法热干燥法 常压干燥法；（广泛应用） 真空干燥法；（样品加热要分解 可采用） 红外线干燥法； 真空器干燥法； （干燥剂法） 蒸馏法 卡尔费休 水分活度AW的测定3.1.2.1常压干燥法原理:100，加热所失去的物质。实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。对食品而言，干燥法必须符合：（1）水分是唯一挥发成分，即在加热时只有水分挥发。 水分挥发要完全。如果样品中的水分以结合水为

16、主，不能除掉，将影响结果。 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计，不然将影响结果。高糖、高脂肪食品不适用此法。对热不稳定的食品可采用70105；对热稳定的食品采用120135。 注意事项：（1）油脂或高脂肪样品，由于脂肪氧化，因此后一次重量反而增加，应以前一次重量计算。（2）对于易焦化和容易分解的食品，可以选用比较低的温度或缩短干燥时间。（3）对于液体与半固体样品，要在称量皿中加入海砂，使样品疏松，扩大蒸发的面。否则，样品表面形成一层膜，水分不易出来；易沸腾的液体飞沫，使重量损失。3.1.2.2 减压干燥法原理：在一定的温度及压力下，样品中减少的量。适用范围：在100105下易分

17、解、变质或不易除去结合水的食品。如糖浆、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。3.1.2.3蒸馏法原理：加入与水互不混溶的试剂于样品中，加热，使水分与溶剂共同蒸出，冷却，由水分的体积而得到样品的水分含量。溶剂苯甲苯二甲苯CCl4密度0.880.860.861.59沸点808014076.8 常用的有机溶剂选择依据：（1）对热不稳定的食品，可采用苯、甲苯等溶剂。由于二甲苯的沸点高，一般不采用。（2）对于一些含有糖分可分解释放出水分的样品，如脱水洋葱和脱水大蒜，可采用苯。指 标 总固形物/（g/100g） 固体 80 半固体 60 3.2 食品灰分的测定灰分的定义：食品经高

18、温（ 500600 ）灼烧后所残留的物质，代表样本中无机盐或矿物质的含量。灼烧装置：灰化炉（马福炉）食品在500600灼烧发生的变化：（1）水分及挥发性物质以气态放出；（2）有机物中的C.H.N生成CO2.NO2.H2O等而散失；（3）有机酸的金属盐转变为碳酸盐或金属氧化物；（4）有些组分转变为氧化物、磷酸盐、硫酸盐或卤化物；（5）有的金属直接挥发散失或生成容易挥发的金属化合物。食品灰分含量：牛乳0.60.7% 乳粉55.7% 鲜果0.21.2% 蔬 菜0.21.2% 小麦胚乳0.5% 鲜肉0.51.2% 纯油脂 无灰分测定的意义：（1）如果原料中有杂质或加工过程中混入了一些泥沙，则测定灰分可

19、偏高。（2）判断食品是否掺假（3）评价营养的参考指标（可通过测各种元素） 3.2.1总灰分测定通常所说灰分就是总灰分，包括水溶性灰分；水不溶性灰分；酸溶性灰分；酸不溶性灰分。食品的灰分与食品中原来存在的无机成分在数量和组成上并不完全相同。 3.2.1.1测定原理一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，使有机物被氧化分解，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物的形式残留，即为灰分。称量残留物的重量即可计算出样品中总灰分的含量。不能直接烘干需进行预处理的样品：（1）液体样品：水浴蒸干，否则样品沸腾、飞溅，损失，影响结果。（2）含水分多的样品如果蔬，应在烘箱内干燥后再放入高温炉

20、。 （3）富含脂肪的样品，小火炭化。（4）富含糖、蛋白质、淀粉的样品，加几滴纯植物油，防止起泡。灰化的温度因样品不同而有差异：果蔬、肉、糖类食品的灰化温度不高于525；谷物、乳制品（除奶油外）、鱼、海产品、酒类食品的灰化温度不高于550加速灰化的方法（1）改变操作方法 初步灼烧后，加入少量水，研碎，使水溶性盐类溶解，蒸去水分后继续灼烧。（2）添加硝酸、乙醇、碳酸铵、过氧化氢，它们灼烧后完全挥发，加入少量可加速灰化。（3）添加氧化镁、碳酸钙等惰性不熔物质，起机械性作用，与灰分混杂，使碳微粒不受覆盖，加速灰化。3.2.2 水溶性灰分与水不溶性灰分的测定总灰分+水加热，用无灰滤纸过滤 残渣用水洗 可

21、溶性灰分全部通过滤纸不溶物质连同滤纸一起放回坩埚中灰化称重 得到水不溶性灰分。包括：泥沙，Fe、AL等金属氧化物和碱土金属的碱式磷酸盐。水溶性灰分%=总灰分%-水不溶性灰分% 3.2.3酸不溶性灰分和酸溶性灰分的测定 总灰分+25mlHCL(10%)微沸过滤残渣用热水洗至无氯离子为止坩埚（残留物+滤纸）干燥灼烧 冷却 称重酸不溶性灰分的量。酸溶性灰分%=总灰分%-酸不溶性灰分%3.3食品酸度的测定 有机酸酸 无机酸 酸式盐3.3.1酸在食品中的作用（1）显味剂 影响风味，如有机酸的水果香味。（2）保持食品颜色稳定 通过影响食品pH值，影响食品颜色的稳定性有影响。（3）防腐作用 酸度测定的意义：

22、（1）判断果蔬的成熟程度 酸的含量因成熟度、生长条件而异，一般成熟度越高，酸的含量越低。（2）判断食品的新鲜程度3.3.2酸度的分类：（1）总酸度：食品中所有酸性物质的总量，包括已离解的和未离解的酸浓度，采用标准碱液滴定，并以样品中主要代表酸的百分含量表示。（2）有效酸度：指样品中呈离子状态的氢离子的浓度，用pH计测定，用pH值表示。味觉中的酸度取决于离子状态的酸。（3）挥发性酸度：指食品中易挥发的有机酸，如乙酸、甲酸等，可用直接或间接法进行测定。 3.3.1总酸度的测定原理：以酚酞作指示剂，用标准碱液滴定至微红色30s不褪色为终点（ pH=8.2）。由消耗标准碱液的量求出样品中酸的百分含量。

23、适用范围：各类色浅的食品。注意事项（1）若样品有色，可脱色或用电位滴定法，也可加大稀释比，按100ml样液加0.3ml酚酞测定。（2）以样品中含量最多的那种酸表示总酸度。如葡萄及其制品，用酒石酸。有些食品如牛奶、面包等，也可用中和100g（ml）样品所需0.1mol/L（乳品）或1mol/L（面包）NaOH溶液的ml数表示（0T）。新鲜牛奶的酸度为16-180T;面包酸度为3-9 0T。3.3.2挥发性酸的测定包括直接法和间接法。直接法：直接用标准NaOH滴定由水蒸气蒸馏而得到的挥发酸。间接法：将挥发酸蒸发除去后，滴定不挥发残液的酸度，最后由总酸度减去此残液酸度即得挥发酸的含量。3.3.3 有

24、效酸度的测定pH的测定4蛋白质和氨基酸的测定41蛋白质的快速测定4.2 凯氏定氮法4.3 氨基酸总量的测定掌握：凯氏定氮法测蛋白质的原理和方法 41蛋白质的快速测定4.1.1双缩脲比色法（1）原理：Cu2+与蛋白质的肽键（-CO-NH-）络合，形成紫红色，颜色深浅与蛋白质的浓度成正比（最大吸收波长540nm）。常用于含010g/L的蛋白质溶液的测定。本法灵敏度低，但操作简单快速，适用于豆类、油料、米、谷等作物种子及肉类蛋白的测定。反应式：4.1.2 Lowry法（福林-酚比色法）是双缩脲法的进一步发展。原理：Cu+与蛋白质在碱性溶液中形成络合物，该络合物还原福林-酚试剂（磷钼磷-磷钨酸试剂），

25、得到深蓝色物质（750nm），其色的深浅与蛋白质含量成正比。灵敏，可用于测定20mg/L400mg/L的蛋白质溶液。注意：福林试剂只在酸性pH才稳定，而上述还原反应只有在pH10时才发生。因此福林试剂加入时，必须立刻搅动，使福林试剂在未被破坏前能有效地被Cu2+-蛋白质络合物所还原。牛血清蛋白作标准。42 凯氏定氮法（测粗蛋白）4.2.1原理：蛋白质是含氮的有机物，与硫酸和催化剂一同加热消化，蛋白质分解成氨，与硫酸结合成硫酸铵，然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收，再以盐酸标准溶液滴定。根据酸的消耗量乘以换算系数即为蛋白质含量。但得到的蛋白质含量实际上包括核酸、生物碱、含氮类脂、叶啉和含氮色素等非

26、蛋白质氮化合物，故称为粗蛋白。 4.2.2样品消化 消化方程式: 2NH2（CH2）2COOH + 13H2SO4 生成 (NH4)2SO4 + 6CO2 + 12SO2+16H2O 有机物 脱水炭化 C、H、N 氧化 CO2 、SO2催化剂作用：（1）硫酸钾 纯硫酸沸点340左右； 加硫酸钾，与硫酸作用生成硫酸氢钾，可将反应温度提高至400以上，加快有机物分解。 硫酸钾加入量不能太大，否则温度过高。也可加入硫酸钠、氯化钾等盐类来提高沸点，但效果不如硫酸钾（2）硫酸铜：催化剂和指示终点。作用机理：催化剂:氧化汞、汞、硒粉、二氧化钛等。硫酸铜应用最广泛。加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂,以

27、加速有机物氧化。4.2.3蒸馏 消化完全的样品液在氢氧化钠作用下呈碱性，加热蒸馏，即可释放出氨气。4.2.4吸收与滴定吸收：蒸出的氨用硼酸溶液吸收。硼酸呈微弱酸性，有吸收氨的作用，但不影响酸滴定时指示剂的变色。也可采用硫酸或盐酸标准溶液作吸收剂，再用氢氧化钠标准溶液反滴定吸收液中剩余的酸，从而计算总氮量。）滴定：盐酸标准溶液。（常用）（3）计算X （%） = （V1 V2）C0.014F 100/m式中：V1样品消耗盐酸标准液的体积，mL; V2空白消耗盐酸标准液的体积，mL; C盐酸标准溶液的浓度,mol/L； 0.014氮的摩尔质量； m样品的质量（或体积），g(或mL); F氮换算为蛋白

28、质的系数。一般按 16%，计算乘以6.25即为蛋白质。F氮换算为蛋白质的系数:蛋6.25，肉6.25，牛乳6.38，稻米5.95，大麦5.83，玉米6.25，小麦5.83，麸皮6.31，面粉5.70。如果手册上查不到的样品，则可用6.25作换算系数。自动定氮法原理：与上面一样；仪器：自动定氮仪，有自动加碱蒸馏装置，自动吸收和滴定装置以及自动数字显示装置。4.3氨基酸总量的测定氨基酸含量可以评价蛋白质水解的程度和食品的营养价值。氨基酸分析仪可直接测定出17种氨基酸。有时需要测定总的氨基酸含量。但它们不能以氨基酸百分率来表示，只能以氨基酸中所含的氮（氨基酸态氮）的百分率表示。双指示剂甲醛滴定法 -氨基酸态氮4.3.1 原理：氨基酸为两性电解质，在近中性的水溶液中，解离为双极离子；当加入甲醛溶液后，与- NH2定量反应，碱性消失，放出酸性的-COOH基，用标准碱液滴定。根据碱液的消耗量，间接计算出氨基酸总量。4.3.2说明及注意事项：（1