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分析备考

Release time:2019-06-21 09:28:19 Author:小键键 Reading volume:145
1、分析的任务和内容:
内容:食品安全性检测;食品中营养组分的检测;食品品质分析或感官检验;转基因食品分析;食品掺伪分析:食品掺伪是食品参杂、参假和伪造的总称
任务:运用生理、物理、化学、生物(化学)等基础科学理论,辅以现代的技术手段,对食品生产的原料、辅料、助剂、半成品、成品以及包装物等与食品生产过程相关联物质及环境进行检测和评估。

2、常用食品分析方法:

1、物理方法 比重法、折光法、旋光法、
2、化学分析法 凯氏定氮法、茚三酮法、碘量法、硫酸-苯酚法等;
3、仪器分析法 气相色谱、高压液相色谱、原子吸收分光光度、氨基酸自动分析仪、荧光分光光度仪;

4、微生物分析法 广泛应用于维生素、抗生素残留量、激素等成分分析;
5、酶联分析法 利用酶的反应进行物质定性、定量的方法。
3、食品分析的现状以及发展趋势:
发展趋势:①食品分析与其他学科之间的相互渗透日益深入,电子技术与电子计算机在食品分析中应用日益普遍。②各种新技术例如激光技术、微波技术、液晶元件、脉冲技术、超导磁、超低温、膜理论等在食品分析中的应用日益广泛。③各种分析方法的联用比如色谱---质谱、色谱---原子吸收、色谱---红外吸收、色谱---热差分析等。从进样、分离、测定、数据处理全盘自动化。④食品分析与食品科学及工程的结合更为密切,成为不可缺少的工具。从食品原料贮藏、综合利用至加工过程中色香味的影响以及成品的包装、运输、质量评价等各个环节都取决于定性及定量化。
4、国内外标准:我国的法定分析方法有中华人民共和国国家标准、行业标准和地方标准的等,其中国家标准为仲裁法。对于国际间的贸易,采用国际标准则具有更有效的普遍性。

5、分析一般步骤:

样品的(选择)采集代表性均匀性随机性、样品的制备、样品的预处理、分析操作、分析数据处理、结果报告。

6、样品的前处理

即根据被测物质和杂质间性质上的差异,使用不同的分离方法,将被测物质同有干扰的杂质进行分离,然后再进行以后的测定。

目的:除去样品中的干扰物;浓缩痕量的被测组分;缩减样品的重量与体积, 便于运输与保存;通过衍生化与其它反应使被测物转化为检测灵敏度更高的物质或与样品中干扰组分能分离的物质, 提高方法的灵敏度与选择性;保护分析仪器及测试系统, 以免影响仪器的性能与使用寿命。 
原则:最大限度消除干扰组分;被测组分的回收率高;操作简便;成本低廉;不用或少用对环境及人体有影响的试剂(卤代烃) ;应用范围广;适用于野外或现场操作
方法:

挥发法: 如氰化物酸性溶液中生成氰化氢气体,脂溶性物质浓缩;沉淀法蒸馏法常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、扫集共蒸馏、共沸蒸馏、 萃取精馏 、精馏:粮食类、酒类中氰化物 的测定,凯氏定氮;吸附法:色素;透析法:食品中的糖精 ;提取法 ;有机质破坏法;微波萃取技术超临界流体萃取技术;固相萃取技术;固相微萃取技术 

7、有机质破坏法 

有机质长时间高温处理,常常伴随与若干强氧化剂作用,使有机质的分子结构彻底破坏。其中所含的碳、氢、氧元素生成二氧化碳和水逸出,有机金属化合物中的金属部分生成了简单的无机金属离子化合物。应用于检验食品中微量金属离子及非金属离子,如硫、氮、氯、磷等。

优点:应用于检测食品中的微量金属,也可用于检测食品中的非金属元素,如氯、磷等。方法简便,使用试剂越少越好;耗时短,有机物破坏的越彻底越好;被测元素不受损失;破坏后溶液容易处理,不影响以后的测定步骤。

1)干法灰化法:样品在坩埚中,先小心炭化,然后再高温灼烧(500~600°C),机物被灼烧分解,最后只剩下无机物(无机灰分)的方法。

促进灰化:向样品中加入硝酸,过氧化氢等灰化助剂,可添加氧化镁、碳酸盐、硝酸盐等助剂,(使炭粒不被覆盖

优点:有机物破坏彻底,操作简便,使用试剂少,适用于除砷、汞、铅以外的金属元素的测定,因为由于灼烧温度较高,这几种金属容易在高温下挥发损失。

2)湿法消化法:在强酸、强氧化剂或强碱并加热的条件下,有机物被分解,其中的C、H、O等元素以CO2、H2O形式挥发逸出,无机盐和金属离子则留在溶液中。

常用的酸解体系硝酸—硫酸,硝酸—高氯酸,氢氟酸,过氧化氢等;碱解:苛性钠溶液。消解:坩埚、高压消解罐。特点:加热温度较干法低,减少了金属挥发逸散的损失。但在消化过程中,产生大量有毒气体,需在通风柜中进行。在消化初期,产生大量泡沫易冲出瓶颈,造成损失,故需操作人员随时照管,操作中还应控制火力注意防爆。湿法消化耗用试剂较多,在做样品消化的同时,必须做空白试验。

优缺点:①干法灰化时间长,常需过夜完成;但无须工作者经常看管。由于试剂用量少,产品的空白值较少,但对挥发性物质的损失较湿法消化为大。

8、微波萃取技术

使用适合的溶剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的技术和方法。

机理:高频电磁波使植物细胞内部维管束和腺细胞吸收微波能,温度迅速上升,细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力,细胞破裂,细胞内有效成分自由流出 。微波所产生的电磁场,加速被萃取部分成分向萃取溶剂界面扩散速率 

特点:质量稳定,可有效地保护食品、药品中的有效成分, 产品质量好;对萃取物具有高选择性,产率高;萃取快,省时(可节省50%~ 90% 的时间);溶剂用量少(可较常规方法少50%~ 90%),无污染, 属于绿色工程;后处理方便;生产线组成简单, 节省投资;低耗能。 

与传统热萃取的区别:传统热萃取是以热传导、热辐射等方式由外向里进行,称外加热;
微波萃取是通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热,称内加热;与外加热方式相比,内加热具有加热速度快、受热体系温度均匀等特点。

应用:微波萃取在中药有效成分提取中的应用 ;微波萃取在农药残留中的应用 ;微波萃取在有机污染物中的应用;其他应用,如蘑菇、土壤、自然污染和人为污染的谷物等中的真菌毒素、脂肪酸和霉变物中有害物质的萃取分离 。

9、样品的采集、制备
1、固体样品——四分法:将原始样品充分混合均匀后堆集在清洁的玻璃上,压平成厚度在3厘米以下的正方形并划成对角线,将样品分成四份,取对角的两份,再如上混合,分为四份,取两对角的两份,这样重复操作直至取得所需数量为止,此即为平均样品。或把样品做成圆形进行混合、四分,取得平均样品。
2)液体、浆体或悬浮液体: 摇匀,充分搅拌。
3互不相容的液体(如油与水的混合物):先分离,再分别取样。
4)固体样品:切细、粉碎、捣碎、研磨等。
5)罐头: 除核、去骨、去调味品、捣碎。
10、样品的保存
制备好的样品应放在密封洁净的容器内,置于阴暗处保存。有些易腐败的样品放置在0-5摄氏度的冰箱里,但是保存时间不宜过长,有些维生素等容易发生光解,必须在避光下保存。特殊情况下,可以加入适量不影响分析结果的防腐剂,或将样品冷冻干燥后保存。此外,食品样品保存环境要清洁干燥,存放的样品要按日期、批号、编号摆放,以便查找。
11、误差与数据处理
空白试验:不加样品的情况下,用测定样品相同的方法、步骤进行定量分析,把所得结果作为空白值,从样品的分析结果中扣除
平行实同一批号(炉号等)取两个以上相同的样品,以完全一致的条件(包括温度、湿度、仪器、试剂,以及试验人)进行试验,看其结果的一致性,两样品间的误差是有国标或其他标准要求的。 其优点是防止偶然误差的产生。
回收实验是“对照试验”的一种。当所分析的试样组分复杂,不完全清楚时,向试样中加入已知量的被测组分,然后进行测定,检查被加入的组分能否定量回收,以判断分析过程是否存在系统误差的方法。所得结果常用百分数表示,称为“百分回收率”,简称“回收率”。
误差:测量值与真实值之间的差距称为误差。
精密度一定条件下对被测物多次测定的结果与平均值偏离的程度。常用标准偏差表示。
重复性由同一操作人员,在同一实验室内,使用同一仪器,并在短期内,对相同试样所作多个单次测试结果,在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值。 
重现性在不同实验室由不同分析人员测定结果之间的精密度
平行性同一实验室,分析人员、分析方法均相同,对同一样品进行的多个平行样品之间的相对标准偏差(分析方法评价)
准确度用特定的分析程序所获得的分析结果(单次测定值或重复测定的均值)与真实值间的符合程度。通常用测量标准物质或作回收率实验来评价。
灵敏度该方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的响应量变化的程度。
检测限指某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测待测物质的最小浓度或最小量。
12、不同分析方法的比较——t 检验和 F 检验
t检验法用以比较一个平值与标准值之间或两个平均值之间是否存在显著性差异,
F检验法通过计算两组数据的方差之比来检验两组数据是否存在显著差异

13、食品分析步骤:样品的(选择)采集(备份) 样品的制备 样品的预处理 分析操作(成分分析)  分析数据处理 分析报告的撰写食品分析检验步骤:首先要了解食品分析的目的是什么,定性分析,还是定量分析。

14、食品分析测定目的根据人体对营养的要求,进行食品的合理搭配,以获得较全面的营养; 
在食品工业生产中,通过对食品的主要营养成分及其含量的分析检测,可以保证生产质量优良的产品; 
在流通领域中,对食品质量进行监督和管理,维护消费者的合法权益 。

15、相对密度

物质的密度与参考物质的密度在对两种物质所规定的条件下之比。
在实用中也可用20℃时,样品的质量与同体积纯水质量的比值。
也可以用20℃时,样品的质量与同体积4℃水的质量的比值。

16、黏度


17、食品中水分的测定

关系到食品组织形态、质量、包装运输、储藏稳定性,且符合相关法规。

1)直接干燥法

本法设备操作简单,但时间长。对胶体、高脂肪、高糖食品以及高温易氧化、易挥发的食品不适宜。用该法测定的水分还包括微量的芳香油、醇、有机酸等挥发性物质。
加入经酸处理的海沙,可增大受热与蒸发面积,防止食品结块,加速水分蒸发,缩短分析时间。水分蒸净与否,无直观指标,只能靠恒重来观察。恒重是指两次称重的重量差不超过2mg。温度95~105 ℃;对含还原糖较多的食品应先(50~60℃)干燥然后再105℃加热。

对热稳定的谷物可用120~130 ℃干燥。
2、减压干燥法

原理:食品中的水分指在一定的温度及压力的情况下失去水分等物质的总量。适用于在100~105℃易分解、变质或不易除去结合水的食品,如味精、麦乳精或含糖食品。

压力:40~53kPa,温度:50~60℃。

3、蒸馏法

原理:用与水互不相溶的高沸点溶剂(甲苯或二甲苯)与样品中的水分共沸蒸馏共同蒸出,收集馏出液于接收管内,根据体积计算含量。

4、红外线干燥法(水分快速测定方法,常用于科研中)
以红外线灯管作为热源,利用红外线的辐射热加热试样,高效快速地使水分蒸发,根据干燥前后失量即可求出样品水分含量。
 该法是一种水分快速测定方法,但精密度较差,一般需10~30min 。

5)卡尔•费休溶剂:

1mL卡尔费休试剂(KFR)相当于3.5mg 水。

误差主要来源:水分萃取不完全;空气湿度;玻璃器皿干燥;食品组分的干扰
① 抗坏血酸被KFR试剂氧化,水分含量测定偏高;② 羰基化合物与甲醇缩醛反应产生水,结果偏高;③ 不饱和脂肪酸与碘加成反应,结果偏高
其他方法
1、化学干燥法:一般室温下进行,需要较长的时间;将某种对水蒸气具有强烈吸附作用的化学药品与含有水分的样品置于干燥器中,通过等温扩散和吸附达到干燥恒重。
常用干燥剂有浓硫酸、固体氢氧化钠、硅胶、活性氧化铝、无水氧化铝、无水氯化钙;
适用于热不稳定以及含有易挥发组分的样品,如茶叶、香料等;
2、气相色谱法:样品和极性溶剂提取处理,抽取水分,进样,根据峰面积计算。灵敏度高,样品用量少,测定操作快速
3、微波法:微波通过含水样品,因水分引起的能量损耗远远大于干物质所引起的损耗。所以测定微波能量的损耗求出样品含水量。测定结果需校正,主要用于工业上的生产控制
4、红外吸收光谱法:水分在近红外、中红外、远红外区有吸收,根据水分对某一波长的吸收强度于样品中水分含量有一定的关系,进行测定。结果准确、快速、简便,应用于谷物、咖啡、可可、肉制品等中的水分测定;
5、声波和超声波法、直流和交流电导率法、介电容量法、核磁共振法(利用核磁共振波的表现计算食品中的水分。可计算出结合态水和游离水)、中子法等 
6、折光仪-阿贝(Abe)折光仪或其他折光仪。在20摄氏度用折光计测量待测样液的折光率,并用折光率与可溶性固形物含量的换算表查锝或折光计上直接读出可溶性固形物含量。

18、酸度的测定

总酸度(可滴定酸度):是指食品中所有酸性成分的总量;
有效酸度:是指被测溶液中H+的浓度;
挥发酸:是指食品中易挥发的有机酸(含低碳链的直链脂肪酸);电位法、比色法、化学法
牛乳总酸度:表观酸度+真实酸度
1.外表酸度:又称固有酸度,是指刚挤出的新鲜牛乳本身所具有的酸度,(0.15-0.18%)主要来源于鲜牛乳中酪蛋白、白蛋白、柠檬酸盐、磷酸盐等酸性成分。
2.真实酸度:又叫发酵酸度,牛乳放置过程中,在乳酸菌作用下乳糖发酵产生而升高的酸度。

意义:有机酸影响食品的色、香、味及其稳定性;食品中有机酸的种类和含量是判断其质量好坏的一个重要指标;糖酸比与水果蔬菜成熟度、风味的关系。
19、灰分
食品经高温灼烧或完全氧化后,有机成分挥发逸散,而无机成分(主要是无机盐和氧化物)则残留下来,残留物(主要是食品中的矿物盐或无机盐类)。 
水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类的含量。
水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。
酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量。 
炭化的作用:
1、防止在高温灼烧时,水分急剧挥发,而使样品散失;
2、防止糖类、蛋白质等物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚;
3、直接灰化,碳粒易被包住,灰化不完全。
加速灰化的方法:
1、炭化后,加入少量去离子水或硝酸、双氧水等;
2、加入助灰化剂(醋酸镁、硝酸镁、碳酸钙、氧化镁等)。

1、测定P的灰化
      灰化中加入Mg(NO3)2或MgCl2保留P,盐酸溶解;
2、测定S的灰化
      灰化中加入Mg(NO3)2保留S,盐酸溶解;
3、测定Cl的灰化
      灰化中加入Na2CO3保留Cl,硝酸溶解。

20、油脂的测定

意义:可以评价食品的品质,衡量食品的营养价值,而且对实行工艺监督,生产过程的质量管理,研究食品的储藏方式是否恰当等方面都有重要的意义。

一、索氏提取法(粗脂肪的含量)
(1) 样品处理
 ① 固体样品:精密称取干燥并研细的样品2-5g (可取测定水分后的样品),必要时拌以海砂,无损地移入滤纸简内。
 ② 半固体或液体样品:称取5.0-10.0g于蒸发皿中,加入海砂约20g,于沸水浴上蒸于后,再95-105℃烘干、研细,移入滤纸简内,蒸发皿及粘附有样品的玻璃棒都用沾有乙醚的脱脂棉接净,将棉花一同放进滤纸简内。
(2) 抽提
   将滤纸简放入索氏抽提器内,连接已干燥至恒重的脂肪接受瓶,由冷凝管上端加入无水乙醚或石油醚.加量为接受瓶的2/3体积,于水浴上(夏天65℃,冬天80℃左右)加热使乙醚或石油醚不断的回流提取,一般视含油量高低提取6-12小时,至抽提完全为止。
(3)  回收溶剂、烘干、称重
       取下接受瓶,回收乙醚或石油醚,待接受瓶内乙醚剩1-2m1时,在水浴上蒸干,再于100-105℃干燥2小时,取出放干燥器内冷却30分钟,称重,并重复操作至恒重。
注意事项:① 样品应干燥后研细,装样品的滤纸简要严密,也但不要包得太紧影响溶剂渗透。放入滤纸简时高度不要超过回流弯管,否则超过弯管的样品中的脂肪不能提尽,造成误差。
② 对含多量糖及糊精的样品,要先以冷水使糖及糊精溶解,经过滤除去,将残渣连同滤纸一起烘干,再一起放入抽提管中。
   抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物,挥发残渣含量低。因水和醇可导致水溶性物质溶解,如水溶性盐类、糖类等,使得测定结果偏高。过氧化韧会导致脂肪氧化.在烘干时也有引起爆炸的危险。
③ 过氧化物的检查方法:取6m1乙醚,加2m110%碘化钾溶液,用力振摇.放置1分钟后,若出现黄色,则证明有过氧化物存在。应另选乙醚或处理后再用。
④ 提取时水浴温度不可过高,以每分钟从冷凝管滴下80滴左右,每小时回流6-12次为宜,提取过程应注意防火。
⑤ 在抽提时,冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管,这样,可防止空气户水分进入.也可避免乙醚挥发在空气户,如无此装置可寒·团干燥的脱脂棉球。
⑥ 抽提是否完全,可凭经验,也可用滤纸或毛玻璃检查,由抽提管下口滴下的乙醚滴在滤纸或毛玻璃上,挥发后不留下油迹表明已抽提完全,若留下油痕说明抽提不完全。
⑦ 在挥发乙醚或石油醚时,切忌用直接火加热,应该用电热套,电水浴等。烘前驱除全部残余的乙醚,因乙醚稍有残留,放入烘箱时,有发生爆炸的危险。
⑧ 反复加热会引起脂类氧化而增重。重量增加时,以增重前的重量作为恒重。
二、酸水解(适用于各种食品,不适用含糖量高的食品。)
原理:样品与盐酸溶液一同加热进行水解,使结合或包藏在组织里的脂肪游离出来,再用乙醚或石油醚提取脂肪,蒸发回收溶剂,干燥后称量,提取物的质量即为脂肪含量(游离及结合脂肪的总量)。
适用于各类食品中脂肪的分析检测,特别是混合食品及容易吸湿、结块、不易烘干的食品,不能采用索氏提取法时,用此法效果较好。  
操作方法
1水解
    称取一定量样品于试管中,加入10ml盐酸,混匀。将试管放入70-80℃水浴中,每5-10分钟用玻璃棒搅拌一次,至样品脂肪游离消化完全为止,约需40-50分钟。
(2)提取
    取出试管,加入10ml乙醇,混合,冷却后将混合物移入100ml具塞量筒中,用25mL乙醚分次洗试管,一并倒入量筒中,待乙醚全部倒入量筒后,加塞振摇1分钟,小心开塞放出气体,再塞好,静置12分钟,小心开塞,用石油醚一乙醚等量混合液冲洗塞及筒口附着的脂肪。静置10-20分钟,待上部液体清晰,吸出上清液于已恒重的锥形瓶内,再加5ml乙醚于具塞量筒内,振摇,静置后,仍将上层乙醚吸出,放入原锥形瓶内。
(3) 回收溶剂、烘干、称重
    将锥形瓶于水浴上蒸干后,置100 -105℃烘箱中干燥2小时,取出放入干燥器内冷却30分钟后称量,并重复以上操作至恒重。

说明及注意事项
样品须充分磨细,液体样品需充分混匀;水解时应防止大量水分损失,使酸浓度升高。
水解后加入乙醇可使蛋白质沉淀,降低表面张力,促进脂肪球聚合,同时溶解一些糖类、有机酸等,同时需加入石油醚,降低乙醇在醚中的溶解度,使乙醇溶解物残留在水层,并使分层清晰;挥干溶剂后,残留物中若有黑色焦油状杂质,可用等量的乙醚及石油醚溶解后过滤,再次进行挥干溶剂的操作。 
三、罗紫-哥特里法(碱性乙醚提取法)
原理
    利用氨—乙醇溶液破坏乳的胶体性状及脂肪球膜使非脂成分溶解于氨一乙醇溶液中,而脂肪游离出来,再用乙醚-石油醚提取出脂肪,蒸馏去除溶剂后,残留物即为乳脂肪。
适用范围与特点
   本法适用于各种液状乳(生乳、加工乳、部分脱脂乳、脱脂乳等),各种炼乳、奶粉、奶油及冰淇淋等能在碱性溶液中溶解的乳制品,也适用于豆乳或加水呈乳状的食品。
测定方法   取一定量样品于抽脂瓶中,分别加入氨水,乙醇,乙醚,石油醚,充分摇匀,待上层液澄清时, 读取醚层体积,放出一定体积醚层于一已称重的烧瓶中,蒸馏回收乙醚和石油醚,烘干至恒重,称重。 
四、巴布科克法和盖勃氏法
原理:用浓硫酸溶解乳中乳糖和蛋白质等非脂成分,将牛奶中的酪蛋白钙盐转变成可溶性的重硫酸酪蛋白,使脂肪球膜破坏,脂肪游离出来,再利用加热离心使脂肪完全迅速分离,集中在巴氏乳脂瓶瓶颈处,直接读取脂肪层高度即为脂肪的百分数。
适用范围: 含糖量高的甜奶粉不适合。糖易焦化。
这两种方法都是测定乳脂肪的标准方法,适用于鲜乳及乳制品脂肪测定。对含糖多的乳品(如甜炼乳、加糖乳粉等),采用此方法时糖易焦化,使结果误差较大,故不适宜。此法操作简便,迅速。
注意事项:
1)硫酸浓度要严格遵守规定的要求,如过浓会使乳炭化成黑色溶液而影响读数,过稀则不能使酪蛋白完全溶解,会使测定值偏低或使脂肪层浑浊。
2)硫酸除可以破坏脂肪球膜,使脂肪游离出来外,还可以增加液体相对密度,使脂肪容易浮出。
3)盖勃法所用异戊醇的作用是促使脂肪折出,并能降低脂肪球的表面张力,以利于形成连续的脂肪层。
4)1ML异戊醇应能完全溶于酸中,但是由于质量不纯,可能有部分析出渗入到油层,而使结果偏高。
5)加热(65-70摄氏度水浴中)和离心的目的是促使脂肪离析。
五、氯仿-甲醇法

原理:将试样分散于氯仿一甲醇混合溶液中,在水浴中轻微沸腾,氯仿、甲醇初试样中的水分形成三种成分的溶剂,可把包括结合态脂类在内的全部脂类提取出来。经过滤除去非脂成分,回收溶剂,残留的脂类用石油醚提取,蒸馏除去石油醚后定量。

适用于含结合态脂类,特别是含磷脂多的样品。本法适合于结合态脂类,特别是磷脂含量高的样品,如鱼、贝类,肉、禽、蛋及其制品,大豆及其制品(发酵大豆类制品除外)等。

油脂理化特性
酸值:中和1克油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的质量(mg)。酸值是反映油脂酸败的主要指标。
碘值:表示不饱和脂肪酸的数量,即以100克油脂所能吸收碘的克数来表示。双键多则熔点低,因此凡碘值高的油脂熔点也就低。
过氧化值:是1KG样品中的活性氧含量,以氧化物的物质的量(毫摩尔)表示,是反映油脂氧化程度的指标之一;一般来说,过氧化值越高,其酸败就越厉害。
皂化值:将1克油脂完全皂化时所需要的氢氧化钠的毫克数称为皂化值。皂化值与脂肪酸的分子量成反比,即分子量越大皂化值越小。
21、碳水化合物测定
重点:总糖、还原糖、淀粉、粗纤维、果胶物质的测定
功能:是活性成分;提供能量,人体五分之一的基础代谢能量用于脑组织,它的能量仅来源于糖;构成机体组织的重要部分
测定单糖和低聚糖常用的方法有物理法、化学法、色谱法和酶法等。
物理法包括相对密度法、折光法(阿贝折光仪)和旋光法。此法只能用于某些特定样品,如测定糖液浓度,番茄酱中固形物含量,糖品的蔗糖分,谷物中淀粉含量等。
化学法是应用最广泛的常规分析法,它包括还原糖法(斐林氏法、高锰酸钾法、铁氰化钾法等)、碘量法、缩合反应法等,食品中还原糖、蔗糖、总糖的测定多采用化学法。但此法测得的多是总量,不能确定糖的种类及每种糖的含量。
利用色谱法(纸色谱法和豫层色语法),(气相色谱法和高效液相色谱法
糖离子色谱法具有灵敏度高、选择性好等优点,已成为一种卓有成效的糖的色谱分析法。
一、单糖和低聚糖的测定
(一)提取液的制备
1、提取液的提取水、乙醇水溶液。 一般提取液中含糖量应在0.5~3.5ml/l之间。
提取液中除了单糖、低聚糖、多糖等可溶性糖类外,还不同程度地含有一些影响测定的杂质,如色素、蛋白质、可溶性果胶、淀粉、有机酸、氨基酸、单宁等,这些物质的存在常会使提取液带有颜色,或呈现浑浊,影响测定终点的观察,还可能与被测定的成分或分析试剂发生化学反应,影响结果的准确性。果胶、淀粉等等物质的存在,会提高提取液的粘度,影响提取液的过滤。应去除。
提取液制备原则:
1、脂含量高的食品需经过脱脂(石油醚)后再进行提取
2、含有大量淀粉和糊精的食品,宜采用70%~75%乙醇溶液提取(防止淀粉和糊精溶于水,流失)
3、含酒精和二氧化碳的液样,先蒸发至1/3~1/4,但酸性食品在加热前应先用氢氧化钠调至中性,以防低聚糖被部分水解。
4、固体样品:用乙醇做提取剂,要加热(40-50摄氏度)
提取液的澄清
澄清剂必需具备的(1)能较好完全去除干扰物质;(2)不吸附或沉淀被测的糖分,不改变被测糖分的理化性质;3)过剩的澄清剂应不干扰分析操作,或易于去除。

常用澄清剂  

1、中性醋酸铅:可除去蛋白质、果胶、有机酸、单宁等杂质。先向样液中加入1~3ml醋酸铅饱和溶液,混匀,静置,检验是否沉淀完全。样液除铅,用草酸钠、草酸钾、硫酸钠、磷酸氢二钠。

铅离子能与多种离子结合,生成难溶的沉淀,同时吸附去除部分蛋白质、果胶,有机酸、单宁等物质,不影响还原糖的测定,但脱色能力差,不能用于深色提取液的澄清。铅盐有毒,使用时应注意:先向样液中加入1~3ml醋酸铅饱和溶液,混匀,静置,检验是否沉淀完全。
2、碱性醋酸铅 可除去蛋白质、色素、果胶、有机酸、单宁等杂质。
3、乙酸锌和亚铁氰化钾:除蛋白质能力强,但脱色能力差,适用于色泽浅、蛋白质含量较高的样品。一般50~75ml样液加入乙酸锌溶液和亚铁氰酸钾5ml。
利用乙酸锌与亚铁氰化钾反应生成的氰化亚铁酸锌沉淀来吸附蛋白质的。
4、硫酸铜和氢氧化钠:在碱性条件下,铜离子可使蛋白质沉淀,适用于富含蛋白质的样品的澄清。一般在50~75ml样液中加入10ml硫酸铜和4ml NaOH。
5、氢氧化铝、活性炭以及其它澄清剂
(二)还原糖的测定
1、直接滴定法         
将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,立即生产天蓝色的氢氧化铜沉淀,很快与酒石酸钾钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物,在加热煮沸的条件下,以次甲基蓝为指示剂,用样液滴定,样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应,生成红色的氧化亚铜沉淀,待二价铜全部还原后,稍过量的还原糖将次甲基蓝还原,溶液从蓝色变为无色,为滴定终点。
2、高锰酸钾滴定法        
但操作复杂、费时,需要特制的高锰酸钾法糖类检索表。高锰酸钾的标定:草酸
将一定量的样液与一定量的碱性酒石酸铜溶液反应,得到氧化亚铜沉淀,加入过量的酸性硫酸铁溶液将其溶解,而三价铁盐被定量还原成亚铁盐,用高锰酸钾标准溶液滴定生成的亚铁盐,根据高锰酸钾溶液的消耗量计算氧化亚铜的量,再检索查出。
不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为澄清剂;控制在4min内加热至沸; 
(三)蔗糖的测定
盐酸水解法,样液用盐酸水解,使蔗糖转化成还原糖,采用还原糖方法测定水解前后样液中还原糖量。转化糖换算为蔗糖的系数0.95
酸水解:50ml样液+5ml 6mol/l HCl     68~70℃水浴15min
(四)总糖的测定
总糖:具有还原性的糖和在测定条件下水解为还原性单糖的蔗糖的总量(定义)是食品生产中常规的分析项目,反映的是食品中可溶性单糖、低聚糖的总量。以还原糖测定为基础
1、直接滴定法
样液用盐酸水解,采用直接滴定法测定水解后还原糖的总量。酸水解同蔗糖的测定,测定的是单糖和蔗糖的含量
2、蒽酮比色法
单糖在浓硫酸作用下脱水生成糠醛衍生物,可与蒽酮缩合成蓝绿色的化合物,620nm比色。
微量法,适用于含微量糖类的样品,具有灵敏度高、试剂用量少等优点。
反应中硫酸浓度达到60%以上,沸水浴加热,可使双糖和淀粉等发生水解,测定的是样液中单糖、双糖和淀粉的总量。提取剂为80%乙醇时,测定的是样液中单糖、双糖的总量;提取剂为52%高氯酸时,测定的是样液中单糖、双糖和淀粉的总量。
3、硫酸—苯酚比色法 同2。
(五)、淀粉的测定
淀粉:分直链淀粉(1,4糖苷键)和支链淀粉(1,6糖苷键),不溶于冷水
糊化:吸水溶胀,结晶区被破坏
老化:抗性淀粉(resist starch)增多,重新形成微晶束
抗性淀粉:类淀粉结构,分为RS1、RS2、RS3(回生淀粉)、RS4(化学改性淀粉)
检测方法:1、酶水解法(国标第一法)
原理:样品经除去脂肪和可溶性糖类后,先糊化,再在淀粉酶的作用下,使淀粉水解为麦芽糖和低分子糊精,再用盐酸进一步水解为葡萄糖,然后按还原糖测定法测定其还原糖含量,并折算成淀粉含量。用碘液检验酶解终点。
适用范围:适合于富含纤维素、半纤维和多羧戊糖等多糖含量高的样品,分析结果准确可靠,不受多糖干扰
2、酸水解法(国标法)
原理:样品经乙醚除去脂肪,乙醇除去可溶性糖类后,用盐酸水解淀粉为葡萄糖。然后按照还原糖测定方法(直接滴定法、高锰酸钾法)测定水解所得的葡萄糖含量,再把葡萄糖含量折算为淀粉含量。
适用范围:适用于淀粉含量较高,而半纤维素和多羧戊糖等其他多糖含量少的试样。
3、酶比色法(国标法)
原理:淀粉在淀粉葡萄糖苷酶催化下水解为葡萄糖,葡萄糖氧化酶在有氧条件下,催化其生成过氧化氢,受过氧化物酶催化,过氧化氢与4-氨基安替比林和苯酚生成红色醌亚胺,醌亚胺在505nm波长处有最大吸收峰,可测定吸光值,计算食品中淀粉的含量。
特点:简单快速,不受其他糖类物质的干扰,适用于各类样品中淀粉的测定,最低检出限量为0.09ug/L,但需专用试剂,价格昂贵,不易保存,应用受到限制。
(六)、果胶测定
果胶:由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成,不溶于乙醇,溶于20倍的水中,测定方法有称量法(重量法)、咔唑比色法、果胶酸钙滴定法、蒸馏滴定法等。
1、称量法(重量法)
原理:先用70%乙醇处理,使果胶沉淀,再依次用乙醇、乙醚洗涤沉淀,以除去可溶性糖类、脂肪、色素等物质,残渣分别用酸或水提取总果胶或水溶性果胶。果胶经皂化生成果胶酸钠,再经乙酸酸化使之生成果胶酸钙沉淀,烘干后称量。
2、咔唑比色法
果胶经水解生成半乳糖醛酸,在强酸中与咔唑试剂发生缩合反应,生成紫红色化合物,其呈色强度与半乳糖醛酸含量成正比,可比色定量。用530nm测定吸光度对果胶含量进行定量。
(七)、膳食纤维
凡是不能被人体内源酶消化吸收的可食用植物细胞、多糖、木质素以及相关物质的总和。不能被小肠消化吸收,在大肠发酵可食用的植物性成分。
可溶性:果胶、树胶、粘胶
不可溶性:木质素(lignin 含苯环)、纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose 由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体)
均一不均一:是否由同一单糖组成。
膳食纤维的功能:
1、高持水性,有饱腹感,防便秘;2、阳离子交换能力;3、吸附胆固醇等;4、发酵作用,为益生菌提供养分;5、控制体重;6、防治结肠癌;7、防治糖尿病、高血压、心血管疾病、动脉硬化;8、束缚钙离子和一些微量元素
测定方法:
1、重量法:模拟人的消化,用酶除去碳水化合物、脂肪和蛋白质,收集残留物,缺点是只测出了半纤维素和木质素,但半纤维素、果胶和亲水胶体并未被检测出来,只是测出了不溶性膳食纤维的含量。
2、酶重量法:
干燥试样经淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶水解后,用乙醇沉淀过滤,得到残渣、滤液
残渣用乙醇和丙酮洗涤,测灰分----------总膳食纤维
残渣用热水洗涤,经干燥后称重,测灰分--------不溶性膳食纤维
滤液用4倍体积的95%乙醇沉淀、过滤、干燥后称重--------得可溶性膳食纤维残渣,分别测灰分和蛋白质

21、蛋白质和氨基酸的测定

意义:对于评价食品的营养价值;合理开发利用食品资源、提高产品质量、优化食品配方;知道经济核算及生产过程控制。

测定方法:

1、甲醛滴定法 

原理:氨基酸具有酸性的羧基和碱性的氨基,它们相互作用而使氨基酸成为中性的内盐。当加入甲醛溶液时,氨基与甲醛结合,从而使其碱性消失。这样就可以用标准强碱溶液来滴定-COOH,并用间接的方法测定氨基酸总量。

(注意:脯氨酸不稳定,会使结果偏低;酪氨酸含有酚羟基,滴定时也会消耗一些碱而致使结果偏高;溶液中若有铵存在也可与甲醛反应,往往使结果偏高。用到双指示剂:中性红(6.8~8.0)、百里酚酞+中性甲醛+氢氧化钠(9.4~10.6)二者之差可以计算氨基酸含量。)

2、茚三酮比色法 

原理:氨基酸在碱性溶液中能与茚三酮作用,生成蓝紫色化合物(除脯氨酸外均有此反应),可用吸光光度法测定,该蓝紫色化合物的颜色深浅与氨基酸含量成正比,其最大吸收波长为570nm,故可据此测定样品中的氨基酸含量。羟脯氨酸或脯氨酸要用440nm测(注意:茚三酮使用前要进行纯化)

3、氨基酸自动分析仪法 

原理:利用各种氨基酸的酸碱性、极性和相对分子质量大小不同等性质,使用阳离子交换树脂在色谱柱上进行分离

4、高效液相色谱法、气相色谱法(注意:要先进行衍生化,用正丁醇的酯化和用三氟乙酸酐的酯化两个步骤,将本身没有挥发性的氨基酸转变为适合于气相色谱分析的衍生物-----三氟乙酰基正丁酯)
一、凯氏定氮法
原理:样品与消化液、催化剂、助剂等一同加热消化,使蛋白质分解,其中C和H氧化生成CO2和H2O挥发,而样品中的有机N转化生成NH3,在碱性条件下蒸出(蒸馏),用硼酸吸收,再以标准盐酸或硫酸滴定。根据标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。
消化液:浓硫酸、浓硝酸或两者混合液
助剂:硫酸钾(提高溶液的沸点,加快有机物的分解)硫酸钾加入量不能太大,否则温度过高引起铵盐损失;硫酸铜(起到催化剂的作用,还可以指示消化终点的到达)
氧化剂:双氧水、次氯酸钾(加速有机物的氧化)
指示剂:甲基红-溴甲酚绿,溶液从蓝色变为微红时,终止滴定。
注意事项:
消化过程,缓慢进行,防溶液溢出。样品中若含脂肪或糖较多时,消化时间要长些,消化过程中易产生大量泡沫,可在开始消化时用小火加热,并时时摇动;或加入少量辛醇、液体石蜡或硅油做消泡剂。当样品消化液不易澄清透明时,可冷却后加入30%过氧化氢2~3ml后再继续加热消化。一般消化至呈透明后,继续消化30min即可,但对于含有特别难以氨化的氮化合物的样品,如含Lys、His、色氨酸、酪氨酸或Pro等时,需适当延长消化时间。
蒸馏时,蒸馏装置不能漏气,整个过程不得停火断气,否则将发生倒吸。
蒸馏前,加碱要足量,漏斗应采用水封,以免氨由此逸出损失。蒸馏完毕后,应先将冷凝管下端提高液面清洗管口,再蒸1min后关掉热源,否则可能造成吸收液倒吸。
硼酸吸收液的温度不应超过40℃,否则对氨的吸收作用减弱而造成损失。
凯氏法可用于所有动、植物食品的蛋白质含量测定,但因样品中常含有核酸、生物碱、含氮类脂、卟琳以及含氮色素等非蛋白质的含氮化合物,故结果称为粗蛋白质含量。
二、其他方法
1、双缩脲法
原理:蛋白质分子中含有肽键(-CO-NH-),与双缩脲结构相似,与碱、少量硫酸铜溶液作用生成紫红色的络合物,在一定条件下其颜色的深浅与蛋白质含量成正比。该方法灵敏度较低,操作简单。
2、紫外分光光度法
原理:蛋白质及其降解产物(胨、肽和氨基酸等)的芳香环残基在紫外区有选择性吸收,在280nm下光吸收强度与蛋白质浓度(3~8mg/ml)成直线关系。操作简单,但由于许多非蛋白质成分在紫外区也有吸收,容易受到干扰。结果与凯氏定氮结果相似,但样液需当天测定;温度影响大
3、水杨酸比色法
原理:样品中的蛋白质经硫酸消化后而转化成铵盐溶液,在一定的酸度和温度条件下,可与水杨酸和次氯酸纳作用生成蓝色的化合物,在660nm 下比色测定。
4、染料结合比色法
原理:蛋白质可与某些染料定量结合而生成沉淀,用分光光度仪测定反应后剩余的染料量。
染料:胺黑10B、酸性橙12、、橙黄G、溴酚蓝等
5、近红外光谱法、福林酚法、杜马斯法(燃烧法)
22、维生素的测定

维A检测方法:

1、高效液相色谱法、

2、三氯化锑比色法(国标)

原理:氯仿溶液中,维生素A与三氯化锑可相互作用,生成蓝色可溶性络合物,其颜色深浅与溶液中所含维生素A的含量成正比。该物质在620nm波长处有最大吸收峰,其吸光度与维生素A的含量在一定的范围内成正比,故可比色测定。 该蓝色物质虽然不稳定,但在一定时间内可进行有效测定。

注意:维生素A极易被光破坏,实验操作应在微弱光线下进行,或使用棕色玻璃仪器。
乙醚萃取时易发生乳化现象,操作时不要用力过猛,若发生乳化,可加几滴乙醇破乳。
在每ml氯仿中应加入乙酸酐1滴,以保证所用氯仿中不含有水分,因为三氯化锑遇水会出现沉淀,干扰比色测定: SbCl3 + H2O —→ SbOCl↓+ 2 HCl
三氯化锑遇水生成白色沉淀,用过的仪器要先用稀盐酸浸泡后再清洗。

维D:可由皮肤在紫外线照射下合成,生理功能:维持血清钙和磷的浓度在正常范围内,来源:深水鱼、肝、蛋黄+光照
    检测方法:比色法、紫外分光光度法、高效液相色谱法(国标)、薄层层析法等
    液相色谱法检测原理:试样在焦性没食子酸保护下皂化,用石油醚萃取不皂化物,萃取物经正相色谱柱分离富集,再用反相色谱柱进一步分离,紫外检测器测定,与标准试样比较定量
维E:自身氧化故有抗氧化作用,在植物油中含量多,用高效液相色谱法分析检测(还可用比色法、荧光法等)
水溶性维生素
前处理:由于水溶性维生素都易溶于水而不溶于苯、乙醚等大多数有机溶剂,其在酸性介质中很稳定,即使加热也不破坏,故一般多在酸性溶液中进行前处理。
维B1:硫胺素,预防治疗脚气病
   分析检测方法:荧光比色法,原理:硫胺素在碱性铁氰化钾溶液中被氧化成硫色素,在紫外光照射下,硫色素发出蓝色荧光,在给定的条件下以及没有其他荧光物质干扰时,其荧光值与硫色素的含量成正比。
(注意:本法不适用于有吸附硫胺素能力的物质和含有影响硫色素荧光物质的样品。硫色素在紫外线照射下会被破坏,故硫胺素氧化后,反应瓶要用黑布遮盖或在暗室中进行氧化和荧光测定)
维B2:核黄素,预防口角炎,缺少还会影响铁的吸收导致贫血,在内脏、豆类、酵母、绿叶蔬菜、水果中含有,检测方法:荧光法 在440nm-500nm波长照射下产生黄绿色荧光,在稀溶液中,荧光强度与核黄素含量成正比。(也可用高效液相色谱法)
维B9:叶酸,来源有绿色蔬菜、肝、肾、豆类,缺乏导致巨幼红细胞贫血,胎儿神经管畸形,过量会影响锌的吸收
维C:抗坏血酸,在鲜枣、柿子椒中含量高
     检测方法:1、2,6-二氯靛酚滴定法,原理:还原型抗坏血酸可以还原染料2,6-二氯靛酚。该染料在酸性溶液中呈粉红色(在中性或碱性中呈蓝色),被还原后颜色消失。(注意:提取后的维C应浸泡在2%的草酸溶液中,以防维C氧化损失,测定时,整个过程要迅速,若含有Fe2+、Cu2+、Sn2+、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等会使结果偏高。
2、2,4-二硝基苯肼比色法,原理:样品中还原型抗坏血酸经活性炭氧化后成脱氢抗坏血酸,再与2,4-二硝基苯肼作用,生成红色sha,其呈色强度与总抗坏血酸含量成正比,进行比色测定
(注意,产物在浓硫酸中显色稳定,此法易受共存物质的影响,特别是谷物和其加工食品,必要时可用层析法纯化,实验过程应避光操作,硫脲可保护抗坏血酸不被氧化,且可以帮助sha的形成,最终溶液中硫脲的浓度应一致,否则影响色度,试管从冰水中取出后,样品中因糖类的存在会造成颜色逐渐加深,故必须计时,30min后准时比色)
3、荧光法,同上
第十四章:第三节---食品中农药残留及其检测
六大类:杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂、杀螨剂、除草剂(触杀型和内吸传导型)、植物生长调节剂
农药残留指由于喷施农药后存留在环境和农产品、食品、饲料、药材中的农药及其降解代谢物,还包括环境背景中存有的污染物或持久性农药的残留物再次在商品中形成的残留。一般来说,农药残留量是指农药本体物及其代谢物的残留量的总和(mg/kg)
有机氯农药(OCPs):具有杀虫活性的氯代烃的总称,常见的有机氯农药有DDT、六六六、林丹、氯丹等
    检测方法:1、GC-ECD法测定有机氯农药残留
    原理:样品中的有机氯农药经石油醚提取、硅藻土柱层析净化后,采用气相色谱-电子捕获检测器检测,根据色谱峰的保留时间定性,外标法定量
    2、薄层色谱法测定有机氯农药残留
    原理:食品样品中的有机氯农药经提取、净化、浓缩、点样后,在氧化铝薄层上被分离,用硝酸银显色,经紫外线照射可生成黑色斑,与标准品进行定性分析和半定量。
有机磷农药(OPPs):含有C-P键或C-S-P、C-O-P、C-N-P键的有机化合物。
 检测方法:国标采用气相色谱法检测有机磷农残
原理:样品中残留的有机磷和氨基甲酸酯类农药经有机溶剂提取,并经液液分配、微型柱净化等步骤除去干扰物质,采用气相色谱-氮磷检测器(GC-FTD)法检测,根据色谱峰的保留时间定性,外标法定量。(还可以用液相色谱(HPLC-FPD)检测)
拟除虫菊酯类农药残留检测(参考有机氯农药残留检测)

  
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