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文檔簡介

1、河南農業職業學院課時授課方案(兩個學時為一個授課單元)授課日期授課班次課時教學課題(章節):§3 采樣與樣品處理技術教學目的要求:基本知識點1、樣品的采集技術;2、樣品的制備和保存技術;3、樣品的預處理技術。重點:1、采樣的方法與注意事項2、樣品制備的目的與方法3、樣品預處理的原理與應用難點:1、采樣的要求與原理;2、消化的原理、方法與注意事項; 【引入新課】食品檢驗必須按一定的程序進行,根據檢測要求,應先感官后理化及微生物檢驗,而實際上這三個檢驗過程往往是由各職能檢測部門分別進行的。每一類檢驗過程,根據其檢驗目的、檢驗要求、檢驗方法的不同都有其相應的檢測程序。對于食品的理化檢驗來說

2、,這一程序就顯得更為復雜。食品的理化檢驗主要是一個定量的檢測過程,整個檢測程序的每一個環節都必須體現一個準確的量的概念,因此食品的理化檢驗不同于感官及微生物檢驗,它必須嚴格地按一定的定量程序進行。第一步是檢測樣品的準備過程,包括采樣及樣品的處理及制備過程;第二步,進行樣品的預處理,使其處于便于檢測的狀態;第三步,選擇適當的檢測方法,進行一系列的檢測并進行結果的計算;最后對所獲得的數據(包括原始記錄)進行數理統計及分析;第四步,將檢測結果以報告的形式表達出來。本章將具體介紹食品理化檢驗的采樣與樣品處理技術。§3 采樣與樣品處理技術食品的種類繁多,且食物的組成很不均勻,其所含成分的分布也

3、不一致。每次測定都取得一個分析結果,從測定程序上來說,這個結果是表示所取試樣中的組分含量,而我們希望這個結果能代表整批物品的情況,所以要采取平均樣品所取出的少量物料,其組分能代表全部物料的成分。這就要求在分析前采取有代表性的樣品、在樣品保存、制備和處理過程中保證樣品不污染,組分不發生變化。因此采樣、樣品制備、保存與預處理是保證分析結果可靠性的第一步。 §3-1:采樣與樣品的保存一、樣品的采集分析檢測的第一步就是樣品的采集。從大量分析對象中抽取一部分作為分析材料的過程,稱為采樣。所采取的分析材料稱為樣品或試樣。(一)正確采樣的重要性食品分析中,不論是原料、半成品還是成品,即使同一種類,

4、也會出品種產地、成熟期、加工及貯存方法、保藏條件的木問,食品中成分和含量都會有相當大的變動。此外,即使同一檢測對象,各部位間的組成和含量也會有顯著差異。因此,要保證儉測結果的難確、結論的正確,首要條件就是采取的樣品必須具有充分的代表性。所謂代表性,是指采取的樣品必須能代表全部的檢測對象,代表食品整體。這是關系到檢測結果和出此得出的結論是否正確的先決條件,否則,無論檢測工作做得如何認真、精確都是毫無意義的,甚至會給出錯誤的結論。(二)采樣的一般程序要從一大批被測對象中,采取能代表整批被測物品質量的樣品須遵從一定的采樣程序和原則,采樣的程序分為三步:檢樣:先確定采樣點數,由整批待檢食品的各個部分分

5、別采取的少量樣品稱為檢樣,這也是采樣的第一步程序。原始樣品:把許多份檢樣混合在一起,構成能代表該批食品的原始樣品。平均樣品:將原始樣品經過處理,按一定的方法和程序抽取一部分作為最后的檢測材料,稱平均樣品。檢驗樣品:由平均樣品中分出,用于全部項目檢驗用的樣品。復檢樣品;對檢驗結果有爭議或分歧時,可根據具體情況進行復檢,故必須有復檢樣品。保留樣品:對某些樣品,需封存保留一段時間,以備再次驗證。(三)采樣的一般方法樣品的采集分隨機抽樣和代表性取樣兩種方法。隨機抽樣,即按照隨機原則,從大批物料中抽取部分樣品。操作時,可用多點取樣法,即從被檢食品的不同部位、不同區域、不同深度,上、下、左、石、前、后多個

6、地方采取樣品的方法,使所有的物料的各個部分都有機會被抽到。代表性取樣,是用系統抽樣法進行采樣,即已經了解樣品隨空間(位置)和時間而變化的規律,按此規律進行取樣。以便采集的樣品能代表其相應部分的組成和質量。如分層采樣、依生產程序流動定時采樣、按批次、件數采樣、定期抽取貨架上陳列的食品的采樣等。隨機抽樣可以避免人為傾向因素的影響。但在某些情況下,某些難以混勻的食品(如果蔬、面點等),僅用隨機抽樣法是不夠的,必須結合代表性取樣,從有代表性的各個部分分別取樣,才能保證樣品的代表性,從而保證檢測結果的正確性。具體采樣方法視樣品不同而異。1、散粒狀樣品(如糧食、砂糖、奶粉等均勻固體物料)糧食及固體食品應自

7、每批食品上、中、下三層中的不同部位分別采取部分樣品,混合后按四分法對角取樣,再進行幾次混合,最后取有代表性樣品。(1)有完整包裝食品 (袋、桶、箱等)公式確定采樣點數雙套回轉取樣管采樣(根據堆碼形狀均勻取袋,每袋從上中下取樣)(混合)原始樣品“四分法” 平均樣品 31式中:N檢測對象的數目(件、袋、桶等);S采樣點數。(2)無包裝的散堆樣品三層五點法進行代表性取樣。首先根據一個檢驗單位的物料面積大小先劃分若干個方塊,每塊為一區,每區面積不超過50cm2 。每區按上、中、下分三層,每層設中心、四角共五個點。按區按點,先上后下用取樣器各取少量樣品;將取得的檢樣混合在一起,得到原始樣品。混合后得到的

8、原始樣品,按四分法對角取樣,縮減至樣品量不少于所有檢測項目所需樣品量總和的2倍,即得到平均樣品。四分法是將散粒狀樣品由原始樣品制成平均樣品的方法,見圖3l。將原始樣品充分混合均勻后,堆集在一張干凈平整的紙上,或一塊潔凈的玻璃板上,用潔凈的玻捧允分攪拌均勻后堆成一圓錐形,將錐頂壓平成一圓臺,使圓臺厚度約為3;劃“十”字等分成4份,取對角2份其余棄去,將剩下2份按上法再行混合,四分取其二,重復操作至剩余量為所需樣品量為止。圖3l四分法取樣圖2、液體、半流體食品(如植物油、鮮乳、酒或其他飲料等)對桶(罐、缸)裝樣品,先按采樣公式(31)確定采取的桶數,再啟開包裝,用虹吸法分上、中、下3層各采取少部分

9、檢樣,然后混合分取,縮減到所需數量的平均樣品。若是大桶、大罐或池(散) 盛裝者,應先充分混勻后再采樣。樣品應分別盛放在三個干凈的容器中。充分混勻后,分取縮減至所需要的量。3、不均勻的固體樣品(如肉、魚、果蔬等)此類食品的本身各部位極不均勻,個體大小及成熟度差異大應注意樣品的代表性。(1)肉類:視不同的目的和要求而定,有時從不同部位采樣,綜合后代表該只動物,有時從很多只動物的同一部位采樣混合后來代表某一部位的情況。(2)水產品:個體較小的魚類可隨機多個取樣,切碎、混合均勻后,分取縮減至所需要的量;個體較大的魚,可以若干個體上切割少量可食部分,切碎后混勻,分取縮減。肉類、水產等食品應按分析項目要求

10、分別采取不同部位的樣品或混合后采樣。(3)果蔬:先去皮、核,只留下可食用的部分。體積小的果蔬,如豆、山楂、棗、葡萄等,隨機取多個整體,切碎混合均勻后,縮減至所需的量;體積大的果蔬,如西紅柿、茄子、冬瓜、蘋果、西瓜等,按成熟度及個體的大小比例,選取若干個個體,對每個個體單獨取樣,以消除樣品間的差異,取樣方法是從每個個體生長軸縱向剖成4份或8份,取對角線2份,再混合縮分,以減少內部差異;體積膨松型的蔬菜,如油菜、菠菜、小白菜等,應由多個包裝(捆、筐)分別抽取一定數量,混合后搗碎、混勻、分取,縮減到所需數量,最做成平均樣品。4、小包裝食品(罐頭、瓶裝食品、袋或聽裝奶粉或其他小包裝食品等)應根據批號連

11、同包裝一起取樣隨機取樣,同一批號取樣件數,250g以上的包裝不得少于6個,250g以下的包裝不得少于10個。如小包裝外還有大包裝,可按取樣公式31抽取一定的大包裝,再從中抽取小包裝,混勻后,分取至所需的量。小包裝食品,送驗時應保持原包裝的完整,并附上原包裝上的一切商標及說明,供檢驗人員參考。各種各類食品采樣的數量、采樣的方法均有具體現定,可參照有關標準。 (四)采樣的要求采樣是食品理化分析的關鍵環節,采樣必須遵循兩個原則:首先采集的樣品要均勻,有代表性,能反映全部被檢食品的組成、質量和衛生狀況;其次采樣過程中要確保原有的組分,防止成分逸散或帶入雜質。除此之外,還須注意以下規則:1、采樣應注意抽

12、檢樣品的生產日期、批號、現場衛生狀況、包裝和包裝容器狀況。采集的數量應能反映該食品的衛生質量和滿足檢驗項目對樣品量的需要,一式三份,供檢驗、復驗、備查或仲裁使用。一般散裝樣品每份不少于 0.5kg。2、摻偽食品和食物中毒的樣品采集,要具有典型性。3、一切采樣工具都應清潔、干燥無異味,在檢驗之前應防止一切有害物質或干擾物質帶入樣品。采樣容器一般選用硬質玻瓶或聚乙烯制品。4、外埠調入的食品應結合索取衛生許可證、生產許可證或化驗單,了解發貨日期、來源地點、數量、品質及包裝情況。在食品廠、倉庫或商店采樣時,應了解食品的生產批號、生產日期、廠方檢驗記錄及現場衛生情況,同時注意食品的運輸、保存條件、外觀、

13、包裝容器等情況。5、感官不合格產品不必進行理化檢驗,直接判為不合格產品。6、采樣后要認真填寫采樣記錄,包括采樣單位、地址、日期、樣品批號、采樣條件、包裝情況、采樣數量、現場衛個狀況、運輸、貯藏條件、外觀、檢驗項目及采樣人等。7、采樣后應迅速送檢驗室檢驗、盡量避免樣品在檢驗前發生變化。使其保持原來的理化狀態。檢驗前不應發生輻染、變質、成分逸散、水分變化及酶的影響等。8、樣品分檢驗用樣品與送檢樣品兩種。檢驗用樣品是由較多的送檢樣品中,均勻混合后再取樣,直接供分析檢測用,取樣量由各檢測項目所需樣品量決定。送檢樣品的取樣量、至少應是全部檢驗用量的4倍。二、樣品的保存由于食品中含有豐富的營養物質,在合適

14、的溫度、濕度條件下,微生物迅速生長繁殖,導致樣品的腐敗變質;同時,樣品中如果含易揮發、易氧化及熱敏性物質,容易在長時間的保存中損失變性,所以樣品采集后應盡快進行分析,否則應密塞加封,進行妥善保存。保存的原則是:干燥,潔凈,低溫,避光,密封。1. 防止污染 盛裝樣品的容器和手,必須清潔,不得帶入污染物,樣品應密封保存;2. 防止腐敗變質 對于易腐敗變質的食品,采取低溫冷藏的方法保存,以降低酶的活性及抑制微生物的生長繁殖。制備好的樣品應放在密封潔凈的容器內,置于陰暗處保存;易腐敗變質的樣品應保存在05的冰箱里,保存時間也不宜過長;3. 防止樣品中的水分蒸發或干燥的樣品吸潮 由于水分的含量直接影響樣

15、品中各物質的濃度和組成比例。對含水量多,一時又不能做完的樣品,可先測其水分,保存烘干樣品,分析結果可通過折算,換算為鮮樣品中某物質的含量。4. 有些成分,如胡蘿卜素、黃曲霉毒素B1、維生素B1,容易發生光解,以這些成分為分析項目的樣品,必須在避光條件下保存;特殊情況下,樣品中可加入適量的不影響分析結果的防腐劑,或將樣品置于冷凍干燥器內進行升華干燥來保存。此外,樣品保存環境要清潔干燥;存放的樣品要按口期、批號、編號擺放以便查找。5、固定待測成分 某些待測成分不夠穩定(如維生素C) 或易揮發(如氰化物、有機磷農藥),應結合分析方法,在采樣時加入穩定劑,固定待測成分。總之,采樣后應盡快分析,對于不能

16、及時分析的樣品要采取適當的方法保存,在保存的過程中應避免樣品受潮、風干、變質,保證樣品的外觀和化學組成不發生變化。一般樣品在檢驗結束后,應保留一個月,以備需要時復檢。易變質食品不予保留,保存時應加封并盡量保持原狀。檢驗取樣一般皆系指取可食部分,以所檢驗的樣品計算。 §3-2 樣品的制備與預處理一、樣品的制備定義:是指對所采取的樣品進行分取、粉碎、混勻的過程。目的:保證樣品十分均勻,在分析時取其中任何部分都能代表被檢全部樣品的平均組成。樣品制備時,可以采取不同的方法進行,如振搖、攪拌、切細、粉碎、研磨或搗碎、勻漿等。(一)一般成分分析時樣品的制備1、液體、漿體或懸浮液體 直接將樣品攪拌

17、、搖勻使其充分混勻。常用的攪拌工具是玻璃棒、攪拌器。2、固體樣品 通過粉碎、搗碎、研磨等方法將樣品制成均勻可檢狀態。水分含量少、硬度較大的固體樣品(如谷類)可用粉碎法;水分含較高、質地軟的樣品(如果蔬)可用勻漿法; 韌性較強的樣品(如肉類)可用研磨法或搗碎法。常用的工具有粉碎機、組織勻漿機、研缽、組織搗碎機等。注意:樣品在制備前,一定按當地人的飲食習慣,去掉不可食的部分:如水果除去果皮、果核;魚、肉類除去鱗、骨、毛、內臟等。3、罐頭 水果罐頭在搗碎前須清除果核;肉禽罐頭應預先清除骨頭;魚罐頭要將調味品 (蔥、辣椒及其他) 分出后再搗碎、混勻。(二)測定農藥殘留量時樣品的制備1、糧食類 充分混勻

18、,用四分法取 200g 粉碎,全部通過40 目篩。篩號常用“目”表示,“目”系指在篩面的25.4mm(1英寸)長度上開有的孔數。如開有30個孔,稱30目篩,孔徑大小是25.4mm30再減去篩繩的直徑。所用篩繩的直徑不同,篩孔大小也不同。因此必須注明篩孔尺寸。2、果蔬類 先用水洗去泥沙,然后除去表面附著的水分。取可食部分沿縱軸剖開,各取1/4搗碎、混勻。3、肉類 除去皮和骨,將肥瘦肉混合取樣。每份樣品在檢驗農藥殘留量的同時,還應進行粗脂肪含量的測定,以便必要時分別計算農藥在脂肪或瘦肉中的殘留量。4、蛋類 去殼后全部混勻。5、禽類 去羽毛和內臟,洗凈并除去表面附著的水分。縱剖后將半只去骨的禽肉絞成

19、肉泥狀,充分混勻。檢驗農藥殘留量的同時,還應進行粗脂肪的測定。6、魚類 每份魚樣至少三條。去鱗、頭、尾及內臟,洗凈并除去表面附著的水分,取每條縱剖的一半,去骨剌后全部絞成肉泥,混勻即可。 二、樣品的預處理食品分析是利用食品中待測組分與化學試劑發生某些特殊的可以觀察到的物理反應或化學反應變化來判斷被測組分的存在與否或含量多少。但是食品的成分比較復雜,既含有復雜的高分子物質(如蛋白質、碳水化合物、脂肪、纖維素及殘留的農藥等),也含有普通的無機元素成分,如鈣、磷、鉀、鈉、鐵、銅等。這些組分往往以復雜的結合態或絡合態形式存在。當以選定的方法對其中某種成分進行分析時,其他組分的存在就會產生干擾而影響被測

20、組分的正確檢出。因此,在分析之前,必須采取相應措施排除干擾因素。另外對于復雜組成的樣品,不經過預處理,任何一種現代化的分析儀器,也無法直接進行測定。有些被測組分含量很低,如農藥殘留物、黃曲霉毒素等,要準確地測出它們的含量,必須在測定前,對樣品進行濃縮。為排除干擾因素,需要對樣品進行不同程度的分解、分離、濃縮、提純處理,這些操作過程統稱為樣品預處理。樣品預處理目的是為了完整地保留待測的組分、消除干擾因素、使被測的組分得到濃縮或富集,保證樣品分析工作的順利進行,提高分析結果的準確性。所以說樣品的預處理是食品理化分析中的一個重要環節,直接關系到分析測定的成敗。進行樣品的預處理,要根據檢測對象、檢測項

21、目選擇合適的方法。總的原則是:排除干擾,完整保留被測組分并使之濃縮,以獲得滿意的分析結果。樣品預處理的方法主要有以下幾種。(一)有機物破壞法常用于食品中無機元素的測定。食品中的無機鹽或金屬離子,常與食品中的蛋白質等有機類物質結合,成為難溶、難離解的化合物,欲測定這些無機成分的含量,需要在測定前破壞這些有機結合體,釋放出被測的組分,這一步驟稱為樣品的消化。消化的方法通常是采用高溫、或高溫加強氧化條件,使試樣中的有機物質徹底分解,其中碳、氫、氧元素生成二氧化碳和水呈氣態逸散,而金屬元素則生成簡單的無機金屬離子化合物留在溶液中。有機物破壞法按操作方法不同又分為干法灰化和濕法消化兩大類。1、干法灰化這

22、是一種用高溫灼燒的方式破壞樣品中有機物的方法,因而又稱為灼燒法。將樣品置于坩堝中,先在電爐上小火炭化,除去水分、黑煙后,再置500600高溫爐中灼燒灰化,至殘灰為白色或淺灰色為止。取出殘灰,冷卻后用稀鹽酸或稀硝酸溶解過濾,濾液定容后供分析測定用。干法灰化的優點是有機物破壞徹底,操作簡便,在處理樣品過程基本不加或加入很少的試劑,故空白值較低。但此法所需要時間較長,并且在高溫處理時可造成易揮發元素的損失(如汞、砷、鉛等)。適用于大多數金屬元素(除汞、砷、鉛外)的測定。2. 濕法消化向樣品中加入液態強氧化劑(如H2SO4、HNO3、KMnO4、H2O2等)并進行加熱處理,使樣品中的有機物質完全氧化、

23、分解、呈氣態逸出,待測成分轉化為無機物狀態保留在消化液中。為了使有機物分解徹底,濕法消化常用幾種強酸的混合物作為氧化劑,常見有硫酸硝酸法、硫酸高氯酸硝酸法、高氯酸硫酸法、硝酸高氯酸法。優點是簡便、快速、效果好;由于消化過程在溶液中進行,且加熱溫度比干法低,可減少一些被測組分或元素的揮發損失。缺點:(1)是各種氧化性酸在消化中會受熱分解,產生大量酸霧、氮和硫的氧化物等刺激性氣體,并具有強烈的腐蝕性,對人體有毒害作用,因此操作過程需在通風櫥內進行;(2)另外在消化反應時,有機物質的分解會出現大量泡沫外溢而使樣品損失,所以需要操作人員隨時看管;(3)對有些強氧化劑如高氯酸和過氧化氫,有潛在的危險性,

24、應防止爆炸事故發生。使用高氯酸進行濕法消化炭化時,要先用硝酸處理樣品,以除去易于氧化的有機物。勿與炭、紙、木屑、塑料等可燃物或易燃氣體(如氫氣、乙醚、乙醇等)接觸,不然會發生爆炸事故。另外,高氯酸與強烈的脫水劑,如五氧化二磷,或濃硫酸等接觸時,可能形成爆炸性的無水高氯酸,所以分析實驗室一般不用濃于85%的高氯酸。由于用酸量較多,可能導致空白值高。 (二) 蒸餾法蒸餾法是利用被測物質中各組分揮發性的差異來進行分離的方法。蒸餾是指液體加熱至沸騰變為蒸氣,又將蒸氣冷凝變為液體這兩個過程的聯合操作。蒸餾法既可用于干擾組分的分離,又可以使待測組分凈化;具有分離、凈化的雙重功效,是使用廣泛的樣品處理方法。

25、常用的蒸餾裝置如圖所示:,常見的蒸餾方式有常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸氣蒸餾。1. 常壓蒸餾 當被蒸餾的物質受熱后不發生分解或者其中各組分的沸點不太高時,可在常壓下進行蒸餾。可以把兩種或兩種以上沸點相差較大(一般30以上)的液體分開。 P16(1)加熱方式可根據被蒸餾物質的沸點和特性進行選擇。如果被蒸餾物質的沸點不高于90,可用水浴;如果沸點高于90,可用油浴,但要注意防火;如果被蒸餾物質不易爆炸或燃燒,可用電爐或酒精燈等直接加熱,最好墊以石棉網。(2)一般熱浴的溫度不能比蒸餾物沸點高出30 。(3) 蒸餾燒瓶采用圓底燒瓶。2. 減壓蒸餾 減壓蒸餾是分離可提純有機化合物的常用方法之一。減壓裝置可用

26、水泵或真空泵;適用:被蒸餾物熱穩定性不好(常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合),或沸點太高的有機物質。一般來說,高沸點化合物在壓力降低到20毫米汞柱時,其沸點比常壓下的沸點低100200。 液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓力時的溫度,因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的,如果借助于真空泵降低系統內壓力,就可以降低液體的沸點,這便是減壓蒸餾操作的理論依據。 3. 水蒸氣蒸餾 某些物質沸點較高,直接加熱蒸餾時,可因受熱不均引起局部炭化;還有些被測成分,當加熱到沸點時可能發生分解,對于這些具有一定蒸汽壓的成分,常用水蒸氣蒸餾法進行分離。即用水蒸氣來加熱混合液體,如揮發酸的測定。(1)定

27、義:是指不溶于水(難溶于水)與水一起共熱,當水蒸氣壓和該物質的蒸氣壓之和等于大氣壓時,該混合物就沸騰,水和該物質就一起蒸餾出來。混合物的沸點比純物質低,有機物可在沸點低得多的溫度下,安全地被蒸餾出來,再用分液漏斗分離。(2)原理:兩種互不相溶的液體混合物的蒸氣壓,等于兩液體單獨存在時的蒸氣壓之和。當組成混合物的兩液體的蒸氣壓之和等于大氣壓力時,混合物就開始沸騰。不相溶的液體混合物的沸點,要比某一物質單獨存在時的沸點低。因此,在不溶于水的有機物質中,通入水蒸氣進行水蒸氣蒸餾時,在比該物質的沸點低得多的溫度就可使該物質蒸餾出來。(3)適用:從大量的樹脂狀或不揮發性的雜質中分離某種組分;除去食品中揮

28、發性的有機雜質;對于在常壓下蒸餾會發生分解的高沸點有機物,用水蒸氣蒸餾可以在100 以下的溫度將其蒸出。(4)安裝蒸餾燒瓶使用長頸圓底燒瓶,傾斜約45°,這樣可防止因吹入水蒸氣時使內容物發生飛濺;蒸氣導入管稍為彎曲一些,以便達到蒸餾燒瓶的底部并與液面垂直;在導出管上安裝一個冷凝球,以防止水滴進入;(5)操作注意事項安裝后檢查氣密性;加入欲蒸餾液體至蒸餾燒瓶的一半,然后通往蒸氣;為防止蒸餾燒瓶內的液體體積逐漸增加,可用酒精燈對液量進行控制。結束時須先打開蒸氣發生器排出口,然后熄火,防止液體倒吸;4. 蒸餾操作的注意事項(1) 蒸餾瓶中裝入液體的體積不超過蒸餾瓶的2/3,同時加碎瓷片防止

29、爆沸。水蒸氣蒸餾時,水蒸氣發生瓶也應加入碎瓷片或毛細管。(2) 溫度計插入高度適當,與通入冷凝器的支管在一個水平或略低一點為宜。(3) 蒸餾有機溶劑的液體時應使用水浴,并注意安全。(4) 冷凝器的冷凝水應由低向高逆流。(三)溶劑提取法同一溶劑中,不同物質具有不同的溶解度。利用混合物中各物質溶解度的不同將混合物組分完全或部分地分離的過程稱為萃取,也稱提取。常用方法有以下幾種。1.浸提法 又稱浸泡法,用于從固體混合物或有機體中提取某種物質,所采用的提取劑,應既能大量溶解被提取的物質,又要不破壞被提取物質的性質。為了提高物質在溶劑中的溶解度,往往在浸提時加熱。如:索氏抽提法提取脂肪。(1) 溶劑的選

30、擇 提取劑是此類方法中的重要因素,可以用單一溶劑也可以用泥合溶劑。提取劑應根據被測提取物的性質來選擇,提取效果遵從相似相溶的原則,可根據被提取成分的極性強弱選擇提取劑。對極性較強的成分(如黃曲霉毒素)可用極性大的溶劑(如甲醇和水的混合液)提取;對極性較弱的成分(如有機氯農藥)可用極性小的溶劑(如正己烷、石油醚)提取。選擇的溶劑沸點應適當,太低易揮發,太高不易濃縮。為提高浸提效率,在浸泡過程中可進行加熱和回流。 (2) 浸提方法 振蕩浸提法 將樣品切碎,加入適當的溶劑進行浸泡、振蕩提取一定時間后,被測組分溶解在溶劑中,通過過濾即可使被測成分與雜質分離。濾渣再用溶劑洗滌提取,合并提取液后定容或濃縮

31、、凈化,一般情況下,震蕩2030min,重復23次。此法簡便易行,但回收率低。 組織搗碎法 是食品理化分析中最常用的一種提取方法。將切碎的樣品與溶劑一起放入組織搗碎機中搗碎后離心過濾,使被測成分提取出來,本法提取速度快,回收率高。采用組織搗碎法每次提取的時間約為35 min,12次。在操作時應注意試樣和溶劑的總體積不應超過搗碎缽容積的2/3,以免濺出;搗碎機的轉速先慢后快;整個操作要在通風良好的環境下進行。 索氏提取法 將一定量樣品放入索氏提取器中,加入溶劑加熱回流,經過一定時間,將被測成分提取出來。此法溶劑用量少提取率高,但操作麻煩費時。采用索氏提取法時,要充分考慮待測組分的熱穩定性。2.

32、溶劑萃取法 又稱液液萃取,其原理是利用某組分在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數不同,使其從一種溶劑中轉移到另一種溶劑中,而與其他組分離的方法。本法操作簡單、快速,分離效果好,使用廣泛。缺點是萃取劑常有毒。(1) 萃取劑的選擇 應選擇與原溶劑互不相溶,萃取后分層快,而且對被測組分應有最大的溶解度,對雜質溶解度最小。(2) 萃取儀器 萃取一般在分液漏斗中進行,一般需經 45 次萃取,以得到較高的提取率,常用方式有直接萃取和反萃取。物質從水相進入有機相的過程稱為萃取;物質從有機相進入水相的過程稱為反萃取。對組成簡單、干擾成分少的樣品,可通過分液漏斗直接萃取即可達到分離的目的。對成分較復雜的樣品,特別是

33、其中干擾成分不易除去的樣品,單靠多次直接萃取很難有效,可采取適當的反萃取方法,來達到分離、排除干擾的效果。(四)化學分離法 通過化學反應處理樣品,以改變其中某些組分的親水、親脂及揮發性質, 并利用改變的性質進行分離。1. 磺化法和皂化法磺化法和皂化法是去除油脂或含油脂樣品經常使用的分離方法。例如,殘留農藥分析和脂溶性維生素測定中,油脂被濃硫酸磺化,或被堿皂化,由憎水性變成親水性,使油脂中需檢測的非極性物質能較容易地被非極性或弱極性溶劑提取出來。 (1) 磺化法 是用濃硫酸處理樣品提取液,有效地除去脂肪、色素等干擾雜質,同時可增加脂肪族、芳香族物質的水溶性。濃硫酸能使脂肪磺化,并與脂肪、色素中的

34、不飽和鍵起加成作用,形成可溶于硫酸和水的強極性化合物,不再被弱極性的有機溶劑所溶解,從而達到分離、純化的目的。此處理方法簡單、快速、效果好,但只適用于對酸穩定的含農藥樣品的處理。(2) 皂化法 是用堿處理樣品液,以除去脂肪等干擾雜質,達到凈化目的。此法只適用于對堿穩定的含農藥樣品的處理。2. 沉淀分離法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除去,再對沉淀進行過濾、洗滌而得到分離。如測定還原糖含量時,常用醋酸鉛來沉淀蛋白質,來消除其對糖測定的干擾。3. 掩蔽法在樣品的分析過程中,往往會遇到某些物質對判定反應表現出可察覺的干擾影響。加入某種化學試劑與干擾成分作用,消除干擾因素

35、,這個過程稱為掩蔽,加入的化學試劑稱為掩蔽劑。這種方法可不經過分離過程即可消除其干擾作用。由于步驟簡單,所以在食品理化分析中應用較多。常用于金屬元素的測定。如雙硫腙比色法測定鉛時,通過加入氰化鉀、檸檬酸銨等掩蔽劑來消除Cu2+、Fe3+的干擾。(五) 色層分離法又稱色譜分離法,是一種利用載體將樣品中的組分進行分離的一系列方法。色層分離法是一種物理化學方法,它不僅分離效率高,應用廣泛,而且分離的過程就是鑒定的過程。分離過程是由一種流動相帶著被分離的物質流經固定相,由于各組分的物理化學性質的差異,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。根據分離機理不同,分為吸附色譜分離、分配色

36、譜分離、離子交換色譜分離等。1. 吸附色譜分離 利用經活化處理后的吸附劑,如聚酰胺、 硅膠、硅藻土、氧化鋁等所具有的吸附能力,對樣品中被測成分或干擾組分選擇性的吸附,對樣品進行分離的過程。例如,聚酰胺對色素有選擇性吸附作用,在測定食品中色素含量時,利用聚酰胺吸附樣液中的色素物質,經過濾洗滌,再用適當的溶劑解吸,可得到較純的色素溶液供測定用。2. 分配色譜分離 根據不同物質在兩相中的分配比不同而進行的分離方法。兩相中一相是流動的,稱為流動相;另一相是固定的,稱為固定相。被分離的組分在流動相沿著固定相移動的過程中,由于不同物質在兩相中具有不同的分配比,當溶劑滲透在固定相中并向上滲透擴展時,這些物質

37、在兩相中的分配作用反復進行從而進行分離。 3.離子交換色譜分離 利用離子交換樹脂與溶液中的離子之間所發生的離子交換反應來進行分離的方法。可分為陽離子交換和陰離子交換兩種,其過程可用下列反應式表示:陽離子交換:RH + M+X-RM + HX 陰離子交換:ROH + M+X-RX + MOH式中:R離子交換樹脂的母體;MX溶液中被交換的物質。將被測離子溶液與離子交換樹脂一起混合振蕩或使樣液緩緩通過用離子交換樹脂填充的離子交換柱時,被測離子即與離子交換樹脂上的 H+ 或 OH- 發生交換,被測離子或干擾離子被留在離子交換樹脂上,被交換出的 H+ 或 OH-,以及不發生交換反應的其他物質留在溶液內,

38、從而達到分離的目的。在食品理化分析中,可應用該法進行水處理,如制備無氨水、無鉛水等。離子交換分離法還可用于復雜樣品中組分的分離。(六) 濃縮、富集法 在殘留分析中,經過提取和凈化后待測組分的存在狀態經常不能滿足檢測儀器的要求,如經提取和純化后的樣品液,由于體積較大,其中被測成分的濃度往往較低,無法直接測定,如濃度低于檢測器的響應范圍、待測物的溶劑與液相色譜不兼容等。這時必須對組分進行濃縮和富集,使供測定的樣品達到儀器能夠檢測的濃度,或進行溶劑轉換。目標化合物少,溶劑多,不能滿足檢測儀器的要求。目的:使供測定的樣品達到儀器能夠檢測的濃度,或進行溶劑轉換。方法:對組分進行濃縮和富集,1、概念濃縮指

39、通過減少樣品溶液中的溶劑或水分而使組分的濃度升高;富集常指利用液-固萃取的方法濃縮某種組分。一些提取和凈化方法也可用于組分的濃縮富集,如各種SPE、吹掃-捕集等。2、濃縮和富集方法(1)減壓蒸餾:旋轉蒸發器 旋轉蒸發器是殘留分析中最常用的濃縮裝置,包括旋轉燒瓶、冷凝器、溶劑接收瓶、真空設備、加熱源等。在燒瓶的緩緩轉動時,液體在瓶壁展開成膜,并在減壓和加熱條件下被迅速蒸發,表3-2是沸點與壓力的相關關系表。旋轉的燒瓶還可防止液體發生暴沸。該方法的濃縮速度快,而且溶劑可以回收。表3-2沸點與壓力的相關關系表溶劑分子式常壓條件時沸點密度g/cm340下沸騰時的壓力(mbar)丙酮C3H6O560.7

40、90556苯C6H6800.877236甲苯C7H81110.86777氯仿CHCl3621.483474正己烷C6H14690.660335環己烷C6H12810.779235醋酸C2H4O21181.04944乙醇C2H6O790.789175乙酸乙酯C4H8O2770.900240甲醇CH4O650.791337乙醚C4H10O350.714-水H2O1001.00072(2)氣流吹蒸:空氣或氮氣 這是常用的濃縮方法。利用空氣或氮氣流將溶劑帶出樣品,一般在加熱條件下進行。該方法多用于少量液體的濃縮,但蒸汽壓較高的組分易損失。圖10-2-1常見的氮吹儀空氣、氮氣、濃縮、蒸汽壓氮吹儀的注意事

41、項 不能用于燃點低于100 的物質 氮氣、氧氣純度高于99% 不能用于酸、堿物質的濃縮 酸性用碳酸氫鈉溶解中和 一天一換水浴的水(3) K-D(Kuderna-Danish)濃縮器濃縮 用于待測組分為不穩定性或易揮發的樣品凈化液的濃縮,通常用K-D濃縮器(圖3-7)。濃縮時,水浴加熱并抽氣減壓。此法濃縮溫度低、速度快、被測組分損失少,特別適用于農藥殘留樣品的凈化液的濃縮。K-D濃縮器是由蒸餾瓶【包括校正的刻度尾管(離心管)1和三角瓶2】、斯奈德柱(snyder柱: 一種帶有2-3個球的分餾柱,防止組分被溶劑帶出)【分餾管】3、冷凝管4、減壓管6和接受瓶等組成的一整套全玻裝置(圖3-4)。濃縮可

42、以在常壓或減壓下進行。K-D濃縮器是一種簡單的濃縮裝置,能使濃縮、回流、洗滌和最后定容同時進行。濃縮時,水浴加熱并抽氣減壓。此法濃縮溫度低、速度快、被測組分損失少,特別適用于農藥殘留樣品的凈化液的濃縮。操作方法安裝好K-D濃縮器,在蒸餾瓶中加1/3容積提取液,將刻度尾管在水浴中加熱(如尾管外接的,不要半水浸過刻度尾管),加熱沸騰,溶劑蒸出,進行抽真空減壓,收集溶劑于接受瓶內。 snyder柱為分餾柱,起回流作用,防止溶液沖出。同時,一小部分冷卻下來的溶劑又回流并洗凈器壁上的被檢物,使被檢物隨溶劑回到蒸餾瓶中,濃縮液在刻度尾管中。使用方法:將欲濃縮的有機溶劑提取液倒入三角瓶中,投入一小空心玻璃珠

43、,連接各磨口接頭和抽氣機,通自來水入冷凝管。緩緩加熱離心管和三角瓶,啟動抽氣機,有機溶劑被減壓蒸餾出,接收于接受瓶中。觀察離心管中剩余有機溶劑的體積,待達到需要的體積時,停止加熱和抽氣,取下離心管,管中殘留溶液供用(如色譜分析點樣)。斷開冷卻水,拆下裝置各部件,洗凈晾干備下次使用。 (4)真空離心濃縮法 適用于熱敏性組分或黏稠液體的濃縮。實踐證明,濃縮過程中組分最易損失。穩定性差、蒸汽壓或極性高的待測物損失更明顯。蒸發溫度不宜過高,吹蒸速度不宜過快。使用任何一種濃縮方法均不要將樣品直接蒸干,此時蒸汽壓高的組分易被溶劑或氣流帶出,極性高組分可能與樣品基質或玻璃器皿緊密結合,使收率下降。必須干燥時

44、應在最后緩緩吹入氮氣或空氣。一種常用的防止樣品被蒸干的方法是向樣品液中加入少量(幾微升)不干擾測定的高沸點物質作為保持劑。如1,2-乙二醇、硬脂酸或液體石蠟。課時小結一、食品的理化檢驗基本工作程序第一步是檢測樣品的準備過程,包括采樣及樣品的處理及制備過程;第二步,進行樣品的預處理,使其處于便于檢測的狀態;第三步,選擇適當的檢測方法,進行一系列的檢測并進行結果的計算;最歷對所獲得的數據(包括原始記錄)進行數理統計及分析;第四步,將檢測結果以報告的形式表達出來。二、采樣的定義、方法和要求(一)采樣的定義和基本程序從大量分析對象中抽取一部分作為分析材料的過程,稱為采樣。采取的樣品必須具有充分的代表性

45、。即采取的樣品必須能代表全部的檢測對象,代表食品整體。(二)采樣按采樣程序可將樣品分為:檢樣、原始樣品、平均樣品(檢驗樣品、復檢樣品、保留樣品),其中檢驗樣品是最終用于分析檢測用的樣品。檢樣:先確定采樣點數,由整批待檢食品的各個部分分別采取的少量樣品稱為檢樣,這也是采樣的第一步程序。原始樣品:把許多份檢樣混合在一起,構成能代表該批食品的原始樣品。平均樣品:將原始樣品經過處理,按一定的方法和程序抽取一部分作為最后的檢測材料,稱平均樣品。檢驗樣品:由平均樣品中分出,用于全部項目檢驗用的樣品。復檢樣品:對檢驗結果有爭議或分歧時,可根據具體情況進行復檢,故必須有復檢樣品。保留樣品:對某些樣品,需封存保

46、留一段時間,以備再次驗證。(三)樣品的采集分隨機抽樣和代表性取樣兩種方法。(四)四分法是將散粒狀樣品由原始樣品制成平均樣品的方法.(五)采樣的原則:1、首先采集的樣品要均勻,有代表性,能反映全部被檢食品的組成、質量和衛生狀況;2、其次采樣過程中要確保原有的組分,防止成分逸散或帶入雜質。除此之外,還須注意以下規則:(1)采樣應注意抽檢樣品的生產日期、批號、現場衛生狀況、包裝和包裝容器狀況。采集的數量應能反映該食品的衛生質量和滿足檢驗項目對樣品量的需要,一式三份,供檢驗、復驗、備查或仲裁使用。一般散裝樣品每份不少于 0.5kg。(2)小包裝食品送驗時應保持原包裝的完整,并附上原包裝上的一切商標及說

47、明,供檢驗人員參考。(3)盛放樣品的容器不得含有待測物質及干擾物質,一切采樣工具都應清潔、干燥無異味,在檢驗之前應防止一切有害物質或干擾物質帶入樣品。供微生物檢驗用的樣品,應嚴格遵守無菌操作規程。采樣容器一般選用硬質玻瓶或聚乙烯制品。(4)外埠調入的食品應結合索取衛生許可證、生產許可證或化驗單,了解發貨日期、來源地點、數量、品質及包裝情況。在食品廠、倉庫或商店采樣時,應了解食品的生產批號、生產日期、廠方檢驗記錄及現場衛生情況,同時注意食品的運輸、保存條件、外觀、包裝容器等情況。(5)采樣后要認真填寫采樣記錄,包括采樣單位、地址、日期、樣品批號、采樣條件、包裝情況、采樣數量、現場衛個狀況、運輸、

48、貯藏條件、外觀、檢驗項目及采樣人等。(6)采樣后應迅速送檢驗室檢驗、盡量避免樣品在檢驗前發生變化。使其保持原來的理化狀態。檢驗前不應發生輻染、變質、成分逸散、水分變化及酶的影響等。(7)摻偽食品和食物中毒的樣品采集,要具有典型性。保存的原則是:干燥,潔凈,低溫,避光,密封。三、樣品的制備1、定義:是指對所采取的樣品進行分取、粉碎、混勻的過程。2、目的:保證樣品十分均勻,在分析時取其中任何部分都能代表被檢全部樣品的平均組成。樣品制備時,可以采取不同的方法進行,如振搖、攪拌、切細、粉碎、研磨或搗碎、勻漿等。3、篩號常用“目”表示,“目”系指在篩面的25.4mm(1英寸)長度上開有的孔數。如開有30個孔,稱30目篩,孔徑大小是25.4mm30再減去篩繩的直徑。所用篩繩的直徑不同,篩孔大小也不同。因此必須注明篩孔尺寸。四、樣品處理(一)定義:為排除干擾因素,需要對樣品進行不同程度的分解、分離、濃縮、提純處理,這些操

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