课件：食品安全检测技术.ppt

食品安全检测技术,你认识以下有关食品的标识吗？,非转基于食品标志,QS质量安全标志,1、食品安全检测技术进展概述,学习目的与要求： 掌握食品安全检测技术课程地位、任务； 了解食品安全检测技术的重要性； 了解食品安全检测技术标准与食品安全管理措施与对策； 熟悉食品安全检测新技术及发展趋势。,国内外食品安全现状,国际食品安全形势严峻 我国食品安全现状,二恶英奶粉,“瘦肉精” 猪肉,苏丹红鸭蛋,油 黄曲霉 盐 抗结剂、碘 酱 毛发 重金属 氯丙醇 醋 勾兑、非发酵 茶 农药 水 塑料桶 米 抛光、黄曲霉 面 so2 氧化苯甲酰 酒 甲醇,牛肉 疯牛病 猪肉 瘦肉精 火腿、肉松 鸡肉 药物 蔬菜 农药 激素 白糖 吊白块、甜蜜素 粉丝、腐竹 吊白块、碳酸氢氨 牛奶 抗生素 奶粉 猪内脏 砷酸盐 黄酒 甜蜜素,大头婴儿（劣质奶粉）,安徽省阜阳市，由于被喂食几乎完全没有营养的劣质奶粉，13名婴儿夭折，近200名婴儿患上严重营养不良症。,瘦肉精盐酸克伦特罗 9月13日以来，上海市发生多起因食用猪内脏、猪肉导致的瘦肉精食物中毒事故，截至9月16日已有300多人次到医院就诊。 “瘦肉精”学名叫盐酸克伦特罗，是一种平喘药。添加到饲料里，可提高猪的瘦肉率，现已禁用。 瘦肉精含量过大或无病用药可能出现肌肉震颤、头晕、呕吐、心悸等中毒症状，对于患有高血压、心脏病的人来说危险性极大。,红心鸭蛋,三鹿奶粉事件 食用三鹿奶粉（三聚氰胺超标）引发肾结石病例,今天我们还能吃什么？,一早起床用高露洁致癌牙膏刷牙，喝一瓶碘超标的雀巢奶粉，再喝杯过期再回收出品的光明酸奶，吃几个超标面粉做的小点心，夹点加了敌敌畏的火腿，臭水池里面腌的泡菜。中午跟同事一起到肯德基吃顿苏丹红炸鸡，下午约朋友到新开的菜馆吃顿地沟油炒的菜，老板上一杯重金属超标100倍的碧螺春茶，再喝点含甲醛的啤酒.这日子过的，安逸 ？！,我国食品安全现状,食源性疾病仍是危害公众健康的最重要因素； 食品中新的生物性和化学性污染物对健康的潜在威胁已成为不容忽视的问题； 食品新技术、新资源应用给食品安全带来的挑战 我国食品生产经营企业规模化、集约化程度不高，自身管理水平仍然偏低 防范犯罪分子利用食品进行犯罪或恐怖活动的重要性越来越突出； 食品安全监督管理的条件、手段和经费还不能完全适应实际的需要。,一、食品安全性与安全检测的概念,1996年世界卫生组织 食品卫生：为了确保食品安全性和适用性在食物链的所有阶段必须采取的一切条件和措施。 食品安全：对食品按其原定用途进行制作和/或食用时不会使消费者健康受到损害的一种担保。,我国食品安全内涵与发达国家食品安全内涵的显著区别,在发达国家，食品安全所关注的主要是由生物污染如致病菌、病毒、寄生虫等和科技发展所引发的问题，如转基因食品、辐射食品、“疫苗食品”的安全性对人类健康的影响，食品工程新技术所使用的配剂、介质、添加剂及其对食品卫生质量的影响。几乎没有人为造假制劣食品。 我国食品安全主要是人为化学污染，最严重的化学污染是农药、兽药、化肥、激素，最可怕的食品污染是人为制假制劣和投毒。因此，我国食品安全整治的内容要比国外发达国家复杂的多，困难的多。,食品安全性评价,危险性（危险度、风险度，risk）：不同食品中存在的有害物质引起健康损害的可能性是不同的。在一定条件下能够引起某种健康损害出现的概率称危险性（危险度、风险度，risk） 。 安全性（safety）:损害和危险性的反义词，常被解释为无风险性和无损伤性。指无危险度或危险度达到可忽略的程度。,如何评价食品安全性,食品中各种危害因子系统检测分析技术和食品安全性的科学评价方法的建立与应用是保障食品安全的基础，食品安全法规条例的建立与完善、执法部门的严格监管是保证食品安全的关键。,二、食品中常见的关键危害物质,1.1.3.1食品中常见的关键危害物质,污染食品的危害,（一）国际上食品安全管理特点,1、食品安全问题得到各国政府的高度重视 2、进口限制措施多种多样,检测项目越来越多 3、各种以食品安全为目的的资格认证给国际食品贸易带来了很大的障碍,三、 保证食品安全的措施与对策,（二）我国食品安全管理特点,1、食品安全问题已经得到我国政府的高度重视。 2、卫生部已基本建立起与现阶段生产力发展水平相适应的食品安全保障体系。 3、利用WTO 规则保护我国食品市场。 4、食品标准化生产体系逐步建立。 5、食品安全检测体系建设不断加强。,三、 保证食品安全的措施与对策,加强食品安全管理的措施,1992年由FAO和WHO联合召开的罗马国际营养大会上，在大会行动计划提出的今后九个重点主题中，有三个是关于食品安全性的，即：通过改善食品质量和安全性来保护消费者，预防和控制传染性疾病，促进合理的膳食和健康的生活方式。这反映了人类社会为确保食品安全性的当前主要行动目标,（一）加强食品安全科学领域研究 （二）全面构建食品安全和质量监控体系 （三）制定食品安全法、完善食品安全标准体系 （四）加强食品安全控制技术的风险性评估分析和研究 （五）培养全民的食品安全意识,三、 保证食品安全的措施与对策,每年世界上发生7000万例以上食品污染病例； 温饱且安全是当今人们生存需求的主流； 食品安全保障体系表现在法规和标准的健全、机构和人员的完善、检测方法和仪器的完备、监控和检测的及时有力。 我国已采取了一系列有力举措，已颁布实施食品卫生法，实施，国家已决定投资数十亿资金用于建立。 有关法规正在制订，检测、论证体系正在完善，测试仪器正在充实，检测方法、标准正在深入研究和审定并陆续颁布。,四、食品安全检测技术研究进展,1、农产口、食品安全检测中的一些特殊要求和复杂性。 1.1 检测样品是极为复杂的有机物。 1.2 需要检测有毒有害目标物的种类和组分繁多，四大类、几百种 1.3 需要检测目的物含量很低 1.4 需快速、简便地定性、定量 1.5 除需检测目的物的主体之外还常涉及衍生物、降解物的检测和区别同位异构体以及元素的价态等。,四、食品安全检测技术研究进展,2、当今对检测方法和仪器的要求 2.1要求检测方法更加准确、快速和方便。 2.2要求仪器的主机和检测器更加稳定、可靠、准确，分离和分析能力更强，如具有流量数控的GC、超高压液谱UPLC、二维和多维色谱等。 2.3需要一系列新型的样品前处理设备和方法。 2.4采取多残分析方法 2.5采取GC-MS、LC-MS等联用技术和仪器。,四、食品安全检测技术研究进展,3、检测方法和仪器的现状 3.1经典的（传统的）技术思路、方法与仪器，如下图所示,四、食品安全检测技术研究进展,四、食品安全检测技术研究进展,3.2当今残留和污染物检测的一些标准分析方法和特点。 国际上相继地出现了一批得到公认的标准分析方法： 国际食品法典委员会（CAC）方法 美国分析化学家协会（AOAC）方法； 美国环保署（EPA）方法： 美国食品和药品管理局（FDA）方法； 美国加州食品与农业部分析化学中心（CDFA）方法（蔬菜瓜果中的多种残留分析）； 联合国农粮组织和世界卫生组织（FAO/WHO）的有关法规； 欧盟的方法（如DSG-S19）； 加拿大和日本等国家注册和颁布的方法； 我国于1996年颁布的国家标准（简称国标GB）较滞后、目前已在修订和制定之中。,四、食品安全检测技术研究进展,国际上公认的标准分析方法有两个共性的特点： （1）多组分残留分析 欧盟 一次可检测几十种残留组分 一次可检测一百几十种残留组分 一次可检测一百六十种残留组分 一次可检测两百种残留组分 一次可检测两百零一种残留组分 改进的 一次可检测八百种残留组分,四、食品安全检测技术研究进展,农产品、食品安全检测方法与仪器的进展,（2）GC/MS、LC/MS等联用仪和HPLC已成为兽药残留和污染物检测的主要手段。,指令中确定的检测方法和仪器使用的累计次数,畜、禽、水产,品等品种,取,样,场,所,累计,检测,组分,项次,GC-MS,LC-MS,LC-SP,LC-F1,LC,GC-ECD,GC-NPD,TLC-SP,AAS,牛、猪、绵羊、,山羊、马、家禽、,水产品、牛奶、,鸡蛋、兔肉、饲,养的特种动物、,蜂蜜,农场、 屠宰场 生产 基地,520,400,107,277,42,18,21,17,12,13,3.3若干较典型的农残多组分和兽药残、污染物和致病菌检测分析方法及所用仪器 （1）茶叶、蔬菜中23种农药残留多检出分析方法 （2）欧盟DSG-S19法 （3）美国EPA法 （4）果蔬中107种农药残留气相色谱质谱检测法 （5）CDFA-MRSM法、蔬菜水果中农药多残留快扫描检测法 （6）饲料中盐酸克仑特罗检测方法（我国农业部行业标准） （7）致病菌检验方法与仪器 （8）农药残留速测仪生物传感器、电化学传感器、酶抑制法、生物芯片技术等。,四、食品安全检测技术研究进展,4、检测方法和仪器发展趋势 4.1新型样品前处理技术将在农产品、食品安全检测中大展雄风 （1）固体萃取技术（SPE） （2）固相微萃取（SPME）将得到普及 （3）基质固相分散萃取（MSPDE） （4）超临界流体萃取（SFE） （5）凝胶渗析萃取（GPC） （6）微波萃取、微孔液膜萃取、纳米材料富集、顶空-吹扫捕集、加温加压快速溶剂萃取等。 4.2高灵敏度、高选择性专用或广谱的检测器将不断地推出。 4.3联机和联用仪将进一步完善，并广为应用。,四、食品安全检测技术研究进展,4.4分析仪器微型化、微分析和芯片技术的迅猛发展，将催生出新一代食品安全检测方法和仪器。 随着科技高速发展，航天、生命科学、军事、反恐和环保等领域的急迫需求，近几年来仪器微型化、全微分析、芯片技术等发展极快，出现了鞋盒大小的微型质谱、微型色谱、芯片毛细管电泳仪、阵列传感器（电子鼻、电子舌）和生物芯片。这些已成为生物技术、疾病诊断、药物和食品安全检测中应用的大热门。这些新仪器、新方法不断开发和出台，势必会将这一系列新技术延伸、扩散到食品安全检测领域，催生出新一代既具有当今实验室大型分析仪器的灵敏度、检出限等性能，又使用方便、便携，能在农、牧、渔业生产和食品加工及营销等现场进行检测和监控的农产品、食品安全的新一代方法和仪器。,四、食品安全检测技术研究进展,国际标准：由ISO（国际标准化组织）制 定，主要包括： FAO（联合国粮农组织） WHO（世界卫生组织） AOAC（美国公职分析家协会） CAC（食品法规委员会） FCC (食品化学法典） FDA（食品药物管理局）,五、 食品安全检测技术标准与管理,国内标准：适用于全国范围，GB/T5009 行业标准：适用于行业范围， QB、SB、NB 地方及企业标准：本区域内、本企业内、或尚无国家标准时。其制定应符合国家、行业有关的技术基础标准。,中国食品安全检测技术标准与国际标准比较 Comparison of Chinese standards with Codex,国际食品法典标准 Codex Standard by CAC 我国食品卫生标准与CAC法典标准异同 近期对我国食品卫生标准的评估和修订情况,国际食品法典简介Codex,国际食品法典（Codex）指由CAC组织制定的食品标准、准则和建议 国际食品法典委员会 (Codex Alimentarius Commission, 即CAC) 1962年决定成立，负责FAO/WHO联合食品标准规划 CAC性质:政府间组织,现有167个成员国 观察员:有关国际组织及食品工业,贸易,科技和消费者组织代表 目的:保护消费者健康;保证公正进行食品贸易;协调制定国际食品法典,我国食品卫生标准与Codex的异同（1）,标准制定原则大体相同 部分标准要求一致或类似 食品分类及标准分类有差异，故不能一一对应 我国有些食品质量标准未引用卫生标准规定，故有些矛盾重复和交叉：组织制定机制问题 质量标准过多过杂，注重横向卫生安全要求指标不够 标准制定中应继续加强危险性评价,我国食品卫生标准与Codex的异同（2）,标准名称用语和分类不同，有些实际是卫生技术法规 有些指标由于中国国情还需继续应用，如细菌总数和大肠菌值 松严程度：与Codex相比，松、严、等同均有,为打磨好这部法律，该法自2007年12月十届全国人大常委会第三十一次会议初审后，法律委员会、全国人大教科文卫委员会先后召开了9次会议，对食品安全法草案进行审议;常委会组织了13次食品安全法调研活动;全国人大常委会曾向31个省、自治区、直辖市以及27个省会市;18个较大的市;28个国家部委;6个社会团体;16个高等院校和法学研究所等单位征求意见。2008年4月20日至5月20日，草案全文公布，并向社会征求意见，一个月的时间，收到意见11327件。2008年8月、10月，2009年2月28日，分别经过二审、三审、四审后得以通过，可以说各界踊跃参与，共同制定了这部法律。,1965年，国务院批转卫生部、商业部、第一轻工业部、中央工商行政管理局、全国供销合作总社制定的食品卫生管理试行条例 1979年，国务院颁布食品卫生管理条例 1982年，全国人大常委会通过食品卫生法（试行） 1995年，全国人大常委会通过食品卫生法 2009年，全国人大常委会通过食品安全法,由“卫生”到“安全”:不只是监管理念的转变。更是监管观念上的转变，即从注重食品干净、卫生，对食品安全监管的外在为主，转变为深入到食品生产经营的内部进行监管，这个转变的目的就是要解决食品生产经营等环节存在的安全隐患。 与食品卫生法相比扩大了法律调整范围，涵盖了“从农田到餐桌”的全过程。食品安全法的制定，为我国进一步加强食品安全监管奠定了坚实的法律制度基础。,1、食品标准不完善、不统一，标准中一些指标不够科学 。 2、规范、引导食品生产经营者重质量、重安全还缺乏较为 有效的制度和机制。 3、食品检验机构不够规范，责任不够明确。 4、食品安全信息公布不规范、不统一，导致消费者无所适存。 5、有的监管部门监管不到位、执法不严格，部门间存在职责交叉。,一、规定国务院设立食品安全委员会,食品安全监管体制更加科学、有效 二、明确食品安全风险评估的法律地位,食品安全监管有了科学依据。 三、规范食品安全标准的制定,有利于保障监管工作的统一性 。 四、规范食品检验行为,保证食品检验数据和结论的客观、公正 五、注重食品生产经营的管理,维护好消费者的权益 六、加大了对进口食品的监管力度，确保进口食品的安全 七、规范食品安全监管部门的权力和责任,监管制度更加合理 八、强化了公民权益保障的有效措施，加大对违法行为的处罚力度,第二章 食品安全检测技术要求,主 要 内 容,第一节 食品样品的采集、制备及保存,食品分析的对象包括各种原材料、农副产品、半成品、各种添加剂、辅料及产品。种类繁多，成分复杂，来源不一，分析的目的，项目和要求也不尽相同，但无论哪种对象，都要按一个共同程序进行一般为：,样品的采集 制备和保存 样品的预处理 成分分析 数据记录，整理 分析报告的撰写。,一、 样品的采集,采样 从大量的分析对象中抽取有一定代表性的一部分样品作为分析材料，这项工作叫采样。,1. 采样的意义 尽管一系列检验工作非常精密、准确，但如果采取的样品不足以代表全部物料的组成成分，则其检验结果也将毫无价值，所以采用正确的采样技术采集样品尤为重要。,2.样品采集的要求、步骤、数量和方法,(1)正确采样的原则,细 则,采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。 采样方法要与分析目的一致。 采样过程要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）。 防止带入杂质或污染。 采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。,补充：,(2) 采样的步骤,采样的一般程序,检样由整批食物的各个部分采取的少量样品，称为检样。检样的量按产品标准的规定。 原始样品把许多份检样综合在一起称为原始 样品。 平均样品原始样品经过处理再抽取其中一部分作检验用者称为平均样品。 应一式三份，分别供检验、复验及备查使用。 每份样品数量一般不少于0.5公斤。,(3)采样的一般方法,最常用的采集方法是随机抽样。均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。 注意：随机随意。 随机要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。,细 则,少量食品的采样 原始样品的采样：随机采样 虹吸法采样 电动搅拌器搅拌后采样 平均样品的采集 液体试样：按需要量采样 颗粒、粉状样品：四分法和分样器混匀缩分,细 则,大量不均匀食品的采样 几何法； 流动定时采样； 分档采样； 分区分层采样； 按批次件数比例采样。,二、样品的制备,样品的制备指对样品的粉碎、混匀、缩分等过程。 样品的制备方法因产品类型不同而异。,液体、浆体或悬浮液体 摇匀，充分搅拌。 互不相容的液体（如油与水的混合物） 先分离，再分别取样。 固体样品 切细、粉碎、捣碎、研磨等。 罐头 除核、去骨、去调味品、捣碎。,三、样品保存,采集的样品应在短时间内分析，否则应妥善保管。 放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。易腐败变质的放在0-5冰箱内，保存时间也不能太长。易分解的要避光保存。 特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂或冷冻干燥保存。,第二节 样品的预处理,目的: 测定前排除干扰组分； 对样品进行浓缩。 原则： 消除干扰因素； 完整保留被测组分； 使被测组分浓缩； 以便获得可靠的分析结果。,（一）食品样品的无机化处理 （有机物破坏法）,消化法 目的： 重金属检查限量较低，有机成分 往往会严重干扰测定，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。 常用的破坏方法：湿法消化，干法消化,1.干法灰化 原理：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。,干法灰化方法优点,优 点,有机物分解彻底，操作简单。,灰分体积小，可处理较多的样品，可富集被测组分。,此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。,干法灰化方法缺点,缺 点,坩埚有吸留作用，使测定结果和回收率降低。,因温度高易造成易挥发元素的损失。,所需时间长。,2. 湿法消化,原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。 常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。,硝酸高氯酸法 适用于血，尿、组织等生物样品和动植物药制剂的破坏 有机金属化合物经破坏后，得到的无机金属离子一般呈高价态。 本法不能用于含氮杂环化合物的破坏,硝酸硫酸法 适用于大多数有机物质的破坏 破坏得到的无机金属离子均为高价态 不能用于含碱土金属有机化合物的破坏 （ 不适用于与硫酸形成不溶性硫酸盐的金属离子）,硫酸硫酸盐法 常用于含砷或锑有机化合物的破坏，破坏得到的无机金属离子多为低价态（三价砷或锑）。 样品中加入浓硫酸作氧化剂，加入硫酸盐提高硫酸的沸点，增强硫酸的氧化破坏能力，且防止硫酸的分解损失。,其它湿法 硝酸硫酸高氯酸法 硫酸氧化剂法（过氧化氢法、高锰酸钾） 破坏后，金属呈高价态,注意点： 所用仪器一般为硅玻璃或硼玻璃制成的凯氏瓶 所用试剂应为优级纯 水应为去离子水或高纯水 按相同条件进行空白试验校正 操作在通风橱内进行,湿法灰化方法优点,优 点,由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。,湿法灰化方法缺点,缺 点,试剂用量大，空白值偏高。,初期易产生大量泡沫外溢。,产生有害气体。,（二）蒸馏法,原理：利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。,食品分析中常用前4种。,常压蒸馏,适用对象：常压下受热不分解或沸点不太高的物质。 蒸馏釜：平底、圆底 冷凝管：直管、球型、蛇型 注意：a.爆沸现象。（沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片） b.温度计插放位置。 c.磨口装置涂油脂。,减压蒸馏,适用对象：常压下受热易分解或沸点太高的物质。 原理：物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。,水蒸汽蒸馏,适用于沸点较高，易炭化，易分解物质。水蒸汽蒸馏是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。 水蒸汽蒸馏装置见下图。,扫集共蒸馏,The clean-up method termed sweep co-distillation 一种专用设备，管式蒸馏器后接冷凝装置与微型层析柱。多用于测食品中残存农药的含量。 特点：需样量少，用注射器加料，节省溶剂，速度快，自动化式5-6秒测一个样，有20条净化管道。,(三)溶剂抽提法,原理：利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而是混合物分离的方法。,浸提法 （从固体中萃取有效成分）,用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来，又称“液固萃取法”。,B. 提取剂的选择 由相似相溶原理选择 选溶剂沸点在4580之间的。若沸点低，易挥发；若沸点高，不易提纯、浓缩，溶剂与提取物不好分离。 选稳定性好的溶剂。,溶剂萃取法,A.原理:用一种溶剂把样品溶液中的一种组分萃取 出来，这种组分在原溶液中的溶解度小于在新溶剂中的溶解度，即分配系数不同。 B.适用范围：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。,新溶剂 萃取剂 （新溶剂 + 被溶解组分）萃取相 比重 （原溶液 + 被溶解组分）萃余相 不同,C.关于萃取剂的选择： 萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。 萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。 萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产品。,超临界萃取（SFE）,A.原理：利用超临界流体SCF作为溶剂，用来有选择性地溶解液体或固体混合物中的溶质。对溶质的溶解度大大增加。,B.超临界流体：流体的温度、压力处于临界状态以上。常用CO2作为超临界流体（临界温度为31.05，临界压力7.37 Mpa）, 不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。,四、色层分离法,1906年，俄国植物学家茨威特分离植物叶绿体中色素而得名，玻璃管中装CaCO3，石油醚溶解植物叶绿体倒入管内，再用石油醚做淋洗剂，结果柱子中被分成几个不同颜色的谱带。,按固定相材料及使用形式分类 柱色谱:固定相装在色谱柱中 纸色谱:层析滤纸为支持剂, 滤纸上结合水为固定相 。 薄层色谱（TLC）:将固定相粉末制成薄层。 气相色谱（GC）:流动相为气体。 液相色谱（HPLC）:流动相为液体。,（一）吸附色谱,原理：利用吸附剂对不同 组分的物理吸附性能的差异进行分离。吸附力相差越大分离效果越好。 固定相固体吸附剂 流动相气体或液体,（二）分配色谱,原理：利用不同组分在两相中的不同分配系数来进行分离。（溶解度的不同） 固定相固体支持剂（担体）+固定液 流动相气体或液体（与固定相不相溶）,（三）离子交换色谱法,原理：利用各组分与离子交换树脂的亲和力的不同来分离。 阳离子交换： RH + M+X- RM + HX 阴离子交换： ROH + M+X- RX + MOH,五、化学分离法,（一）磺化法和皂化法 用来除去样品中脂肪或处理油脂中其它成分，使本来憎水性油脂变成亲水性化合物，从样品中分离出去。,1. 硫酸磺化法（磺化法） 用浓硫酸处理样品，引进典型的极性官能团SO3使脂肪、色素、蜡质等干扰物质变成极性较大，能溶于水和酸的化合物，与那些溶于有机溶剂的待测成分分开。 主要用于有机氯农药残留物的测定。,2. 皂化法 原理: 酯 + 碱 酸或脂肪酸盐 + 醇 用于白酒中总酯的测定，用过量的NaOH将酯皂化掉，过量的碱再用酸滴定，最后由用碱量来计算总酯。 用于植物油的皂化价的测定。（皂化价高示含游离脂肪酸量大。 常用碱为NaOH或KOH， NaOH直接用水配制，而KOH易溶于乙醇溶液。,（二）沉淀分离法,原理:利用沉淀反应进行分离。在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，再经过滤或离心把沉淀和母液分开。 常用的沉淀剂：碱性硫酸铜、碱性醋酸铅等。,（三）掩蔽法,原理:向样品中加入一种掩蔽剂使干扰成分仍在 溶液中，而失去了干扰作用，多用于络合滴定中。,六、浓缩,原理:为了提高待测组分的浓度，常对样品提取液进行浓缩。 1.常压浓缩 待测组分不易挥发，可用蒸发皿直接加热浓缩，也可用蒸馏装置等。 2. 减压浓缩 适用对易挥发、热不稳定性组分的浓缩。 常用KD浓缩器、旋转蒸发器等，水浴加热并抽气减压，浓缩速度快，被测组分损失少。,第三节 实验方法的评价与数据处理,一、基本知识,真实值：一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称为真实值。 准确度：测定值与真实值的接近程度。 精确度：多次平行测定结果相互接近的程度。,误差：测定值与真实值之差。 系统误差：由固定原因造成的误差，在测定过程中按一定的规律重复出现，一般具有单向性，即测定值总是偏高或总是偏低。它一般可以分为：仪器误差、方法误差、试剂误差和操作误差等。 偶然误差：由于一些偶然的外因所引起的误差。产生偶然误差的原因一般是不固定的、未知的、且大小不一，具有不确定性。可能由于环境的偶然波动或仪器的性能、分析人员的操作不一致所产生的。 灵敏度：分析方法所能检测到的最低限量。,实验员用等臂天平称量10g的样品来实验，实验有5个平行样，但是由于实验员粗心大意，称量前没有校正，结果称量结果偏低，由这个引起的误差应该属于什么误差？,下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？ 容量瓶和移液管不配套； 在重量分析中被测组分沉淀不完全； 试剂含被测组分； 读取滴定管读数时，小数点后第二位估读不准； 以含量约为99的草酸钠作为基准物标定高锰酸钾溶液的浓度。,二、控制和消除误差的方法,1.正确选取样品量,2.增加平行测定次数，减少偶然误差,3.做对照实验,4.做空白实验,5.校正仪器和标定溶液,6.严格遵守操作规程,三、实验结果的检验,评估数据精确度的方法 1.计算几个测定值的离散程度（分布范围）大小。这种方法估计不准，不常用。 2.标准偏差法。可以正确反应若干测定值之间的离 散究竟有多大。 3.测定真实值的相对偏差或真实值的相对平均偏差。,可信度的分析,少量数据的统计处理,显著性检验 Significance test (1) t检验法 t test * 平均值与标准值的比较 * 两组平均值的比较 (2) F检验法 F test 比较两组数据的方差s2,少量数据的统计处理,(2) t检验法 平均值与标准值的比较 为了检查分析数据是否存在较大的系统误差，可对标准试样进行若干次分析，再利用t检验法比较分析结果的平均值与标准试样的标准值之间是否存在显著性差异。 进行t检验时，首先按下式计算出t值 若t计算t,f，存在显著性差异，否则不存在显著性差异。 通常以95%的置信度为检验标准，即显著性水准为5%。,Anal. Chem. ZSU.,少量数据的统计处理,例 采用某种新方法测定基准明矾中铝的质量分数，得到下列9个分析结果：10.74%，10.77%，10.77%，10.77%，10.81%，10.82%，10.73%，10.86%，10.81%。已知明矾中铝含量的标准值(以理论值代)为10.77%。试问采用该新方法后，是否引起系统误差(置信度95%)? 解 n=9, f=91=8 查表,P=0.95,f=8时，t0.05，8=2.31。tt0.05，8，故x与之间不存在显著性差异，即采用新方法后，没有引起明显的系统误差。,少量数据的统计处理,两组平均值的比较 设两组分析数据为: n1 s1 x1 n2 s2 x2 在一定置信度时，查出表值 (总自由度f=n1+n22)，若tt表两组平均值存在显著性差异。tt表，则不存在显著性差异。,Anal. Chem. ZSU.,少量数据的统计处理,例 用两种方法测定合金中铝的质量分数，所得结果如下: 第一法 1.26% 1.25% 1.22% 第二法 1.35% 1.31% 1.33% 试问两种方法之间是否有显著性差异(置信度90%)? 解 n1=3， x1=1.24% s1=0.021% n2=4， x2=1.33% s2=0.017% f大=2 f小=3 F表=955 F t010，5，故两种分析方法之间存在显著性差异.,少量数据的统计处理,F检验法 比较两组数据的方差s2，以确定它们的精密度是 否有显著性差异的方法。统计量F定义为两组数据的 方差的比值，分子为大的方差，分母为小的方差。 两组数据的精密度相差不大，则F值趋近于1；若 两者之间存在显著性差异，F值就较大。 在一定的P(置信度95%)及f时， F计算F表，存在显著性差异， 否则，不存在显著性差异。,少量数据的统计处理,Anal. Chem. ZSU.,少量数据的统计处理,例1 在吸光光度分析中，用一台旧仪器测定溶液的吸光度6次，得标准偏差s1=0.055;再用一台性能稍好的新仪器测定4次，得标准偏差s2=0.022。试问新仪器的精密度是否显著地优于旧仪器的精密度? 解 已知新仪器的性能较好，它的精密度不会比旧仪器的差，因此，这是属于单边检验问题。 已知 n1=6， s1=0.055 n2=4， s2=0.022 查表，f大=6-1=5，f小=4-1=3，F表=901，FF表，故两种仪 器的精密度之间不存在显著性差异，即不能做出新仪器显著 地优于旧仪器的结论。做出这种判断的可靠性达95%。,Anal. Chem. ZSU.,少量数据的统计处理,例2 采用两种不同的方法分析某种试样，用第一种方法分析11次，得标准偏差s1=0.21%；用第二种方法分析9次，得标准偏差s2=0.60%。试判断两种分析方法的精密度之间是否有显著性差异? 解 不论是第一种方法的精密度显著地优于或劣于第二种方法的精密度，都认为它们之间有显著性差异，因此，这是属于双边检验问题。 已知 n1=11， s1=021% n2=9， s2=060% 查表，f大=91=8，f小=111=10，F表=3.07，FF表，故认为两种方法的精密度之间存在显著性差异。作出此种判断的置信度为90%。,Anal. Chem. ZSU.,四、食品安全检测中分析数据的处理,可疑值处理准则：,格鲁布斯(Grubbs)法 有一组数据，从小到大排列为: x1,x2,xn-1,xn 其中x1或xn可能是异常值。 用格鲁布斯法判断时，首先计算出该组数据的平均值及标准偏差，再根据统计量T进行判断。 若TTa,n，则异常值应舍去，否则应保留,Anal. Chem. ZSU.,Anal. Chem. ZSU.,例 前一例中的实验数据，用格鲁布斯法判断时，1.40这个数据应保留否(置信度95%)? 解 平均值 x=1.31， s=0.066 查表T005，4=1.46，TT005，4，故1.40这个数据应该保留。 格鲁布斯法优点，引人了正态分布中的两个最重要的样本参数x及s，故方法的准确性较好。缺点是需要计算x和s,手续稍麻烦。,Anal. Chem. ZSU.,第四节 食品安全检测技术中的标准物质要求,标准物质(ReferenceMaterial，RM)具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准测量装置，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。 有证标准物质(CertifiedReferenceMaterial，CRM)附有证书的标准物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，证书上给出的每个特性值都附有给定置信水平的不确定度。,标准物质应该符合以下要求,组成与它的化学式严格相符。 纯度足够高。 应该很稳定。 参加反应时，按反应式定量地进行，不发生副反应。 最好有较大的式量，在配制标准溶液时可以称取较多的量，以减少称量误差。,标准物质的分类,一般地，标准物质可以分为三类： 1、化学成分标准物质，如金属、化学试剂等 2、理化特性标准物质，如离子活度、粘度标样等 3、工程技术标准物质，如橡胶、音频标准等,标准物质的作用,标准物质是具有准确量值的测量标准,它在化学测量、生物测量、工程测量与物理测量领域得到了广泛的应用,标准物质作为具有准确量值的计量标准，是化学计量的重要组成部分和量值传递与溯源的一种重要手段，广泛应用于国民经济和社会发展的各个方面。其主要作用在于： 1、保存和传递特性量值，建立测量溯源性 标准物质是特性量值准确、均匀性和稳定性良好的计量标准，具有在时间上保持特性量值，在空间上传递量值的功能。通过使用标准物质，可以使实际测量结果获得量值溯源性。 2、保证测量结果的一致性、可比性 通过校准测量仪器，评价测量过程，由标准物质将测量结果溯源到国际单位（si）制，保证测量结果的一致性、可比性，从而达到量值统一。 3、研究与评价测量方法 标准物质可作为特性量值已知的物质，用于研究和评价测量这些成分或特性的方法。从而判断该方法的准确度和重复性，并通过验证和改进测量方法的准确度，评价检测方法在特定场合的适应性，促进了校准方法和测试技术的发展。 4、保证产品质量监督检验的顺利进行 在生产过程中，从工业原料的检验、工艺流程的控制、产品质量的评价、新产品的试制到三废的处理和利用等都需要各种相应的标准物质保证其结果的可靠性，使生产过程处于良好的质量控制状态，有效地提高产品质量。 另外，标准物质在产品保证制定验证与实施方面，在产品检验和认证机构的质量控制和评价方面，在使用室认可工作方面都发挥着重要作用。,溯源性,溯源性：一个测试结果的特性或一个标准值，可以通过一个具有规定误差的连续比较链上溯源到适当的标准物质，后者通常是国家或国际标准规定的。,溯源性本身并不是目的，而对溯源性链终端的测试，使其可在使用具有合理误差的国际基本单位情况下进行，这才是溯源性的目的。 以这种方式，它们一般较为精确，因此也可以与使用其他方法在不同实验室条件下进行的测试进行比较 ,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,1 监管对象的全程可追溯性,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,2 检测方法快速、准确、适时性,快速检测没有经典的定义，而是一种约定俗成的概念。即在短时间内，如几分钟、十几分钟，采用不同方式方法检测出被检物质是否处于正常状态，检测得到的结果是否符合标准规定值，被检物质本身是不是有毒有害物质，由此而发生的操作行为称之为快速检测。,现场检测专用仪器： 消毒间紫外线辐照度计 食用油极性组份测定仪 农药残留速测仪 甲醇速测仪 物体表面洁净度ATP荧光度仪,环境温度瞬间测定仪 食品中心温度计 酸度计 电导仪 肉类水份测定仪 5.其它一些形式的快速检测方法：如砷斑法、砷管法、氰化物发生器法等等。,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,3 风险评估依据,危害与风险的概念,(食品安全)危害： 食品所含有的对健康有潜在不良影响的生物、化学或物理的因素或食品存在状况。 有导致对健康不利作用的潜在可能 (食品)风险: 是食品暴露于特定危害时对健康产生不良影响的概率与影响的严重程度，是危害发生的概率及其严重程度这两项指标的综合描述。,Risk & Hazard 风险与危害,Hit likely ?可能碰撞吗？,Effect serious ?结果严重吗？,Hazard 危害,Risk风险,风险评估: 要素,危害识别 生物、化学以及物理危害的识别,2. 危害特征描述 有害作用的评价,3. 饮食暴露评估 摄入量估计,4. 风险描述 潜在有害作用的可能性和严重性,风险评估就是通过现有的资料包括毒理学数据、污染物残留数据、统计手段、暴露量及相关参数的评估等系统的、科学的步骤，对食品中生物、化学或物理因素对人体健康产生的不良后果进行识别、确认和定量，决定某种食品有害物质的风险。,风险评估: 目标,描述一个特殊食品危害的风险: 定性/定量的估计 已知/潜在有害作用的可能性和严重性 特定的人群 明确相关的不确定性,思考题,食品样品分析的程序 采样、检样、原始样品、平均样品。 什么是随机抽样？ 什么是四分法？ 样品如何保存？ 样品的6种预处理方法？,食品安全的检测对象： 农药、兽药、生物毒素、食品添加剂、非食用添加剂、违禁成分、持久性有机污染物、加工产物、致病菌. 食品安全检测技术分类： 仪器分析 化学分析， 生化分析（免疫分析） 定性、定量、在线监测,仪器方法的检测流程,样品采集,提取净化 索氏提取、液液、固液、 微波、超声、柱层析等,仪器分析 根据目标物的性质 选择不同方法,仪器检测技术,痕量无机物定量,无机元素形态分析,气相色谱或液相色谱 电感耦合等离子体质谱联用,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS）,原子发射光谱（AES）,原子吸收光谱（AAS）,毛细管电泳质谱（CE-MS）,色谱,液相色谱,气相色谱,高选择性 分离单组份定性定量 高效能 高灵敏度 检出限量低至10-1l g的物质，适于微量和痕量分析。,色谱法的特点,气相色谱分析,气相色谱系统构成 气路系统，进样系统，分离系统，温控系统，检测系统,气相色谱过程：待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入柱内分离。其分离原理是基于待测物在气相和固定相之间的吸附-脱附（气固色谱）和分配（气液色谱）来实现的。因此可将气相色谱分为气固色谱和气液色谱。 气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理吸附-解吸能力不同实现物质的分离。由于活性（或极性）分子在这些吸附剂上滞留，会导致色谱峰严重拖尾，因此气固色谱应用有限。只适于较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。 气液色谱：通常直接称之为气相色谱。它是利用待测物在气体流动相和固定在惰性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分离。,工作原理 样品高温瞬间汽化-色谱柱分离-检测,适用 易挥发的小分子有机物 难挥发性成分经衍生化检测,气相色谱-气路系统(Carrier gas supply) 气路系统：获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体净化装置。 载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。 净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，可除去水、氧气以及其它杂质。 压力表：压力指示； 流量计：在柱头前使用，测流速。,柱分离系统是色谱分析的心脏部分。分离柱包括填充柱和开管柱(或称毛细管柱)。柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、Teflon等 填充柱：多为U形或螺旋形，内径24 mm，长13m，内填固定相； 开管柱：内径0.10.5mm，长达几十至100m。通常弯成直径1030cm的螺旋状。开管柱因渗透性好、传质快，因而分离效率高、分析速度快、样品用量小。过去是填充柱占主要，但现在，这种情况正在迅速发生变化，除了一些特定的分析之外，填充柱将会被更高效、更快速的开管柱所取代！ 柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小0.xoC。选择柱温主要是考虑样品待测物沸点和对分离的要求。柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点(分析时间20-30min) 。,气相色谱-分离系统,气相色谱-检测器 气相色谱检测器种类繁多，常用几种检测器有： 1. 热导检测器(Thermal conductivity detector, TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector, FID); 3. 电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD); 4. 火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD); 根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比。 质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位时间进入检测器的量成正比。,特点：对任何气体均可产生响应，因而通用性好，而且线性范围宽、价格便宜、应用范围广。但灵敏度较低。,2. 火焰离子化检测器（FID） 又称氢焰离子化检测器。主要用于可在H2-Air火焰中燃烧的有机化合物(如烃类物质)的检测。 原理：含碳有机物在H2-Air火焰中燃烧产生碎片离子，在电场作用下形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离的组分。,特点：灵敏度高，噪声低，耐用且易于使用，对无机物、永久性气体和水基本无响应，特别适于水 中和大气中痕量有机物分析或受水、N和S的氧化物污染的有机物分析，对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应，样品受到破坏。,ECD 特点： 1）对如卤素基、过氧基、醌基、硝基等含电负性的功能团的分子具有极 高的选择性和灵敏度；但对含酰胺基和羟基的化合物以及烃类物质不灵敏。 2）与FID相比，ECD对样品的破坏不大； 3）载气纯度要高(99.99%)，否则杂质会降低基流；（通常将载气通入480oC的紫铜屑除O2）。,4. 火焰光度检测器（FPD） FPD对含S、P化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器。因此，也称硫磷检测器。主要用于SO2、H2S、石油精馏物的含硫量、有机硫、有机磷的农药残留物分析等。 原理： 待测物在低温H2-Air焰中燃烧产生S、P化合物的分解产物并发射特征分子光谱。测量光谱的强度则可进行定量分析。,气相色谱在食品安全检测中的应用 反式脂肪酸的检测（衍生，FID) 苯，氯苯，氯酚类（直接进样， FID） 有机氯农药（ECD) 有机磷农药（FPD),质谱联用技术(Hyphenated method) GC 具有分离复杂混合物的能力，定量易定性难；而MS多用于纯物质定性分析。二者有机结合，可提供复杂混合物定性定量极为有效的工具。 将两种或以上的方法结合起来的技术称之为联用技术。如GC-MS，LC-MS，CE-MS，GC-FTIR，MS-MS等。 由于MS要求高真空，因此与MS联用，必须解决真空连结或接口问题。 GC-MS联用,气相色谱分离