1.7样品的预处理、分析方法选择

1、 复习： 采样时，必须注意样品的代表性和均匀性，要认真 填写采样记录。 样品一般分为检样、原始样品和平均样品三种。 采样是指从整批被检食品中抽取一部分有代表性的 样品，供分析化验用。采样是食品分析的首项工作。 采样的正确与否，是检验工作成败的关键。 采样的数量应能反映该批食品的卫生质量和满足 检验项目对试样量的需要；采样的数量一式三份 供检验、复检和备查用，每份不少于0. 5 kg 。 样品的采集通常采用随机抽样的方法。最常用的 方法有简单随机抽样、分层随机抽样、系统随机 抽样和阶段随机抽样。 样品的制备是指对所采取的样品进行分取、粉 碎、混匀等过程。 由于用一般方法取得的样品数量较多、颗粒过

2、 大且组成不均匀，因此必须对采集的样品加以 适当的制备，以保证其能代表全部样品的情况 并满足分析对样品的要求。 样品采集后应于当天分析，如不能马上分析则 应妥善保存，容易腐败变质的样品可用冷藏、 干藏、罐藏等方法保存，一般样品在检验结束 后应保留一个月以备需要时复查。 教学目的：教学目的： 掌握样品预处理的目的和处理的原则； 了解一些常用的预处理的方法； 掌握选择分析方法应考虑的因素； 理解分析方法的评价； 教学重点：教学重点： 常用的预处理方法； 分析方法的选择； 教学难点：教学难点： 分析方法的选择。 1.7 样品的预处理样品的预处理 1.8 分析方法的选择分析方法的选择 1.7 样品的预

3、处理样品的预处理 为什么要对样品进行预处理？为什么要对样品进行预处理？ 食品的组成十分复杂，其中的杂质或某些组分 （如蛋白质、脂肪、糖类等）对分析测定常常 产生干扰干扰，使反应达不到预期的目的。因此， 在测定前必须对样品加以处理，以保证检验工 作的顺利进行。 此外，有些被测组分在样品中含量很低时，测 定前还必须对样品进行浓缩浓缩，以便准确测出它 们的含量。 1.7.1 处理原则处理原则 总的处理原则：总的处理原则： 消除干扰因素，即干扰组分减少至不干扰被测 组分的测定； 完整保留被测组分，即被测组分在分离过程中 的损失要小至可忽略不计； 使被测组分浓缩，以便获得可靠的检测结果； 选用的分离富集

4、方法应简便。 被测组分的损失可用回收率来衡量： 对回收率的要求：对回收率的要求：随被测组分的含量不同而不同， 一般情况下，质量分数（）大于1%的组分，回 收率应大于99.9%；为0.01%1%的组分，回收 率应大于99%；低于0.01%的痕量组分，回收率 为90%99%，有时允许更低。 1.7.2 常用的预处理方法常用的预处理方法 一、有机物破坏法 二、溶剂提取法 三、挥发和蒸馏分离法 四、色层分离法 五、离子交换分离法 六、沉淀分离法 七、皂化法和磺化法 八、浓缩 一、有机物破坏法 测定目标：测定目标： 食品中存在多种微量元素，其中有些是食 品的正常成分，如K、Na、Ca、P、Fe等；有 些

5、则是在生产、运输或销售过程中由于污染引 入的，如Pb、 As、Hg等。 预处理的原因：预处理的原因： 这些金属离子常与食物中的蛋白质等有机 物质结合成为难溶的或难于离解的有机金属化 合物，使离子检测难以进行。 预处理的机理：预处理的机理： 在测定前必须破坏金属离子常与食 物中的蛋白质等有机物质结合成为难溶 的或难于离解的有机金属化合物，使被 测组分释放出来。 分解有机质的方法：分解有机质的方法： 根据具体操作的不同，可分为干灰 化法和湿消化法两大类。 1. 干灰化法 干灰化法的机理：干灰化法的机理： 干灰化法是将样品在高温下长时间灼烧， 使有机质彻底氧化破坏，生成CO2和H2O逸出， 而与有机

6、物结合的金属部分则变成简单的无机 化合物。灰化温度一般为5006000C，灰化时 间以灰化完全为度，一般为46h。 干灰化法的优点：干灰化法的优点： 破坏彻底、简便易行、消耗药品少， 适用于除Pb、As、Hg、 Sb以外的其他金 属元素的测定。 干灰化法的缺点：干灰化法的缺点： 破坏温度高、操作时间长，易造成某 些元素的损失。 2. 湿消化法 湿消化法的机理：湿消化法的机理：湿消化法是向样品中加入强 氧化剂（如H2SO4 、HNO3 、 H2O2、KMnO4等） 并加热消煮，使有机物氧化破坏的方法。 优点：优点： 加热温度低，减少了低沸点元素挥发散 失的机会。 缺点：缺点：在消化过程中产生大量

7、酸雾和刺激性气 体，对人体有害，因此整个消化过程必须在通 风柜中进行。 湿消化法常用几种强酸的混合物作为溶剂与 试样一同加热煮解。 如硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-高氯酸- 硫酸、高氯酸（或过氧化氢）-硫酸等。 二、溶剂提取法 溶剂提取法的机理：溶剂提取法的机理： 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分离。 分类：分类： 根据样品有关成分性质的不同，可采用 浸提法、 萃取法。 1. 浸提法 浸提法的机理：浸提法的机理： 用液体溶剂浸泡固体样品以提取其中溶质。 浸提法对所采用的提取剂的要求：浸提法对所采用的提取剂的要求： 提取剂应既能大量溶解被测物质，又不破坏 被提取物质的

8、性质和组成。 常用的提取剂有：常用的提取剂有： 无机溶剂：如水、稀酸、稀碱等； 有机溶剂：如乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、 石油醚等。 在浸提过程中可以采用加热或回流的办 法来提高浸提效率，常用的仪器是索氏 抽提器。 2. 萃取法 萃取法的机理：萃取法的机理： 利用被提取组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同 而与其他成分分离。 萃取效率萃取效率 由选择的萃取溶剂和萃取的方法来决定。 所选用的溶剂应与溶液中原溶剂互不相溶，且对被测物质 有最大溶解度，而对杂质有最小溶解度。 萃取一般采用分液漏斗，少量多次（通常萃取4-5次）， 以达到最佳分离效果。 三、挥发和蒸馏分离法 挥发和蒸馏分离法的机理：挥发

9、和蒸馏分离法的机理： 利用物质的挥发性的差异进行分离。 应用：应用： 可以用于除去干扰组分，也可以使被测组分 定量分离出去后再测定。 分类：分类： 常用的蒸馏方法有常压蒸馏、减压蒸馏和水 蒸气蒸馏三种。 1. 常压蒸馏常压蒸馏 适用于被测组分受热不易分解的或沸点不 太高的样品，加热方式可视情况选择水浴、油 浴或直接加热。 2. 减压蒸馏减压蒸馏 用于常压蒸馏容易使被测组分分解或沸点 太高的样品。 3. 水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏 可用于被测组分加热到沸点时可能发生分 解；或被蒸馏组分沸点较高，直接加热蒸馏时， 因受热不均易引起局部炭化的样品。 四、色层分离法 定义：定义： 色层分离法又称层析分离法或

10、色谱分离法， 是一种在载体上进行物质分离的一系列方法的 总称。是一种物理化学分离方法。 优势：优势： 这种方法不仅分离效率高，能将各种性质 极相似的组分彼此分离，而且分离过程往往也 就是鉴定过程，尤其是对有机物质的分离测定 具有独到之处。 色层分离法的机理：色层分离法的机理： 分离的过程是由一种流动相带着被分离的 物质流经固定相，由于各组分的物理化学性质 的差异，受到两相的作用力不同，从而以不同 的速度移动，达到分离的目的。 分类：分类： 根据固定相所处的状态不同，色层分离法 可分为柱层析法、纸层析法和薄层层析法。 五、离子交换分离法 离子交换分离法的机理：离子交换分离法的机理： 利用离子交换

11、剂与溶液中的离子之间所发 生的交换反应进行分离。 离子交换法也是基于物质在固相与液相之 间的分配，因此也常将其归类于色层分离法。 应用： 离子交换法分离效率高，不仅可用于带相 反电荷的离子之间的分离，还可用于带相同电 荷或性质相近的离子之间的分离，同时，这种 方法还被广泛应用于微量组分的富集和高纯物 质的制备等。 离子交换剂的分类：离子交换剂的分类： 主要分为无机离子交换剂和有机离子交换 剂两大类。在分析时应用较多的是有机离子交 换剂，即离子交换树脂。 离子交换树脂的分类：离子交换树脂的分类： 按性能可分为七类阳离子交换树脂、阴离 子交换树脂、鳌合树脂、大孔树脂、氧化还原 树脂、萃淋树脂和纤维

12、交换剂。 离子交换树脂为具有网状结构的高聚物，在水、 碱或酸中难溶，对化学试剂具有一定的稳定性， 对热也较稳定。 六、沉淀分离法 沉淀分离法是一种经典的分离方法， 它是利用沉淀反应有选择地沉淀某些组 分，而其他组分则留存于溶液中，从而 达到分离的目的。 七、皂化法和磺化法 皂化法和磺化法是处理油脂或含脂食品常用的 分离方法。 油脂被强碱皂化或被硫酸磺化后，由憎水性转 变为亲水性。这样，油脂中那些要测定的非极 性物质就能被适当的溶剂提取出来。 磺化和皂化的反应式如下： 八、浓缩 浓缩的原因：浓缩的原因： 食品样品经提取、净化等处理后，有时试 液的体积很大、待测组分的浓度很低，因此在 测定前需进行

13、浓缩，以提高被测组分的浓度。 分类：分类： 常用的浓缩方法有常压浓缩法和减压浓缩法。 1. 1. 常压浓缩法常压浓缩法 主要用于待测组分为非挥发性的样品溶 液的浓缩。通常采用蒸发皿直接挥发；如要回 收溶剂可采用普通蒸馏装置或旋转蒸发器等。 2. 减压浓缩法减压浓缩法 主要用于待测组分为对热不稳定或易挥发 的样品的浓缩。通常采用K-D浓缩器，水浴加 热并抽气减压。此法特别适用于农药残留量分 析中样品净化液的浓缩。 1.8 分析方法的选择分析方法的选择 1.8.1 选择分析方法应考虑的因素选择分析方法应考虑的因素 1.8.2 分析方法的评价分析方法的评价 1.8.1 选择分析方法应考虑的因素选择分

14、析方法应考虑的因素 一般地说，应该综合考虑下列各因素： 1. 分析要求的准确度准确度和精密度精密度 根据生产和科研 工作对分析结果要求的准确度和精密度来选择 适当的分析方法。 2. 分析方法的繁简繁简和速度速度 根据待测样品的数目 和要求取得分析结果的时间等来选择适当的分 析方法。 3. 样品的特性样品的特性 根据样品的这些特征来选择制备待测 液、定量某成分和消除干扰的适宜方法。 4. 现有条件现有条件 根据具体条件来选择适当的分析方法。 在具体情况下究竟选用哪一种方法，必须综合考虑上述 各项因素，但首先必须了解各类方法的特点，如方法的 精密度、准确度、灵敏度等，以便加以比较。 1.8.2分析

15、方法的评价分析方法的评价 在研究一个分析方法时，通常用精密 度、准确度和灵敏度这三项指标评价。 一、精密度 精密度是指多次平行测定结果相互接近的程度。 这些测试结果的差异是由偶然误差造成的。它 代表着测定方法的稳定性和重现性。 精密度的高低可用偏差来衡量。偏差是指个别 测定结果与几次测定结果的平均值之间的差别。 偏差有绝对偏差和相对偏差之分。测定结果与 测定平均值之差为绝对偏差，绝对偏差占平均 值的百分比为相对偏差。 分析结果的精密度，可以用单次测定结 果的平均偏差平均偏差（ ）表示，即 式中：d1，d2，dn 1，2，n 次测定结果的绝对偏差。 平均偏差没有正负号。用这种方法求得 的平均偏差

16、称算术平均偏差。 d 单次测定结果的相对算术平均偏差相对算术平均偏差为 式中： 单次测定结果的算术平均 值。 x x x 平均偏差的另一种表示方法为标准偏差标准偏差 （均方根偏差）（均方根偏差）。单次测定的标准偏差 （S）可按下列公式计算 单次测定结果的相对标准偏差称为变异变异 系数系数，即 1 2 n d S i 标准偏差较平均偏差有更多的统计意义。 因为单次测定的偏差平方后，较大的偏差 更显著地反映出来，能更好地说明数据的 分散程度。 因此，在考虑一种分析方法的精密度时， 通常用标准偏差和变异系数来表示。 二、准确度 准确度是指测定值与真实值的接近程度。测定 值与真实值越接近，则准确度越高

17、。 准确度主要是由系统误差决定的，它反映测定 结果的可靠性。 准确度高的方法精密度必然高，而精密度高的 方法准确度不一定高。 准确度高低可用误差来表示。误差越小，准确度 越高。 误差是分析结果与真实值之差。 误差有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。 绝对误差指测定结果与真实值之差； 相对误差是绝对误差占真实值（通常用平均值 代表）的百分率。 选择分析方法时，为了便于比较，通常用相对误 差表示准确度。 单次测定值绝对误差和相对误 差的计算： 某一分析方法的准确度，可通过测定标准试样 的误差，或作回收试验计算回收率，以误差或 回收率来判断。 在回收试验中，加人已知量的标准物的样品， 称加标样品。

18、未加标准物质的样品称为未知样 品。在相同条件下用同种方法对加标样品和未 知样品进行预处理和测定，按下列公式计算出 加人标准物质的回收率。 三、灵敏度 灵敏度是指分析方法所能检测到的最低限量。 不同的分析方法有不同的灵敏度，一般而言， 仪器分析法具有较高的灵敏度，而化学分析法 （重量分析和容量分析）灵敏度相对较低。 在选择分析方法时，要根据待测成分的含量范 围选择适宜的方法。 一般地说，待测成分含量低时，需选用灵敏度 高的方法；含量高时宜选用灵敏度低的方法， 以减少由于稀释倍数太大所引起的误差。 由此可见灵敏度的高低并不是评价分析方法好 坏的绝对标准。一味追求选用高灵敏度的方法 是不合理的。 如重量分析和容量分析法，灵敏度虽不高，但 对于高含量的组分（如食品的含糖量）的测定 能获得满意的结果，相对误差一般为千分之几。 相反，对于低含量组分（如黄曲霉毒素）的测 定，重量法和容量法的灵敏度一般达不到要求， 这时应采用灵敏度较高的仪器分析法