食 品 分 析教案

1、食 品 分 析第一章 绪 论一、食品分析概念食品：食用物质食品基本要求：应当无毒、无害，营养要求， 色、香、味等感官性状。食品质量：感官指标 理化指标：营养指标 安全（卫生）指标食品分析：研究和探讨食品质量及变化的一门学科。 二、食品分析的意义 1、食品生产 质量控制，合格产品生产 2、食品监督 卫生防疫站卫生指标 技术监督局理化指标 3、商品检疫 进出口食品 4、新产品开发，新食品资源利用三、食品分析的内容理化指标：营养成分：水分、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质元素、碳水化合物食品安全：食品添加剂、重金属污染、生物毒素等食品标准及制定：国际标准、国家标准、行业标准企业制定标准（依据标准来制定）

2、四、食品分析检测技术研究1. 食品分析技术的研究目的实验室检测能力是左右一个国家（地区）食品安全工作水平关键中的关键。各国的食品安全控制系统无不把检测机构的设置、先进检测方法的应用、分析质量保证（AQA）体系的建立和提高、以及人员培养放在优先地位，也是国家食品安全保障体系的能力建设的重点。2. 食品分析技术的发展趋势 发达国家对食品安全卫生检测呈现两个明显的趋势安全卫生指标限量值的逐步降低，并出现了诸如二噁英等污染物的超痕量指标 检测技术日益趋向于高技术化、系列化（多残留）、速测化、便携化。 农兽药残留的检测已从单个化合物的检测发展到可以同时检测几百种化合物的多残留系统分析。农兽药残留速测卡；

3、三聚氰胺速测试剂盒为了追求灵敏度和效率，检测方法的更新和提高十分迅速，如固相微萃取(SPME)技术也正在从环境水、气样品分析应用向在食品安全检测领域过度，酱油中致癌物2，3-二氯丙醇的分析技术就是一例。基于PCR的快速检测技术，特别是基因芯片的高通量能力可以从众多肠道致病菌或致泻性病毒与寄生虫中筛检病原并达到溯源的能力。这些技术已成为当前各国食源性疾病监控领域技术发展的方向。 3. 国内外分析方法比较与今后发展在一些需要高、精、尖技术和设备的检测技术方面，我国目前的总体技术水平较国际先进水平尚有很大差距。主要表现为检测项目少、不能满足食品检测工作要求，以及分析质量保证体系比较薄弱。绝大多数实验

4、室未经过国际实验室认证。对于国际认可的确证方法或“金标准”方法，我国必需有少数实验室具有与国际水平接轨的检测水平。4. 食品安全快速检测食品安全事件发生的原因是多方面的，除了法律、法规、标准、管理等需要不断强化外，就应该是一些客观条件及因素的不足所致。因素一是负责检验食品安全的检验室建制数量有限，尤其是欠发达地区和广大农村地区；二是检验室的检验成本较高，影响了应该送检的样品未能及时送检；三是检验室的检验周期较长，有些食品没等检测报告出来食品就已经销售完毕了。 如何弥补客观条件的不足、降低食物中毒发生的概率、使食品安全得到全方位的保障，较好的办法之一就是开展快速检测。开展快速检测的另一个意义是当

5、食物中毒发生后，快速筛查出中毒因子，赢得抢救患者的时间或为进一步检测提供参考依据。砷、锑、铋、汞、银化物的快速检测 亚硝酸盐的快速检测 氰化物的快速检测 真菌毒素的快速检测 油脂酸价和过氧化值的快速检测 生熟豆浆的快速检测 有毒豆角的快速检测 变质水产品的快速检测 变质肉类的快速检测 乳品中三聚氰胺的快速检测 瘦肉精的快速检测 牛乳密度的快速检测及掺水量计算蜂蜜中糊精和淀粉的快速检测 酱油总酸和氨基酸态氮的快速检测食醋感官和游离矿酸的快速检测 一、快速检测的定义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

6、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。二、快速检测的意义1.快速检测是食品安全监管人员的有利工具：在日常卫生监督过程中，除感官检测外，采用现场快速检测方法，及时发现可疑问题，迅速采取相应措施，这对提高监督工作效率和力度，保障食品安全有着重要的意义。2.快速检测是实验室常规检测的有益补充: 为了保障食品安全，需要检测的产品、半成品以及生产环节有很多，一一采集样品送实验室检测是不现实的。采用快速检测，可使食品安全预警前移，可以扩大食品安全控制范围。对有问题的样品必要时送实验室进一步检测，既提高了监督监测效率，又能提出有针对性的检测项目，达

7、到现场检测与实验室检测的有益互补。3.快速检测是大型活动卫生保障与应急事件处理的有效措施：在大型活动卫生保障中，为了防止发生群发性食物中毒，在应急事件处理中，快速筛查食物中毒可疑因子，快速检测方法有其特殊的作用可以发挥。 4.快速检测是中国国情的一种需要：中国近30年来经济快速发展，社会处于转型时期，而且还会持续相当长的一段时期。在这种迅猛的商品经济运行中，食品安全也出现了一些问题，如农药、鼠药、甲醇、亚硝酸盐等群发性食物中毒，甲醛、吊白块、注水肉、瘦肉精、三聚氰胺等事件的发生等。中国在提高食品安全整体水平方面仍有很长的路要走，快速检测将会在其中起到积极有效的作用。三、快速检测的时间概念快速检

8、测没有明确的时间限制，但基本上有一种共识，即：理化快速检测：包括样品制备在内，能够在两小时以内出具检测结果，即可视为实验室快速检测方法。 如果方法能够应用于现场，在30分钟内出具检测结果，即可视为现场快速检测方法。如果能够在10几分钟甚至几分钟内得到检测结果，可视其为比较理想的现场快速检测方法。微生物快速检测：与传统检验方法相比，能够大幅度缩短检测时间，其检测结果基本相同或相近的方法，可视为快速检测方法。四、现场快速检测方法的主要形式 1 试纸法1.1 用试纸显色或不显色来判定被检物资是否存在或是否超标：如农药、鼠药等。1.2 用试纸层析显色或层析后胶体金显色来定性或作为限量指示：如苏丹红、瘦

9、肉精等。1.3 用试纸显色的深浅来半定量：如食用油酸价、过氧化值等。2 试管法2.1 用速测管显色来定性：如毒鼠强、生豆浆等。2.2 用速测管显色的深浅半定量：如亚硝酸盐、甲醇、二氧化硫等，比色定量可以是目视，也可以用便携式光度计。3.滴瓶法：将标准溶液放在滴瓶中，根据消耗的滴数来判定被检物质的含量。如食醋中乙酸、酱油中氨基酸态氮等。4.便携式仪器法4.1 多参数光度仪法：本方法是将实验室中的光度仪微型化，将可以用比色进行定量的检测项目的线性斜率和截距输入仪器，现场检测时不用再做标准曲线，直接得出样品结果。有单一项目检测仪，也有多项目检测仪等。4.2 现场检测专用仪器：消毒间紫外线辐照度计食用

10、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。 六、国外食品安全现场快速检测概况就食品安全现场快速检测而言，各国依其国情的不同其状况不尽相同。有些是世界上各个国家共同关注的，如农药残留、金属污染、突发性食物中毒、劣质食品等。有些则是依其国内易发生的食品安全问题而开展的研究项目，如某些国家投入人力、物力研发疯牛病等污染项目的快速检测方法。有饮用蒸馏酒习惯的国家，则研发酒中甲醇的快速检测方法。发达一些的国家，在普及使用试剂盒、速测卡等检测方法的基

11、础上，研发便携式仪器以及车载仪器等等。社会在进步，技术在发展，国际间的交流在加快加大，各种食品安全快速检测方法被不断研发出来，取长补短将会是一种趋势。七、国内食品安全现场快速检测概况2002年以来，中国许多单位装备了食品安全快速检测箱等检测设备，许多单位按照发达国家的模式装备了一些快速检测车辆，无论是日常监督监测，还是大型活动食品安全保障，以及突发事件应急处理等都起到了很大的作用。而且正在向深度、广度和精度方面发展。目前，中国有不少单位都在研究开发快速检测方法与设备，其中有很多好的方法与产品，但也不排除有些方法有待完善，产品的质量还有待进一步提高。经过多年努力，中国疾病预防控制中心食品安全所已

12、研发出几十种现场快速检测项目，为中国开展此领域的工作奠定了基础，有些项目已在国际间交流。食品分析有关常识* 常量分析样品中组分1 %* 微量分析样品中组分=0.1 %1 %* 痕量分析样品中组分0.1 %* 超微量分析样品中组分 PPM parts per million (10-6) （mg/kg)或（mg/L) PPB parts per billion(10-9) PPT parts per trillion(10-12）* 水为蒸馏水、去离子水。水浴除外。* 本书中使用的乙醇（酒精），在没有注明其他要求时，系指浓度为95的乙醇。* 配制标准溶液的试剂时，用化学纯以上纯度的试剂，溶液未指

13、定用何种溶剂配制时，均指水溶液。* 常用带刻度的玻璃仪器是在20条件下标注的。* 分样筛用来筛分体积大小不同的固体颗粒的筛子。* 分子筛具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离的固体吸附剂。* “称取”称至0.1g。“精密称取”必须按所列数值称取，精确至0.0001g。“精密称取约”必须精确至0.0001g，可接近所列数值，不超过所列数值10% 。实验室安全四、食品分析方法的选择与采用标准4 感官鉴定：最简单、成本最低的分析法。4 化学分析法：常规分析中大量使用的分析方法。4 仪器分析：以物质的物理或化学性质为基础，利用较特殊的光电仪器来测定物质含量。4 微生物分析法：酶的活性国内外食品分析标准

14、介绍制定标准的必要性：使分析结果具有权威性。标准的分类 按使用范围分五种： 国际、国家、行业、地方、企业。1、国际标准由国际标准化组织制定的，在国际间通用的标准。每年10月14日为国际标准日。ISO国际标准化组织，成立于1947年2月23日，总部在日内瓦，是世界上最大的标准化组织，目前，已有90多个成员国，我国是78年恢复加入的。 ISO下设27个国际组织，与食品有关的是FAO联合国粮农组织， WHO世界卫生组织， CAC食品法典联合委员会， CCPR国际农药残留法典委员会。ISO下设200多个技术委员会，与食品有关的如： TC34农产食品 TC54香精油 TC122包装 TC166接触食品的

15、陶瓷器皿、 玻璃器皿 ISO 的标准每隔5年重审一次。检索ISO标准的主要工具是：1. 国际标准题内关键词索引（KWIC Index)2.国际标准目录设有委员会序号目录、主题索引目录、标准号目录、作废标准目录。 2、国家标准 一般由国家标准局颁布，各个国家标准有自己的代号。如 中国GB 意大利UNI 美国ANS 西班牙UNE 英国BS 日本JIS 德国DIN 法国NF 有关GB ：中华人民共和国食品卫生检验方法（理化部分）GB 49272001啤酒GB 49282001啤酒试验方法GB 181862000酿造酱油GB 181872000酿造食醋GB 5009.551996饴糖分析 3、行业标准

16、对GB没有又要在全国某个行业范围内统一的技术要求，由国内各专业部颁布的标准。例如：化工部颁标准 HB/ 石油部颁标准 SY/ 轻工业部颁标准 QB/ 商业部部颁标准 SB SB103362000配制酱油 SB103372000配制食醋 SB103382000酸水解植物蛋白调味液4、地方标准对没有GB和行业标准的产品，需要在省市范围内统一的，可由省市标准局制订、审批，报国家标准局备案，当相应的GB与行业标准实施后，自行废止。第二章 样品的采取、制备、处理与保存食品分析的程序： 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

17、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：样品采集制备和保存样品预处理成分分析数据记录整理分析报告撰写。§1 样品的采取 一、正确采样的意义 采样：在产品中抽取有一定代表性样品， 供分析化验用，叫作采样。 正确采样的意义： 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，甚至得出错误结论，造成重大经济损失以至人员伤亡。 正确采样的原则 ：（1）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。（2）采样方法要与分析目的一致。（3）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

18、味、挥发性酸等）。（4）防止带入杂质或污染。（5）采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。二、样品的分类检样：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。三、采样的一般方法 1.散粒状样品（粮食、粉状食品） 采用双套回转取样管（见下图）插入容器中，回转1800取出样品，每一包装须由上中下三层取出三分检样，把许多检样合起来成为原始样品，原始样品用四分法做成平均样品。平均样品的制备：四分法2. 粘稠的半固体样品 粘稠不好

19、混匀的液体，从包装内上、中、下分别取样。然后缩减至所需数量的平均样品。3. 液体样品 在采样前须充分混合，采样用长管采样器，用虹吸法分层取样。4. 小包装的样品 连包装一起采样5. 鱼、肉、蔬菜等组成不均匀的样品 蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、叶分别取，粉碎后，混匀。 测鱼头部分的成分就只取鱼头。 总之要根据测定的目的而定采样方法。§2 样品的制备与预处理一、样品的制备v 样品的制备指对样品的分取、粉碎、混匀等过程。v 液体、浆体或悬浮液体 摇匀，充分搅拌。v 互不相容的液体（如油与水的混合物）先分离，再分别取样。v 固体样品 切细、粉碎、捣碎、研磨等。v 罐头 除核、去骨、去调

20、味品再捣碎。二、样品的预处理目的：1、测定前排除干扰组分； 2、对样品进行浓缩。方法：主要有6种：粉碎法、灭酶法、有机物破坏法、溶剂提取法、蒸馏法、色层分离法、化学分离法浓缩法。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）有机物破坏法 测定食品中无机盐或金属离子的含量，需要在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。操作方法分为干法和湿法两大类。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，再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。干法灰化方法特点优点：此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低

21、。因灰分体积很小，因而可处理较多的样品，可富集被测组分。有机物分解彻底，操作简单。缺点：所需时间长。因温度高易造成易挥发元素的损失。坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。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。湿法消化的优缺点优点：（1）有机物分解速度快，所需时间短。（2）由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。缺点： （1）产生有害气体。 （2）初期易产生大量泡沫外溢。 （3）试剂用量大，空白值偏高。3. 紫外光分解法

22、 高压汞灯提供紫外光。85±5 ，加双氧水。4. 微波高压消煮器 食品样品最多只要10分钟（2.5 MPa);其它方法：1. 高压密封消化法120150，数小 时，要求密封条件高。2. 自动回流消化仪（二）蒸馏法 利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离为纯组分的方法。 常压蒸馏 蒸 减压蒸馏 馏 水蒸气蒸馏 方 扫集共蒸馏 法 共沸蒸馏 萃取精馏 食品分析中常用前4种。 精馏1. 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、圆底热源：水浴、油浴、沙浴、盐浴、电加热套，不燃不爆的可用电炉或酒精灯，须垫石棉网。冷凝管：直管、球型、蛇型注意：1. 爆沸现象

23、。（沸石、玻璃珠、 毛细管、素瓷片） 2. 温度计插放位置。 3. 磨口装置涂油脂。 2. 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。减压蒸馏装置：1. 水抽子（水喷射泵）2. 安全瓶3. 蒸馏瓶中一长管通入液下4. 停机时，先移开热源，慢慢放入空气再 撤真空 起沸腾中心作用，避免液体过热而产生暴沸溅跳现象，又起搅拌作用调节进入瓶中的空气量调节压力3. 水蒸汽蒸馏 适用于与水互不相溶的液体，且沸点较高，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。（三）、溶剂提取法

24、 利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不 同而使混合物分离的方法。1. 浸泡法 （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”。（1）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，溶剂沸点低，易挥发； 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。（2）提取方法： a）振荡浸渍法 b）捣碎法 c）索氏提取法 2. 溶剂分层法 （溶剂萃取、液液萃取、抽提）(1) 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。用于原溶液中各组分沸点非常相近或形成了共沸物

25、，无法用一般蒸馏法分离的物质。新溶剂萃取剂（2）方法： 工业上用萃取塔 实验室用分液漏斗（3）关于萃取剂的选择：（a）萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。（b）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。（c）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。（四）化学分离法 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，能溶于水和酸化合物，与那些溶于有机溶剂的待测成分分开。 主要

26、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 （1） 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。 （2）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。 3. 沉淀分离法向溶液中加入某一物质，使溶质溶解在原溶剂中的溶解度大大降低，从而从溶液中沉淀出来，常用的沉淀剂：碱性硫酸铜、碱性醋酸铅等。实质：盐类属强电解质，有强烈的水化作用，破坏物质原有的水化层而使之沉淀。注意：所加盐类不得破坏所要析出的成分。缺点：沉淀物中往往存有大

27、量盐类，分离不彻底。例1，重金属离子（氢氧化铜、碱式醋酸铅）可使蛋白质从溶液中沉淀出来。例2，测冷饮中糖精钠含量时，加入碱性硫酸铜，将蛋白质及其它干扰物、杂质沉淀出来，而糖精钠留在试液中，取滤液进行分析。（五）、色层分离法 又称色谱分离、色层分析、层析、层离法。色层分析使多种组分混合物在不同的载 体上进行分离。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。两相物质： 固定相 流动相 样品要制备成液体或气体。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

28、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。按不同的分离原理分： 吸附层析 分配层析 离子交换层析 凝胶层析（1）吸附色谱利用吸附剂对不同 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（2）分配色谱 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）纸层析：纸是支持剂，结合水为固定相，溶剂作为流动相。 （3）离子交换色谱法 利用各组分与离子交换树脂的亲和力的不同来分

29、离。阳离子交换： RH + M+X- RM + HX 阴离子交换： ROH + M+X- RX + MOH§3 样品保存 采取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05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。第三章 物理检测方法 §1 比重法一、 液态食品的浓度与其比重的关系 * 密度物质在一定温度下，单位体积质量。g/cm3 * 相对密度(比重）d某一温度下物质的质量与同体积某一温度下水的质量之比。 d= 物质重量/同体积水重量记作 ，无因次量 常用

30、 、 表示。 二、比重测定的意义：1.正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围内。 例如：全脂牛奶为 1.0281.032 植物油（压榨法）为0.90900.92952.测定出液态食品的比重以后，通过查表可求出其固形物的含量。三、液态食品比重的测量法 1.密度瓶法（普通密度瓶、带温度计密度瓶） 2.密度计法（普通密度计、糖锤度密度计、波美密度计、乳稠计、酒精密度计）（1）普通密度计： 直接以20时的密度值为刻度的。 0.7001.000 为轻表，用来测量比水轻的液体；1.0002.000 为重表，用来测量比水重的液体。（2）附有温度计的糖锤度密度计：又称勃力克斯（Brixscale,简写为&#

31、176;Bx）是专用于测定糖液浓度的，以20重量百分浓度为刻度的。如果不带温度计要进行校正。 (3).(4) 波美密度计：是以波美度来表示液体浓度大小。单位:°Be。以20为基准，蒸馏水为0，15%的食盐液为15°Be， 纯硫酸（d=1.8427时）为66°Be。波美度与相对密度的换算查表。（5） 乳稠计：专门测定牛乳的相对密度的，刻度20/4、15/15相对密度 d=（乳稠计读数/1000）+1.000（6）酒精比重计：表示溶液中含酒精的体积百分含量。 注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大；T20时要校正。GB/T 5009.22003 食品的相对密度的测定

32、 1. 密度瓶法 2. 相对密度天平（韦氏天平） 3. 密度计（比重计）§2 折光法通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。光的反射现象与反射定律： 一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的传播方向，但仍在原介质里传播，这种现象叫光的反射。折光法 一、测定的意义通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。首先，通过实验测出了某些物质不同浓度水溶液的折光率，制出浓度-折光率对照表。然后，用折光仪测物质的折光率，查表求出其浓度。二、光的折射现象与折射定律 光线从一种介质射到另

33、一种介质时，除了一部分光线反射回第一种介质外，另一部分进入第二种介质中并改变它的传播方向，这种现象叫光的折射。光的折射定律： （1）入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居于法线的两侧。 （2）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。 Sin1/ Sin 2 = V2/V1绝对折射率：光在真空中的速度C与在介质中的速度V之比。以n表示。n = c / vSin1n1 = Sin2n21为样液，2为棱镜。n样液×Sin90=n棱镜×Sin临n样液= n棱镜×Sin临三、折光仪的使用法1. 测定液体时，滴加1

34、-2滴样品试液于下面棱镜上，迅速将两块棱镜闭合，调整反光镜，使光线射入棱镜中。2. 由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野分成明暗两部分。3. 旋动补偿器旋钮，使视野中除了黑白两色外，无其他颜色。4. 转动棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点。5. 通过放大镜在刻度尺上进行读数。6. 测完后，必须拭净镜身各机件、棱镜表面。§3旋光法应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋光度以确定其含量的分析方法叫旋光法。自然光与偏振光： 自然光有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。 偏振光只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。偏振光的产生方法：1.用尼克尔棱镜 （苏格兰人发明的用两个切成了

35、特殊角度并用加拿大香脂粘起来的冰晶石组成。）2.用Polaroid滤光器 （美 E.H.Land发明 由嵌在透明塑料中的几种晶体组成。） 3.聚乙烯醇人造偏振片 例 WXG4型旋光仪1. 旋光度当偏振光通过光学活性物质溶液时，偏振面旋转的角度 叫作该物质的旋光度。旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、光学活性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关2.比旋光度在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为 1 g/ml ，液层厚度为 1dm 时偏振光所旋转的角度。记为： = / L C 查手册得到不同物质的比旋光度。 测定样液的旋光度。 L 旋光管长度（液层厚度）dm。 C 样液浓度（所求值）。 t测定温度

36、为20。 光源波长通常为D钠线589.3nm。 糖类的比旋光度3.变旋光作用 具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖，乳糖，麦芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。 这是由于有的糖存在两种异构体，即型和型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作用。 在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；若溶液已经稀释定容，则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶液中，

37、变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。三、旋光仪： 工作原理： 水的密度与温度的关系第四章 光谱及色谱检测色 谱 分 析 法第一节 概论 一、色谱分析法应用 1.定量分析 主要分析有机物，也可分析部分无机物。 GC：分析沸点500以下，热稳定性好，分子量400以下的物质，约占有机物总量的1520%。LC：分析沸点高，热稳定性差，大分子量的物质，约占有机物总量的7580%。GC与LC相结合，相互补充，可以分析绝大多数常见的有机化合物。 检测限：ppmppb与所用检测器的种类和性能有关。二、色谱法与色谱分析方法 1.色谱法 是一种物理化学的分离方法。

38、 创造人：俄国植物学家茨维特（M.Tswett）1905年，分离植物色素的试验。分离后，在玻璃管内呈现出不同颜色带，色谱一词由此得名。后来，也用来分离无色物质，习惯上仍称为色谱法。 在色谱分离装置中，流动的那一相称为流动相，固定不动的那一相称为固定相。 色谱法：是利用混合物各组分在固定相和流动相中具有不同分配系数（或吸附系数、渗透能力等），当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反复分配而实现分离。 2.色谱法分类 有三种分类方法 1 按两相状态分类超临界色谱：以超临界状态下的CO2作流动相。接近液体的溶解性和气体的流动性，兼有液相、气相色谱的优点。2 按固定相的固定方式分类 3 按分离机

39、理分类 吸附色谱：利用固定相表面吸附力的差异分离混合物。分配色谱：利用不同组分在两相间的分配系数的差异分离混合物。离子交换色谱：利用离子交换原理分离混合物。排阻色谱：利用多孔物质对不同大小或形状的分子阻力上的差异分离混合物。3、色谱分析法 将色谱分离方法与适当的检测手段相结合，用于化学物质分析的方法。是一种仪器分析方法。方法分类 气相色谱法，液相色谱法（均属柱色谱） 仪器分类 气相色谱仪，液相色谱仪 三、色谱分析法的特点： 1.分离效能高（最突出的优点） 一般的分离手段（萃取、蒸馏等）与之无法相比。 例：GC可将石油中的二百多个组分一次全部分开，LC可将食品中的氨基酸（可多达20多种）一次分开

40、。2.灵敏度高 检测限可以达到ppmppb，与之配备高灵敏度的检测器有关。常见检测器有：热导池、氢焰检测器、电子捕获器等等。3.所需样品量很小（xxL） 在疾病诊断、病人抽血、刑事侦察方面有较大意义。4.分析速度快 一次色谱分析一般只需要几分钟几十分钟，最快只需几秒钟，与高效率的分离和计算机的应用有直接关系。5.应用范围广 GC与LC相结合，几乎可以分析全部的常见有机物。 第二节 色谱图及相关术语 一、 色谱过程示意图 二、色谱图 试样中各组分经色谱柱分离后依次进入检测器，由记录仪记录的电信号强度时间曲线，称为色谱图，也叫做流出曲线。 下图是一个典型的气相色谱图。 1.基线 没有组分进入检测器

41、时，系统噪声随时间变化的线称为基线。稳定的基线是一条直线。2.色谱峰 组分的响应信号随时间变化而形成的峰形曲线。正常情况下，每一种组份对应一个峰，且色谱峰呈对称性。3.峰高（h） 峰顶点到基线的距离。.峰底宽度（b） 峰拐点切线与基线延长线相交的截距。.半峰宽（） 峰高一半处的峰宽度。.峰面积（） 峰与基线延长线所包围的面积。三、保留值 保留值是表示样品中各组份在色谱柱中滞留时间的数值。 在固定的试验条件下，每一种组份都有固定的保留值。 是色谱定性的依据。 保留值包括以下几种： 1.保留时间（tR） 从进样开始到色谱峰最大值出现所用的时间。（出现浓度最大值所用时间）。即某一组份通过色谱柱所需的

42、时间。 2.死时间（t。） 不被固定相保留的组份（如GC中的空气）通过色谱柱所需的时间。 实际上就是流动相流经色谱柱所需的时间。 t。=L/ （式中 L：柱长 ：流动相平均线速度)3.调整保留时间（tR） 某一组份在固定相中停留时间的总和。 tR= tR t0 （即： tR= t0+ tR ）四、相对保留值与选择性 相对保留值：某组份2的调整保留值与组份1的 调整保留值之比。 评价两组分分离效果的指标选择性：两个相邻组份（通常选择最难分离的物质对）的相对保留值。 tR2 ：为后出峰组份的调整保留时间。总大于1。，说明两峰相距越远，即两组份的分离效果越好，即方法的选择性越好。是对分离方法的评价指

43、标。第三节 定性和定量分析 一、定性分析 依据：在一定的条件下，每种物质都有自己固定的保留值。 方法：1.与标准物质比较保留值 2.在样品中加入适量的标准物质，峰高增加，而半峰宽不变的色谱峰与标准物质为同一化合物。二、定量分析 依据：被测组份的重量（或浓度）与检测器的响应信号成正比。 Wi ：组分i的质量（或浓度） Ai ：组分i的峰面积（即响应信号） fi ：组分i的校正因子峰面积的测量 1.峰高乘半峰宽法（适用于对称峰，不适用于不对称峰或很窄的缝）。 A=1.065hw½ 2.峰高乘平均峰宽法（适用于不对称峰） A= h（w0.15+w0.85） 3.用峰高表示峰面积（适用于痕量

44、分析中的对称峰）4.自动积分仪法（适用于任何峰） 校正因子 色谱定量分析中，被测物质的量与其峰面积成正比，并且有一个相互换算关系，这个换算关系就是校正因子。 1.绝对校正因子 fi与操作条件有关，不稳定，在实际应用时，采用相对校正因子。 2.相对校正因子 fi/s的测定方法：准确称量一定量的被测物质和标准物质，混合后进样，分别测出它们的峰面积， 按上式计算fi/s 。fi/s与分析条件无关，仅仅与被测物质、标准物质以及检测器类型有关。所以，fi/s是一个稳定的值。定量分析方法 1.归一化法 原理：将样品中所有组分之和按100%计。 优点:简便，不用称量； 准确，操作条件对结果影响不大； 当组份

45、的fi/s相近时，可不必求fi/s而直接 将面积归一化。缺点：所有组份都要有峰； 只对个别组份定量时，比较繁琐。2.外标法（工作直线法） 优点：不必求fi/s； 处理批量样品时更快捷。缺点：对进样准确性要求高； 整个过程中，操作条件要十分稳定 （与不使用fi/s有关）。3.内标法 向待测样品中加入一内标物ws。 优点：因为Ws/W比值比较稳定，所以进样准确性要求不高； 由于通过Ai/ As比值来计算，操作条件稍有变化对测量结果没有影响。缺点：每次分析都需要准确称量试样和内标物； 必须测定校正因子。对内标物的要求： 应是样品中原来不存在的物质，性质与被测组份相似，能相溶但不发生化学反应；内标物色

46、谱峰应位于被测物色谱峰附近，或位于几个被测物色谱峰中间，并与这些色谱 峰完全分离；内标物的重量应与被测物质接近，能保持色谱峰的大小差不多。荧光光谱分析法一、荧光分析法的基本原理某些物质受到光照射，除吸收某种波长的光之外，发射出比原来所吸收光的波长更长的光光致发光（二级光）。荧光分析法是根据物质的荧光谱线的位置及其强度进行物质鉴定和含量测定的仪器方法。 分子荧光分析的特点：1.灵敏度高：一般紫外一可见分光光度法的检出限约为10-7g/ml，而荧光分析法的检出限可达到10-10甚至10-12 g/ml。 2.选择性好3.线性范围宽4.应用范围窄1. 分子荧光的产生分子能级比原子能级复杂在分子体系中

47、，每个电子能级上都存在振动、转动能层室温下大多数分子处于基态的最低振动能层在基态时，含有偶数个电子的分子，电子的ms为+1/2和-1/2, s=0，M=1。则该分子所处的电子能态称为基态单重态,用符号S0表示分子吸收辐射后电子被激发且不发生自旋方向的改变电子被激发且不发生自旋方向的改变ms为+1/2和-1/2, s=0，M=1。则该分子所处的电子能态称为激发单重态,用符号S表示。 （S1 S2 S3） 电子被激发且伴随着自旋方向的改变ms为+1/2和+1/2, s=1，M=3。则该分子所处的电子能态称为激发三重态,用符号T表示。（T1 T2 T3） 小结：分子能级与跃迁 基态(S0)激发态：吸

48、收特定频率的辐射；量子化；跃迁 一次到位； 激发态基态：多种途径和方式;速度最快、激发态寿命最短的途径占优势，发生的几率大； 第一、第二、电子激发单重态 S1 、S2 ； 第一、第二、电子激发三重态 T1 、 T2 ； 大多数有机分子的基态处于单重态； 激发态基态的能量传递途径电子处于激发态是不稳定状态，返回基态时，通过辐射跃迁(发光)和无辐射跃迁等方式失去能量； 荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能层基态( 荧光多为 S1 S0跃迁)，发射波长为 l3的荧光，10-710-9s。发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长： l3 > l 2 > l 1 ； 荧光：10-710

49、-9s，第一激发单重态的最低振动能级基态磷光：10-410s； 第一激发三重态的最低振动能级基态 2. 荧光的激发光谱与荧光光谱Excitation spectrum and fluorescence spectrum 荧光分子具有两个特征光谱：激发光谱和发射光谱（荧光光谱）（1）荧光的激发光谱激发光谱：表示不同激发波长下所引起物质发射某一波长荧光的相对效率。绘制激发光谱：固定发射波长（选最大发射波长），然后以不同波长的入射光激发荧光物质，以荧光强度F对激发波长l作图，即为激发光谱。 激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大，称为最大激发波长 lex。（2）荧光的发射光谱（荧光光谱） 荧光光谱表示在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。绘制发射光谱时， 使激发光波长固定在lex处，然后对发射光谱扫描，测定各种波长下相应的荧光强度，以荧光强度F 对发射波长l作图，得发射光谱图（即荧光光谱）。激发光谱与发射光谱的关系a. Stokes位移 荧光光谱总是位于物质激发光谱的长波一侧，即荧光波长大于激发光波长的现象。 激发光谱与发射光谱之间的波长差值： 振动弛豫、内转换等物辐射跃迁损失了部分能量。 b. 荧光光谱的形状与激发波长无关 电子可以跃迁到不同激发态能级，吸收不同波长的能量产生不同吸收带，但荧光光谱却只有一个发射态。c. 镜像规则