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文档简介
1、河南农业职业学院课时授课方案(两个学时为一个授课单元)授课日期授课班次课时教学课题(章节):§3 采样与样品处理技术教学目的要求:基本知识点1、样品的采集技术;2、样品的制备和保存技术;3、样品的预处理技术。重点:1、采样的方法与注意事项2、样品制备的目的与方法3、样品预处理的原理与应用难点:1、采样的要求与原理;2、消化的原理、方法与注意事项; 【引入新课】食品检验必须按一定的程序进行,根据检测要求,应先感官后理化及微生物检验,而实际上这三个检验过程往往是由各职能检测部门分别进行的。每一类检验过程,根据其检验目的、检验要求、检验方法的不同都有其相应的检测程序。对于食品的理化检验来说
2、,这一程序就显得更为复杂。食品的理化检验主要是一个定量的检测过程,整个检测程序的每一个环节都必须体现一个准确的量的概念,因此食品的理化检验不同于感官及微生物检验,它必须严格地按一定的定量程序进行。第一步是检测样品的准备过程,包括采样及样品的处理及制备过程;第二步,进行样品的预处理,使其处于便于检测的状态;第三步,选择适当的检测方法,进行一系列的检测并进行结果的计算;最后对所获得的数据(包括原始记录)进行数理统计及分析;第四步,将检测结果以报告的形式表达出来。本章将具体介绍食品理化检验的采样与样品处理技术。§3 采样与样品处理技术食品的种类繁多,且食物的组成很不均匀,其所含成分的分布也
3、不一致。每次测定都取得一个分析结果,从测定程序上来说,这个结果是表示所取试样中的组分含量,而我们希望这个结果能代表整批物品的情况,所以要采取平均样品所取出的少量物料,其组分能代表全部物料的成分。这就要求在分析前采取有代表性的样品、在样品保存、制备和处理过程中保证样品不污染,组分不发生变化。因此采样、样品制备、保存与预处理是保证分析结果可靠性的第一步。 §3-1:采样与样品的保存一、样品的采集分析检测的第一步就是样品的采集。从大量分析对象中抽取一部分作为分析材料的过程,称为采样。所采取的分析材料称为样品或试样。(一)正确采样的重要性食品分析中,不论是原料、半成品还是成品,即使同一种类,
4、也会出品种产地、成熟期、加工及贮存方法、保藏条件的木问,食品中成分和含量都会有相当大的变动。此外,即使同一检测对象,各部位间的组成和含量也会有显著差异。因此,要保证俭测结果的难确、结论的正确,首要条件就是采取的样品必须具有充分的代表性。所谓代表性,是指采取的样品必须能代表全部的检测对象,代表食品整体。这是关系到检测结果和出此得出的结论是否正确的先决条件,否则,无论检测工作做得如何认真、精确都是毫无意义的,甚至会给出错误的结论。(二)采样的一般程序要从一大批被测对象中,采取能代表整批被测物品质量的样品须遵从一定的采样程序和原则,采样的程序分为三步:检样:先确定采样点数,由整批待检食品的各个部分分
5、别采取的少量样品称为检样,这也是采样的第一步程序。原始样品:把许多份检样混合在一起,构成能代表该批食品的原始样品。平均样品:将原始样品经过处理,按一定的方法和程序抽取一部分作为最后的检测材料,称平均样品。检验样品:由平均样品中分出,用于全部项目检验用的样品。复检样品;对检验结果有争议或分歧时,可根据具体情况进行复检,故必须有复检样品。保留样品:对某些样品,需封存保留一段时间,以备再次验证。(三)采样的一般方法样品的采集分随机抽样和代表性取样两种方法。随机抽样,即按照随机原则,从大批物料中抽取部分样品。操作时,可用多点取样法,即从被检食品的不同部位、不同区域、不同深度,上、下、左、石、前、后多个
6、地方采取样品的方法,使所有的物料的各个部分都有机会被抽到。代表性取样,是用系统抽样法进行采样,即已经了解样品随空间(位置)和时间而变化的规律,按此规律进行取样。以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量。如分层采样、依生产程序流动定时采样、按批次、件数采样、定期抽取货架上陈列的食品的采样等。随机抽样可以避免人为倾向因素的影响。但在某些情况下,某些难以混匀的食品(如果蔬、面点等),仅用随机抽样法是不够的,必须结合代表性取样,从有代表性的各个部分分别取样,才能保证样品的代表性,从而保证检测结果的正确性。具体采样方法视样品不同而异。1、散粒状样品(如粮食、砂糖、奶粉等均匀固体物料)粮食及固体食品应自
7、每批食品上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品,混合后按四分法对角取样,再进行几次混合,最后取有代表性样品。(1)有完整包装食品 (袋、桶、箱等)公式确定采样点数双套回转取样管采样(根据堆码形状均匀取袋,每袋从上中下取样)(混合)原始样品“四分法” 平均样品 31式中:N检测对象的数目(件、袋、桶等);S采样点数。(2)无包装的散堆样品三层五点法进行代表性取样。首先根据一个检验单位的物料面积大小先划分若干个方块,每块为一区,每区面积不超过50cm2 。每区按上、中、下分三层,每层设中心、四角共五个点。按区按点,先上后下用取样器各取少量样品;将取得的检样混合在一起,得到原始样品。混合后得到的
8、原始样品,按四分法对角取样,缩减至样品量不少于所有检测项目所需样品量总和的2倍,即得到平均样品。四分法是将散粒状样品由原始样品制成平均样品的方法,见图3l。将原始样品充分混合均匀后,堆集在一张干净平整的纸上,或一块洁净的玻璃板上,用洁净的玻捧允分搅拌均匀后堆成一圆锥形,将锥顶压平成一圆台,使圆台厚度约为3;划“十”字等分成4份,取对角2份其余弃去,将剩下2份按上法再行混合,四分取其二,重复操作至剩余量为所需样品量为止。图3l四分法取样图2、液体、半流体食品(如植物油、鲜乳、酒或其他饮料等)对桶(罐、缸)装样品,先按采样公式(31)确定采取的桶数,再启开包装,用虹吸法分上、中、下3层各采取少部分
9、检样,然后混合分取,缩减到所需数量的平均样品。若是大桶、大罐或池(散) 盛装者,应先充分混匀后再采样。样品应分别盛放在三个干净的容器中。充分混匀后,分取缩减至所需要的量。3、不均匀的固体样品(如肉、鱼、果蔬等)此类食品的本身各部位极不均匀,个体大小及成熟度差异大应注意样品的代表性。(1)肉类:视不同的目的和要求而定,有时从不同部位采样,综合后代表该只动物,有时从很多只动物的同一部位采样混合后来代表某一部位的情况。(2)水产品:个体较小的鱼类可随机多个取样,切碎、混合均匀后,分取缩减至所需要的量;个体较大的鱼,可以若干个体上切割少量可食部分,切碎后混匀,分取缩减。肉类、水产等食品应按分析项目要求
10、分别采取不同部位的样品或混合后采样。(3)果蔬:先去皮、核,只留下可食用的部分。体积小的果蔬,如豆、山楂、枣、葡萄等,随机取多个整体,切碎混合均匀后,缩减至所需的量;体积大的果蔬,如西红柿、茄子、冬瓜、苹果、西瓜等,按成熟度及个体的大小比例,选取若干个个体,对每个个体单独取样,以消除样品间的差异,取样方法是从每个个体生长轴纵向剖成4份或8份,取对角线2份,再混合缩分,以减少内部差异;体积膨松型的蔬菜,如油菜、菠菜、小白菜等,应由多个包装(捆、筐)分别抽取一定数量,混合后捣碎、混匀、分取,缩减到所需数量,最做成平均样品。4、小包装食品(罐头、瓶装食品、袋或听装奶粉或其他小包装食品等)应根据批号连
11、同包装一起取样随机取样,同一批号取样件数,250g以上的包装不得少于6个,250g以下的包装不得少于10个。如小包装外还有大包装,可按取样公式31抽取一定的大包装,再从中抽取小包装,混匀后,分取至所需的量。小包装食品,送验时应保持原包装的完整,并附上原包装上的一切商标及说明,供检验人员参考。各种各类食品采样的数量、采样的方法均有具体现定,可参照有关标准。 (四)采样的要求采样是食品理化分析的关键环节,采样必须遵循两个原则:首先采集的样品要均匀,有代表性,能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况;其次采样过程中要确保原有的组分,防止成分逸散或带入杂质。除此之外,还须注意以下规则:1、采样应注意抽
12、检样品的生产日期、批号、现场卫生状况、包装和包装容器状况。采集的数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要,一式三份,供检验、复验、备查或仲裁使用。一般散装样品每份不少于 0.5kg。2、掺伪食品和食物中毒的样品采集,要具有典型性。3、一切采样工具都应清洁、干燥无异味,在检验之前应防止一切有害物质或干扰物质带入样品。采样容器一般选用硬质玻瓶或聚乙烯制品。4、外埠调入的食品应结合索取卫生许可证、生产许可证或化验单,了解发货日期、来源地点、数量、品质及包装情况。在食品厂、仓库或商店采样时,应了解食品的生产批号、生产日期、厂方检验记录及现场卫生情况,同时注意食品的运输、保存条件、外观、
13、包装容器等情况。5、感官不合格产品不必进行理化检验,直接判为不合格产品。6、采样后要认真填写采样记录,包括采样单位、地址、日期、样品批号、采样条件、包装情况、采样数量、现场卫个状况、运输、贮藏条件、外观、检验项目及采样人等。7、采样后应迅速送检验室检验、尽量避免样品在检验前发生变化。使其保持原来的理化状态。检验前不应发生辐染、变质、成分逸散、水分变化及酶的影响等。8、样品分检验用样品与送检样品两种。检验用样品是由较多的送检样品中,均匀混合后再取样,直接供分析检测用,取样量由各检测项目所需样品量决定。送检样品的取样量、至少应是全部检验用量的4倍。二、样品的保存由于食品中含有丰富的营养物质,在合适
14、的温度、湿度条件下,微生物迅速生长繁殖,导致样品的腐败变质;同时,样品中如果含易挥发、易氧化及热敏性物质,容易在长时间的保存中损失变性,所以样品采集后应尽快进行分析,否则应密塞加封,进行妥善保存。保存的原则是:干燥,洁净,低温,避光,密封。1. 防止污染 盛装样品的容器和手,必须清洁,不得带入污染物,样品应密封保存;2. 防止腐败变质 对于易腐败变质的食品,采取低温冷藏的方法保存,以降低酶的活性及抑制微生物的生长繁殖。制备好的样品应放在密封洁净的容器内,置于阴暗处保存;易腐败变质的样品应保存在05的冰箱里,保存时间也不宜过长;3. 防止样品中的水分蒸发或干燥的样品吸潮 由于水分的含量直接影响样
15、品中各物质的浓度和组成比例。对含水量多,一时又不能做完的样品,可先测其水分,保存烘干样品,分析结果可通过折算,换算为鲜样品中某物质的含量。4. 有些成分,如胡萝卜素、黄曲霉毒素B1、维生素B1,容易发生光解,以这些成分为分析项目的样品,必须在避光条件下保存;特殊情况下,样品中可加入适量的不影响分析结果的防腐剂,或将样品置于冷冻干燥器内进行升华干燥来保存。此外,样品保存环境要清洁干燥;存放的样品要按口期、批号、编号摆放以便查找。5、固定待测成分 某些待测成分不够稳定(如维生素C) 或易挥发(如氰化物、有机磷农药),应结合分析方法,在采样时加入稳定剂,固定待测成分。总之,采样后应尽快分析,对于不能
16、及时分析的样品要采取适当的方法保存,在保存的过程中应避免样品受潮、风干、变质,保证样品的外观和化学组成不发生变化。一般样品在检验结束后,应保留一个月,以备需要时复检。易变质食品不予保留,保存时应加封并尽量保持原状。检验取样一般皆系指取可食部分,以所检验的样品计算。 §3-2 样品的制备与预处理一、样品的制备定义:是指对所采取的样品进行分取、粉碎、混匀的过程。目的:保证样品十分均匀,在分析时取其中任何部分都能代表被检全部样品的平均组成。样品制备时,可以采取不同的方法进行,如振摇、搅拌、切细、粉碎、研磨或捣碎、匀浆等。(一)一般成分分析时样品的制备1、液体、浆体或悬浮液体 直接将样品搅拌
17、、摇匀使其充分混匀。常用的搅拌工具是玻璃棒、搅拌器。2、固体样品 通过粉碎、捣碎、研磨等方法将样品制成均匀可检状态。水分含量少、硬度较大的固体样品(如谷类)可用粉碎法;水分含较高、质地软的样品(如果蔬)可用匀浆法; 韧性较强的样品(如肉类)可用研磨法或捣碎法。常用的工具有粉碎机、组织匀浆机、研钵、组织捣碎机等。注意:样品在制备前,一定按当地人的饮食习惯,去掉不可食的部分:如水果除去果皮、果核;鱼、肉类除去鳞、骨、毛、内脏等。3、罐头 水果罐头在捣碎前须清除果核;肉禽罐头应预先清除骨头;鱼罐头要将调味品 (葱、辣椒及其他) 分出后再捣碎、混匀。(二)测定农药残留量时样品的制备1、粮食类 充分混匀
18、,用四分法取 200g 粉碎,全部通过40 目筛。筛号常用“目”表示,“目”系指在筛面的25.4mm(1英寸)长度上开有的孔数。如开有30个孔,称30目筛,孔径大小是25.4mm30再减去筛绳的直径。所用筛绳的直径不同,筛孔大小也不同。因此必须注明筛孔尺寸。2、果蔬类 先用水洗去泥沙,然后除去表面附着的水分。取可食部分沿纵轴剖开,各取1/4捣碎、混匀。3、肉类 除去皮和骨,将肥瘦肉混合取样。每份样品在检验农药残留量的同时,还应进行粗脂肪含量的测定,以便必要时分别计算农药在脂肪或瘦肉中的残留量。4、蛋类 去壳后全部混匀。5、禽类 去羽毛和内脏,洗净并除去表面附着的水分。纵剖后将半只去骨的禽肉绞成
19、肉泥状,充分混匀。检验农药残留量的同时,还应进行粗脂肪的测定。6、鱼类 每份鱼样至少三条。去鳞、头、尾及内脏,洗净并除去表面附着的水分,取每条纵剖的一半,去骨剌后全部绞成肉泥,混匀即可。 二、样品的预处理食品分析是利用食品中待测组分与化学试剂发生某些特殊的可以观察到的物理反应或化学反应变化来判断被测组分的存在与否或含量多少。但是食品的成分比较复杂,既含有复杂的高分子物质(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、纤维素及残留的农药等),也含有普通的无机元素成分,如钙、磷、钾、钠、铁、铜等。这些组分往往以复杂的结合态或络合态形式存在。当以选定的方法对其中某种成分进行分析时,其他组分的存在就会产生干扰而影响被测
20、组分的正确检出。因此,在分析之前,必须采取相应措施排除干扰因素。另外对于复杂组成的样品,不经过预处理,任何一种现代化的分析仪器,也无法直接进行测定。有些被测组分含量很低,如农药残留物、黄曲霉毒素等,要准确地测出它们的含量,必须在测定前,对样品进行浓缩。为排除干扰因素,需要对样品进行不同程度的分解、分离、浓缩、提纯处理,这些操作过程统称为样品预处理。样品预处理目的是为了完整地保留待测的组分、消除干扰因素、使被测的组分得到浓缩或富集,保证样品分析工作的顺利进行,提高分析结果的准确性。所以说样品的预处理是食品理化分析中的一个重要环节,直接关系到分析测定的成败。进行样品的预处理,要根据检测对象、检测项
21、目选择合适的方法。总的原则是:排除干扰,完整保留被测组分并使之浓缩,以获得满意的分析结果。样品预处理的方法主要有以下几种。(一)有机物破坏法常用于食品中无机元素的测定。食品中的无机盐或金属离子,常与食品中的蛋白质等有机类物质结合,成为难溶、难离解的化合物,欲测定这些无机成分的含量,需要在测定前破坏这些有机结合体,释放出被测的组分,这一步骤称为样品的消化。消化的方法通常是采用高温、或高温加强氧化条件,使试样中的有机物质彻底分解,其中碳、氢、氧元素生成二氧化碳和水呈气态逸散,而金属元素则生成简单的无机金属离子化合物留在溶液中。有机物破坏法按操作方法不同又分为干法灰化和湿法消化两大类。1、干法灰化这
22、是一种用高温灼烧的方式破坏样品中有机物的方法,因而又称为灼烧法。将样品置于坩埚中,先在电炉上小火炭化,除去水分、黑烟后,再置500600高温炉中灼烧灰化,至残灰为白色或浅灰色为止。取出残灰,冷却后用稀盐酸或稀硝酸溶解过滤,滤液定容后供分析测定用。干法灰化的优点是有机物破坏彻底,操作简便,在处理样品过程基本不加或加入很少的试剂,故空白值较低。但此法所需要时间较长,并且在高温处理时可造成易挥发元素的损失(如汞、砷、铅等)。适用于大多数金属元素(除汞、砷、铅外)的测定。2. 湿法消化向样品中加入液态强氧化剂(如H2SO4、HNO3、KMnO4、H2O2等)并进行加热处理,使样品中的有机物质完全氧化、
23、分解、呈气态逸出,待测成分转化为无机物状态保留在消化液中。为了使有机物分解彻底,湿法消化常用几种强酸的混合物作为氧化剂,常见有硫酸硝酸法、硫酸高氯酸硝酸法、高氯酸硫酸法、硝酸高氯酸法。优点是简便、快速、效果好;由于消化过程在溶液中进行,且加热温度比干法低,可减少一些被测组分或元素的挥发损失。缺点:(1)是各种氧化性酸在消化中会受热分解,产生大量酸雾、氮和硫的氧化物等刺激性气体,并具有强烈的腐蚀性,对人体有毒害作用,因此操作过程需在通风橱内进行;(2)另外在消化反应时,有机物质的分解会出现大量泡沫外溢而使样品损失,所以需要操作人员随时看管;(3)对有些强氧化剂如高氯酸和过氧化氢,有潜在的危险性,
24、应防止爆炸事故发生。使用高氯酸进行湿法消化炭化时,要先用硝酸处理样品,以除去易于氧化的有机物。勿与炭、纸、木屑、塑料等可燃物或易燃气体(如氢气、乙醚、乙醇等)接触,不然会发生爆炸事故。另外,高氯酸与强烈的脱水剂,如五氧化二磷,或浓硫酸等接触时,可能形成爆炸性的无水高氯酸,所以分析实验室一般不用浓于85%的高氯酸。由于用酸量较多,可能导致空白值高。 (二) 蒸馏法蒸馏法是利用被测物质中各组分挥发性的差异来进行分离的方法。蒸馏是指液体加热至沸腾变为蒸气,又将蒸气冷凝变为液体这两个过程的联合操作。蒸馏法既可用于干扰组分的分离,又可以使待测组分净化;具有分离、净化的双重功效,是使用广泛的样品处理方法。
25、常用的蒸馏装置如图所示:,常见的蒸馏方式有常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏。1. 常压蒸馏 当被蒸馏的物质受热后不发生分解或者其中各组分的沸点不太高时,可在常压下进行蒸馏。可以把两种或两种以上沸点相差较大(一般30以上)的液体分开。 P16(1)加热方式可根据被蒸馏物质的沸点和特性进行选择。如果被蒸馏物质的沸点不高于90,可用水浴;如果沸点高于90,可用油浴,但要注意防火;如果被蒸馏物质不易爆炸或燃烧,可用电炉或酒精灯等直接加热,最好垫以石棉网。(2)一般热浴的温度不能比蒸馏物沸点高出30 。(3) 蒸馏烧瓶采用圆底烧瓶。2. 减压蒸馏 减压蒸馏是分离可提纯有机化合物的常用方法之一。减压装置可用
26、水泵或真空泵;适用:被蒸馏物热稳定性不好(常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合),或沸点太高的有机物质。一般来说,高沸点化合物在压力降低到20毫米汞柱时,其沸点比常压下的沸点低100200。 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的,如果借助于真空泵降低系统内压力,就可以降低液体的沸点,这便是减压蒸馏操作的理论依据。 3. 水蒸气蒸馏 某些物质沸点较高,直接加热蒸馏时,可因受热不均引起局部炭化;还有些被测成分,当加热到沸点时可能发生分解,对于这些具有一定蒸汽压的成分,常用水蒸气蒸馏法进行分离。即用水蒸气来加热混合液体,如挥发酸的测定。(1)定
27、义:是指不溶于水(难溶于水)与水一起共热,当水蒸气压和该物质的蒸气压之和等于大气压时,该混合物就沸腾,水和该物质就一起蒸馏出来。混合物的沸点比纯物质低,有机物可在沸点低得多的温度下,安全地被蒸馏出来,再用分液漏斗分离。(2)原理:两种互不相溶的液体混合物的蒸气压,等于两液体单独存在时的蒸气压之和。当组成混合物的两液体的蒸气压之和等于大气压力时,混合物就开始沸腾。不相溶的液体混合物的沸点,要比某一物质单独存在时的沸点低。因此,在不溶于水的有机物质中,通入水蒸气进行水蒸气蒸馏时,在比该物质的沸点低得多的温度就可使该物质蒸馏出来。(3)适用:从大量的树脂状或不挥发性的杂质中分离某种组分;除去食品中挥
28、发性的有机杂质;对于在常压下蒸馏会发生分解的高沸点有机物,用水蒸气蒸馏可以在100 以下的温度将其蒸出。(4)安装蒸馏烧瓶使用长颈圆底烧瓶,倾斜约45°,这样可防止因吹入水蒸气时使内容物发生飞溅;蒸气导入管稍为弯曲一些,以便达到蒸馏烧瓶的底部并与液面垂直;在导出管上安装一个冷凝球,以防止水滴进入;(5)操作注意事项安装后检查气密性;加入欲蒸馏液体至蒸馏烧瓶的一半,然后通往蒸气;为防止蒸馏烧瓶内的液体体积逐渐增加,可用酒精灯对液量进行控制。结束时须先打开蒸气发生器排出口,然后熄火,防止液体倒吸;4. 蒸馏操作的注意事项(1) 蒸馏瓶中装入液体的体积不超过蒸馏瓶的2/3,同时加碎瓷片防止
29、爆沸。水蒸气蒸馏时,水蒸气发生瓶也应加入碎瓷片或毛细管。(2) 温度计插入高度适当,与通入冷凝器的支管在一个水平或略低一点为宜。(3) 蒸馏有机溶剂的液体时应使用水浴,并注意安全。(4) 冷凝器的冷凝水应由低向高逆流。(三)溶剂提取法同一溶剂中,不同物质具有不同的溶解度。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地分离的过程称为萃取,也称提取。常用方法有以下几种。1.浸提法 又称浸泡法,用于从固体混合物或有机体中提取某种物质,所采用的提取剂,应既能大量溶解被提取的物质,又要不破坏被提取物质的性质。为了提高物质在溶剂中的溶解度,往往在浸提时加热。如:索氏抽提法提取脂肪。(1) 溶剂的选
30、择 提取剂是此类方法中的重要因素,可以用单一溶剂也可以用泥合溶剂。提取剂应根据被测提取物的性质来选择,提取效果遵从相似相溶的原则,可根据被提取成分的极性强弱选择提取剂。对极性较强的成分(如黄曲霉毒素)可用极性大的溶剂(如甲醇和水的混合液)提取;对极性较弱的成分(如有机氯农药)可用极性小的溶剂(如正己烷、石油醚)提取。选择的溶剂沸点应适当,太低易挥发,太高不易浓缩。为提高浸提效率,在浸泡过程中可进行加热和回流。 (2) 浸提方法 振荡浸提法 将样品切碎,加入适当的溶剂进行浸泡、振荡提取一定时间后,被测组分溶解在溶剂中,通过过滤即可使被测成分与杂质分离。滤渣再用溶剂洗涤提取,合并提取液后定容或浓缩
31、、净化,一般情况下,震荡2030min,重复23次。此法简便易行,但回收率低。 组织捣碎法 是食品理化分析中最常用的一种提取方法。将切碎的样品与溶剂一起放入组织捣碎机中捣碎后离心过滤,使被测成分提取出来,本法提取速度快,回收率高。采用组织捣碎法每次提取的时间约为35 min,12次。在操作时应注意试样和溶剂的总体积不应超过捣碎钵容积的2/3,以免溅出;捣碎机的转速先慢后快;整个操作要在通风良好的环境下进行。 索氏提取法 将一定量样品放入索氏提取器中,加入溶剂加热回流,经过一定时间,将被测成分提取出来。此法溶剂用量少提取率高,但操作麻烦费时。采用索氏提取法时,要充分考虑待测组分的热稳定性。2.
32、溶剂萃取法 又称液液萃取,其原理是利用某组分在两种互不相溶的溶剂中的分配系数不同,使其从一种溶剂中转移到另一种溶剂中,而与其他组分离的方法。本法操作简单、快速,分离效果好,使用广泛。缺点是萃取剂常有毒。(1) 萃取剂的选择 应选择与原溶剂互不相溶,萃取后分层快,而且对被测组分应有最大的溶解度,对杂质溶解度最小。(2) 萃取仪器 萃取一般在分液漏斗中进行,一般需经 45 次萃取,以得到较高的提取率,常用方式有直接萃取和反萃取。物质从水相进入有机相的过程称为萃取;物质从有机相进入水相的过程称为反萃取。对组成简单、干扰成分少的样品,可通过分液漏斗直接萃取即可达到分离的目的。对成分较复杂的样品,特别是
33、其中干扰成分不易除去的样品,单靠多次直接萃取很难有效,可采取适当的反萃取方法,来达到分离、排除干扰的效果。(四)化学分离法 通过化学反应处理样品,以改变其中某些组分的亲水、亲脂及挥发性质, 并利用改变的性质进行分离。1. 磺化法和皂化法磺化法和皂化法是去除油脂或含油脂样品经常使用的分离方法。例如,残留农药分析和脂溶性维生素测定中,油脂被浓硫酸磺化,或被碱皂化,由憎水性变成亲水性,使油脂中需检测的非极性物质能较容易地被非极性或弱极性溶剂提取出来。 (1) 磺化法 是用浓硫酸处理样品提取液,有效地除去脂肪、色素等干扰杂质,同时可增加脂肪族、芳香族物质的水溶性。浓硫酸能使脂肪磺化,并与脂肪、色素中的
34、不饱和键起加成作用,形成可溶于硫酸和水的强极性化合物,不再被弱极性的有机溶剂所溶解,从而达到分离、纯化的目的。此处理方法简单、快速、效果好,但只适用于对酸稳定的含农药样品的处理。(2) 皂化法 是用碱处理样品液,以除去脂肪等干扰杂质,达到净化目的。此法只适用于对碱稳定的含农药样品的处理。2. 沉淀分离法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除去,再对沉淀进行过滤、洗涤而得到分离。如测定还原糖含量时,常用醋酸铅来沉淀蛋白质,来消除其对糖测定的干扰。3. 掩蔽法在样品的分析过程中,往往会遇到某些物质对判定反应表现出可察觉的干扰影响。加入某种化学试剂与干扰成分作用,消除干扰因素
35、,这个过程称为掩蔽,加入的化学试剂称为掩蔽剂。这种方法可不经过分离过程即可消除其干扰作用。由于步骤简单,所以在食品理化分析中应用较多。常用于金属元素的测定。如双硫腙比色法测定铅时,通过加入氰化钾、柠檬酸铵等掩蔽剂来消除Cu2+、Fe3+的干扰。(五) 色层分离法又称色谱分离法,是一种利用载体将样品中的组分进行分离的一系列方法。色层分离法是一种物理化学方法,它不仅分离效率高,应用广泛,而且分离的过程就是鉴定的过程。分离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。根据分离机理不同,分为吸附色谱分离、分配色
36、谱分离、离子交换色谱分离等。1. 吸附色谱分离 利用经活化处理后的吸附剂,如聚酰胺、 硅胶、硅藻土、氧化铝等所具有的吸附能力,对样品中被测成分或干扰组分选择性的吸附,对样品进行分离的过程。例如,聚酰胺对色素有选择性吸附作用,在测定食品中色素含量时,利用聚酰胺吸附样液中的色素物质,经过滤洗涤,再用适当的溶剂解吸,可得到较纯的色素溶液供测定用。2. 分配色谱分离 根据不同物质在两相中的分配比不同而进行的分离方法。两相中一相是流动的,称为流动相;另一相是固定的,称为固定相。被分离的组分在流动相沿着固定相移动的过程中,由于不同物质在两相中具有不同的分配比,当溶剂渗透在固定相中并向上渗透扩展时,这些物质
37、在两相中的分配作用反复进行从而进行分离。 3.离子交换色谱分离 利用离子交换树脂与溶液中的离子之间所发生的离子交换反应来进行分离的方法。可分为阳离子交换和阴离子交换两种,其过程可用下列反应式表示:阳离子交换:RH + M+X-RM + HX 阴离子交换:ROH + M+X-RX + MOH式中:R离子交换树脂的母体;MX溶液中被交换的物质。将被测离子溶液与离子交换树脂一起混合振荡或使样液缓缓通过用离子交换树脂填充的离子交换柱时,被测离子即与离子交换树脂上的 H+ 或 OH- 发生交换,被测离子或干扰离子被留在离子交换树脂上,被交换出的 H+ 或 OH-,以及不发生交换反应的其他物质留在溶液内,
38、从而达到分离的目的。在食品理化分析中,可应用该法进行水处理,如制备无氨水、无铅水等。离子交换分离法还可用于复杂样品中组分的分离。(六) 浓缩、富集法 在残留分析中,经过提取和净化后待测组分的存在状态经常不能满足检测仪器的要求,如经提取和纯化后的样品液,由于体积较大,其中被测成分的浓度往往较低,无法直接测定,如浓度低于检测器的响应范围、待测物的溶剂与液相色谱不兼容等。这时必须对组分进行浓缩和富集,使供测定的样品达到仪器能够检测的浓度,或进行溶剂转换。目标化合物少,溶剂多,不能满足检测仪器的要求。目的:使供测定的样品达到仪器能够检测的浓度,或进行溶剂转换。方法:对组分进行浓缩和富集,1、概念浓缩指
39、通过减少样品溶液中的溶剂或水分而使组分的浓度升高;富集常指利用液-固萃取的方法浓缩某种组分。一些提取和净化方法也可用于组分的浓缩富集,如各种SPE、吹扫-捕集等。2、浓缩和富集方法(1)减压蒸馏:旋转蒸发器 旋转蒸发器是残留分析中最常用的浓缩装置,包括旋转烧瓶、冷凝器、溶剂接收瓶、真空设备、加热源等。在烧瓶的缓缓转动时,液体在瓶壁展开成膜,并在减压和加热条件下被迅速蒸发,表3-2是沸点与压力的相关关系表。旋转的烧瓶还可防止液体发生暴沸。该方法的浓缩速度快,而且溶剂可以回收。表3-2沸点与压力的相关关系表溶剂分子式常压条件时沸点密度g/cm340下沸腾时的压力(mbar)丙酮C3H6O560.7
40、90556苯C6H6800.877236甲苯C7H81110.86777氯仿CHCl3621.483474正己烷C6H14690.660335环己烷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)气流吹蒸:空气或氮气 这是常用的浓缩方法。利用空气或氮气流将溶剂带出样品,一般在加热条件下进行。该方法多用于少量液体的浓缩,但蒸汽压较高的组分易损失。图10-2-1常见的氮吹仪空气、氮气、浓缩、蒸汽压氮吹仪的注意事
41、项 不能用于燃点低于100 的物质 氮气、氧气纯度高于99% 不能用于酸、碱物质的浓缩 酸性用碳酸氢钠溶解中和 一天一换水浴的水(3) K-D(Kuderna-Danish)浓缩器浓缩 用于待测组分为不稳定性或易挥发的样品净化液的浓缩,通常用K-D浓缩器(图3-7)。浓缩时,水浴加热并抽气减压。此法浓缩温度低、速度快、被测组分损失少,特别适用于农药残留样品的净化液的浓缩。K-D浓缩器是由蒸馏瓶【包括校正的刻度尾管(离心管)1和三角瓶2】、斯奈德柱(snyder柱: 一种带有2-3个球的分馏柱,防止组分被溶剂带出)【分馏管】3、冷凝管4、减压管6和接受瓶等组成的一整套全玻装置(图3-4)。浓缩可
42、以在常压或减压下进行。K-D浓缩器是一种简单的浓缩装置,能使浓缩、回流、洗涤和最后定容同时进行。浓缩时,水浴加热并抽气减压。此法浓缩温度低、速度快、被测组分损失少,特别适用于农药残留样品的净化液的浓缩。操作方法安装好K-D浓缩器,在蒸馏瓶中加1/3容积提取液,将刻度尾管在水浴中加热(如尾管外接的,不要半水浸过刻度尾管),加热沸腾,溶剂蒸出,进行抽真空减压,收集溶剂于接受瓶内。 snyder柱为分馏柱,起回流作用,防止溶液冲出。同时,一小部分冷却下来的溶剂又回流并洗净器壁上的被检物,使被检物随溶剂回到蒸馏瓶中,浓缩液在刻度尾管中。使用方法:将欲浓缩的有机溶剂提取液倒入三角瓶中,投入一小空心玻璃珠
43、,连接各磨口接头和抽气机,通自来水入冷凝管。缓缓加热离心管和三角瓶,启动抽气机,有机溶剂被减压蒸馏出,接收于接受瓶中。观察离心管中剩余有机溶剂的体积,待达到需要的体积时,停止加热和抽气,取下离心管,管中残留溶液供用(如色谱分析点样)。断开冷却水,拆下装置各部件,洗净晾干备下次使用。 (4)真空离心浓缩法 适用于热敏性组分或黏稠液体的浓缩。实践证明,浓缩过程中组分最易损失。稳定性差、蒸汽压或极性高的待测物损失更明显。蒸发温度不宜过高,吹蒸速度不宜过快。使用任何一种浓缩方法均不要将样品直接蒸干,此时蒸汽压高的组分易被溶剂或气流带出,极性高组分可能与样品基质或玻璃器皿紧密结合,使收率下降。必须干燥时
44、应在最后缓缓吹入氮气或空气。一种常用的防止样品被蒸干的方法是向样品液中加入少量(几微升)不干扰测定的高沸点物质作为保持剂。如1,2-乙二醇、硬脂酸或液体石蜡。课时小结一、食品的理化检验基本工作程序第一步是检测样品的准备过程,包括采样及样品的处理及制备过程;第二步,进行样品的预处理,使其处于便于检测的状态;第三步,选择适当的检测方法,进行一系列的检测并进行结果的计算;最历对所获得的数据(包括原始记录)进行数理统计及分析;第四步,将检测结果以报告的形式表达出来。二、采样的定义、方法和要求(一)采样的定义和基本程序从大量分析对象中抽取一部分作为分析材料的过程,称为采样。采取的样品必须具有充分的代表性
45、。即采取的样品必须能代表全部的检测对象,代表食品整体。(二)采样按采样程序可将样品分为:检样、原始样品、平均样品(检验样品、复检样品、保留样品),其中检验样品是最终用于分析检测用的样品。检样:先确定采样点数,由整批待检食品的各个部分分别采取的少量样品称为检样,这也是采样的第一步程序。原始样品:把许多份检样混合在一起,构成能代表该批食品的原始样品。平均样品:将原始样品经过处理,按一定的方法和程序抽取一部分作为最后的检测材料,称平均样品。检验样品:由平均样品中分出,用于全部项目检验用的样品。复检样品:对检验结果有争议或分歧时,可根据具体情况进行复检,故必须有复检样品。保留样品:对某些样品,需封存保
46、留一段时间,以备再次验证。(三)样品的采集分随机抽样和代表性取样两种方法。(四)四分法是将散粒状样品由原始样品制成平均样品的方法.(五)采样的原则:1、首先采集的样品要均匀,有代表性,能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况;2、其次采样过程中要确保原有的组分,防止成分逸散或带入杂质。除此之外,还须注意以下规则:(1)采样应注意抽检样品的生产日期、批号、现场卫生状况、包装和包装容器状况。采集的数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要,一式三份,供检验、复验、备查或仲裁使用。一般散装样品每份不少于 0.5kg。(2)小包装食品送验时应保持原包装的完整,并附上原包装上的一切商标及说
47、明,供检验人员参考。(3)盛放样品的容器不得含有待测物质及干扰物质,一切采样工具都应清洁、干燥无异味,在检验之前应防止一切有害物质或干扰物质带入样品。供微生物检验用的样品,应严格遵守无菌操作规程。采样容器一般选用硬质玻瓶或聚乙烯制品。(4)外埠调入的食品应结合索取卫生许可证、生产许可证或化验单,了解发货日期、来源地点、数量、品质及包装情况。在食品厂、仓库或商店采样时,应了解食品的生产批号、生产日期、厂方检验记录及现场卫生情况,同时注意食品的运输、保存条件、外观、包装容器等情况。(5)采样后要认真填写采样记录,包括采样单位、地址、日期、样品批号、采样条件、包装情况、采样数量、现场卫个状况、运输、
48、贮藏条件、外观、检验项目及采样人等。(6)采样后应迅速送检验室检验、尽量避免样品在检验前发生变化。使其保持原来的理化状态。检验前不应发生辐染、变质、成分逸散、水分变化及酶的影响等。(7)掺伪食品和食物中毒的样品采集,要具有典型性。保存的原则是:干燥,洁净,低温,避光,密封。三、样品的制备1、定义:是指对所采取的样品进行分取、粉碎、混匀的过程。2、目的:保证样品十分均匀,在分析时取其中任何部分都能代表被检全部样品的平均组成。样品制备时,可以采取不同的方法进行,如振摇、搅拌、切细、粉碎、研磨或捣碎、匀浆等。3、筛号常用“目”表示,“目”系指在筛面的25.4mm(1英寸)长度上开有的孔数。如开有30个孔,称30目筛,孔径大小是25.4mm30再减去筛绳的直径。所用筛绳的直径不同,筛孔大小也不同。因此必须注明筛孔尺寸。四、样品处理(一)定义:为排除干扰因素,需要对样品进行不同程度的分解、分离、浓缩、提纯处理,这些操
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