食品分析技术模块二项目1、项目2

模块二营养成分分析[学习目标]（1）了解食品中主要营养成分测定的各种测定方法和原理。（2）掌握各类食品中营养成分测定常用方法的操作技术。（3）掌握各种营养成分测定中各种仪器的使用方法。（4）熟练掌握三大营养物质常用测定方法和技巧。[导言]食品的营养成分主要包括水分、灰分、脂类、蛋白质、维生素和人体所必需的宏量元素和微量元素。这些营养成分使食品具有一定的营养价值、组织结构及感官性状，因此，食品中营养成分含量的多少，通常是确定食品品质的重要指标。项目1水分测定

任务1常压干燥法[任务导言]水分是食品重要的质量指标之一。水分是食品重要的组成部分，食品中水分含量的多少直接影响食品的感官性状、组织结构及胶体状态的形成和稳定等，因此，控制食品水分含量可以保持食品的品质，提高食品储藏的稳定性。

食品中水分的存在形式，可以按其物理、化学性质定性地区分为结合水和非结合水（自由水）两大类。（1）自由水（游离水）：指存在于动植物细胞外各种毛细管和腔体中的自由水，包括吸附于食品表面的吸附水。自由水易于分离除去。（2）结合水：指食品中与非水组分结合最牢固的水，如葡萄糖、乳糖的结晶水及与食品中淀粉、纤维素、蛋白质、果胶中的氨基、羟基、羧基、巯基通过氢键结合的水。结合水不容易用蒸发的方式分离除去。

（3）水分含量是一项重要的技术指标：每种合格食品，在它营养成分表中水分含量都规定了一定的范围；水分的含量的高低，对食品的风味、原料的品质和保存是密切相关的。知识链接原理：食品中的水分一般是指在100℃左右（常压下）直接干燥的情况下，所失去物质的总量。任务指导仪器（1）扁形铝制或玻璃制称量瓶(内径60～70㎜，高35㎜以下)。（2）电热恒温鼓风干燥箱。（3）分析天平：感量0.1mg。（4）干燥器：内盛有效干燥剂。（5）多用切碎机。试剂（1）6mol/L盐酸：量取100mL盐酸，加水稀释至200mL。（2）6mol/L氢氧化钠溶液：称取24g氢氧化钠，加水溶解并稀释到100mL。（3）海砂：取用水洗去泥土的海砂或河砂，先用6mol/L盐酸煮沸0.5h，用水洗至中性，再用6mol/L氢氧化钠溶液煮沸0.5h，用水洗至中性，经105℃干燥备用。（1）固体样品步骤1：取洁净铝制或玻璃制的扁形称量瓶，置于95℃～105℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边，加热0.5h～1.0h，取出盖好，置干燥器内冷却0.5h，称量，并重复干燥至恒量。分析步骤步骤2：称取固体样品2.00g～10.00g切碎或磨细的试样，放人此称量瓶中，试样厚度约为5mm。加盖，精密称量后，置95℃～105℃干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥2h～4h后，盖好取出，放人干燥器内冷却0.5h后称量。步骤3：再放入95℃～105℃干燥箱中干燥1h左右，取出，放干燥器内冷却0.5h后再称量。至前后两次质量差不超过2mg，即为恒量。（2）半固体或液体试样步骤1：取洁净的蒸发皿，内加10.0g海砂及一根小玻棒，置于95℃～105℃干燥箱中，干燥0.5h～1.0h后取出，放人干燥器内冷却0.5h后称量，并重复干燥至恒量。步骤2：然后精密称取5g～10g试样，置于蒸发皿中，用小玻棒搅匀放在沸水浴上蒸干，并随时搅拌，擦去皿底的水滴，置95℃～105℃干燥箱中干燥4h后盖好取出，放人干燥器内冷却0.5h后称量。步骤3：再次将样品放入95℃-105℃干燥箱中干燥1h左右，取出，放干燥器内冷0.5h后再称量。至前后两次质量差不超过2mg，即为恒量。

（3）粉状样品取有代表性的样品至少200g（如粉粒较大也应用研钵研细），混合均匀，置于密闭玻璃容器内。水分的测定方法同（1）。

结果计算试样中的水分的含量按下式进行计算：式中：X——样品中水分的含量，％m1——称量瓶(或蒸发皿加海砂、玻棒)和试样的质量，g；m2——称量瓶(或蒸发皿加海砂、玻棒)和样品干燥后的质量，g；m3——称量瓶(或蒸发皿加海砂、玻棒)的质量，g。计算结果保留三位有效数字。技术提示（1）此法适用于95～105℃下，不含或含其他挥发性物质甚微的食品。（2）样品必须符合下列条件，一是水分是唯一挥发的成分，二是水分排除情况完全，三是食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的质量变化可忽略不计。（3）加入海砂，是为了增大受热与蒸发面积，防止食品结块，加速水分蒸发，缩短分析时间。海砂应洗净干燥至恒重，再加入样品准确称量，搅拌均匀后干燥至恒重。（4）在测定过程中，称量皿从烘箱中取出后，应迅速放入干燥器中进行冷却，否则，不易达到恒重。（5）操作条件的选择：①称样量：对水分含量较低固态、浓稠态食品，称量样控制在3～5g；而对于水分含量较高的液态食品，称样量控制在15～20g。②称量器皿规格：常压干燥法常选玻璃称量瓶，样品置于其中铺平后其厚度不超过皿高的1/3。③干燥设备：采用风量可调节的烘箱，温度计处于离上隔板3cm的中心处。（6）本法设备操作简单，但时间较长，且不适宜胶体、高脂肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易挥发物质的食品。任务2减压干燥法

任务要求学习和掌握真空干燥法测定水分的原理和操作要点。熟练掌握真空干燥箱及天平的使用技能。

本方法适用于胶状样品、高温下易热分解的样品和含水量较多的样品。如糕点、豆制品、食糖、糖果、巧克力、蜂蜜、味精、蔬菜、水果及高脂肪食品等。

知识链接适应范围测定原理样品经在减压低温的真空干燥箱内加热至恒重，加热前后的质量差即为水分含量。

任务指导

仪器

真空干燥箱。其他仪器同任务1.1常压干燥法。分析步骤（1）试样的制备粉末和结晶试样直接称取；硬糖果经乳钵粉碎；软糖用刀片切碎，混匀备用。（2）测定方法

取已恒重的称量瓶准确称取约2g～10g试样，放人真空干燥箱内，将干燥箱连接水泵，抽出干燥箱内空气至所需压力(一般为40kPa～53kPa)，并同时加热至所需温度60℃士5℃。关闭通水泵或真空泵上的活塞，停止抽气，使干燥箱内保持一定的温度和压力，经4h后，打开活塞，使空气经干燥装置缓缓通人至干燥箱内，待压力恢复正常后再打开。取出称量瓶，放人干燥器中0.5h后称量，并重复以上操作至恒重。结果计算与常压干燥法相同。计算结果保留三位有效数字。技术提示（1）此法为减压干燥法，减压后，水的沸点降低，可以在较低温度下使水分蒸发干净。（2）本法由于采用较低的蒸发温度，可防止含脂肪高的样品中的脂肪在高温下氧化；可防止含糖高的样品在高温下脱水炭化；也可防止含高温易分解成分的样品在高温下分解。（3）本法一般选择压力为40～53kPa，选择温度为50～60˚C。但实际应用进可根据样品性质及干燥箱耐压能力不同的调整压力和温度，如AOAC法中咖啡的干燥条件为：3.3kPa和98～100˚C；奶粉：13.3kPa和100˚C；干果：13.3kPa和70˚C；坚果和坚果制品：13.3kPa和95˚C～100˚C；糖及蜂蜜：6.7kPa和60˚C等。职业素质拓展一、蒸馏法方法概要：食品中的水分与甲苯或二甲苯共同蒸出，收集馏出液于接收管内，根据体积计算含量。适用于含较多其他挥发性物质的食品，如油脂、香辛料等。水分测定器：250mL锥形瓶；水分接收管，容量5mL，最小刻度值0.1mL，容量误差＜0.1mL；，冷凝管。见图2-1。分析步骤：准确称取适量样品（估计含水2mL～5mL），置250mL锥形瓶中，加入新蒸馏的甲苯（或二甲苯）75mL，连接冷凝管与水分接收管，从冷凝管顶端注入甲苯，装满水分接收管。加热，慢慢蒸馏，使馏出液2滴/s，待大部分水分蒸出后，加速蒸馏约4滴/s，当水分全部蒸出后，接收管内的水分体积不再增加时，从冷凝管顶端加入甲苯冲洗。如冷凝管壁附有水滴，可用附有小橡皮头的铜丝擦下，再蒸馏片刻，至接收管上部及冷凝管壁无水滴附着，接收管水平面保持10min不变为蒸馏终点，读取接收管水层的容积。结果计算：

式中：X——样品中水分的含量，mL/100g；V——接收管内水的体积，mL；m——样品的质量，g。（1）蒸馏法与干燥法有较大的差别，干燥法是以经烘烤干燥后减少的质量为依据，而蒸馏法以蒸馏收集到的水量为准，避免了挥发性物质减失的质量以及脂肪氧化对水分测定的误差。因此，适用于含水较多又有较多挥发性成分的蔬菜、水果、发酵食品、油脂及香辛料等。（2）此法采用专门的水分蒸馏器。食品中的水分与比水轻同水互不相溶的溶剂如甲苯（沸点110˚C）、二甲苯（沸点140˚C）、无水汽油（沸点95～120˚C）等有机溶剂共同蒸出，冷凝回流于接收管的下部，而有机溶剂在接收管的上部，当有机溶剂注入接收管并超过接收管的支管时就回流入锥形瓶中，待水分体积不再增加后，读取其体积。技术提示

（3）一般加热时要用石棉网，加热温度不宜太高，温度太高时冷凝管上端水汽难以全部回收。如样品含糖量高，用油浴加热较好。（4）样品用量：一般谷类、豆类约20g，鱼、肉、蛋制品约5～10g，蔬菜、水果约5g。（5）所用甲苯必须无水，也可将甲苯经过氯化钙或无水硫酸钠吸水，过滤蒸馏，弃去最初馏液，收集澄清透明溶液即为无水甲苯。（6）为避免接受器和冷凝管壁附着水珠，仪器必须干净。（7）对不同品种的食品，可以选择不同蒸馏溶剂，如用正戊醇－二甲苯（沸点129～134˚C）（1+1）混合溶剂测定奶酪；甲苯（沸点110.7˚C）用于测定大多数香辛料；已烷用于测定辣椒类、葱类、大蒜和其他含大量糖的香辛料的水分含量。二、卡尔-费休法方法概要：

卡尔-费休法简称费休法或滴定法，是测定各种物质中微量水分的一种方法，这种方法是在1935年由卡尔-费休提出的测定水分的容量方法，属碘量法，也是测定水分的最为准确的化学方法，1977年首次通过为AOAC方法。原理基于水分存在时，卡尔-费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。卡尔—费休法滴定总反应式为：滴定操作终点的确定：（1）目视法：当用卡尔-费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过量1滴，费休试剂中的游离碘，即会使体系呈现浅黄或微弱的黄棕色为终点，此法适宜于水分含量大于1%的样品，如砂糖、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定，其测定准确性比直接干燥法要高，它也是测定脂肪和油类物品中微量水分的理想方法。（2）永停滴定法：利用滴定终点时有游离碘出现，使体系变为去极化，溶液开始导电，外路有电流通过，微安表指针偏转至一定刻度并稳定不变，判断为终点，此法更适宜于测定深色样品及微量、痕量水分时采用。思考题1．说明干燥法测定水分的方法原理及适用范围。2．说明蒸馏法测定水分的方法原理及适用范围。5．解释恒量的概念，怎样进行恒量操作？6．在水分测定中，干燥器有什么作用？如何正确使用及维护干燥器？项目2灰分测定任务1总灰分的测定

任务要求学习和掌握总灰分测定的原理和操作要点。熟练掌握高温电炉的使用技能；掌握样品灼烧、灰化、恒重等基本操作技能。掌握测定面粉中总灰分的操作技能。一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，其中的有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物的形式残留下来，这些残留物称为总灰分（即粗灰分）。其中包括水溶性灰分和水不溶性灰分，以及酸溶性灰分和酸不溶性灰分。

知识链接灰分的概念

水溶性灰分则在很大程度上表明食品中可溶性的钾、钠、钙、镁等元素的氧化物和盐类含量；水不溶性灰分可以反映食品中泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量；酸不溶性灰分的增加则预示着掺入的泥沙和原有的微量的二氧化硅。食品中除含有大量有机物质外，还含有较丰富的无机成分。这些无机成分维持人体的正常生理功能，构成人体组织方面有着十分重要的作用。灰分主要为食品中的矿物盐或无机盐类。测定食品灰分是评价食品质量的指标之一。植物性原料的灰分组成和含量与自然条件、成熟度等因素密切相关。不同的食品，因原料、加工方法、测定条件不同，其灰分的含量也不同。如在面粉加工中，常以总灰分含量评定面粉的加工精度；生产果胶、明胶之类的胶质产品时，总灰分是这些制品胶冻性能的标志。灰分的测定意义总灰分测定原理食品经灼烧后所剩残留的无机物质即为灰分。灰分系用灼烧称重法测定。

任务指导仪器（1）马弗炉。（2）分析天平（3）石英或瓷坩埚（4）干燥器(5)电热板试剂（1）盐酸溶液（1+4）：1体积浓盐酸与4体积水混匀。（2）0.5%三氯化铁溶液和等量蓝墨水的混合液。分析步骤（1）坩埚的灼烧将坩埚浸没于盐酸溶液（1+4）中，根据坩埚的洁污程度，加热煮沸1h～2h，洗净，烘干，用三氯化铁与蓝墨水的混合液在坩埚外壁及盖上编号，然后，置温度550℃±25℃高温电炉中，灼烧0.5h。用坩埚钳将坩埚移至炉口，待坩埚温度降至约200℃时，取出坩埚，移入干燥器中，冷却至室温，准确称量。再次灼烧、冷却、称量，直至恒量。（2）样品的制备及预处理以固体样品为例：取有代表性的样品至少200g，用研钵研细，混匀，置玻璃容器内；不易捣碎、研细的样品，用切碎机切成细粒，混合均匀，置玻璃容器内。（3）称取样品用灼烧至恒量的坩埚称取样品，向坩埚中加入2g～3g固体样品（或5g～10g液体样品），准确称量。（4）炭化将预处理后的样品与坩埚一起，置电热板上，小心加热炭化，至无黑烟产生。对特别容易膨胀的样品（如含糖多的食品），可先在样品上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。（5）灰化炭化后，把坩埚移入已达规定温度（550℃±25℃）的高温炉炉口处，稍停留片刻，再慢慢移入炉膛内，关闭炉门，灼烧一定时间（通常4h左右，视样品种类、性状而异）至灰中无碳粒存在。打开炉门，将坩埚移至炉口处，冷却至200℃左右，移入干燥器中，冷却至室温，准确称量，再灼烧、冷却、称量，直至达到恒量（重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg）。结果计算式中：X——样品中灰分的含量，g/100g；m1——坩埚和灰分的质量，g；m2——坩埚的质量，g；m3——坩埚和样品的质量，g。（1）糖类以及含淀粉、蛋白质高的样品，在加热过程中容易向外溢，因此，先要用小火加热，待到开始炭化时，再增高温度，使其充分炭化。（2）把坩埚放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉口停留片刻，使坩埚预热或冷却，防止因温度剧变而使坩埚破裂。（3）灼烧后的坩埚应冷却到200℃以下再移入干燥器中，否则冷却后干燥器内形成较大真空，盖子不易打开。

2.1.4技术提示

（4）灰化的时间一般以灼烧至灰分呈白色或浅灰色（若样品含铁高残灰呈褐色；锰、铜含量高的样品，残灰呈蓝绿色。），无碳粒存在并达到恒重为止。灰化至达到恒重的时间因试样不同而异，一般需2～5h。若要加速灰化时，一定要沿坩埚壁加去离子水，不可直接将水洒在残灰上，以防残灰飞扬。（5）灰化后所得残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。（6）用过的坩埚经初步洗刷后，可用粗盐酸或废盐酸浸泡10～20min，再用水冲刷洁净。（7）若液体样品量过多，可分次在同一坩埚中蒸干。如在测定蔬菜、水果这类含水份高的食物时，应预先测定这些样品的水分，再将这些干燥物继续加热灼烧炭化—灰化。测定灰分含量。（8）有些样品如鱼类及海产品、谷类及其制品、乳制品（奶油除外）灰化温度不大于550℃；水果、蔬菜及其制品、砂糖及其制品、肉及其制品不大于525℃；奶油不大于500℃；个别样品（如谷类饲料）可以达到600℃。灰化温度过高，将引起钾、钠、氯等元素的挥发损失，而且磷酸盐、硅酸盐类也会熔融，将炭粒包藏起来，使炭粒无法氧化；灰化温度过低，则灰化速度慢、时间长，不易灰化完全。由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量各不相同，灰分温度也应有所不同。任务2乙酸镁法测定总灰分

知识链接适用范围乙酸镁法也称为AOAC法，适用于谷类食品、肉禽制品、蛋制品、水产品、乳及乳制品、淀粉及淀粉制品、茶叶、调味品等。不适用于糖及糖制品中灰分的测定。原理食品经过干燥、炭化、灼烧、冷却后，测定残留物的质量。任务指导

分析步骤（1）坩埚的灼烧将编好号的坩埚，置温度800℃～850℃高温电炉内，灼烧0.5h，用坩埚钳将坩埚移至炉口，待坩埚降至约200℃时取出坩埚，移入干燥器中，冷却至室温，准确称量。再次灼烧、冷却、称量，直至恒量。（2）试样的制备及预处理同总灰分的测定。（3）称取样品用灼烧至恒量的坩埚称取样品，灰分＞10%的固体样品称取2g，精确至0.001g；灰分＜10%的固体样品称取3g～10g，精确至0.001g。（4）加乙酸镁溶液称取样品后，加入1.00mL乙酸镁溶液（24%）或3.00mL乙酸镁溶液（8%），使样品完全润湿，放置10min。（5）炭化将样品与坩埚一起，置于电