02 第二章 食品分析的基本知识.doc

第1页：食品分析的范围与营养成分构成

食品检验与分析的内容很丰富、范围相当广泛：各种食品中有许多组分是相同的，有一些组分则不相同，不同种类的食品更具有不同特性。下面先讲食品分析的范围。

一、食品分析的范围（Analytical range）

1. 对食品营养成分分析（一般成分的分析）

从水分到水分活度、从蛋白质到各种氨基酸以及多种维生素的检验，说明食品分析检验物质的对象由宏观逐步趋向微观方向发展。对微量元素的检验，包含着人体必需元素的检验和对人体有害元素的检验。

2. 食品中污染物的分析：食品污染物按其性质分两类——①生物性污染（指微生物生长繁殖产生毒素影响健康），如黄曲霉毒素在花生腐烂变质中产生，玉米、牛乳及乳制品和腌肉制品易产生污染。

注：原课件中“Analytical range”一词拼写为“Analgtical range”，此处按标准英文拼写订正。

第2页：食品中化学性污染的分类与农药种类

化学性污染多属农药与金属，一般由大地喷洒而给果蔬带来残留。

注：原课件中“氯化钾撑萘制剂如荻氏剂”按标准名称订正为“氯化甲撑萘制剂如狄氏剂”。

第3页：有机氯农药残留量与食品添加剂检验

上述两种农药中毒性较大者在食品中普遍残留，尤以动物性食品居多。随着使用量降低和使用范围限制，有机氯农药在膳食中的残留量逐年减少。

加工对残留的影响：单纯洗涤不能除去；水果、胡萝卜、土豆等去皮后残留量显著降低；烘烤面包和蛋糕时经高温挥发作用残留量也会降低，但DDT在面包中心部分含量较外皮高。

3. 食品辅助材料及添加剂的分析：加工中所采用的辅助材料和添加剂一般都是工业产品，使用时的剂量、品种都有严格规定，使用不当后果不堪设想。检验范围包括防腐剂、抗氧化剂、发色剂、漂白剂、酸味剂、凝固剂、疏松剂、增稠剂、甜味剂、着色剂、品质改良剂、香精单体等14类。随着毒理学研究方法改进，从前认为无害的添加剂，近年又发现可能存在慢性毒性、致癌作用、致畸作用或致突变作用等危害，因此一定要控制在允许限量中。

第4页：感官鉴定的内容与嗅觉鉴定法

4. 感官鉴定（Sense organ appraisal）

• a. 嗅觉鉴定 Scent appraisal（sense of smell）
• b. 视觉鉴定 Vision appraisal
• c. 味觉鉴定 Sense of taste
• d. 触觉鉴定 tactile sensation

感官鉴定是根据人的感觉器官来检查食品的外形、色泽、味道以及稠度。此项鉴定是任何检验方法中不可缺少的一项，而且是在各种分析方法之前进行的，所以感官鉴定是很重要的一项。

a）嗅觉鉴定：人的嗅觉相当灵敏，有时用一般方法和仪器不能分析的，用嗅觉检验却可以发现。

蛋白质分解

猪肉、鱼类蛋白质分解的最初阶段，一般方法测不出来，但用鼻子可嗅到一股氨味（蛋白质的基本单元是氨基酸，进一步分解生成氨和α—酮酸）。

油脂酸败

油脂在酸败时各种指标变化不大，但可嗅到哈喇味。

氨味与哈喇味都是食品散发出的挥发性物质，受温度影响很大：温度低挥发慢、气味轻，一般测定气味时稍稍加热即可。

• ①测定液体样品时，可取几滴放在干净手心上搓，再闻是否有异常气味
• ②测定固体深部样品气味时，用新削的竹签刺入食物深处，拔出后立即嗅闻

第5页：视觉检查与味觉检查的操作要点

b）视觉检查 Vision appraisal：用眼睛判断食品的性质，在很多场合是重要手段。食物的外形、色泽对评价食品的质量、新鲜程度、有无受污染关系很大。例如根据果蔬颜色可判断成熟度；根据酒的颜色可判断是什么酒。

• 视觉检查一般在白天进行，因为晚上灯光可使食品外观造成假象
• ①检查罐头时，看外形有无鼓罐、凹罐现象
• ②鱼类、肉类检查时，看颜色是否正常
• ③瓶装液体应把瓶子倒过来看是否有杂质和沉淀物
• ④桶装液体先取出一部分放到透明玻璃管中，透过光线观察有无异常

c）味觉检查（20—40℃，先检查低浓度→高浓度）：味觉器官的灵敏度与食品温度密切相关，味觉检查最佳温度为20—40℃。

检查两种食物时应先检查味道低的、再检查高浓度的，因为不同味觉的食物会相互影响。例如先检查糖再检查苹果，会感到苹果比吃糖前清淡无味——糖吸附了苹果中的挥发性芳香物质，同时糖的甜度掩盖了苹果的味道。一般检查按顺序从气味轻的到浓的进行，否则不准确。

第6页：触觉检查与食品分析方法的分类

d）触觉检查 tactile sensation：主要检查食品的弹性和稠度，并鉴定食品质量。如检查谷类时抓起一把评价水分、颗粒是否饱满；检查肉与肉制品时摸其弹力，判断肉是否新鲜；检查蜂蜜要摸其稠度，一般在20℃下进行，温度过高或过低对分析结果都有影响。

评价大量食品时，每种评价后要漱口，并且不能抽烟，以减少烟对气味的影响；对腐败变质的食品不要进行味觉检查，若要进行则检查后须用水漱口。

根据以上四个方面的感官鉴定，各种食品都有一定的感官特征，消费者一般凭感官决定取舍。当然，感官检查好的不一定营养价值就高。

二、食品的分析方法（method）

三、国内外食品理化检验发展动态与进展（详见后页）。

第7页：国内外食品理化检验的发展动态与进展

国内外食品理化检验进展大致分为四个方面：

㈠ 基础理论方面

⑴ 样品前处理的分离提取、纯化、浓缩（富集）理论与技术：这是食品理化检验学的主要基础理论，也是组成学科自身体系不可缺少的部分，近几年国内外研究较多并逐渐深入。

• 原有方法：热消化法、冷消化法、干式灰化法、溶剂萃取法、挥发与蒸馏法等
• 新发展：消化罐法及离子树脂交换法等，消化分解试样试剂HClO₄的应用报道增多
• 对干扰物质（如胰蛋白干扰素）的去除与掩蔽理论作了较多研究，为克服前处理干扰提供了依据
• ⑵食品分析误差及理论统计处理应用的研究
• ⑶质量控制的研究：国内近几年才有所报道，起步比国外晚得多

㈡ 分析方法

1. 新的检测方法研究
2. 新项目分析方法的研究
3. 经典方法的改进研究
4. 简便快速方法的研究
5. 多学科相互渗透与相关的研究

第8页：分析仪器的应用与科研方向

㈢ 分析仪器的应用方面：近几年食品分析仪器的应用逐渐增加。如电化学中的氟电极、氯电极；薄层层析方法逐渐配用薄层扫描仪，使得定量有了希望。

㈣ 科研方面：国内外研究主要趋向于生产型和开发型，利用理化基础开发蛋白资源（例如从血中提取白蛋白、分离氨基酸等）；为提高加工食品的适口性与保水性能，保水剂等食品添加剂的应用不断增加，其检测也相适应。另外，对食品检验快速、简便方法的研究呼声较大，特别是为适应鲜奶收购的检测需要，不少学校作了许多有成就的研究。

第二节 样品的采取及制备

首先明确食品分析的一般程序：样品的采集、制备和保存 → 样品的预处理 → 成分分析 → 分析数据处理及分析报告的撰写。

采样

从整批产品中抽取一定量具有代表性样品的过程。

一、采样的目的意义：正确采样必须遵守两个原则——第一，采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组分、质量和卫生状况；第二，采样过程中要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带入杂质。

食品采样检验的目的在于：检验试样感官性质上有无变化、一般成分有无缺陷、加入的添加剂等外来物质是否符合国家标准、成分有无搀假现象，以及在生产运输和储藏过程中有无重金属、有害物质和各种微生物污染及腐败现象。

第9页：采样的数量与取样方法

采样就是从原料或食品成品中抽取具有一定代表性的样品。采样是检验分析中的重要环节和第一步——采取的样品必须代表全部被检测物质，否则以后样品处理及检测计算结果无论如何严格准确也没有任何价值。

二、采样的数量与方法

尽管商品种类不同、包装形式不同，采取的样品一定要具有代表性，能代表整个班次的样品结果，各种食品取样方法中都有明确的取样数量和方法说明。

1）颗粒状样品（粮食、粉状食品）：采样时应从某个角落上、中、下各取一类，然后混合，用四分法得平均样品。

第10页：检样、原始样品与平均样品及各类样品取样法

检样

由整批食物的各个部分采取的少量样品称为检样。

原始样品

把许多检样混在一起称为原始样品。

平均样品

原始样品经处理再抽取其中一部分作分析用的称平均样品。

第11页：样品的制备方法与保存要求

三、样品的制备与保存：样品制备的目的在于保证样品十分均匀，使分析时取任何部分都能代表全部被测物质的成分。根据被测物的性质和检测要求，制备方法有以下几种：

二、保存：采取的样品为防止水分或挥发性成分散失以及其他待测成分含量变化，应在短时间内进行分析，尽量做到当天样品当天分析。

第12页：样品保存中的变化与防止措施

注：原课件中甲醛用量写作“1-2d/100ml”，此处按标准表述订正为“1—2滴/100ml牛奶”。

第三节 样品的预处理：食品本身含有蛋白质、脂肪、糖类等，对分析测定产生干扰，所以在测定之前要对样品处理，以去除干扰物质，同时使被测物达到浓缩的目的。样品处理要根据被测物的理化性质以及样品特点进行。

第13页：样品预处理的五大类方法

第四节 食品分析方法的评价：研究一个分析方法时，通常用精密度、准确度和灵敏度三项指标评定。

第14页：食品分析方法的三项评价指标

四、统计公式（见提高分析精确度章节）。

第五节 提高分析精确度的方法：在日常分析工作中，为提高准确度和测定结果的可靠性，可采用以下方法。

一、对各种试剂、仪器进行校正

1. 各种计量测试仪（如天平、分光光度计）应定期送计量管理部门鉴定，以保证仪器的灵敏度和准确度
2. 各种标准试剂应按规定定期标定，以保证试剂的浓度和质量

第15页：增加测定次数与精密度衡量指标

二、增加测量次数：平行实验次数越多，取其算术平均值就越可减少偶然误差，使测定值接近真实值。但实际中不必测定许多次，否则造成人力、物力、时间上的浪费——每个样品测定2—3次，只要误差在规定范围内，取其平均值即可。一般要求Cv小于5，严格讲应在2以内。

1. 标准偏差 S

表示一个统计分布离散程度的最重要指标，用以反映精密度。S越小，各项之间符合程度越好，精密度越高。

2. 变异系数 Cv

Cv = S/x × 100，衡量一系列测定值的相对离散程度的一种特征数。

三、作空白实验：空白实验的目的是在测定值中扣除空白值，可以抵消许多不明因素的影响（测定值－空白值）。空白实验的精密度可用相差和相对相差表示。

四、作对照实验：在测样品的同时以标准品为对照，抵消许多不明确的因素。

五、回收实验：样品中加入标准物质，测定其回收率，可以检验方法的准确程度和样品所引起的干扰误差，并可同时求出精确度。

回收率 = C/A × 100 =（X₂－X₁）/A × 100，其中C为实际测定的标准物质的量，A为加入标准物质的量。

第16页：标准曲线的回归方程与相关系数

六、正确选取样品的量：正确选取样品的量对分析结果的准确度很有关系。例如常量分析，滴定量或重量过多过少都是不适当的。

七、标准曲线的回归：标准曲线常用于确定未知浓度，其基本原理是测量值与标准浓度成比例。在用比色、荧光、分光光度计时，常常需要制备一套标准物质系列，例如在721分光光度计上测出吸光度E，根据标准系列的浓度和吸光度绘出标准曲线。由于点阵往往不在一条直线上，可用回归法求出该线的方程，以最合适地代表此标准曲线。

直线方程

y = ax + b

y

光密度或色谱峰面积

x

物质含量或浓度

a

直线斜率

b

截距

回归方程式：

• a =（n∑xy－∑x∑y）/［n∑x²－（∑x）²］
• b =（∑x²∑y－∑x∑xy）/［n∑x²－（∑x）²］
• γ = ∑（x－x̄）（y－ȳ）/ √［∑（x－x̄）²∑（y－ȳ）²］

式中 n 为测定次数，γ 为相关系数。

第17页：标准曲线回归的计算实例

γ 越接近1说明越准确，但也可大于1或小于1。目前求回归方程最便捷的方法可通过 Office Excel 实现，若用手算相当繁琐。

例：有一组实验数据

∑x = 67.5，∑x² = 1431，∑y = 0.540，∑xy = 11.525，n = 5，代入公式 y = ax + b：

• a =（5×11.525－67.5×0.540）/（5×1431－67.5²）= 0.0081
• b =（1431×0.540－67.5×11.525）/（5×1431－67.5²）=－0.002

则：y = 0.0081x－0.002

注：原课件摘录中“∑x2=1431”为四舍五入值（精确值1431.25），本表据此还原计算过程，计算结果与课件给出的0.0081、－0.002一致。

第18页：蒸馏水的要求与特殊用水的制备

若令 x₀=0 则 y₀=－0.002；x₁=10 则 y₁=0.079；x₂=20 则 y₂=0.160。

八、蒸馏水的要求：食品检验分析过程中离不开蒸馏水或特殊制备的纯水，但一般测定项目可用普通蒸馏水，无论试剂制备或检测过程中加入的水，都表明加入的是蒸馏水。所谓蒸馏水就是常用的水经过蒸馏所得的。

由于普通蒸馏水含有CO₂、挥发性酸、氨和微量元素金属离子等，所以进行灵敏度高的微量元素测定时，往往要将蒸馏水作特殊处理：一般采用硬质全玻璃重蒸一次，或用离子交换纯水器处理，即可得到高纯度的特殊用水。制备方法如下：

第19页：去离子水的制备与蒸馏水纯度检查

（5）去离子水：这是一般化验常用的水。蒸馏水通过阴阳离子交换器处理，基本上把水中的K、Na、Mg、Ca、Cu等阳离子，以及酸性的CO₃²⁺、SO₄²⁺、氯化物和硝酸根等阴离子，通过阴阳离子交换树脂交换除去。

对蒸馏水的纯度可以用①电导仪、②专门的水纯度测定仪来测定。一般电导度达到0.1μΩ时，水就很纯净了；但电导度不能表示有机物的污染，特殊分析项目对水有更特殊的要求。蒸馏水的纯度也可用化学方法检查：

注：原课件中氯化物检查写作“再加4滴1%硝酸溶液”，按检验原理订正为“1%硝酸银溶液”，否则不会生成氯化银沉淀。