食品分析

第一章绪论
一、食品分析的性质、任务和作用
1、性质：评价食品品质的三个方面：营养性、安全性、可接受性，功能性
食品分析——是研究和评价食品的卫生与质量及其变化的理论，是研究各类食品的组成成分的检验方法和检验技术的一门应用性科学，是食品科学的一个重要的分支，具有很强的技术性和实践性。

2、任务和作用
任务：是运用物理、化学、生物化学等学科的基本原理及技术，对食品工业生产的原料、辅料、成品、半成品、副产品等主要成分及含量进行包括营养与卫生在内的检测和监督
作用：（1）控制和管理生产，保证和监督食品的质量（2）为食品新资源和新产品的开发、新技术和新工艺的探索提供可靠的依据
（3）对假冒伪劣产品的检测及控制
（4）控制污染物○1生物污染○2化学污染○3环境污染
二、开展食品检验的意义
1、监督食品质量及卫生状况，确保人类的健康
2、指导人们合理摄取人体需要的各种营养素
3、评价环境状况及饮食状况、食品加工依据
4、进出口食品的监控
5、法律仲裁的依据
三、食品分析的内容
1、食品营养成分的分析
2、食品添加剂的分析
3、食品中有害物质的分析
（1）有害元素及有机物
（2）农药
（3）细菌、霉菌及其毒素
（4）食品加工中形成的有害物质
（5）抗生素、激素等残留
（6）来自包装材料的有害物质
4、食品中功能成分的分析
5、食品感官鉴定
四、食品分析的现状及发展方向
现状：
1、范围越来越广
2、项目越来越
3、准确度要求越来越高
4、越来越向着微量分析发展
5、越来越快速
发展方向：多功能、现代化、自动化、快速、准确
五、食品分析主要方法和分析过程
方法：
1、化学分析法，包括容量法、重量法、比色法
2、微生物分析法
3、酶分析法
4、仪器分析法
5、感官检验法
分析过程：
1、取样（采样）
2、样品的预处理
3、样品含量的测定
4、数据处理
第二章样品的采集、保存及预处理（一）采样的目的意义
食品的采样检验的目的在于检验
意义：
1、检验试样在感官性质上有无变化
2、一般成分有无变化
3、加入的添加剂等外来物质是否符合国家标准规定
4、食品成分中有无掺假
5、有无重金属、有害物质和各种微生物的污染及变质、腐败
采样——从大量的分析对象中抽取有代表性的一部分样品作为分析材料的工作
（二）采样原则
1、样品要均匀、有代表性
2、要保持样品原有的理化性质，防止成分逸散或带入杂质
（三）采样步骤
从大批物料中的各个部分采集少量物料称为检样
许多检样合在一起称为原始样品
原始样品经过处理，再抽取其中的一部分做分析用，称为分析样
（四）采样方式
随机抽样：总体中每一个样品抽到的机会均等。

（检验食品的合格率）
系统抽样：了解样品随一定的规律变化时候，按照一定的规律来抽取。

（检验食品的保质期或稳定性）
指定代表性样品：
（五）采样方法
1、均匀的固体样品
（1）有完整的包装的样品
（2）无包装的散装样品
2、半固体样品
3、液体样品
（1）包装体积不太大的
（2）大桶及散装样
4、组成不均匀的固体样
（六）采样数量
一式三份：检验、复检、备检
每份不少于0.5Kg
二、样品的保存
原则：使其离开总体后的变化降到最小程度
第二节样品的预处理
目的：根据被测物质的性质、食品的种类、特点，使用适当的方法将被测成分同干扰物分离之后再进行测定。

一、溶剂提取法
1、浸泡法：将样品浸泡在溶剂中，使被测组分被浸取而达到分离的目的。

2、萃取法：利用被测组分在互不相溶的两溶剂中分配系数不同而达到分离。

3、盐析法：溶液中加入某种盐类，降低了某溶质在溶液中的溶解度，使之从溶液中分离出来的方法。

4、超临界萃取法（Supercritical Fluid Extraction ,SFE）：
超临界流体：在一定的温度和压力下，液体和气体成为一个均匀流体，不再分为液体和气体，既不是液体也不是气体，大于临界点以上的流体称为超临界流体。

超临界流体的性质：有最大的穿透力，最好的溶解性，萃取速度快。

二氧化碳超临界萃取的优点：接近常温，无毒无污染，价格便宜，可对于热敏感和易氧化样品提取。

适用于二氧化碳超临界萃取的物质：分子量小于500的非极性样品，同时要加一些助提剂超临界流体萃取仪：a 超临界流体；b 萃取仪；
c 泵及萃取控制器；
d 样品收集系统
超临界萃取在食品中的应用：脂类物质（多不饱和脂肪酸）、咖啡因、大蒜素、苦杏仁油、胡椒碱。

二、有机物破坏法
应用：对于无机物测定的预处理方法，主要用于矿物质元素的测定。

1、干灰化法：利用高温灼烧破坏有机物。

特点：简便易行，破坏彻底，使用试剂少，但时间长，易使低沸点元素损失2、湿灰化法：利用强氧化剂加热消煮破坏有机物。

特点：简便快速，破坏彻底，减少了金属的挥发，但酸气刺激大、腐蚀性大
三、蒸馏法和挥发法
常压蒸馏：耐高温的物质
减压蒸馏：不耐高温的物质或沸点不高的物质水蒸气蒸馏：不耐高温与水不向溶的物质。

分子蒸馏：高真空度，用于大分子有机物，不耐热，挥发性的物质。

四、层析分离法
1、原理：是在一种载体上进行物质分离的一
些方法的总称
2、优点：分离效率高
3、过程：流动相带着被测样品分离
4、方法：柱层析、薄层层析、气相层析
五、化学分离法
1、皂化法：处理含油的样品，与油脂结合在
一起的物质。

2、沉淀分离法：盐析、有机物沉淀法、等电
点沉淀法
六、膜分离技术
在常温下使不同物质通过特殊膜而产生分离。

膜分离不产生相变，耗能低，是一种物理分离过程。

（一）膜分离技术的特点
消除了浓差极化现象，不是简单的筛子，小分子物质不一定100%通过，分子之间差别越大越容易分离
（二）膜分离技术在食品加工中的应用
水处理
发酵及生物工程
果汁中的应用
分离大豆蛋白
第三章食品分析中的仪器分析原理与应用仪器分析——利用一种特殊的仪器装置来检测被测物中某成分的组成、结构、含量及某些物理特性的定性、定量分析方法
一、仪器分析的特点
灵敏：检测限低；快速；准确：避免人为误差；重现性好
与食品分析密切相关的两大类仪器
1、光学型仪器：
紫外-可见分光光度仪（UV-VIS）
荧光分光光度仪（FL）
原子吸收分光光度仪（AA）
2、色谱型仪器：
气相色谱仪（GC）
高效液相色谱仪（HPLC）
二、分析仪器的主要组成部分
1、取样装置：把待测分析样引入仪器
2、预处理装置：如冷却器、恒温器、过滤器等
3、分离装置：用来分离多组分样品或提高分辨率
光学仪器：分光系统（单色器）
色谱仪器：色谱柱
4、检测器及检测系统
5、测量及信号处理系统：光信号电信号
6、显示装置：模拟显示、数字显示、图象显示
7、补偿装置
8、保证操作条件的辅助装置：如稳压电源
三、仪器分析的主要性能指标
1、灵敏度=输出量：输入量
2、精度：指误差
3、重复性：条件不变时，多次测定结果之间的差异
4、最小检测限：仪器能确切的反映出的最小物质含量
5、线性范围：输入量与输出量成比例的含量范围
四、紫外-可见分光光度法（UV-VIS）
1、原理：是利用物质吸收光后所给出的信息对物质的组成、含量或结构进行分析的一种方法。

2、描述光谱信息两个重要的参数：
光谱的波长成分分布
不同波长成分的强度
3、应用范围：有色化合物；分子内有不饱和键的无色化合物
4、（1）标准曲线法：方法准确，操作要求高（2）直接比较法：方法简便，但误差较大
5、紫外-可见分光光度法在食品中的应用
1、蛋白质、氨基酸的测定
2、碳水化合物的测定
3、维生素的测定
4、矿物元素的测定
5、食品添加剂的测定
6、食品功能成分的测定
五、荧光分光光度法（FL）
（一）原理：利用某些物质分子吸收紫外光后发射出波长较长的荧光辐射波，再根据荧光的强弱来测定待测物质含量。

（二）特点：
1、灵敏度高：比紫外高2-3个数量级
2、参数多：可测两个特征光谱
3、干扰成分少
4、适于能产生荧光或衍生后能产生荧光的物质
（三）应用
1、氨基酸的测定
2、维生素的测定
六、原子吸收分光光度法（AA）
该法主要用于元素的测定，有火焰法于石墨炉法之分。

（一）原理：光源辐射出某种元素的特征谱线，通过待测元素的原子蒸汽后，由光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量
（二）特点：
1、高选择性
2、检出限低
3、准确度高
4、可测定的元素多
5、分析速度快
6、测定不同元素，需更换不同光源
六、原子吸收分光光度法（AA）
（三）定性定量方法
1、定性：根据被测元素吸收的特征谱线
2、定量：标准曲线
（四）在食品分析中的应用
食品中各种微量元素的测定
七、气相色谱仪（GC）
（一）原理
色谱法是一种物理、化学的分离、分析方法。

利用混合物中的个组分在互相接触的固定相和流动相中有不同的分配比（或吸附能力的差别），当两相做相对运动时，这些组分在两相中多次反复分配平衡（吸附及解吸），从而使各组分得到分离，然后按组分流出的先后顺序被检测。

（二）分类
按色谱过程的物理、化学机理分
1、吸附色谱
2、分配色谱
3、离子交换色谱
4、凝胶色谱
（三）气相色谱的组成及分析过程
1、色谱组成：主要包括六个部分
a、载气
b、进样系统：包括进样器、气化室
c、色谱柱
d、检测器
e、记录系统
f、温度控制系统
2、分析过程
（四）定性定量
色谱图是以时间为横坐标，检测器输出的电信号强度（mV）为纵坐标所得出的流出曲线。

由于电信号强度与组分含量有线形关系，所以峰高或峰面积表示组分含量的多少，作为色谱定量的依据，而出峰的时间作为色谱定性的依据。

（五）气相色谱分离的特点
1、分离效率高
2、灵敏度高
3、分析速度快
4、样品需汽化，高沸点及热不稳定样品不适用
5、流动相的选择小
6、不能回收
（六）气相色谱技术在食品中的应用
八、高效液相色谱仪（HPLC）
（一）特点
1、应用范围广
2、流动相选择性强，分析范围广
3、可分析热不稳定样品和高分子化合物
4、检测器对组分无破坏作用，可做分离纯化、制备之用
（二）类型
（三）液相色谱的组成
1、储液系统
2、泵系统
3、进样系统
4、分离系统：色谱柱
5、检测系统
6、数据处理系统
（四）定性定量：气相色谱法
（五）HPLC在食品分析中的应用
第四章食品中主要成分的测定
一、食品中水分的测定
食品中的水分是指在常压下，在100～105℃直接干燥情况下，食品失去的物质总量。

（一）水分测定的意义
1、了解水分含量，指导饮食及食品加工。

2、作为判定食品中其它营养成分的基础。

3、了解食品的保质期。

（二）水分测定的方法
1、直接法：
①重量法a、常压干燥b、减压干燥②蒸馏法
2、间接法：
①比重法
②折射率法
③电导法
④介电常数
常压干燥法
原理：食品中水分受热后，产生的蒸气压高于空气在电热干燥箱中的分压，使食品中的水分不断蒸发出来，同时不断加热和排走水蒸气，以达到完全干燥的目的。

特点：1）方法简便、设备简单。

2）在100～105℃下失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。

3）不适于含挥发性组分的样品和高温易分解的样品，如糖类、味精、油脂等。

适合于含不挥发物的食品，如粮食、蔬菜、水果等。

减压干燥法（真空干燥法）
原理：采用在较低温度和低压下水沸点降低的原理，使食品中水分蒸发出来，样品中被减少的量即为水分含量。

特点：简单、测定值接近真实含量。

适用：100～105℃易分解、变质或不易除去水的物质，如含糖食品、麦乳精、高脂肪食品、味精、脱水蔬菜等。

蒸馏法
原理：基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组分的沸点这一原理，将食品中的水分与甲苯或二甲苯共同蒸馏，收集馏液。

由于密度不同，流出液在接受管中分层，根据流出液中水的体积计算水分含量。

适用：含有大量挥发性物质的测定，如醚类、芳香油、香料、挥发酸和含糖量较高的水果。

二、食品中灰分的测定——重量法
灰分包括：总灰分、水溶性灰分、水不溶性灰分、酸溶性灰分、酸不溶性灰分。

总灰分：食品中的矿物质和无机盐或其它杂质在一定温度下被灼烧分解，剩余的白色物称重，即得总灰分。

三、食品中酸度的测定
1、总酸度的测定
食品中所有酸性物质的总量，用标准碱液
中和滴定。

2、有效酸度的测定（pH值的测定）
①比色法：
pH试纸法；标准色管比色法
②电化学法：E=E0－0.0591 pH（25℃）
3、有机酸测定：GC法、HPLC法
四、蛋白质与氨基酸含量的测定
凯氏定氮法：GB方法
原理：蛋白质中的有机氮经消化后成为无机氮, 通过测定无机氮的含量，折算出蛋白质的含量。

测定方法：
1、样品消化成铵盐
2NH2(CH2)2COOH ＋13浓H2SO4= (NH4)2SO4 + 6CO2 + 12SO2 + 16H2O
其中浓H2SO4的作用：
1）脱水性；2）氧化性
2、蒸馏
(NH4)2SO4 + 2NaOH =2NH3+Na2SO4 +2H2O 3、用标准酸吸收
2NH3 + 4H3BO3 = (NH4)2B4O7 + 5H2O
4、用标准盐酸滴定硼酸盐
(NH4)2B4O7 + 5H2O+2HCl =2NH4Cl +4H3BO3根据标准HCl 的消耗量，计算出总氮量，用公式算出蛋白质含量。

式中C——标准HCl浓度
V1——样品消耗HCl体积
V2——空白消耗HCl体积
m——样品质量
F——折算系数
0.014——氮的毫摩尔数
比色法
1、水杨酸比色法
2、双缩脲比色法
氨基酸的测定
1、氨基酸自动分析仪法
原理：利用各种氨基酸的酸碱性、极性和分子大小等性质不同，使用阳离子交换树脂在层析柱上进行分离。

以不同pH值和不同离子浓度的缓冲液依次将它们洗脱下来。

2、高效液相色谱法
五、食品中脂类物质的测定
1、脂肪的测定
脂肪测定的方法：
①索式提取法
②脂肪分析仪法
③近红外光谱法
④CO2超临界萃取法⑤碱性乙醚提取法
⑥酸性乙醚提取法
索式提取法
原理：干燥的样品经无水乙醚或石油醚萃取后，将溶剂蒸去，即得到粗脂肪。

特点：比较准确，但费时、费溶剂。

适用：各类固体样品
碱性乙醚提取法：乳制品脂肪测定方法
2、脂肪酸的测定
气相色谱法
原理：以甘油三酯存在的脂肪，经氢氧化钾-甲醇甲酯化后，生成游离的脂肪酸，用GC测定，C数少、沸点低的先流出。

根据保留时间定性，根据峰面积大小定量。

3、油脂的重要质量指标
恒值——说明脂肪组成方面的特性，如碘值、皂化值等。

变值——说明脂肪性质方面的变化情况，如酸价、过氧化值。

六、食品中碳水化合物的测定
（一）、还原糖的测定
1、斐林试剂法：GB方法
2、高锰酸钾法
3、碘量法
（二）非还原糖测定
原则：经酸水解→还原糖→按还原糖测定（三）多糖测定：以淀粉为例
1、酶解法：
特点：专一性强，但较繁琐，酶保存不方便。

2、酸水解法：
特点：简单易行、一次水解成葡萄糖，价廉。

专一性不强。

（四）总碳水化合物的测定
差减法：
碳水化合物（％）＝100－（水分＋粗蛋白＋粗脂肪＋灰分＋粗纤维）
特点：测定方法粗，但操作简便、易行
加和法：
碳水化合物（％）＝单糖＋低聚糖＋寡糖＋多糖
特点：方法准确，但测定较困难，条件要求高七、维生素的测定
（一）脂溶性维生素的测定
1、比色法（国标方法）
2、紫外分光光度法
3、荧光分光光度法
4、高效液相色谱法（国标方法、国际方法）
维生素A的测定（三氯化锑比色法）
原理：三氯化锑比色法的特点：
1、适用于维生素A 含量较高的食品
2、方法灵敏度高，选择性好
3、缺点是显色后颜色不易稳定
紫外分光光度法
原理：维生素A 的异丙醇溶液在UV 325 nm 有较强的吸收峰，吸光度与维生素含量成正比。

适用：鱼肝油或含维生素A 的浓缩物
荧光分析法
原理：样品经皂化和乙醚提取后
1、以薄层层析分离出样品中的维生素A
2、其斑点溶于正丁醇中
3、用荧光分光光度法测定
适用：动物组织中的维生素 A 测定，但操作麻烦
高效液相色谱法
适用：所有含维生素A、D、E的样品，K除外
（二）水溶性维生素的测定
1、维生素C 的测定
1）2，6－二氯靛酚法
2）紫外分光光度法：UV 243nm最大吸收3）电位法
4）HPLC法
2，6－二氯靛酚法
原理：还原型的Vc可以还原2，6－二氯靛酚染料，本身被氧化成脱氢抗坏血酸
1、在酸性溶液中，氧化型的2，6－二氯靛酚呈红色
2、在中性或酸性溶液中呈蓝色（NaHCO3)
电位法
原理：根据抗坏血酸与2，6－二氯靛酚有不同的氧化还原电位（Vc 100mV, 2，6－二氯靛酚150mV），利用铂和氯化银复合电极测定电位差的变化。

适用：提取液为红色或有色的样品
2、B族维生素的测定
1）荧光法（GB方法）
硫胺素：在碱性铁氰化钾溶液中→荧光物质
核黄素：直接产生荧光
2）比色法：烟酸、吡哆醇3）微生物法
4）HPLC法：GB方法
八、矿物元素的测定
（一）比色法：应用广泛，操作较繁
（二）滴定法：简便、适于含量较高的样品（三）原子吸收法：GB方法
应用广泛、准确、简便
1、火焰光度法：常量元素、微量元素
2、无火焰光度法：痕量元素、易挥发元素
九、食品添加剂的测定
（一）防腐剂的测定
1、苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类测定1）滴定法
2）紫外分光光度法
3）气相色谱法
4）液相色谱法：可用于苯甲酸、山梨酸、糖精钠的同时测定。

苯甲酸及其盐类测定——碱滴定法
原理：
适用：苯甲酸含量在0.1％以上的样品紫外分光光度法（低含量样品）
原理：
原理：
适用：汽水、果汁、果酱、酒、酱油等（二）抗氧化剂的测定
1、比色法
2、气相色谱法：样品经乙醇、乙腈混合液提取后，直接用GC测定，可同时测定BHA、BHT。

适用：糕点和植物油中BHA、BHT 的测定（三）发色剂的测定
亚硝酸盐的测定——盐酸萘乙二胺比色法
原理：样品与对氨基苯磺酸生成重氮化合物，再与盐酸萘乙二胺偶联生成紫色偶氮染料，比色测定。

测定方法：
适用：各类肉制品测定。