食品安全控制技术课件

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SPME装臵
密封垫 注射器
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仪器连续萃取装臵
• • • 需后每 要面次 更样处 换品理 密等一 封待个 圈挥样 发品 或 降 解
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美国戴安公司快速溶剂萃取装臵
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d.超临界萃取（Supercritical Fluid Extration,简写SFE）
处于临界温度和临界压力下，既不是液 体也不是通常气体，而是单一相态流体称为 超临界流体。SFE是利用超临界流体萃取一些 固体或半固体食品中组分。 流动相多采用二氧 抽提器 化碳、甲醇等，萃取体 积100㎕ ～ 50㎖ ,样 泵 气瓶 品量小于10g。
早期提取法 叶黄素和
叶绿素
吸 卜附 素法 和分 叶离 黄胡 素箩
叶黄素混合物 新叶黄素 叶黄氧茂素c.b
Β 胡箩卜素
三色堇黄尿圆
玉黍黄尿圆
异叶黄素
α 胡箩卜素 叶黄素 隐黄尿圆
索氏提取法
经典方法、普遍用于食品 残留危害物提取。
1、食品安全中的现代分析方法
标准方发及处理技术：萃取、分离(离心)等。 a.提取技术— 溶剂萃取 常用溶剂有丙酮（FDA采用）、乙酸乙酯 （瑞典）、乙腈等。
光束位置观察器 SPV-9000
确认透明电泳凝胶上光束位置。
食品安全中的现代 仪器分析技术
1.无机元素的分析技术：主要是根据经典化学 分析理论，利用物质的化学组成和性质，通过 物理及化学反应达到分离鉴定的目的，但检出 灵敏度有限。
2.化合物分析技术：主要以重量法、容量法为 主要分析手段，但特异性有限，操作方法繁杂。 （常量分析）。
食品中生物毒素形态分析
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8、物性测定仪器
高 速 样 品 浓 缩 仪
9、其它专用型和多用型仪器
Agilent 2100 生化分析仪
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生 物 心 片
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•集样品处理 •无需烦琐走胶、染色和脱色 •分离和检测 •无需干燥、扫描和照相 •数据分析与一个小巧系统 •无需手动数据分析 •没有大量的有害废物
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食品安全中的
常规分析技术发展动态
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1、蛋白质分析技术
2、样品粉碎技术
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3、样品处理技术
微 波 消 化 装 置
食品安全中蛋白质、重金属分析
食品安全中的
现代分析连用技术发展动态
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1、光谱连用技术
紫外/可见/近红外显微光度计
Entrance aperture
ASE快速 溶剂萃取
12至20分钟
ASE快速 溶剂萃取
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2、样品现代分离技术
薄层离心 分离技术
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管 壮 凝 胶 分离分析
管状凝胶架能够浸泡在缓冲液中进行 测试。
显示一维光密度数据。
二维展开分析
根据二维TLC 的有机农药化合物 的分离。利用线性 的工作曲线，工作 曲线表示。
二维电泳凝胶/ 吸附膜的解析
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食品安全关键技术中的
样品处理技术发展动态
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了解样品性质，确定分析目标
合理取样与采取适当方式存储样品 选择分析技术，建立分析方法流程 样品前处理（分离、提纯、制备） 执行分析方法（仪器分析）获取数据 数理统计、分析数据比较检验 结果表达、讨论(解释)
依据：
食品法规如食品法典、美国FDA、USDA、 EPA等。 AOAC、 HACCP、GMP等。 涉及食品危害残留物：来源、种 类、食品环境激素物质危害、致毒机 理、检测等。
3.痕量有机化学分析技术：随着生物技术、 食品分析、药物检验等领域的发展，根据分 析理论在样品处理技术方面，仅靠传统的化 学方法分离还不够，应与薄层色谱仪、气相 色谱仪、液相色谱仪及相关仪器相结合，拓 宽这一领域的实用范围。 4.微观和表面分析技术：显微技术的发展， 不仅了解了物质表面现象，还要对物质内部 的组成有更深刻认识，通过某种特定信息手 段反映出来，并对某种化学结构组成进行定 性、定量分析。
荧光光谱特点
荧光法与常规的分光光度法相比， 荧光是在入射光的直角方向检测，即 在黑背景下检测荧光的发射；而分光 光度法是在入射的直线方向检测，即 在亮背景下检测暗线，所以一般来说， 荧光分析的灵敏度要比常规的分光光 度法高2～3个数量级。
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1）灵敏度高

2）选择性强

荧光光谱包括激发光谱和发射光谱。 激发光谱是指不同激发波长的辐射引起 物质发射某一波长荧光的相对效率。而 发射光谱是指某一激发光引起物质发射 不同波长荧光的相对强度。前者是将发 射波长固定，扫描激发波长；后者是将 激发波长固定，扫描发射波长。因此， 与分光光度法比较，荧光法在鉴定物质 时，选择性更强。
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检测点
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问题1： 现代分析仪器主要性能指标的理解
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准确度：实验值和真值之间相符的程度。 精密度（精度）：各实验值彼此之间相符的程 度。 精确度：对同一测量值作多次重复测量时，所 有测量值对其真值的接近程度和各测量值之间 的接近程度。（系统误差和随机误差）。
食品安全中的
快速检测技术发展动态
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1、食品物性类快速检测技术
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卡式水份仪
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冰 点 渗 透 压 仪
食品掺伪检测
2、光谱快速检测技术
食品安全中无损伤快速检测
近红外光谱
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手持X-射线荧光光谱
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X-射线荧光光谱
食品有害金属物质检测
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核磁共振光谱
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3、生物芯片快速检测技术
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3）试样量少且方法简便

由于荧光分析法灵敏度高，因 而为少量试样的测定提供了可能性， 特别是在使用微量池时，用量可以 大大减少。荧光检测器是高效液相 色谱的重要检测器。
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4）能提供更多的信息

荧光分析法能提供包括激发光 谱、发射光谱、荧光强度、荧光寿 命、 总荧光量、荧光效率、荧光偏 振等许多物理参数。可获取结构和 样品浓度等更多信息，这些是分光 光度法所不能相比拟的。
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现代分析技术研究热点
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部分食品安全关键控制技术及难点： 1、什么是鲜奶？检验方法是什么？ 2、复原奶用什么方法控制？ 3、酱、熟食品的变质期限？需要快速检 验技术方法！ 4、食品霉变及异味鉴别分析？ 5、用什么方法能够表征食品抗氧化、美 拉德反应进程？ 6、食品重金属形态分析及修复技术？ 7、食品中痕量有机污染物确证技术！ 8、食品中掺伪快速鉴别技术！ 4
Spectrephotometer
Sample
Digital imager
Light source
植 物 表 层 结 构 分 析
矿物原料分析
墨水及纸张分析
纺织纤维分析
油漆分析
生物医学分析
DNA分析
药物分析
2、色谱、电泳连用技术
毛细管电泳
食品中激素、变性蛋白分析
毛细管电泳系统示意图
导数光谱法的原理
2.定量
A lc
dA d cl d d
d A d cl n n d d
n n
各阶导数的 导数值始终 与溶液的浓 度成线性关 系。 ——导数光 谱定量分析 的依据
导数光谱法定量测定应用步骤
吸收曲线的绘制 测定波长的确定 标准曲线的测定
电极1
电极2
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类黄酮类化合物
2、热学式分析仪
食品中能量、热值分析
3、磁学式分析仪器
等离子体质 谱仪结构图
食品中有害痕量物 质定性分析
4、光学式分析仪器
5、岛津顺序型X射线荧光光
谱仪原理及结构
食品无损检测
6.色谱类分析仪器
食品添加剂、食品中有机污染物、
食品中天然毒素等的分析
7、电子和离子光学仪器
食品安全关键控制技术
中国农业大学食品科学与营养工程学院
王世平
wang744447@
类别
食品中残留危害物分析
食品中有害金属分析
食品中添加剂分析
食品中天然毒素分析 食品中持久有机污染物分析 食品加工中有机污染物分析 食品接触材料迁移物质分析 食品中有害生物快速检测分析
样品通过固相柱，固相吸附剂将目标 化合物保留在柱上，然后用少量溶剂洗脱 下来。 FDA对分析农残样品作了详细规定： 先将样品分为脂肪和非脂肪性两大类，脂 肪含量大于10%为脂肪性样品，脂肪含量 小于 10%为非脂肪性样品。非脂肪性样品 又分含水样品和干样两种，75%为界限。
Mini-columns used in Solid Phase Extraction
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关注点1：
二维光谱技术
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激发光谱
测定条件：EM=360nm EX=240-500nm 狭缝宽度10nm 扫描速度200nm/min
同步扫描光谱
测定条件：EX=240-500nm 波长差=60nm (从300-540nm 开始扫描）狭缝宽度=10nm 扫描速度=200nm/min
三维荧光光谱
收集器 限流器
微波萃取
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超声波萃取
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技术名称 平均萃取时间
索氏提取 自动索氏 提取 4至48小时
技术名称 平均溶剂用量
索氏提取 200至500毫升
自动索氏 50至100毫升 提取 超声萃取 150至200毫升 微波萃取 25至50毫升 15至45毫升
1至4小时
超声萃取 30分至1小时
微波萃取 30分至1小时
三维荧光等高线图
测定条件：EX=200nm 步长=10nm EM=300-500nm 扫描次数=20 狭缝宽=10nm 扫描速度=1500nm/min
关注点2：
微分光谱技术
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导数光谱法的原理
1.提高灵敏度和定性
3阶 导数 2阶 导数 1阶 导数 入 ma 0阶 x
拐 点
1.谱带的极值数随导数 阶数的增加而增加， （N+1）。 2.在导数曲线随着求导 次数的增加，谱带变锐， 带宽变窄。 3.零阶曲线极值处对应 奇阶曲线通过零点，零 阶曲线拐点处对应奇阶 曲线极值处。 4.零阶曲线极值处对应 偶阶曲线极值处，零阶 曲线的拐点对应于偶阶 曲线通过零点。
c.液-液萃取法（LLE） 溶质在两种互不相溶液体中分配。
6.固相微萃取（Solid Phase Microextration,简写SPME） 由状似一支微量注射器和手柄萃取纤 维头（Fiber) 构成。SPME纤维头上薄膜 由极性聚丙烯酸酯（PA）、聚乙二醇 （PEG）或非极性的聚二甲基硅氧烷PDM 组成。
3、多级质谱连用技术
食品中有机污染物测定
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4、食品安全食源性微生物检测技术
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食品安全食源性微生物酶联免疫技术
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保障食品安全检测技术的
实验室配套功能性与管理
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应关注 a实验室功能的配套性 b实验设备技术的先进性及性价比 c实验室关键技术的符合性 d实验室分析数据合理统计 e实验室管理与认证 f实验室标准与溯源
上图为将岛津全自 动二维电泳装置 TEP-2 分离的试样（大肠菌抽 取物）转印为吸附膜， 由 QuantaScan 2D软件 进行反射测试的例子。 QuantaScan 2D软件能 够正确的计算点的位置、 吸光度积分值和点面积。
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凝胶照明光源 GIL-9000
可从下方照明，能方便地观测预测试样。
常用溶剂的极性 溶剂 极性 溶剂 极性 水 强 二氯甲烷 乙腈 乙醚 乙醇 苯 丙酮 环己烷 乙酸乙酯 正己烷 弱
b.固相萃取法 固相萃取(Solid phase extraction, 简称SPE)小柱是一种制备和净化技 术,适用于净化液体。其中SAX、 Sep-ped、C18、SAX/Amino-propyl柱 已被列入FDA标准方法。
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重现性（重复性、再现性）：对某物理 量进行反复定量测量所得的结果。 如何理解实验室复检？ 最小检测量：指仪器能确切反应的最小 物质含量。 如何理解实验室确证技术？
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关注：
光谱仪器发展特点
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FM
的 迈组 （克 成 红 外尔 及 光逊 原 谱干 理 特涉 示 点仪 意 ） 图
固定镜
BS
L
动镜 光源
可动镜
M
分束器
样品 S 检测器 D
多重衰减全反射晶体
样品薄片
全反射晶体(KRS–5,Ge,AgCl等)
ห้องสมุดไป่ตู้
ICRA反射附件
原理：大收集角 的近红外积分球。 分析：在原始包 装（透明或有色 的小塑料样品袋） 中测量粉末状、 片状、胶囊和悬 浊液的样品。
也可用于水果烂心病检测

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现代分析仪器的分类
1.电化学分析仪器 3.磁学式分析仪器 5.射线式分析仪器 2.热学式分析仪器 4.光学式分析仪器 6.色谱类分析仪器
7.电子和离子光学仪器 8.物性测定仪器 9.其它专用型和多用型仪器
1、食品安全痕量物质及形态分析
瑞士万通自动伏安极谱仪
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美国ESA电化学分析仪
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