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食品检测的基本知识

????来源:中国食品科技网????2015-07-08

? ? 1.1样品的采集
  从大量的检测对象中取有代表性的一部分样品供分析化验用,叫做采样。
  1.1.1正确采样的重要性
  采取的样品要有代表性。
  1.1.2采样的方法
  样品的采集有随机抽样和代表性取样两种方法。随机抽样可以避免人为的倾向性,但是对难以混匀的食品(如黏稠液体、蔬菜等)的采样,必须结合代表性取样,从有代表性的各个部分分别取样。因此,采样通常采用几种方法相结合的方式。具体的取样方法,因分析对象的性质而异。
  (1)均匀固体物料(如粮食、粉状食品)
  确定采样件数:有完整包装(袋、桶、箱等)的:可按总件数1/2的平方根确定采样件数,然后从样品堆放的不同部位,按采样件数确定具体采样袋(桶、箱)。
  采原始样:再用双套回转取样管采样。将取样管插入包装中,回转180o取出样品,每一包装须由上、中、下三层取出三份检样;把许多检样综合起来成为原始样品。
  制备平均样:用“四分法”将原始样品做成平均样品,即将原始样品充分混合后堆集在清洁的玻璃板上,压平成厚度在3厘米以下的图形,并划成“+”字线,将样品分成四份,取对角的两份混合,再如上分为四份,取对角的两份,此即是平均样品。无包装的散堆样品:先划分若干等体积层,然后在每层的四角和中心点取样,得检样,再按上法处理的平均样品。
  (2)粘稠的半固体物料(如稀奶油、动物油脂、果酱等)
  这类物料不易充分混合,可先按总件数1/2的平方根确定取样数。启开包装,用采样器从各桶中分层(一般上、中、下三层)分别取出检样,然后混合分取缩减到所需数量的平均样品。
  (3)液体物料(如植物油、鲜乳等)
  如果数量较大。可依容器的大小及形状,分区分层采取小样,再将各小样汇总混合,取出原始样品。如果数量不大,可在密闭容器内旋转摇荡,或从一个容器倒入另一个容器,反复数次或颠倒容器,采样前需用搅合器等搅拌一定时间,再用采样器缓慢匀速地自上端斜插至底部采取样品。易氧化食品搅拌时要避免与空气混合;挥发性液体食品,用虹吸法从上、中、下三层采样。
  (4)组成不均匀的固体食品(如鱼、肉、果品、蔬菜等)
  这类食品本身各部位极不均匀,个体大小及成熟程度差异很大,取样更应注意代表性,可按下述方法采样。
  ①肉类 根据不同的分析目的和要求而定。有时从不同部位取样,混合后代表该只动物;有时从一只或很多只动物的同一部位取样,混合后代表某一部位的情况。
  ②水产品 小鱼、小虾可随机取多个样品,切碎、混匀后分取缩减到所需数量;对个体较大的鱼,可从若干个体上切割少量可食部分,切碎混匀分取,缩减到所需数量。
  ③果蔬 体积较小的(如山楂、葡萄等),随机取若干个整体,切碎混匀,缩分到所需数量。体积较大的(如西瓜、苹果、萝卜等)可按成熟度及个体大小的组成比例,选取若干个体,对每个个体按生长轴纵剖分四份或八份,取对角线2份,切碎混匀,缩分到所需数量。体积膨松的叶菜类(如菠菜、小白菜等),由多个包装(一筐、一捆)分别抽取一定数量,混合后捣碎、混匀、分取,缩减到所需数量。
  (5)小包装食品(罐头、袋或听装奶粉、瓶装饮料等)
  这类食品一般按班次或批号连同包装一起采样。如果小包装外还有大包装(如纸箱),可在堆放的不同部位抽取一定量大包装,从每箱中抽取小包装(瓶、袋等),再缩减到所需数量。
  1.2.3采样的要求
  采样时应注意的几个问题:
  (1) 对采样工具的基本要求:符合清洁要求,不对食品造成污染;具有保护样品的功能,以保证样品在检验前不发生任何变化;
  (2)设法保持样品原有微生物状况和理化指标,在进行检测之前不得污染,不发生变化。
  (3)采样后应在4h内,迅速送往实验室进行分析,使其保持原来的理化状态及有毒有害物质的存在状况,在检测前不应再被污染,也不应发生变质、腐败、霉变、微生物死亡、毒物分解或挥发以及水分增减等变化。
  (4)感官性质极不相同的样品切不可混合在一起,应另行包装并注明其性质。
  (5)盛装样品的器具上要贴牢标签,注明样品名称、采样地点、采样日期、样品批号、采样方法、采样数量、分析项目及采样人。
  1.2样品的制备
  按采样规程采取的样品往往数量过大,颗粒太大,组成不均匀。因此,为了确保分析结果的正确性,必须对样品进行粉碎、混匀、缩分,这项工作即为样品制备。样品制备的目的就是要保证样品十分均匀,使在分析时取任何部分都能代表全部样品的成分。样品的制备方法因产品类型不同而异。
  1.3样品保存
  采取的样品,为了防止其水分或挥发性成分散失以及其他待测成分含量的变化(如光解、高温分解、发酵等),应在短时间内进行分析。如果不能立即分析,则应妥善保存。保存的原则是:干燥、低温、避光、密封。
  制备好的样品应放在密封洁净容器内,置于阴暗处保存。易腐败变质的样品应保存在0~5 ℃的冰箱里,但保存时间不宜过长。有些成分,如胡萝卜素、黄曲霉毒素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保存。此外,存放的样品要按日期、批号、编号摆放,以便查找。
  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。
  感官不合格产品不必进行理化检验,直接判为不合格产品。
  2.样品预处理
  样品预处理的方法有很多,可根据食品的种类、特点以及被测组分的存在形式和物化性质不同采取不同的方法。
  总的原则:消除干扰因素;完整保留被测组分。
  2.1有机物破坏法
  有机物破坏法主要用于食品中无机盐或金属离子的测定。
  通常可采用高温、或高温加强氧化条件,使有机物质分解,呈气态逸散,而被测组分残留下来。
  根据具体操作条件不同,又可分为干法和湿法两大类。
  2.1.1干法灰化
  又称灼烧法,即用高温灼烧的方式破坏样品中有机物的方法。除汞外大多数金属元素和部分非金属元素的测定都可用此法处理样品。
  (1)原理
  将一定量的样品置于坩埚中加热,小火碳化后,使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化,再置于500~600℃高温电炉中灼烧灰化,直至残灰为白色或浅灰色为止,所得残渣即为无机成分,可供测定用。
  (2)方法特点
  此法优点在于有机物分解彻底,操作简单,无需工作者经常看管,另外此法基本不加或加入很少的试剂,所以空白值低。但此法所需时间较长,因温度过高易造成某些易挥发元素的损失,坩埚对被测组分有吸留作用,致使测定结果和回收率降低。
  (3)提高回收率的措施
  根据被测组分的性质,采取适宜的灰化温度。加入助灰化剂,防止被测组分的挥发损失和坩埚吸留。采用低温灰化技术,将样品放在低温灰化炉中,先将空气抽至0~133.3Pa,然后不断通入氧气,每分钟0.3~0.8L,用射频照射使氧气活化,在低于150℃的温度下可使样品完全灰化,从而克服高温灰化的缺点,但所需仪器价格较贵。
  2.1.2湿法消化
  此法简称消化法.是常用的样品无机化方法。
  (1)原理
  向样品中加入强氧化剂.并加热煮沸,使样品中的有机物质完全分解、氧化呈气态逸出,待测成分转化为无机物状态存在于消化液中,供测试用。常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。
  (2)方法特点
  此法有机物分解速度快,所需时间短;由于加热温度较干法低,故可减少金属挥发逸散的损失,容器吸留也少。但在消化过程中,常产生大量有害气体,因此操作过程需在通风橱内进行;消化初期,易产生大量泡沫外溢,故需操作人员随时照管;此外,试剂用量较大,空白值偏高。
  新型样品消化技术,即高压密封罐消化法。此法是在聚四氟乙烯容器中加入适量样品和氧化剂,置于密封罐内并置120~150℃烘箱中保温数小时,取出自然冷却至室温,便可取此液直接测定。此法克服了常压湿法消化的一些缺点,但要求密封程度高,高压密封罐的使用寿命有限。
  (3)常用消化方法
  硝酸-高氯酸-硫酸法;硝酸-硫酸法。
  2.2溶剂提取法
  利用样品各组分在某一溶剂中溶解度的差异,将各组分完全或部分地分离的方法,称为溶剂提取法。此法常用于维生素、重金属、农药及黄曲霉毒素的测定。溶剂提取法又分为浸提法、溶剂萃取法。
  2.2.1浸提法
  用适当的溶剂将固体样品中的某种待测成分浸提出来的方法称为浸提法,又称液一固萃取法。
  (1)提取剂的选择
  一般来说,提取效果符合相似相溶的原则,故应根据被提取物的极性强弱选择提取剂。溶剂沸点宜在45~80℃之间,沸点太低易挥发。沸点太高则不易浓缩,且对热稳定性差的被提取成分也不利。此外,溶剂要稳定,不与样品发生作用。
  (2)提取方法
  ①振荡浸渍法
  ②捣碎法
  ③索氏提取法
  2.2.2溶剂萃取法
  利用某组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同,使其从一种溶剂转移到另一种溶剂中,而与其他组分分离的方法,叫溶剂萃取法。此法操作迅速,分离效果好,应用广泛。但萃取试剂通常易燃、易挥发,且有毒性。
  (1)萃取溶剂的选择
  萃取用溶剂应与原溶剂不互溶,对被测组分有最大溶解度,而对杂质有最小溶解度。即被测组分在萃取溶剂中有最大的分配系数,而杂质只有最小的分配系数。经萃取后。被测组分进入萃取溶剂中,即同仍留在原溶剂中的杂质分离开。此外,还应考虑两种溶 剂分层的难易以及是否会产生泡沫等问题。
  (2)萃取方法
  萃取通常在分液漏斗中进行,一般需经4~5次萃取,才能达到完全分离的目的。
  2.3蒸馏法
  蒸馏法是利用被测物质中各组分挥发性差异来进行分离的方法。可用于除去干扰组分,也可用于被测组分蒸馏逸出,收集馏出液进行分析。此法具有分离和净化双重效果。
  根据样品中待测组分性质不同,可采取常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏等方式。对于沸点不高或者加热不发生分解的物质,可采用常压蒸馏;当常压蒸馏容易使蒸馏物质分解,或其沸点太高时,可以采用减压蒸馏;某些物质沸点较高,直接加热蒸馏时,因受热不均易引起局部炭化;还有些被测成分,当加热到沸点时可能发生分解。这些成分的提取,可用水蒸汽蒸馏。水蒸汽蒸馏是用水蒸汽来加热混合液体,使具有一定挥发度的被测组分与水蒸汽分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来。
  2.4色层分离法
  色层分离法又称色谱分离法,是一种在载体上进行物质分离的一系列方法的总称。根据分离原理的不同,可分为吸附色谱分离、分配色谱分离和离子交换色谱分离等。
  2.4.1吸附色谱分离
  利用聚酰胺、硅胶、硅藻土、氧化铝等吸附剂,经活化处理后,所具有的适当的吸附能力,对被测成分或于扰组分进行选择性吸附而进行的分离称吸附色谱分离。
  2.4.2分配色谱分离
  此法是以分配作用为主的色谱分离法。是根据不同物质在两相间的分配比不同所进行的分离。两相中的一相是流动的(称流动相),另一相是固定的(称固定相)。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展时,这些物质在两相中的分配作用反复进行,从而达到分离的目的。
  2.4.3离子交换色谱分离
  离子交换分离法是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。分为阳离子交换和阴离子交换两种。交换作用可用下列反应式表示;
  阳离子交换;R—H + M+X- D R—M+HX
  阴离子交换:R一OH+M+X— DR—X+MOH
  式中: R——离子交换剂的母体
  MX——溶液中被交换的物质
  2.5化学分离法
  2.5.1磺化法和皂化法
  磺化法和皂化法是除去油脂的一种方法,常用于农药分析中样品的净化。
  2.5.1.1硫酸磺化法
  本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。其原理是浓硫酸能使脂肪磺化,并与脂肪和色素中的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,从而达到分离净化的目的。
  此法简单、快速、净化效果好,但用于农药分析时,仅限于在强酸介质中稳定的农药(如有机氯农药中六六六、DDT)提取液的净化,其回收率在80%以上。
  2.5.1.2皂化法
  本法是用热碱溶液处理样品提取液,以除去脂肪等干扰杂质。其原理是利用KOH一乙醇溶液将脂肪等杂质皂化除去,以达到净化目的。此法仅适用于对碱稳定的农药提取液的净化。
  2.5.2沉淀分离法
  本法是利用沉淀反应进行分离的方法。
  2.5.3掩蔽法
  此法是利用掩蔽剂与样品中干扰成分作用使干扰成分转变为不干扰测定状态,即被掩蔽起来。
  2.6浓缩
  食品样品经提取、净化后,有时净化液的体积较大,在测定前需进行浓缩,以提高被测成分的浓度。常用的浓缩方法有常压浓缩法和减压浓缩法两种。
  2.6.1常压浓缩法
  此法主要用于待测组分为非挥发性的样品净化液的浓缩,通常采用蒸发皿直接挥发;若要回收溶剂,则可用一般蒸馏装置或旋转蒸发器。该法简便、快速,是常用的方法。
  2.6.2减压浓缩法
  此法主要用于待测组分为热不稳定性或易挥发的样品净化液的浓缩,通常采用K-D浓缩器。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量分析中样品净化液的浓缩(AOAC即用此法浓缩样品净化液)。
  3.分析方法的选择
  3.1选择分析方法应考虑的因素
  样品中待测成分的分析方法往往很多,怎样选择最恰当的分析方法是需要周密考虑的。一般地说,应该综合考虑下列各因素:
  (1)分析要求的准确度和精密度
  (2)分析方法的繁简和速度
  (3)样品的特性
  (4)现有条件
  在具体情况下究竟选用哪一种方法,必须综合考虑上述各项因素,但首先必须了解各类方法的特点,如方法的精密度、准确度、灵敏度等,以便加以比较。
  3.2分析方法的评价
  在研究一个分析方法时,通常用精密度、准确度和灵敏度这三项指标评价。
  3.2.1精密度
  在考虑一种分析方法的精密度时,通常用标准偏差和变异系数来表示。
  3.2.2准确度
  选择分析方法时,为了便于比较,通常用相对误差表示准确度。
  对单次测定值 绝对误差E=X-XT
  相对误差RE=×100%
  式中:X表示测定值,对一组测定值X取多次测定值的平均值,
  XT表示真实值。
  某一分析方法的准确度,可通过测定标准试样的误差,或作回收试验计算回收率,以误差或回收率来判断。
  3.2.3灵敏度
  灵敏度是指分析方法所能检测到的最低限量。不同的分析方法有不同的灵敏度,一般,仪器分析法具有较高的灵敏度,而化学分析法(重量分析和容量分析)灵敏度相对较低。在选择分析方法时,要根据待测成分的含量范围选择适宜的方法。一般地说,待测成分含量低时,须选用灵敏度高的方法,含量高时选用灵敏度低的方法,以减少由于稀释倍数太大所引起的误差。

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