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食品分析复习
《食品分析》王永华版，根据自己的考点整理的思维导图，包括概念、水分的测定、还原糖的测定、脂肪的测定、蛋白质的测定。
编辑于2021-11-30 19:25:56- 食品分析
- 水分的测定
- 还原糖的测定
- 索氏提取法
- 凯氏定氮法
- 相似推荐
- 大纲
一、分析基础
食品分析的一般步骤
样品的采集
样品分为
检样
由整批食物的各个部分采取的少量样品，称为检样。检样的量按产品标准的规定。
原始样品
把许多份检样综合在一起称为原始样品。
平均样品
原始样品经过处理再抽取其中一部分作检验用者称为平均样品。
一式三份：检验、复检、保留备查
采样原则
代表性
典型性
适时性
程序原则
采集方法
随机取样
代表性取样（粮食、油料类常用四分法）
具体
均匀固体物料 （粮食、粉状等）
有完整包装（袋、桶装）
总件数的1/2的平方根；
原始样品：双套回转取样管上、中、下三层取出三份检样
平均样品：四分法
无完整包装的
四分法
较稠的半固体物料 （果酱等）
总件数1/2的平方根
从每个包装分上中下分别取样，混合分取缩减到所需数量的平均样品
液体物料 （植物油等）
包装体积不太大的：确定采样件数后开启包装充分混合后取样
大桶装的或散装的：虹吸法分层（大池还应分四角及中心五点）取样，每层500ml左右，充分混合，分取缩减到所需数量
组成不均匀的固体食品 （肉等）
按检测部位选，一定要具有代表性
打碎混匀再缩减到所需数量
小包装食品 （罐头、瓶装饮料等）
按班次或批号连同包装一起采样
若有小包装外还有大包装，可在堆放不同部位抽取一定量大包装，打开抽小的，在缩减到所需数量
生产量少的：同种、同规格可合并班次取样，但并班总罐数不超5000罐，每生产班次取样量≥1罐，并班后取样数≥3罐
班产量总罐数≤20000罐：取样量为1/3，尾数超过1000罐者，增取1罐，每班每个样品取样量基数≥3罐
班产量总罐数≥20000罐：取样量1/10000，尾数超过1000罐者，增取一罐
制备、保存
制备目的
保证样品均匀一致，使样品其中任何部分都能代表被测物料的成分
保存原则
干燥，低温，避光，密封
采集的样品应在短时间内分析，否则应妥善保管。 放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。 易腐败变质的放在0-5°C冰箱内，保存时间也不能太长。易分解的要避光保存。 特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂或冷冻干燥保存。
样品预处理
目的
为了除去样品中对分析结果可能产生影响的因素，提高分析结果的准确性
要求
①消除干扰因素。
②完整保留被测组分。
③应能使被测定物质达到浓缩。
方法
1）粉碎法
2）灭酶法
3）有机物破坏法：（测定食品中无机成分的含量）
干法灰化法
测定食品中的钙、铁、锌等矿物元素
湿法消化法
4）蒸馏法（挥发性酸含量）
5）溶剂抽提法（浸提、萃取）（饮料中糖精钠、苯甲酸含量测定）
6）色层分离法（色素）
7）化学分离法（磺化法和皂化法用于除去油脂及农药样品净化；沉淀分离法和掩蔽法都用于排除干扰）
8）浓缩法
成分分析
数据记录、整理
四舍六入五成双
被修约的数字等于5时，要看5前面的数字， 若是奇数则进位，若是偶数则将5舍掉，即 修约后末尾数字都成为偶数； 若5的后面还有不为0的任何数，则均应进位。
有效数字运算规则
加减法：按小数点后位数最少的数修约其他数，后运算 乘除法：按有效数字最少的数修约其他数，后运算
分析报告撰写
分析方法
化学分析法
仪器分析法
感官分析法
检验方法
物理检验
化学检验
仪器检验
感官检验
视觉、味觉、触觉、嗅觉、听觉检验
1）显著水平越高，表示的是原假设是真这个结论所犯错误的可能性就越高。
2）三种检验方法：差别检验；标度和类别检验；分析或描述性检验
3）原假设、备择假设、显著水平的概念。
误差
种类来源
系统误差
消除：回收率实验，做空白试验，仪器校正，选择合适的分析方法，做对照实验
方法误差
由分析方法本身所造成
仪器误差
仪器本身不够精密未经校正
试剂误差
试剂不纯蒸馏水中含有微量杂质
操作误差
（主观误差）分析工作者掌握操作规程与正确控制条件稍有出入
偶然误差
随机误差
分析过程仪器性能微小变化环境温度湿气压波动灰尘
某些难以控制无法避免偶然因素造成，其大小正负值不固定
在分析操作中上不可避免，可有效减小
通过增加平行测定次数及严格遵守操作规程的方法来减少
过失误差
可认定为错误，分析人员粗心未按操作规程办事
错用仪器样品标样试剂样品损失污染操作不规范记录计算错误
表示方法
真值
准确度与误差
测量值x与真实值μ的接近程度，反映测定结果的可靠性，由系统误差决定
绝对误差δ=x-μ
测量值与真实值之差，有正负
相对误差=δ/μ×100%
相对误差比绝对误差更能描绘误差对样品影响
精密度与偏差
精密度是指相同条件下操作，几次平行结果相互接近程度
代表测定方法的可稳定性和重现性，由偶然误差决定
绝对偏差dⁱ=xⁱ-x⁻
某次测量值与相应算术平均值之差
相对偏差dr=（dⁱ/x⁻)×100%
绝对偏差占算术平均值的百分数
平均偏差d-=|d1|+|d2|+….+|dnl/n
各次测量结果偏差绝对值的平均
相对平均偏差
相对平均偏差在测定结果的算数平均值所占百分率
相对标准偏差（变异系数）sr-=s/x-×100%
相对标准偏差s占平均值百分率
二、水分的测定
重量法
1、直接干燥法
适用范围
在95-105℃内下，不含或含其他挥发成分极微且对热稳定的食品。
烘箱干燥法
⑴水分是唯一的挥发物质
(2)水分的排除情况很完全
(3)食品中其他组分在加热过程中由于发生化学反应而引起的重量变化可以忽略不计。
样品的制备
固体样品：加热、冷却，重复干燥至恒重（前后两次质量差不超过2mg）
水分含量16%以上的食品（如面包）采用二步干燥法：风干后再烘干
结果计算
水分含量＝(m2-m1)/w×100%
m2--恒重前称量瓶和样品质量，( g ) m1--后称量瓶和样品质量,，( g ) w--样品质量，( g )
最低检出限量：0.002g，取样量为2g时，方法检出限为0.10/100g，方法相对误差5%
操作条件
称量盒
玻璃称量瓶
耐酸碱，不受样品质的限制，故常用于干燥法。
铝质称量盒
质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。
称量皿规格的选择，以样品置于其中平铺开后厚度不超过皿高的1/3为宜。
温度
温度一般控制在95-105℃； 对热稳定的谷物等，可提高到120-130℃范围内进行干燥; 对含还原糖较多的食品应先用低温(50-60℃)干燥0.5小时，再用100-105℃干燥。
注意事项
①水果、蔬菜样品，应先洗去泥沙后，再用蒸馏水冲洗一次，然后用洁净纱布吸干表面的水分。 ②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。 ③干燥器内一般用硅胶作干燥剂，硅胶吸湿后效能会减低，故当硅较蓝色减褪或变红时，需及时换出，置135℃左右烘23小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大减低。 ④果糖含量较高的样品，如水果制品、蜜蜂等，在高温下(>70℃)长时间加热，其果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。 ⑤含有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品，长时间加热则会发生羰氨反应析出水分而导致误差:对次类样品宜用其他方法测定水分含量。
2、减压干燥法
适用范围
在100℃以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品
如淀粉制品、豆制品、罐头食品、糖浆、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。
方法说明
选择的压力一般为40-53kPa，温度为50-60℃
自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时间，一般每次烘干时间为2h，但是有的样品需5h
恒重一般以减量不超过0.5mg时为标准
使用真空干燥箱时还需注意：如果被测样品中含有大量的挥发物质，应考虑使用校正因子来弥补挥发量
3、蒸馏法
香料、谷类、干果、油类
防止水分溶解在有机溶剂中生成乳浊液，可以添加少量戊醇、异丁醇
水蒸气蒸馏法：用于样品中含有较多易挥发的成分
共沸蒸馏法
常用有机溶剂：苯、甲苯、二甲苯
仪器法
卡尔-费休法
卡尔-费休试剂：SO2、I2、3mol 吡啶C5H5N、甲醇CH3OH
2H2O+SO2+I2=2HI+H2SO4 可逆反应，加入吡啶和甲醇使反应向右进行
总反应：卡尔⁻费休试剂+H2O→C5H5N·HI+C5H5N·HSO4CH3
滴定终点
当用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 使体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此即作为终点而停止滴定，此法适用于含有1% 以上水分的样品，由其产生的终点误差不大
适用范围
含有1%或更多水分的样品
如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品
脂肪和油类物品中痕量水分的测定
加热样品要冷却后称量？
①会引起热对流影响称量的准确性
②会对天平造成损坏。
过小估计被测食品的水分含量
①样品颗粒形状太大 ②样品具有吸湿性 ③表面硬皮的形成 ④含有干燥样品的干燥器未正确密封
三、碳水化合物的测定
可溶性糖类的提取和澄清
提取液的制备
常见糖类提取剂
水
40-50℃时效果较好。 若温度过高，将提取出可溶性淀粉和糊精等成分。
若样品中含有较多的有机酸提取液应调为中性，以防部分糖水解。
乙醇
浓度为70%-75%，足以使淀粉和糊精沉淀
在此溶液中蛋白质、淀粉、糊精等不能溶解，并可避免糖被酶水解。
原则
①取样量和稀释倍数的确定，要考虑所采用的分析方法的检测范围。每毫升含糖量应在0.5－3.5mg之间。 提取10克含糖2%的样品可在100毫升容量瓶中进行； 而对于含糖较高的食品，可取5－10克样品于250毫升容量瓶中进行提取。
②含脂肪的食品，如乳酪， 巧克力，蛋黄酱及蛋白杏仁糖等，通常需经脱脂后再以水进行提取。 一般以石油醚处理一次或几次，必要时可以加热。 每次处理后，倾去石油醚层（如分层不好，可以进行离心分离），然后用水提取。
③ 含大量淀粉和糊精的食品，如粮谷制品，某些蔬菜，调味品，宜采用乙醇溶液提取。
④ 含酒精和二氧化碳的液体样品，通常蒸发至原体积1/3－1/4，以除去酒精和二氧化碳。 但酸性食品，在加热前应预先用氢氧化钠调节样品溶液至中性，以防止低聚糖被部分水解。
⑤提取固体样品时，为提高提取效果，有时需加热，加热温度一般控制在40－50℃，一般不超过80℃。 温度过高时可溶性多糖溶出，增加下步澄清工作的负担，用乙醇做提取剂，加热时应安装回流装置。
提取液的澄清
澄清剂的作用
除去一些影响糖类测定的干扰物质
澄清剂的要求
①能较完全地除去干扰物质；
②不吸附或沉淀被测糖分，也不改变被测糖分的理化性质；
③过剩的澄清剂应不干扰后面的分析操作，易于除掉。
常见的澄清剂
中性醋酸铅[Pb（CHCOO)2•3H2O]
乙酸锌和亚铁氰化钾溶液
奶糖的糖分测定
硫酸铜和氢氧化钠溶液
还原糖的测定
㈠直接滴定法 （GB法）
原理
甲液和乙液生成的酒石酸钾钠铜络合物被滴入的还原糖样液还原， 还原完毕后稍微过量的还原糖将次甲基蓝从氧化态的蓝色还原到无色，即为滴定终点。
试剂
碱性酒石酸铜溶液
甲液：Cuso4、次甲基蓝（指示剂） 乙液：酒石酸钾钠、NaOH、亚铁氰化钾
澄清剂不能选用硫酸铜和氢氧化钠溶液
0.1%葡萄糖标准溶液
操作方法
①样品处理
加入亚铁氰化钾的目的： 亚铁氰化钾与氧化亚铜反应生成可溶性的络合物，使终点 更为明显，消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰。
②碱性酒石酸铜溶液的标定
③样品溶液预测
准确吸取费林试剂甲、乙液各5.00ml置于250ml锥形瓶中→加水10ml→加玻璃珠2粒→控制在2min内加热至沸→趁沸以先快后慢的速度从滴定管中滴加试样溶液→保持溶液沸腾状→待溶液颜色变浅时→以每2秒1滴的速度滴定→直至溶液蓝色刚好褪去为终点→记录样液消耗总体积
④样品溶液测定
与②条件一致：滴定用锥形瓶规格、质量一致， 加热用的电炉功率一致，控制滴定速度一致
⑤结果计算
m一样品质量，g F —10ml 碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量, mg V —测定时平均消耗样品溶液的体积，ml 250--样品溶液的总体积，ml
注意事项
不能用铜盐作澄清剂，会引出Cu+，使结果偏低（V↑，↓）
滴定必须在沸腾条件下进行
可以加快还原糖与Cu2+的反应速度
次甲基蓝变色反应是可逆的，还原型次甲基蓝遇空气中氧时，又会被氧化为氧化型
此外，氧化亚铜也极不稳定，易被空气中氧所氧化。 保持沸腾可防止空气进入，避免次甲基蓝和氧化亚铜被氧化而增加耗糖量。
影响测定结果的因素有：滴定速度、热源强度、煮沸时间
还原糖实验中滴定终点蓝色消失，溶液呈现淡黄色，过后又重新变为蓝紫色？ 次甲基蓝的变色反应时可逆的，当样液中的还原糖将呈蓝色的氧化态次甲基蓝还原 成无色的还原态次甲基蓝，蓝色消失。过后蓝色的次甲基蓝又被空气中氧气所氧化， 因此溶液过后又会呈现蓝紫色。
㈡高锰酸钾滴定法（间接）
㈢萨氏法（碘量法）
淀粉的测定
酸水解法
酶水解法
四、脂类的测定
概述
常用溶剂
乙醚
不允许样品含水分
石油醚
允许样品含微量水分
氯仿-甲醇
适用于结合态脂类，特别是磷脂高的样品
样品的预处理
1.固体样品要粉碎,颗粒大小要合适,注意粉碎过程中的温度,防止脂肪氧化。
2.样品要干燥 温度低-酶活力高,脂肪易降解。温度高-脂肪易氧化成结合态。较理想的方法是冷冻干燥法。
3.酸水解 对于乙醚不能渗入内部的或含结合态脂肪。
为了增加样品的表面积， 减少样品含水量，使有机 溶剂更有效的提取出脂类
将样品粉碎、切碎、碾磨 ;
将样品烘干;
有的样品易结块,可加入4-6倍量的海砂;
有的样品含水量较高,可加入适量无水硫酸钠,使样品成粒状。
直接萃取法
索氏提取法 （粗脂肪）
原理
适用范围
适用于脂类含量高、结合态的脂类含量少、能烘干磨细、不易吸湿结块的样品 样品水分含量＜2%
操作方法
滤纸筒的制备
105℃恒重，0.0002g
样品的处理
固体
半固体/液体
抽提
加入无水乙醚or石油醚的量为接收瓶的2/3体积，于水浴上加热
称重
结果计算
脂肪含量＝（m2-m1）/m×100%
m2——接收瓶和脂肪的质量，g m1——接收瓶的质量，g m——样品的质量，g （如为测定水分后的样品，以测定水分前的质量计）
注意事项
(1) 样品应干燥后研细，样品含水分会影响溶剂提取效果,而且溶剂会吸收样品中的水分造成非脂成分溶出。
(2) 装样品的滤纸筒一定要严密，不能往外漏样品，但也不要包得太严影响溶剂渗透。
(3) 放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管，否则超过弯管的样品中的脂肪不能提尽，造成误差。
(4) 对含多量糖及糊精的样品，要先以冷水使糖及糊精溶解，经过滤除去，将残渣连同滤纸一起烘干，再一起放入抽提管中。
(5) 抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物，挥发残渣含量低。因水和醇可导致水溶性物质溶解，如水溶性盐类、糖类等，使得测定结果偏高。过氧化物会导致脂肪氧化，在烘干时也有引起爆炸的危险。
(6) 提取时水浴温度不可过高，以每分钟从冷凝管滴下80滴左右，每小时回流6-12次为宜，提取过程应注意防火。
(7) 在抽提时，冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管，可防止空气中水分进入，也可避免乙醚挥发在空气中，如无此装置可塞一团干燥的脱脂棉球。
(8) 抽提是否完全，可凭经验，也可用滤纸或毛玻璃检查，由抽提管下口滴下的乙醚滴在滤纸或毛玻璃上，挥发后不留下油迹表明已抽提完全。
(9) 在挥发乙醚或石油醚时，切忌用直接火加热，应该用电热套，电水浴等。
(10) 烘前应驱除全部残余的乙醚，因乙醚稍有残留，放入烘箱时，有发生爆炸的危 险。
(11) 反复加热会因脂类氧化而增重。重量增加时，以增重前的重量作为恒重。
(12) 因为乙醚是麻醉剂，要注意室内通风。
氯仿-甲醇提取法
经化学处理后再萃取法
酸水解法 （总脂肪）
原理
适用范围
适用于加工后的混合食品，容易吸湿、结块、不易烘干的食品，如面包、蛋糕
磷脂会水解成脂肪酸，使测定值偏低，故大量磷脂食品不适用此法
不适于测定含糖高的食品，因糖类遇强酸易炭化而影响测定。
操作方法
样品处理
固体样品
液体样品
水解
提取
称重
结果计算
脂肪含量＝(m2-m1)/m×100%
m2--锥形瓶和脂类质量，g m1--空锥形瓶的质量，g m--试样的质量，g
注意事项
①开始加入8mL水是为防止后面加盐酸时干试样固化，水解后加入乙醇可使蛋白质沉淀， 降低表面张力，促进脂肪球聚合，同时溶解一些碳水化合物如糖，有机酸等。 后面用乙醚提取脂肪时因乙醇可溶于乙醚，故需加入石油醚降低乙醇在醚中的溶解度， 使乙醇溶解物残留在水层，使分层清晰。
②挥干溶剂后残留物中若有黑色焦油状杂质，是分解物与水一同混入所致，会使测定值增大 造成误差，可用等量的乙醚及石油醚溶解后，过滤，再次进行挥干溶剂的操作
③若无分解液等杂质混入，通常干燥2h即可恒量。
罗兹-哥特里法 （碱性乙醚法）
用氨水来破坏脂肪酸球膜
用乙醚和石油醚作提取剂
巴布科克法
盖勃氏法
测定牛乳中脂肪
油脂的化学特性
①酸价
中和 1 g 油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的质量 （mg)
②碘价
100 g 油脂所吸收的氯化碘或溴化碘换算成碘的质量 （g）
③过氧化值
滴定 1 g 油脂所需用( 0.002 mol/L ) Na2S2O3标准溶液的体积（mL)
④皂化价
中和 1 g 油脂中所含全部脂肪酸（游离+ 结合的）所需氢氧化钾的质量 （mg) （游离脂肪酸越多，皂化价越高；甘油酯越多，皂化价越低）
⑤羰基价
⑥乙酰化值
1g乙酰化的油脂水解放出的醋酸所消耗的氢氧化钾的质量称为乙酰化值。
五、蛋白质和氨基酸的测定
蛋白质的定量测定
凯氏定氮法
微量凯氏定氮法
蒸馏
火焰要稳定
冷凝水在进水管中的流速应控制适当、稳定
蒸馏一个样品后，应立即清洗蒸馏器至少二次
消化
在通风柜内进行 称样准确、有代表性 烧瓶中放入几颗玻璃球 消化的火力要适当
自动凯氏定氮法
常量凯氏定氮法
原理
样品与浓硫酸和催化剂一同加热进行消化，使蛋白质分解，其中碳和氢被氧化成二氧化碳和水逸出， 而样品中的有机氮转换为氨与硫酸结合成硫酸铵。然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后再以标准 盐酸或硫酸溶液滴定。根据标准酸消耗量可计算出蛋白质的含量。
①样品消化
物质加入
为了加速蛋白质的分解，缩短消化时间
浓硫酸
脱水性，使有机物脱水后被炭化为碳、氢、氮，使有机物分解
氧化性，将有机物炭化后的碳氧化成二氧化碳，自身被还原为二氧化硫。
反应剂，二氧化硫使氮还原为为氨气，本身被氧化三氧化硫，氨随之与硫酸作用生成硫酸铵留在酸性溶液中。
a. 硫酸钾
提高溶液沸点而加快有机物分解（使溶液温度提高到400℃以上）
加入量不能太大，否则消化体系温度过高，引起已生成的铵盐发生热分解损失氨
也可以加入硫酸钠、氯化钾
b. 硫酸铜
起催化剂的作用。有机物消化完成，溶液呈清澈的蓝绿色（指Fe）
指示消化终点的到达
在下一步蒸馏时作为碱性反应的指示剂
颜色变化
蓝色→黑色→蓝绿色
开始加入硫酸时，硫酸铜呈蓝色，炭化时，溶液呈现黑色，当有机物全部 消化完后，不再有硫酸亚铜的生成，溶液呈现清澈的蓝绿色
①加入NaOH溶液呈碱性，使氨气释放完全。 ②这时经消化后呈现蓝绿色的样液变黑褐色，随着NaOH的加入有氢氧化铜沉淀生成， 氢氧化铜加热条件下分解生成CuO使溶液成现呈现黑褐色 ③没有此种颜色的变化说明蒸馏前加碱量不足
吸收液与盐酸标准溶液滴定中使用的指示剂： 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂（绿→红）
操作方法
消化
加入浓硫酸后为无色，炭化结束为黑色，大火消化时呈现黄棕色、棕褐色的变化，消化完全时，消化液应呈蓝绿色
蒸馏
蛋白质碱化蒸馏时，先向反应室加入准确定量10mL的样液，再用少量水洗涤小漏斗，最后封闭玻塞，加入稍 过量的NaOH溶液（10mL40%），以反应室出现深蓝色或黑褐色浑浊为宜，最后水封，通蒸汽蒸馏。
吸收
结果计算
蛋白质含量＝c ( V1- V2)×0.014/m× FX100（g/100g）
c 一盐酸标准液的浓度，mol/L V1一试剂滴定消耗标准液量，mL V2一空白滴定消耗标准液量，mL m 一样品质量，g 0.014一氮的毫摩尔质量， g / mmol F 一蛋白质系数
注意事项
双缩脲法