食品检验员：食品检验基础知识培训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,食品检验员：,食品检验基础知识培训,电 话：,E-mail：,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 分析报告的撰写,第二章食品分析的基本知识,第二章 食品分析的基本知识,本章的主要内容：,一、样品的采集、制备与保存,二、样品预处理,三、分析方法的选择,四、食品分析的误差与数据处理,第一节 样品的采集、制备与保存,一、样品的采集,食品分析的首项工作是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(分析样品)，这项工作即称为样品的采集。,（一）正确采样的重要性,正确采样的原则：,1.采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成,2.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,（三）采样的一般方法,随机抽样,：,即按照随机原则，从大批物料中抽取部分样品。,代表性取样,：,用系统抽样法进行采样，即已经了解样品随空间(位置）和时间而变化的规律，按此规律进行采样，以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量。,如分层取样、随生产过程的各环节采样、定期抽取货架上陈列不同时间的食品的采样等。,第一节 样品的采集、制备与保存,均匀固体物料（如粮食、粉状食品）,有完整包装（袋、桶、箱等）的,确定采样件数（,有完整包装(袋、桶、箱等)的：可先按 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)，再用双套间转取样管采样。将取样管插入包装中，回转180。）,原始样品：双套回转取样管,平均样品：“四分法”,无包装的散堆样品,划分若干等体积层，每层的四角和中心点取得检样,第一节 样品的采集、制备与保存,较稠的半固体物料（如稀奶油、动物油脂、果酱等）,不易充分混匀，确定采样件数（桶、罐），每个包装中分层（上、中、下）分别取出检样，混合分取缩减到所需数量,液体物料（如植物油、鲜乳等）,包装体积不太大的,确定采样件数，开启包装充分混合后取样,大桶装的或散（池）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，充分混合后，分取缩减到所需数量,第一节 样品的采集、制备与保存,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），,按成熟度及个体大小的组成比例，选取若干个个体，对每个个体按生长轴纵剖分4份或8份，取对角线2份，切碎混匀，缩分到所需数量,体积蓬松的叶菜类（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,第一节 样品的采集、制备与保存,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，打开包装从每箱中抽取小包装（瓶、袋等），再缩减到所需数量,罐头,按生产班次取样，取样量为1/3000，尾数超过1000罐者，增取1罐，但每班每个品种取样量基数不得少于3罐,某些罐头生产量较大，则以班产量总罐数20，000罐为基数，取样量按1/3000。超过20，000罐的罐数，取样量按1/10，000，尾数超过1，000罐者，增取1罐,第一节 样品的采集、制备与保存,（四）采样数量,考虑,分析项目的要求、分析方法的要求及被检物的均匀程度,三个因素。,样品一式三份，分别供,检验、复检、备查,每份样品不少于0.5kg。检验掺伪物的样品取样数量要多一些,第一节 样品的采集、制备与保存,二、样品的制备,按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大，组成不均匀。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。,目的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,第一节 样品的采集、制备与保存,1、液体、浆体或悬浮液体,将样品摇匀，充分搅拌,玻璃搅拌棒、电动搅拌器,2、互不相溶的液体,（如油与水的混合物）,将不相溶的成分分离，再分别进行采样,3、固体样品,粉碎法：,水分含量少、硬度较大的固体样品（谷物）,匀浆法：,水分含量较高，质地软的样品（果、蔬）,研磨法：,韧性较强的样品,粉碎机、组织捣碎机、研钵,第一节 样品的采集、制备与保存,第二节 样品预处理,总的原则,：1.消除干扰,2.完整保留被测组分,3.使被测组分浓缩可以获得可靠的分析结果,一、有机物破坏法,二、溶剂提取法,三、蒸馏法,四、色层分离法,五、化学分离法,六、浓缩,一、有机物破坏法,主要用于食品中,无机元素,的测定,食品中的无机元素，常与蛋白质等有机物质结合，成为难溶、难离解的化合物，从而失去其原来的特性。欲测定这些无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，释放出被测组分。通常采用,高温,，或,高温加强氧化,条件，使有机物质分解，呈气态逸散，而被测的组分残留下来。根据具体操作条件的不同，又可分为,干法和湿法,两大类。,第二节 样品预处理,（一）干法灰化,一种用,高温灼烧,的方式破坏样品有机物的方法，又称灼烧法。除汞外大多数金属和部分非金属元素的测定都可用此法,原理,将一定量的样品置于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置高温电炉中（一般为500-550）灼烧灰化，直至残灰为白色或浅灰色为止，所得的残渣即为无机成分，可供测定用。,第二节 样品预处理,方法特点,优点：,1.基本不加或加入很少试剂，故空白值低；,2.多数食品经灼烧后灰分体积小，能处理较多的样品，可富集被测组分，降低检测下限；,3.有机物分解彻底，操作简单。,缺点：,1.,所需时间长；,2.温度高易造成某些易挥发元素的损失；,3.坩锅对被测组分有吸留作用,第二节 样品预处理,提高回收率的措施,1.根据被测组分的性质，采取适宜的灰化温度,2.加入助灰化剂，防止被测组分的挥发损失和 坩锅吸留,例如：1.,氯化镁或硝酸镁,可使,磷,元素、,硫,元素转变为,磷酸镁或硫酸镁,，防止它们损失；,2.,氢氧化钠或氢氧化钙,可使,卤素,转为难挥发的,碘化钠或氟化钙,；,3.加入,氯化镁及硝酸镁,可使,砷,转变为不挥发的,焦砷酸镁,；,4.,硫酸,可使一些易挥发的,氯化铅,、,氯化镉,等转变,为难挥发的硫酸盐,第二节 样品预处理,2、方法特点,优点：,1.有机物分解,速度快,，所需,时间短,；,2.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。,缺点：,1.,消化过程中常,产生大量有害气体,，操作需在 通风橱进行；,2.,消化初期，易,产生大量泡沫外溢,，需操作人员随时照管；,3.,试剂用量较大，空白值偏高,。,高压密封罐消化法,第二节 样品预处理,3、常用消化法,硝酸-高氯酸-硫酸法,称取5-10g粉碎的样品于250-500ml凯氏烧瓶中，加少许水使之湿润，加数粒玻璃珠，加4:1的,硝酸高氯酸,混合液10-15 ml，放置片刻，小火缓缓加热，待作用缓和后放冷，沿瓶壁加入5或10 ml浓硫酸，再加热，至瓶中液体开始变成棕色时，不断沿瓶壁滴加,硝酸高氯酸混合液（4:1）,至有机物分解完全。加大火力至产生白烟，溶液应澄清，无色或微黄色。在操作过程中应注意防止爆炸,。,第二节 样品预处理,硝酸-硫酸法,称取均匀样品10-20g于,凯氏烧瓶,中，加入,浓硝酸,20ml，,浓硫酸,10ml，先以小火加热，待剧烈作用停止后，加大火力并不断滴加,浓硝酸,直至溶液透明,不再转黑,为止。,每当溶液变深时，立即添加硝酸，否则溶液难以消化完全。,待溶液不再转黑后，继续加热数分钟至有浓白烟逸出，,消化液应澄清透明,双氧水代替硝酸，滴加时应沿壁缓慢进行，以防爆沸,第二节 样品预处理,（一）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，又称固液萃取法,1.提取溶剂的选择,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来选择提取剂。,极性弱,的成分（如有机氯农药）可用极性小的溶剂(如正己烷、石油醚）提取,极性强,的成分（如黄曲霉毒素B,1,）可用极性大的溶剂（甲醇与水的混合溶液）提取。,溶剂沸点宜在,45-80,0,C,之间。,溶剂要稳定且不与样品发生作用,第二节 样品预处理,2.提取方法,振荡浸渍法,：将样品切碎，放在一合适的溶剂系统中浸渍、振荡一定时间，即可从样品中提取出被测成分,。（简便易行，回收率较低）,捣碎法,：将切碎的样品放入捣碎机中，加溶剂捣碎一定时间，使被测成分提取出来。,回收率较高，但干扰杂质溶出较多。,索氏提取法,：将一定量样品放入索氏提取器中，加入溶剂加热回流一定时间，将被测成分提取出来,。（溶剂用量少，提取完全，回收率高，操作麻烦需专用的索氏提取器）,第二节 样品预处理,三、蒸馏法,利用液体混合物中各组分,挥发度不同,所进行分离的方法。,可用于除去干扰组分，也可用于将待测组分蒸馏逸出，收集馏出液进行分析。,具有,分离,和,净化,双重效果，仪器装置和操作较为复杂,（一）常压蒸馏,当被蒸馏的物质受热后不发生分解或沸点不太高时，可在常压下进行蒸馏。,加热方式：,水浴、油浴或直接加热,。,第二节 样品预处理,（二）减压蒸馏,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。,（三）水蒸汽蒸馏,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。,第二节 样品预处理,（四）分馏,将液体混合物在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝，将液体混合物分离为各组分的蒸馏过程,两种或两种以上组分是可互溶且沸点相差很小的。,第二节 样品预处理,四、色层分离法,吸附色谱分离,分配色谱分离,离子交换色谱分离,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，对被测成分或干扰组分进行选择性吸附而进行的分离,例：聚酰胺对,色素,有强大的吸附力，而其它组分则难于被其吸附，测定食品中色素含量,第二节 样品预处理,2.分配色谱分离,根据不同物质在两相间的分配比不同所进行的分离的分离方法。,两相中的一相是流动的，另一相是固定的。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。,例：,多糖类样品的纸上层析,，用,苯酚1%氨水,饱和溶液展开，,苯胺邻苯二酸显色剂,，于105,0,C加热数分钟，即可见到被分开的戊醛糖（红棕色）、己醛糖（棕褐色）、己酮糖（淡棕色）、双糖类（黄棕色）的色斑,第二节 样品预处理,3.离子交换色谱分离,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。,阳离子交换：,阴离子交换：,当被测离子溶液与离子交换剂一起混合振荡，或将样液缓缓通过用离子交换剂作成的离子交换柱时，被测离子或干扰离子即与离子交换剂上的H,+,或OH,-,发生交换，不发生交换反应的其它物质留在溶液内，从而达到分离的目的。,例：制备无氨水、无铅水。,第二节 样品预处理,五、化学分离法,（一）磺化和皂化法,(二)沉淀分离法,（三）掩蔽法,第二节 样品预处理,（一）磺化和皂化,是除去,油脂,的一种方法，常用于农药分析中样品的净化。,硫酸磺化法,原理：,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。,特点和适用范围,简单、快速、净化效果好,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。,第二节 样品预处理,皂化法,原理,利用KOH-乙醇溶液将脂肪等杂质皂化除去，以达到净化目的。,适用,对碱稳定的农药提取液的净化。,第二节 样品预处理,（二）沉淀分离法,利用沉淀反应,进行分离的方法,在试样中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来，或将干扰组分沉淀下来，经过过滤或离心将沉淀与母液分开，从而达到分离目的,例：测定冷饮中糖精钠含量时，可在试剂中加入,碱性硫酸铜,，将蛋白质等干扰杂质沉淀下来，而糖精钠则留在试液中，经过过滤除去沉淀后，取滤液分析,第二节 样品预处理,（三）掩蔽法,利用,掩蔽剂,与样液中干扰成分作用，使干扰成分转变为不干扰测定状态，即被掩蔽起来。,简化分析步骤,常用于,金属元素,的测定,例：,双硫腙比色法,测定铅时，在测定条件下，Cu,2+,、Cd,2+,等离子对测定有干扰。可加入,氰化钾和柠檬酸铵,掩蔽,第二节 样品预处理,六、浓缩,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,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。,简便、快速，常用方法,第二节 样品预处理,2.减压浓缩法,用于待测成分为,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。,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。,第二节 样品预处理,干法灰化,湿法消化,浸提法,溶剂萃取法,常压蒸馏法,减压蒸馏,水蒸汽蒸馏,吸附色谱分离,分配色谱分离,离子交换色谱分离,磺化法和皂化法,沉淀分离法,掩蔽法,常压浓缩法,减压浓缩法,有机物破坏法,溶剂提取法,蒸 馏 法,色层分离法,化学分离法,浓 缩,样品的预处理方法,第三节 分析方法的选择,一、正确选择分析方法的重要性,二、选择分析方法应考虑的因素,三、分析方法的评价,四、不同分析方法测定结果差异性的检验,一、正确选择分析方法的重要性,食品理化分析的目的在于为生产部门和市场管理监督部门提供准确、可靠的分析数据。,为了达到这个目的，除了需要采取正确的方法采集样品、预处理外。还要在众多的分析方法中选择正确的分析方法。,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,待测成分的形态和含量，可能存在的干扰物质及其含量，样品的溶解度和待测成分的提取难易程度等,4、现有条件,二、选择分析方法应考虑的因素,（一）精密度（,precision,）,多次平行测定结果相互接近的程度。（,使用同一方法或步骤进行多次重复测量所得分析数据之间符合的程度。）,这些测试结果的差异是由,偶然误差,造成的。代表着测定方法的,稳定性和重现性,。,精密度的高低可用偏差来衡量。,偏差是指个别测定结果与几次测定结果的平均值之间的差别。,绝对偏差：,测定结果与测定平均值之差,相对偏差：,绝对偏差占平均值的百分比,三、分析方法的评价,分析结果的精密度，可以用单次测定结果的,平均偏差,表示，即,平均偏差没有正负号。用这种方法求得的平均偏差称算术平均偏差。单次测定结果的,相对算术平均偏差为,:,三、分析方法的评价,平均偏差的另一种表示方法为,标准偏差,(均方根偏差),。单次测定的标准偏差(S)可按下列公式计算：,标准偏差较平均偏差有更多的统计意义，因为单次测定的偏差平方后，较大的偏差更显著地反映出来，能更好地说明数据的分散程度。因此，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。,三、分析方法的评价,（二）准确度,指测定值与真实值的接近程度。,由,系统误差,决定，反映测定结果的可靠性,准确度高的方法精密度必然高，而精密度高的方法准确度不一定高。,误差：,是分析结果与真实值之差；,绝对误差：,指测定结果与真实值之差；,相对误差：,是绝对误差占真实值（通常用平均值代表）的百分率。通常用相对误差表示准确度。,回收试验,三、分析方法的评价,在回收试验中，加入已知量的标准物的样品，称,加标样品,。未加标准物质的样品称为,未知样品,。在相同条件下用同种方法对加标样品和未知样品进行预处理和测定，按下列公式计算出加入标准物质的回收率。,三、分析方法的评价,通过多次测量已知浓度或含量的物质（称为标准物质），得到总体平均值与标准物质含量（真实值）比较。,在建立新的分析方法时，对标准物质的测量可找出误差的来源！并通过空白分析和仪器校正来消除误差。,准确度与精密度的关系,例：,A、B、C、D 四个分析工作者对同一铁标样（,W,F,e,=37.40%)中的铁含量进行测量，得结果如图示，比较其准确度与精密度。,36.00 36.50 37.00 37.50 32.00,测量点,平均值,真值,D,C,B,A,准确度高，精密度低,准确度高，精密度高,准确度低，精密度高,准确度低，精密度低,（三）灵敏度,指分析方法所能检测到的最低限量。,仪器分析法具有较高的灵敏度，而化学分析法灵敏度相对较低。,反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力，也就是说，当浓度或含量有微小变化时，仪器或方法均可以觉察出来。,三、分析方法的评价,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。,含量较低时，,宜选用灵敏度高的方法,含量较高时，,宜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。,（一）t 检验法,（二）F检验法,四、不同分析方法测定结果差异性的检验,第四节 食品分析的误差与数据处理,一、误差来源,二、控制和消除误差的方法,三、分析数据处理,一、误差来源,1.系统误差,由固定原因造成，测定过程中按一定的规律重复出现，一般有一定的方向性，即测定值总是偏高或总是偏低。,误差大小可测，,来源于分析方法误差，仪器误差、试剂误差和主观误差,第四节 食品分析的误差与数据处理,系统误差的校正,方法系统误差方法校正,主观系统误差对照实验（外检）,仪器系统误差对照实验,试剂系统误差空白实验,2.偶然误差,由于一些偶然的外因所引起的误差，产生的原因往往是不固定的，未知的，且大小不一，或正或负，其大小是不可测的。,由于环境的偶然波动或仪器的性能，分析人员对各份试样处理时不一致产生的。,第四节 食品分析的误差与数据处理,系统误差与随机误差的比较,项目,系统误差,随机误差,产生原因,固定的因素,不定的因素,分类,方法误差、仪器与试剂误差、主观误差,性质,重现性、单向性（或周期性）、可测性,服从概率统计规律、不可测性,影响,准确度,精密度,消除或减小的方法,校正,增加测定的次数,二、控制和消除误差的方法,（一）正确选取样品量,（二）增加平行测定次数，减少偶然误差,（三）对照试验,（四）空白试验,（五）,校正仪器和标定溶液,（六）严格遵守操作规程,第四节 食品分析的误差与数据处理,仪器分析校正方法,所谓校正(Calibration)，就是将仪器分析产生的各种信号与待测物浓度联系起来的过程。除重量法和库仑法之外，所有仪器分析方法都要进行“校正”。,校正方法有三：,标准曲线法；,标准加入法；,内标法。,1）,标准曲线法,（Calibration curve，Working curve,Analytical curve）,具体做法：,l,准确配制已知待测物浓度的系列:0(空白)，c,1,，c,2,，c,3,，c,4,.；,l,通过仪器分别测量以上各待测物的响应值S,0,，S,1,，S,2,，S,3,，S,4,及待测物的响应值S,x,；,l,以浓度c对响应信号与S作图得到标准曲线，然后通过测得的S,x,从下图中求得c,x,；或者通过最小二乘法获得其线性方程再直接进行计算。,S,4,40,c,x,标准曲线法的准确性与否与两个因素有关：标准物浓度配制的准确性；标准基体与样品基体的一致性。,0.0,5,20,浓度，c,S,S,2,S,3,S,1,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,30,S,x,2）标准加入法（Standard addition method）,具体做法：,l,将一系列已知量待测物分别加入到几等份的样品中，配制成浓度为(,c,x,+0)，(,c,x,+c,1,),(,c,x,+c,2,),(,c,x,+c,3,).，得到和样品有相同基体的标准系列(加标，spiking)；,l,通过仪器分别测量以上系列的响应值S,0,，S,1,，S,2,，S,3,，S,4,；,以浓度,c,对响应信号与,S,作图，再将直线外推与浓度轴相交于一点,(,下图,),，求得样品中待测物浓度,c,x,。,优点,：基体,(matrix),相近，或者说基体干扰相同；,缺点,：麻烦，适于小数量的样品分析。,c,x,0.0,0.2,0.0,10,20,30,-10,浓度，,c,S,S,2,S,3,S,4,S,1,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,当样品量很少时，可在一份样品中加标，加一次作一次测量，可得到上述,方法相同的结果；,当觉得上述过程麻烦时，可只加标一次，分别测量样品和加标样品的仪器,响应，再直接通过公式进行计算。,3）,内标法（Internal standard method）,该法可以说是上述两种校正曲线的改进。可用于克服或减少仪器或方法的不足等引起的随机误差或系统误差。,具体作法：,l,寻找一种物质或内标物，该内标物必须是样品中大量存在的或完全不存在的。然后，在所有样品、标准及空白中加入相同量的上述内标物；,l,分别测量样品及标准中待测物及内标物的响应值，然后以S,x,/S,i,比值对浓度c作图；,l,按前述校正方法获得c,x,。,说明：,当待测物与内标物的响应值的波动一致时，其比值可抵消因仪器信号的波动和操作上的不一致所引起的测定误差；,例如：Li可作为血清中K，Na测定的内标物（Li与K，Na性质相似，但在血清中不存在）。,但寻找合适的内标物（与待测物性质相似而且仪器可以识别各自的信号），或重复引入内标物往往有一定的困难，因此，寻找合适内标物是十分费时的。,选择分析方法的几种考虑,仪器分析方法众多，对一个所要进行分析的对象，到底选择何种分析方法呢？可从以下几个方面考虑：,您所分析的物质是元素？化合物？有机物？化合物,结构剖析？,您对分析结果的准确度要求如何？,您的样品量是多少？,您样品中待测物浓度大小范围是多少？,可能对待测物产生干扰的组份是什么？,样品基体的物理或化学性质如何？,您有多少样品，要测定多少目标物？,三、分析数据处理,（一）,分析结果的表示方法,毫克百分含量、百分含量、千分含量、,百万分含量、十亿分含量,（二）,分析结果的数据处理,1、,记录与运算规则,第四节 食品分析的误差与数据处理,除有特殊规定外，一般可疑数为最后一位，有1 个单位的误差,复杂运算时，其中间过程可多保留一位，最后结果须取应有的位数,加减法计算的结果，其小数点以后保留的位数，应与参加运算各数中小数点后位数最小的相同。,乘除法计算的结果，其有效数字保留的位数，应与参加运算各数中有效数字位数最少者相同。,第四节 食品分析的误差与数据处理,2、,可疑值的取舍,t,i,确定法,Q 确证法,3、,标准曲线绘制,4、,测定结果的校正,第四节 食品分析的误差与数据处理,