02食品安全检测技术要求.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,LOGO,第二章 食品安全检测技术要求,主 要 内 容,食品样品的采集、制备及保存,1,样品的预处理,2,食品分析的误差与数据处理,3,第一节,食品样品的采集、制备及保存,食品分析的对象包括各种原材料、农副产品、半成品、各种添加剂、辅料及产品。种类繁多，成分复杂，来源不一，分析的目的，项目和要求也不尽相同，但无论哪种对象，都要按一个共同程序进行一般为：,样品的采集 制备和保存 样品的预处理 成分分析 数据记录，整理 分析报告的撰写。,一、样品的采集,采样 从大量的分析对象中抽取有一定代表性的一部分样品作为分析材料，这项工作叫采样。,关键所在,1.,采样的意义,尽管一系列检验工作非常精密、准确，但如果采取的样品不足以代表全部物料的组成成分，则其检验结果也将毫无价值，所以采用正确的采样技术采集样品尤为重要。,2,.,样品采集的要求、步骤、数量和方法,(1),正确采样的原则,采样的原则,代表性原则,典型性原则,适时性原则,程序原则,细 则,采集的样品要均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。,采样方法要与分析目的一致。,采样过程要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散（如水分、气味、挥发性酸等）。,防止带入杂质或污染。,采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。,补充：,采样时的记录,样 品 名 称,采 样 地 点,时 间,数 量,采样方法以及采样人,签 封,(3),采样的一般方法,最常用的采集方法是随机抽样。均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。,注意：随机随意。,随机,要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。,细 则,少量食品的采样,原始样品的采样：,随机采样,虹吸法采样,电动搅拌器搅拌后采样,平均样品的采集,液体试样：,按需要量采样,颗粒、粉状样品：,四分法和分样器混匀缩分,细 则,大量不均匀食品的采样,几何法；,流动定时采样；,分档采样；,分区分层采样；,按批次件数比例采样。,二、样品的制备,样品的制备,指对样品的粉碎、混匀、缩分等过程。,样品的制备方法因产品类型不同而异。,液体、浆体或悬浮液体,摇匀，充分搅拌。,互不相容的液体（如油与水的混合物）,先分离，再分别取样。,固体样品,切细、粉碎、捣碎、研磨等。,罐头,除核、去骨、去调味品、捣碎。,三、样品保存,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,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。,第二节 样品的预处理,目的,:,测定前排除干扰组分；,对样品进行浓缩。,原则：,消除干扰因素；,完整保留被测组分；,使被测组分浓缩；,以便获得可靠的分析结果。,预 处 理 方 法,有 机 物 破 坏 法,蒸 馏 法,溶 剂 提 取 法,磺 化 法 和 皂 化 法,色 层 分 离 法,（一）食品样品的无机化处理（有机物破坏法）,消化法,目的：重金属检查限量较低，有机成分,往往会严重干扰测定，测定食品中无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。,常用的破坏方法：,湿法消化，干法消化,1.,干法灰化,原理：,将样品至于电炉上加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，在置高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰色为止，所得残渣即为无机成分。,干法灰化方法优点,优 点,有机物分解彻底，操作简单。,灰分体积小，可处理较多的样品，可富集被测组分。,此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。,干法灰化方法缺点,缺 点,坩埚有吸留作用，使测定结果和回收率降低。,因温度高易造成易挥发元素的损失。,所需时间长。,2.,湿法消化,原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。,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。,硝酸,高氯酸法,适用于血，尿、组织等生物样品和动植物药制剂的破坏,有机金属化合物经破坏后，得到的无机金属离子一般呈,高价态,。,本法,不能用于含氮杂环化合物,的破坏,硝酸,硫酸法,适用于大多数有机物质的破坏,破坏得到的无机金属离子均为,高价态,不能用于含碱土金属有机化合物,的破坏,（不适用于与硫酸形成不溶性硫酸盐的金属离子）,硫酸,硫酸盐法,常用于含砷或锑有机化合物,的破坏，破坏得到的无机金属离子多为,低价态,（,三价砷或锑）。,样品中加入浓硫酸作氧化剂，,加入硫酸盐提高硫酸的沸点,，增强硫酸的氧化破坏能力，且防止硫酸的分解损失。,其它湿法,硝酸,硫酸,高氯酸法,硫酸,氧化剂法（过氧化氢法、高锰酸钾）,破坏后，金属呈高价态,注意点,：,所用仪器一般为硅玻璃或硼玻璃制成的,凯氏瓶,所用试剂应为优级纯,水应为去离子水或高纯水,按相同条件进行空白试验校正,操作在通风橱内进行,湿法灰化方法优点,优 点,由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。,有机物分解速度快，所需时间短。,湿法灰化方法缺点,缺 点,试剂用量大，空白值偏高。,初期易产生大量泡沫外溢。,产生有害气体。,（二）蒸馏法,原理：,利用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。,蒸馏方法,常压蒸馏,减压蒸馏,水蒸气蒸馏,扫集共蒸馏,共沸蒸馏,萃取蒸馏,精 馏,食品分析中常用前,4,种。,常压蒸馏,适用对象：常压下受热不分解或沸点不太高的物质。,蒸馏釜：平底、圆底,冷凝管：直管、球型、蛇型,注意：,a.,爆沸现象。（沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片）,b.,温度计插放位置。,c.,磨口装置涂油脂。,减压蒸馏,适用对象：常压下受热易分解或沸点太高的物质。,原理：物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。,水蒸汽蒸馏,适用于沸点较高，易炭化，易分解物质。水蒸汽蒸馏是用水蒸汽加热混合液体，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。,水蒸汽蒸馏装置见下图。,扫集共蒸馏,The clean-up method termed sweep co-distillation,一种专用设备，管式蒸馏器后接冷凝装置与微型层析柱。多用于测食品中残存农药的含量。,特点：需样量少，用注射器加料，节省溶剂，速度快，自动化式,5-6,秒测一个样，有,20,条净化管道。,(,三,),溶剂抽提法,原理：利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而是混合物分离的方法。,溶剂抽提法,浸提法,溶剂萃取,固相萃取,超临界萃取,微波萃取,超声波萃取,浸提法（从固体中萃取有效成分）,用适当的溶剂将固体样品中某种待测成分浸提出来，又称“液,固萃取法”。,常用提取方法,振荡浸渍法,捣碎法,索氏提取法,B.,提取剂的选择,由相似相溶原理选择,选溶剂沸点在,45,80,之间的。若沸点低，易挥发；若沸点高，不易提纯、浓缩，溶剂与提取物不好分离。,选稳定性好的溶剂。,溶剂萃取法,A.,原理,:,用一种溶剂把样品溶液中的一种组分萃取 出来，这种组分在原溶液中的溶解度小于在新溶剂中的溶解度，即分配系数不同。,B.,适用范围：,用于原溶液中各组分沸点非常相近或形成了共沸物，无法用一般蒸馏法分离的物质。,新溶剂,萃取剂,（新溶剂,+,被溶解组分）,萃取相 比重,（原溶液,+,被溶解组分）,萃余相 不同,C.,关于萃取剂的选择：,萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。,萃取剂与被测组分的溶解度要大于组分在原溶剂中的溶解度。对其它组分溶解度很小。,萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开，有时萃取相整体就是产品。,超临界萃取（,SFE,）,A.,原理：,利用超临界流体,SCF,作为溶剂，用来有选择性地溶解液体或固体混合物中的溶质。对溶质的溶解度大大增加。,B.,超临界流体,：,流体的温度、压力处于临界状态以上。常用,CO,2,作为超临界流体（临界温度为,31.05,，临界压力,7.37 Mpa,）,不可燃、无毒、廉价易得、化学稳定性好。,四、色层分离法,1906,年，俄国植物学家茨威特分离植物叶绿体中色素而得名，玻璃管中装,CaCO,3,，石油醚溶解植物叶绿体倒入管内，再用石油醚做淋洗剂，结果柱子中被分成几个不同颜色的谱带。,按固定相材料及使用形式分类,柱色谱,:,固定相装在色谱柱中,纸色谱,:,层析滤纸为支持剂,滤纸上结合水为固定相。,薄层色谱（,TLC,）,:,将固定相粉末制成薄层。,气相色谱（,GC,）,:,流动相为气体。,液相色谱（,HPLC,）,:,流动相为液体。,五、化学分离法,（一）磺化法和皂化法,用来除去样品中脂肪或处理油脂中其它成分，使本来憎水性油脂变成亲水性化合物，从样品中分离出去。,1.,硫酸磺化法（磺化法）,用浓硫酸处理样品，引进典型的极性官能团,SO,3,使脂肪、色素、蜡质等干扰物质变成极性较大，能溶于水和酸的化合物，与那些溶于有机溶剂的待测成分分开。,主要用于有机氯农药残留物的测定。,2.,皂化法,原理,:,酯,+,碱 酸或脂肪酸盐,+,醇,用于白酒中总酯的测定，用过量的,NaOH,将酯皂化掉，过量的碱再用酸滴定，最后由用碱量来计算总酯。,用于植物油的皂化价的测定。（皂化价高示含游离脂肪酸量大。,常用碱为,NaOH,或,KOH,，,NaOH,直接用水配制，而,KOH,易溶于乙醇溶液。,（二）沉淀分离法,原理,:,利用沉淀反应进行分离。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，再经过滤或离心把沉淀和母液分开。,常用的沉淀剂：,碱性硫酸铜、碱性醋酸铅等。,（三）掩蔽法,原理,:,向样品中加入一种掩蔽剂使干扰成分仍在 溶液中，而失去了干扰作用，多用于络合滴定中。,六、浓缩,原理,:,为了提高待测组分的浓度，常对样品提取液进行浓缩。,1.,常压浓缩,待测组分不易挥发，可用蒸发皿直接加热浓缩，也可用蒸馏装置等。,2.,减压浓缩,适用对易挥发、热不稳定性组分的浓缩。,常用,KD,浓缩器、旋转蒸发器等，水浴加热并抽气减压，浓缩速度快，被测组分损失少。,第三节,实验方法的评价与数据处理,一、基本知识,真实值,：一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称为真实值。,准确度：,测定值与真实值的接近程度。,精确度：,多次平行测定结果相互接近的程度。,误差：,测定值与真实值之差。,系统误差：,由固定原因造成的误差，在测定过程中按一定的,规律重复出现,，一般具有,单向性,，即测定值总是偏高或总是偏低。它一般可以分为：仪器误差、方法误差、试剂误差和操作误差等。,偶然误差：,由于一些偶然的外因所引起的误差。产生偶然误差的原因一般是,不固定的,、未知的、且大小不一，具有,不确定性,。可能由于环境的偶然波动或仪器的性能、分析人员的操作不一致所产生的。,灵敏度：,分析方法所能检测到的最低限量。,下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？,容量瓶和移液管不配套；,在重量分析中被测组分沉淀不完全；,试剂含被测组分；,读取滴定管读数时，小数点后第二位估读不准；,以含量约为,99,的草酸钠作为基准物标定高锰酸钾溶液的浓度。,例,二、控制和消除误差的方法,1.,正确选取样品量,2.,增加平行测定次数，减少偶然误差,3,.,做对照实验,4,.,做空白实验,5,.,校正仪器和标定溶液,6,.,严格遵守操作规程,三、,实验结果的检验,评估数据精确度的方法,1.,计算几个测定值的离散程度（分布范围）大小。这种方法估计不准，不常用。,2.,标准偏差法。可以正确反应若干测定值之间的离 散究竟有多大。,3.,测定真实值的相对偏差或真实值的相对平均偏差。,可信度的分析,测 定 数 据,数 理 统 计,评估多次测定的准确度和精确度,发散程度,聚集程度,少量数据的统计处理,显著性检验,Significance test,(1),t,检验法,t,test,*,平均值与标准值的比较,*两组平均值的比较,(2),F,检验法,F,test,比较两组数据的方差,s,2,少量数据的统计处理,(2),t,检验法,平均值与标准值的比较,为了检查分析数据是否存在较大的系统误差，可对标准试样进行若干次分析，再利用,t,检验法比较分析结果的平均值与标准试样的标准值之间是否存在显著性差异。,进行,t,检验时，首先按下式计算出,t,值,若,t,计算,t,f,，存在显著性差异，否则不存在显著性差异。,通常以,95%,的置信度为检验标准，即显著性水准为,5%,。,少量数据的统计处理,例 采用某种新方法测定基准明矾中铝的质量分数，得到下列,9,个分析结果：,10.74%,，,10.77%,，,10.77%,，,10.77%,，,10.81%,，,10.82%,，,10.73%,，,10.86%,，,10.81%,。已知明矾中铝含量的标准值,(,以理论值代,),为,10.77%,。试问采用该新方法后，是否引起系统误差,(,置信度,95%)?,解,n,=9,f,=9,1=8,查表,P,=0.95,f,=8,时，,t,0.05,，,8,=2.31,。,tt,表,两组平均值存在显著性差异。,tt,表,，则不存在显著性差异。,Anal.Chem.ZSU.,少量数据的统计处理,例 用两种方法测定合金中铝的质量分数，所得结果如下,:,第一法,1.26%1.25%1.22%,第二法,1.35%1.31%1.33%,试问两种方法之间是否有显著性差异,(,置信度,90%)?,解,n,1,=3,，,x,1,=1.24%,s,1,=0.021%,n,2,=4,，,x,2,=1.33%,s,2,=0.017%,f,大,=2 f,小,=3 F,表,=955,F t,010,，,5,，故两种分析方法之间存在显著性差异,.,少量数据的统计处理,F,检验法,比较两组数据的方差,s,2,，以确定它们的精密度是,否有显著性差异的方法。统计量,F,定义为两组数据的,方差的比值，分子为大的方差，分母为小的方差。,两组数据的精密度相差不大，则,F,值趋近于,1,；若,两者之间存在显著性差异，,F,值就较大。,在一定的,P(,置信度,95%),及,f,时，,F,计算,F,表,，存在显著性差异，,否则，不存在显著性差异。,少量数据的统计处理,例,1,在吸光光度分析中，用一台旧仪器测定溶液的吸光度,6,次，得标准偏差,s,1,=0.055;,再用一台性能稍好的新仪器测定,4,次，得标准偏差,s,2,=0.022,。试问新仪器的精密度是否显著地优于旧仪器的精密度,?,解 已知新仪器的性能较好，它的精密度不会比旧仪器的差，因此，这是属于单边检验问题。,已知,n,1,=6,，,s,1,=0.055,n,2,=4,，,s,2,=0.022,查表，,f,大,=6-1=5,，,f,小,=4-1=3,，,F,表,=901,，,FF,表,，故认为两种方法的精密度之间存在显著性差异。作出此种判断的置信度为,90%,。,Anal.Chem.ZSU.,四、食品安全检测中分析数据的处理,可疑值处理准则：,格鲁布斯,(Grubbs),法,有一组数据，从小到大排列为,:,x,1,x,2,x,n-1,x,n,其中,x,1,或,x,n,可能是异常值。,用格鲁布斯法判断时，首先计算出该组数据的平均值及标准偏差，再根据统计量,T,进行判断。,若,TT,a,n,，则异常值应舍去，否则应保留,Anal.Chem.ZSU.,例 前一例中的实验数据，用格鲁布斯法判断时，,1.40,这个数据应保留否,(,置信度,95%)?,解 平均值,x=1.31,，,s=0.066,查表,T,005,，,4,=1.46,，,TT,005,，,4,，故,1.40,这个数据应该保留。,格鲁布斯法优点，引人了正态分布中的两个最重要的样本参数,x,及,s,，故方法的准确性较好。缺点是需要计算,x,和,s,手续稍麻烦。,Anal.Chem.ZSU.,第四节 食品安全检测技术中的标准物质要求,标准物质,(Reference Material,，,RM),具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准测量装置，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。,有证标准物质,(CertifiedReferenceMaterial,，,CRM),附有证书的标准物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，证书上给出的每个特性值都附有给定置信水平的不确定度。,标准物质应该符合以下要求,组成与它的化学式严格相符。,纯度足够高。,应该很稳定。,参加反应时，按反应式定量地进行，不发生副反应。,最好有较大的,式量,，在配制标准溶液时可以称取较多的量，以减少称量误差。,标准物质的分类,一般地，标准物质可以分为三类：,1,、化学成分标准物质，如金属、化学试剂等,2,、理化特性标准物质，如离子活度、粘度标样等,3,、工程技术标准物质，如橡胶、音频标准等,标准物质的作用,标准物质是具有准确量值的测量标准,它在化学测量、生物测量、工程测量与物理测量领域得到了广泛的应用,标准物质作为具有准确量值的计量标准，是化学计量的重要组成部分和量值传递与溯源的一种重要手段，广泛应用于国民经济和社会发展的各个方面。其主要作用在于：,1,、保存和传递特性量值，建立测量溯源性,标准物质是特性量值准确、均匀性和稳定性良好的计量标准，具有在时间上保持特性量值，在空间上传递量值的功能。通过使用标准物质，可以使实际测量结果获得量值溯源性。,2,、保证测量结果的一致性、可比性,通过校准测量仪器，评价测量过程，由标准物质将测量结果溯源到国际单位（,si,）制，保证测量结果的一致性、可比性，从而达到量值统一。,3,、研究与评价测量方法,标准物质可作为特性量值已知的物质，用于研究和评价测量这些成分或特性的方法。从而判断该方法的准确度和重复性，并通过验证和改进测量方法的准确度，评价检测方法在特定场合的适应性，促进了校准方法和测试技术的发展。,4,、保证产品质量监督检验的顺利进行,在生产过程中，从工业原料的检验、工艺流程的控制、产品质量的评价、新产品的试制到三废的处理和利用等都需要各种相应的标准物质保证其结果的可靠性，使生产过程处于良好的质量控制状态，有效地提高产品质量。,另外，标准物质在产品保证制定验证与实施方面，在产品检验和认证机构的质量控制和评价方面，在使用室认可工作方面都发挥着重要作用。,溯源性,溯源性：,一个测试结果的特性或一个标准值，可以通过一个具有规定误差的连续比较链上溯源到适当的标准物质，后者通常是国家或国际标准规定的。,溯源性本身并不是目的，而对溯源性链终端的测试，使其可在使用具有合理误差的国际基本单位情况下进行，这才是溯源性的目的。,以这种方式，它们一般较为精确，因此也可以与使用其他方法在不同实验室条件下进行的测试进行比较,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,1,监管对象的全程可追溯性,关键节点,（大型企业、产品生命周期）,省（直辖市）,县,中国食品安全信息平台,国家食品安全中心,国际食品信息,信,息,反馈,食品安全监管部门,食品安全标准,行业协会,专项食品安全评价,风险评估与预警体系,重大事件处理体系,基本信息查询、检索、下载等,食品安全动态分析、空间分析,信息反馈,公众,科研机构,国 务 院,相关用户,结果,反馈,结果反馈,地区、市,中小,食品,企业,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,2,检测方法快速、准确、适时性,快速检测没有经典的定义，而是一种约定俗成的概念。即在短时间内，如几分钟、十几分钟，采用不同方式方法检测出被检物质是否处于正常状态，检测得到的结果是否符合标准规定值，被检物质本身是不是有毒有害物质，由此而发生的操作行为称之为快速检测。,现场检测专用仪器：,消毒间紫外线辐照度计 食用油极性组份测定仪,农药残留速测仪,甲醇速测仪 物体表面洁净度,ATP,荧光度仪,环境温度瞬间测定仪 食品中心温度计,酸度计 电导仪 肉类水份测定仪,5.,其它一些形式的快速检测方法：如砷斑法、砷管法、氰化物发生器法等等。,第五节 食品安全技术预警应急预案中的技术要求,3,风险评估依据,危害与风险的概念,(,食品安全,),危害：,食品所含有的对健康有潜在不良影响的生物、化学或物理的因素或食品存在状况。,有导致对健康不利作用的潜在可能,(,食品,),风险,:,是食品暴露于特定危害时对健康产生不良影响的概率与影响的严重程度，是危害发生的概率及其严重程度这两项指标的综合描述。,Risk&Hazard,风险与危害,Hit likely?,可能碰撞吗？,Effect serious?,结果严重吗？,Hazard,危害,Risk,风险,风险评估,:,要素,危害识别,生物、化学以及物理危害的识别,2.,危害特征描述,有害作用的评价,3.,饮食暴露评估,摄入量估计,4.,风险描述,潜在有害作用的可能性和严重性,风险评估就是通过现有的资料包括毒理学数据、污染物残留数据、统计手段、暴露量及相关参数的评估等系统的、科学的步骤，对食品中生物、化学或物理因素对人体健康产生的不良后果进行识别、确认和定量，决定某种食品有害物质的风险。,风险评估:目标,描述一个特殊食品危害的风险:,定性/定量的估计,已知/潜在有害作用的可能性和严重性,特定的人群,明确相关的不确定性,思考题,食品样品,分析的程序,采样、检样、原始样品、平均样品。,什么是随机抽样？,什么是四分法？,样品如何保存？,样品的,6,种预处理方法？,Thank You!,