1、第五章第五章 食品样品的采集与前处理技术食品样品的采集与前处理技术第一节第一节 食品样品的采集食品样品的采集 食品分析的对象包括各种原材料、农副产品、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尽相同,但无论哪种对象,都要按一个共同程序进行一般为:行一般为:样品的采集样品的采集 制备和保存制备和保存 样品的预样品的预处理处理 成分分析成分分析 数据记录,整理数据记录,整理 分析报告
2、的撰写。分析报告的撰写。食品分析的一般程序食品分析的一般程序样品的处理、试液的样品的处理、试液的制备、试剂的配制制备、试剂的配制选择分析方法、制定方案选择分析方法、制定方案查阅文献收集资料查阅文献收集资料讨论具体实施细则,讨论具体实施细则,明确分工、落实任务明确分工、落实任务数据的处理、分析结数据的处理、分析结果的获得及评价果的获得及评价接受任务,明确目的接受任务,明确目的按规定采集样品按规定采集样品材料试剂仪器和记录材料试剂仪器和记录本准备,仪器校正本准备,仪器校正样品的测定及数据记录样品的测定及数据记录分析结果的报告、项分析结果的报告、项目实施工作总结和分目实施工作总结和分析全过程资料的存
3、档析全过程资料的存档一、一、样品的采集样品的采集 采样采样 从大量的分析对象中抽取有一定代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,这项工作叫采表性的一部分样品作为分析材料,这项工作叫采样。样。关键所在关键所在一、样品的采集一、样品的采集v 从待测样品中抽取其中一部分来代表被测整体的方法称为从待测样品中抽取其中一部分来代表被测整体的方法称为采样采样,被研究,被研究对象的全体或被研究对象的某个数量指标所有可能取值的集合称为对象的全体或被研究对象的某个数量指标所有可能取值的集合称为总体总体(或母体),(或母体),总体通常是一批原料或一批食品总体通常是一批原料或一批食品。v 从总体
4、中经过一定的方法再随机抽取的一组有限个个体的集合或测定值从总体中经过一定的方法再随机抽取的一组有限个个体的集合或测定值称为称为样本样本(或子样),样本中所包括的测定值的数量或个数称为(或子样),样本中所包括的测定值的数量或个数称为样本样本容量容量(或样本大小)。(或样本大小)。第一节第一节 采样的意义与目的采样的意义与目的一、样品采集一、样品采集 从被检测的对象中,按照规定的方法及使用适当从被检测的对象中,按照规定的方法及使用适当的工具,采取一定数量的具有代表整体质量供分析的工具,采取一定数量的具有代表整体质量供分析检验用的部分,叫做检验用的部分,叫做样品样品。采取样品的过程叫做采取样品的过程
5、叫做采样、扦样、取样或抽样采样、扦样、取样或抽样。采样的目的采样的目的v 加强对食品加工厂、仓库、销售网点的卫生监督加强对食品加工厂、仓库、销售网点的卫生监督v 检查食品生产的原料与成品是否合乎法规、技术要求和有检查食品生产的原料与成品是否合乎法规、技术要求和有关卫生要求关卫生要求v 检查食品添加剂是否符合检查食品添加剂是否符合食品添加剂使用标准食品添加剂使用标准的要求的要求v 检查食品生产原料和成品感官性质,有无掺杂、掺伪检查食品生产原料和成品感官性质,有无掺杂、掺伪v 检查有无细菌、真菌毒素或害虫污染及污染程度检查有无细菌、真菌毒素或害虫污染及污染程度v 检查食品贮藏、运输、销售时的环境条
6、件是否符合卫生管检查食品贮藏、运输、销售时的环境条件是否符合卫生管理要求理要求v 检查进口食品生产原料、成品及食品添加剂是否符合我国检查进口食品生产原料、成品及食品添加剂是否符合我国有关食品卫生质量标准有关食品卫生质量标准正确采样的意义:正确采样的意义: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采集样品尤为重要。采样的不正确,可能造成巨大的损失,也可能导致采样的不正确
7、,可能造成巨大的损失,也可能导致有危险的粮食及食品、饲料进入市场,危害人们有危险的粮食及食品、饲料进入市场,危害人们的身体健康。的身体健康。采样是食品质量监控的关键环节,正确采样时准确采样是食品质量监控的关键环节,正确采样时准确 反映食品质量的重要保证。反映食品质量的重要保证。2.样品采集的要求样品采集的要求(1)正确采样的原则正确采样的原则采样的原则采样的原则代表性原则代表性原则典型性原则典型性原则适时性原则适时性原则程序原则程序原则采样的要求采样的要求-细细 则则采集的样品要均匀、有代表性,能反映全部被采集的样品要均匀、有代表性,能反映全部被检食品的组成、质量和卫生状况。检食品的组成、质量
8、和卫生状况。采样方法要与分析目的一致。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)。分逸散(如水分、气味、挥发性酸等)。防止带入杂质或污染。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。采样方法要尽量简单,处理装置尺寸适当。补充:补充:采样时的记录采样时的记录样样 品品 名名 称称采采 样样 地地 点点时时 间间数数 量量采样方法以及采样人采样方法以及采样人签签 封封 3、采样的步骤、采样的步骤 样品可分为检样、原始样品、平均样品或试验样品(试样)。样品可分为检样、原始样品、平均样品或试
9、验样品(试样)。检样检样是指按规定的方法,使用适当的工具,由整批被检对是指按规定的方法,使用适当的工具,由整批被检对象的各部分采取的少量被检对象。象的各部分采取的少量被检对象。将许多份按规定所取的质量相同的检样混合在一起,叫做将许多份按规定所取的质量相同的检样混合在一起,叫做原始样品原始样品。原始样品只能由品质一致、质量相同的检样组成。原始样品只能由品质一致、质量相同的检样组成。由于各检样之间可能不均匀,原始样品要按照规定方法混由于各检样之间可能不均匀,原始样品要按照规定方法混合均匀,再从这均匀的原始样品中按规定方法分出一部分样合均匀,再从这均匀的原始样品中按规定方法分出一部分样品,这部分样品
10、称为品,这部分样品称为平均样品平均样品。平均样品经混合分样,根据需要从中称取一部分用于分析平均样品经混合分样,根据需要从中称取一部分用于分析测定的样品叫做测定的样品叫做试验样品试验样品。采样的步骤采样的步骤采样的一般程序采样的一般程序 检检 样样原始样品原始样品平均样品平均样品复检样品复检样品0.5Kg检验样品检验样品0.5Kg仲裁样品仲裁样品0.5Kg4、采样工具与采样方法、采样工具与采样方法v 对粮食、油料、粉状样品,采样时常用专用的对粮食、油料、粉状样品,采样时常用专用的采样器采样器。v对对流动流动的粮食、油料、食品、饲料或倒包采样时,常使用的粮食、油料、食品、饲料或倒包采样时,常使用采
11、样铲采样铲。v对液体样品使用对液体样品使用采样管采样管。v对小包装粮食、食品采用对小包装粮食、食品采用人工捡取人工捡取的方法。的方法。v常用采样器常用采样器电动采样器电动采样器一、样品的采集一、样品的采集我国国家标准我国国家标准GB/T 5009.12003食品卫生检验方法理化部分总则食品卫生检验方法理化部分总则对样品的采集、保存和检验的规定如下:对样品的采集、保存和检验的规定如下:1.采样必须注意样品的生产日期、批号、代表性和均匀性。采样必须注意样品的生产日期、批号、代表性和均匀性。2.采样容器根据检验项目,选用硬质玻璃瓶或聚乙烯制品。采样容器根据检验项目,选用硬质玻璃瓶或聚乙烯制品。3.液
12、体、半流体饮食品应先充分混匀后再采样。液体、半流体饮食品应先充分混匀后再采样。4.粮食及固体食品应上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品,混合粮食及固体食品应上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品,混合后按四分法对角取样。后按四分法对角取样。5.肉类、水产等食品应按分析项目要求采取不同部位的样品或混合后采样。肉类、水产等食品应按分析项目要求采取不同部位的样品或混合后采样。一、样品的采集一、样品的采集6.罐头、瓶装食品或其他小包装食品,应根据批号随机取样。罐头、瓶装食品或其他小包装食品,应根据批号随机取样。7.掺伪食品和食物中毒的样品采集,要具有典型性。掺伪食品和食物中毒的样品采集,要具
13、有典型性。8.样品在检验结束后,保留一个月备需要时复检。易变质食品不予保留。样品在检验结束后,保留一个月备需要时复检。易变质食品不予保留。9.感官不合格产品不必进行理化检验,直接判为不合格产品。感官不合格产品不必进行理化检验,直接判为不合格产品。10.严格按照标准中规定的分析步骤进行检验。严格按照标准中规定的分析步骤进行检验。11.理化检验实验室应实行分析质量控制。理化检验实验室应实行分析质量控制。12.检验人员应填写好检验记录。检验人员应填写好检验记录。采样的数量与方法采样的数量与方法v 检样的多少、原始样品的量是根据待测物品的特点、数量和检验要求来检样的多少、原始样品的量是根据待测物品的特
14、点、数量和检验要求来确定的。一般来说,确定的。一般来说,取样数量越大,样品的代表性越好,样品越可靠取样数量越大,样品的代表性越好,样品越可靠。通常对同一批样品均采用通常对同一批样品均采用随机多点采样随机多点采样方法,但并非采样点越多越好,方法,但并非采样点越多越好,因为取样数越多,花费时间、投入经费越多,同时还受到采样方法、处因为取样数越多,花费时间、投入经费越多,同时还受到采样方法、处理方式等条件的限制。理方式等条件的限制。v 数量能反映食品的卫生质量和满足检验项目对试样量的需求数量能反映食品的卫生质量和满足检验项目对试样量的需求v 样品(平均样品)一式三份(每份不少于样品(平均样品)一式三
15、份(每份不少于0.5kg),备检验、复检、备),备检验、复检、备查或仲裁所需查或仲裁所需一、样品的采集一、样品的采集v 分析化学家协会(分析化学家协会(Association of Official Analytical Chemists,AOAC)国际组织在)国际组织在AOAC法定分析方法法定分析方法925.08中规定了袋装面粉的中规定了袋装面粉的采样方法,通过批量中总袋数的开平方来决定抽样的最低袋数,采样袋采样方法,通过批量中总袋数的开平方来决定抽样的最低袋数,采样袋数低于此值,样品的代表性将大大降低,具体可参阅相关标准。对组成数低于此值,样品的代表性将大大降低,具体可参阅相关标准。对组成
16、比较均匀的固体试样如粮食或面粉,取样点比较均匀的固体试样如粮食或面粉,取样点S的多少,也有用被测样品的的多少,也有用被测样品的总数目总数目N(如袋、件、箱、桶等)的二分之一再开平方作为半经验公式使(如袋、件、箱、桶等)的二分之一再开平方作为半经验公式使用的:用的:S=2N (3)采样的一般方法采样的一般方法 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:随机注意:随机随意。随意。v 随机要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。v随机抽样:要求机会均等,但应避免人为倾向随机抽样:要求机会均等,但应避免人为倾向v代表性取样:采集能代表相应部分的组成和质代表性取样:
17、采集能代表相应部分的组成和质量的样品。量的样品。具体作法:具体作法:掷骰子掷骰子简便易行,适于生产现场用。简便易行,适于生产现场用。用随机表。用随机表。用计算器、计算机。用计算器、计算机。用抽奖机。用抽奖机。细细 则则少量食品的采样少量食品的采样 原始样品的采样:随机采样随机采样 虹吸法采样虹吸法采样 电动搅拌器搅拌后采样电动搅拌器搅拌后采样 平均样品的采集 液体试样:按需要量采样按需要量采样 颗粒、粉状样品:四分法和分样器混匀缩分四分法和分样器混匀缩分细细 则则大量不均匀食品的采样大量不均匀食品的采样 几何法;几何法;流动定时采样;流动定时采样;分档采样;分档采样;分区分层采样;分区分层采样
18、;按批次件数比例采样。按批次件数比例采样。(1)粮食粮食有完整包装的有完整包装的按按 总件数总件数/2的平方根确定采样件数,用取的平方根确定采样件数,用取样管自每件样品样管自每件样品 上中下三层取样,混合后为上中下三层取样,混合后为原始样品,对角线四分法取样为平均样品。原始样品,对角线四分法取样为平均样品。无完整包装的无完整包装的先人为先人为 划分为若干等体积层,每层四角和划分为若干等体积层,每层四角和中心点取样为检样,混合后为原始样品,四分中心点取样为检样,混合后为原始样品,四分法为平均样品。法为平均样品。四分法:四分法:粮食、面粉等固体平均样品由原始样品粮食、面粉等固体平均样品由原始样品制
19、备时通常采用该法缩分,即将原始样品置于制备时通常采用该法缩分,即将原始样品置于大而干净的平面上,用洁净器具充分混匀并堆成大而干净的平面上,用洁净器具充分混匀并堆成圆锥形,将锥顶压平后用划十字的方法将其等分圆锥形,将锥顶压平后用划十字的方法将其等分为四份,弃去对角两份,将剩余的两份再次按照为四份,弃去对角两份,将剩余的两份再次按照上述方法进行混匀、缩分,每缩分一次,原始样品量减少一半,直至上述方法进行混匀、缩分,每缩分一次,原始样品量减少一半,直至剩余量满足实验所需为止。剩余量满足实验所需为止。v(2)动物油脂、果酱等半固体样品)动物油脂、果酱等半固体样品 v 特点:不易混匀特点:不易混匀v 确
20、定件数确定件数上中下三层取样为检样上中下三层取样为检样平均样品平均样品v(3)液体、半流体样品)液体、半流体样品v 罐装或桶装罐装或桶装v 确定件数确定件数混合后分取为平均样品混合后分取为平均样品v 大桶或散装大桶或散装虹吸分层取样(每层虹吸分层取样(每层500ml)混合后分混合后分取为平均样品取为平均样品v(4)肉类、水产、果蔬食品)肉类、水产、果蔬食品 v 特点:组成成分不均匀特点:组成成分不均匀v 根据检验要求,取各个部位捣碎为平均根据检验要求,取各个部位捣碎为平均 样品样品v(5)小包装样品)小包装样品v 按生产班次或批次取样,按生产班次或批次取样,250g包装(包装(6-10个)个)
21、v采样时要根据分析的目的和要求选取不同生长期采样时要根据分析的目的和要求选取不同生长期、不同部位的组织器官进行采集、缩分和制备,、不同部位的组织器官进行采集、缩分和制备,并尽快测定。如果不能立即测定,必须按照规定并尽快测定。如果不能立即测定,必须按照规定的方法加以妥善保存或进行预处理。的方法加以妥善保存或进行预处理。二、样品的制备二、样品的制备液体、浆体或悬浮体:充分摇匀或搅拌均匀(玻璃棒或电动液体、浆体或悬浮体:充分摇匀或搅拌均匀(玻璃棒或电动搅拌器)搅拌器)互不相溶的液体:分离不相溶的成分互不相溶的液体:分离不相溶的成分固体样品:制成均匀可检状态,切细粉碎、研磨、捣碎,四固体样品:制成均匀
22、可检状态,切细粉碎、研磨、捣碎,四分法获平均样品分法获平均样品罐头类:剔出无用,捣碎组织罐头类:剔出无用,捣碎组织粮食、油料经粉碎(磨碎或研碎),过粮食、油料经粉碎(磨碎或研碎),过20目筛目筛蔬菜、水果:水洗去泥沙,晾干,依食用习惯取可食部分沿蔬菜、水果:水洗去泥沙,晾干,依食用习惯取可食部分沿纵轴剖开,取纵轴剖开,取1/4,切碎,混匀,切碎,混匀肉、禽、鱼类:除去皮骨,肥瘦混合取样,绞碎肉、禽、鱼类:除去皮骨,肥瘦混合取样,绞碎l样品制备就是对样品制备就是对原始样品的分取、粉碎、混匀、缩分原始样品的分取、粉碎、混匀、缩分的过程的过程 通过制样,保证样品的均匀性,使试样能正确代表全体样品通过
23、制样,保证样品的均匀性,使试样能正确代表全体样品l不同的样品制备方法也不同:不同的样品制备方法也不同:v常用的制备方法有以下几种:常用的制备方法有以下几种:一、机械混匀一、机械混匀 1四分法四分法 2分样器法(分样器法(图图)二、二、粉碎、过筛粉碎、过筛 这种方法适用于粮食及水分少的固体食品、饲料。常用的这种方法适用于粮食及水分少的固体食品、饲料。常用的粉碎装置有粉碎机、旋风磨、咖啡磨、球磨机等粉碎装置有粉碎机、旋风磨、咖啡磨、球磨机等(图图)三三、研磨、研磨 对含水多的新鲜样品(如马铃薯、水果等)、高脂肪的对含水多的新鲜样品(如马铃薯、水果等)、高脂肪的样品(如花生),可用缩分、研磨或捣碎的
24、方法进行混匀样品(如花生),可用缩分、研磨或捣碎的方法进行混匀与破碎。与破碎。四、搅拌四、搅拌 对液态样品(如油脂)及易溶于水或适当溶剂的样品,对液态样品(如油脂)及易溶于水或适当溶剂的样品,可用溶于溶液搅拌均匀的办法制样。可用溶于溶液搅拌均匀的办法制样。注意:防止易挥发性成分逸散、避免样品组成和理化性质发生注意:防止易挥发性成分逸散、避免样品组成和理化性质发生变化、严格无菌操作(检验微生物)变化、严格无菌操作(检验微生物)三、样品的保存三、样品的保存v 样品采样后,应用适当的容器储存。样品采样后,应用适当的容器储存。v 在样品运输及保存中,要防止挥发性成分损失及霉变、在样品运输及保存中,要防
25、止挥发性成分损失及霉变、变质、成分分解。变质、成分分解。v 一般样品检验结束后应保留样品一个月,以备复查。一般样品检验结束后应保留样品一个月,以备复查。v 保留样品应存放于适当的容器及地方,尽可能保持其原保留样品应存放于适当的容器及地方,尽可能保持其原状,对易变质的食品不能保存时,可不保留样品,但应状,对易变质的食品不能保存时,可不保留样品,但应事先对送验单位说明。事先对送验单位说明。v 存放样品按日期、批号、编号摆放,以便查找存放样品按日期、批号、编号摆放,以便查找第二节第二节 样品预处理技术样品预处理技术食品及原料种类繁多,成分复杂,干扰因素较多,浓度食品及原料种类繁多,成分复杂,干扰因素
26、较多,浓度较低或含量较少,稳定性较差。较低或含量较少,稳定性较差。样品的制备和预处理,没有本质上的绝对区别,是指样样品的制备和预处理,没有本质上的绝对区别,是指样品分析测定前的整理、清洗、粉碎、过筛、混匀、缩分品分析测定前的整理、清洗、粉碎、过筛、混匀、缩分、消解、分离提取、净化、浓缩富集等步骤,、消解、分离提取、净化、浓缩富集等步骤,使被测组使被测组分转变成可测定形式的过程分转变成可测定形式的过程。试样的前处理过程包括:试样的前处理过程包括:待测成分的提取、浓缩待测成分的提取、浓缩(或稀释)、排除干扰、转态等(或稀释)、排除干扰、转态等 通常应根据以下几方面的情况,选择适当的前通常应根据以下
27、几方面的情况,选择适当的前处理方法,以满足测定的要求。处理方法,以满足测定的要求。1分析项目及待测成分性质分析项目及待测成分性质 2样品的性质样品的性质 3采用的分析测定方法采用的分析测定方法 4分析的目的分析的目的 预处理原则预处理原则:消除干扰因素消除干扰因素完整保留待测组份完整保留待测组份浓缩组份,提高检浓缩组份,提高检测灵敏度和准确性测灵敏度和准确性1 1 无机成分分析的样品前处理无机成分分析的样品前处理v分析样品中无机成分的目的通常有两个分析样品中无机成分的目的通常有两个:一是:一是营养评价营养评价,二是,二是卫生检验卫生检验。v在样品前处理时,通常需要作两方面的工作:在样品前处理时
28、,通常需要作两方面的工作:v一方面是除去大量有机物,可用一方面是除去大量有机物,可用灰化、消化灰化、消化的的方法,方法,v另一方面是除去对分析有干扰的其它无机元素。另一方面是除去对分析有干扰的其它无机元素。可用可用螯合萃取、分离螯合萃取、分离等方法。等方法。v对无机成分分析的样品前处理及分析通常接以下对无机成分分析的样品前处理及分析通常接以下步骤进行:步骤进行:1采样、均化、缩分。采样、均化、缩分。2灰化,除去大量有机物,然后将元素直接溶于灰化,除去大量有机物,然后将元素直接溶于盐酸或其它溶剂,制成试样溶液。盐酸或其它溶剂,制成试样溶液。3用溶剂萃取、掩蔽、沉淀等方法排除其它离子用溶剂萃取、掩
29、蔽、沉淀等方法排除其它离子的干扰。的干扰。4选用合适的测定方法,如原子吸收光谱法、原选用合适的测定方法,如原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法、分光光度法、子荧光光谱法、原子发射光谱法、分光光度法、极谱法等进行测定。极谱法等进行测定。一、有机物破坏法一、有机物破坏法v(一)干法灰化法(一)干法灰化法 方法和原理方法和原理:样品准确称取后,置于在一定温度下恒重的坩:样品准确称取后,置于在一定温度下恒重的坩埚中,先小心炭化,再放入一定温度的高温炉中(通常控制埚中,先小心炭化,再放入一定温度的高温炉中(通常控制500600)灼烧,使有机物彻底分解,留下近白色的)灼烧,使有机物彻底分解,留下
30、近白色的无机灰分,恒重后即可用适当的溶剂溶解、定容、测定。为无机灰分,恒重后即可用适当的溶剂溶解、定容、测定。为加速灰化程度,常向灼烧不完全的灰分上小心滴加数滴硝酸加速灰化程度,常向灼烧不完全的灰分上小心滴加数滴硝酸、过氧化氢等氧化性助剂。、过氧化氢等氧化性助剂。v优点优点利用电加热高温破坏有机物较为彻底,利用电加热高温破坏有机物较为彻底,基本不加基本不加或加入很少的试剂,故空白值低。或加入很少的试剂,故空白值低。因灰分体积小,因而可处理较多的样品,可富集因灰分体积小,因而可处理较多的样品,可富集被测组分。被测组分。有机物分解彻底,操作简单。有机物分解彻底,操作简单。v缺点缺点所需时间长,所需
31、时间长,工作效率低。工作效率低。对砷、汞、铅以及碱金属的氯化物,灼烧温度较对砷、汞、铅以及碱金属的氯化物,灼烧温度较高时容高时容易造成易挥发元素的损失。易造成易挥发元素的损失。坩埚对被测组分有吸留作用,使测定结果和回收坩埚对被测组分有吸留作用,使测定结果和回收率降低。率降低。v灰化操作注意事项:灰化操作注意事项:(1 1)灰化前样品应进行预炭化。)灰化前样品应进行预炭化。(2 2)样品炭化、加硝酸溶解残渣等操作应在通风橱内)样品炭化、加硝酸溶解残渣等操作应在通风橱内进行。进行。(3 3)高温炉内各区的温度有较大的差别,)高温炉内各区的温度有较大的差别,(4 4)应根据待测组分的性质,采用适宜的
32、灰化温度。)应根据待测组分的性质,采用适宜的灰化温度。(5 5)采用瓷坩埚灰化时,不宜使用新的,以免)采用瓷坩埚灰化时,不宜使用新的,以免新瓷坩埚吸附金属元素,造成实验误差。新瓷坩埚吸附金属元素,造成实验误差。(6 6)如样品较难灰化,可将坩埚取出,冷却后,)如样品较难灰化,可将坩埚取出,冷却后,加入少量硝酸或水湿润残渣,加热处理,干燥加入少量硝酸或水湿润残渣,加热处理,干燥后再移入高温炉内灰化。后再移入高温炉内灰化。(7 7)湿润或溶解残渣时,需待坩埚冷却至室温)湿润或溶解残渣时,需待坩埚冷却至室温方可进行,不能将溶剂直接滴加在残渣上。方可进行,不能将溶剂直接滴加在残渣上。(8 8)从高温炉
33、中取出坩埚时,避免高温灼伤。)从高温炉中取出坩埚时,避免高温灼伤。(9 9)坩埚从炉内取出前,先放置于炉口冷却,并)坩埚从炉内取出前,先放置于炉口冷却,并在耐火板上冷却至室温。在耐火板上冷却至室温。切忌直接置于木制台面、有机合成台面上切忌直接置于木制台面、有机合成台面上以免烫坏台面,也不宜直接置于导热系数较高以免烫坏台面,也不宜直接置于导热系数较高的台面上,以免陡然遇冷引起坩埚破裂。的台面上,以免陡然遇冷引起坩埚破裂。(二)湿法消化法(二)湿法消化法v原理:样品中加入原理:样品中加入强氧化剂强氧化剂,并加热消煮,使样,并加热消煮,使样品中的有机物质完全分解、氧化,品中的有机物质完全分解、氧化,
34、其中的碳、氧、其中的碳、氧、氢等元素生成易挥发的二氧化碳和水氢等元素生成易挥发的二氧化碳和水呈气态逸出,呈气态逸出,待测组分转化为待测组分转化为无机物状态无机物状态(离子态)存在于消(离子态)存在于消化液中化液中。v常用的常用的强氧化剂强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。锰酸钾、过氧化氢等。v优点:优点:在较低的温度下于溶液中分解样品,减少在较低的温度下于溶液中分解样品,减少了元素的挥发损失,了元素的挥发损失,有机物分解速度快。有机物分解速度快。v缺点:缺点:但在消解过程中试剂的利用率较低,需用但在消解过程中试剂的利用率较低,需用大量的氧化性酸,
35、成本较高,产生有毒气体,污大量的氧化性酸,成本较高,产生有毒气体,污染环境和腐蚀实验设备染环境和腐蚀实验设备;需随时照管(初期易产;需随时照管(初期易产生大量泡沫外溢),空白值偏高。生大量泡沫外溢),空白值偏高。v按采用的氧化剂分,湿法消化方法按采用的氧化剂分,湿法消化方法有以下几种:有以下几种:1.硝酸消化法硝酸消化法 2硝酸一硫酸消化法硝酸一硫酸消化法 3.硝酸硝酸高氯酸消化法高氯酸消化法 4硝酸、高氯酸和硫酸消化法硝酸、高氯酸和硫酸消化法 5硝酸、硫酸一过氧化氢消化法硝酸、硫酸一过氧化氢消化法 6硫酸一高锰酸钾的消化法硫酸一高锰酸钾的消化法v按消化措施分按消化措施分:1.敞口消化法敞口消
36、化法 2.回流消化法回流消化法 3.密封罐消化法密封罐消化法 4.微波消解法微波消解法消化操作注意事项:消化操作注意事项:(1)加入硝酸、硫酸后,应小火缓缓加热,待反)加入硝酸、硫酸后,应小火缓缓加热,待反应平稳后方可大火加热,以免泡沫外溢,造成试样损应平稳后方可大火加热,以免泡沫外溢,造成试样损失失。(2)及时沿瓶壁补加硝酸。避免炭化现象出现。)及时沿瓶壁补加硝酸。避免炭化现象出现。如发生了炭化现象,必须立即添加发烟硝酸。如发生了炭化现象,必须立即添加发烟硝酸。(3)补加硝酸等消化液时,最好将消化瓶从电炉)补加硝酸等消化液时,最好将消化瓶从电炉上取下,待冷却后再补加。上取下,待冷却后再补加。
37、(4)如消化中采用硫酸(比色分析时),应加水)如消化中采用硫酸(比色分析时),应加水脱残存硝酸,以免生成的亚硝酰硫酸能破坏有机显色脱残存硝酸,以免生成的亚硝酰硫酸能破坏有机显色剂,对测定产生严重的干扰。剂,对测定产生严重的干扰。(5)如消化中采用高氯酸,应先用浓硝酸分解有)如消化中采用高氯酸,应先用浓硝酸分解有机物,然后加入高氯酸。消化过程中应有足够的硝酸机物,然后加入高氯酸。消化过程中应有足够的硝酸存在,因此应不断补充硝酸,并且应在常温下才能将存在,因此应不断补充硝酸,并且应在常温下才能将高氯酸加入样品中,高氯酸的用量需严格控制,一般高氯酸加入样品中,高氯酸的用量需严格控制,一般在在5mL以
38、下。以下。v微波消解也称为微波消解也称为“微波辅助化学消解微波辅助化学消解”使用程序化的微波湿法消化器,系统可以程序升温,使用程序化的微波湿法消化器,系统可以程序升温,先脱水,然后湿法灰化,同时可控制真空度和温度,先脱水,然后湿法灰化,同时可控制真空度和温度,与马福炉相比缩短了灰化时间,如面粉的微波湿法与马福炉相比缩短了灰化时间,如面粉的微波湿法灰化只需灰化只需1020min。对于植物样品,用微波系。对于植物样品,用微波系统灰化统灰化20min就足够了,而要得到类似的结果,就足够了,而要得到类似的结果,用马福炉则需要用马福炉则需要40min4h。一、有机物破坏法一、有机物破坏法v 微波压力消解
39、法微波压力消解法方法和原理方法和原理:微波压力消解一般采用:微波压力消解一般采用2450MHZ的频率,准确称取少量样的频率,准确称取少量样品于消解容器内,加入消解试剂,密封后置于微波炉内进行消解。样品品于消解容器内,加入消解试剂,密封后置于微波炉内进行消解。样品在介质中进行即时深层在介质中进行即时深层“内加热内加热”,消解反应瞬时间就在高于,消解反应瞬时间就在高于100的的密闭容器中快速进行。微波产生的交变磁场导致容器内样品与消解试剂密闭容器中快速进行。微波产生的交变磁场导致容器内样品与消解试剂分子高速振荡,使反应界面不断更新,消解时间大为缩短。分子高速振荡,使反应界面不断更新,消解时间大为缩
40、短。优点优点:快速简便、工作效率高、节省样品和试剂、样品消解完全、回收率:快速简便、工作效率高、节省样品和试剂、样品消解完全、回收率高、不污染环境、易于观察。高、不污染环境、易于观察。注意注意:(1)谨防微波泄漏;谨防微波泄漏;(2)样品尽可能少并少加消解溶剂;样品尽可能少并少加消解溶剂;(3)尽可能尽可能用高沸点的硫酸或硫酸用高沸点的硫酸或硫酸-硝酸混酸消解;硝酸混酸消解;(4)微波炉内的能量分布不均匀微波炉内的能量分布不均匀转盘中心处不要放样品。(转盘中心处不要放样品。(5)消解样品个数较少时转盘中心放置一小杯)消解样品个数较少时转盘中心放置一小杯水。水。一、有机物破坏法一、有机物破坏法v
41、 紫外光分解法紫外光分解法v 紫外光分解法也是一种破坏样品中有机物的预处理技术,在光解过程紫外光分解法也是一种破坏样品中有机物的预处理技术,在光解过程中常向样品中加入过氧化氢,以加速样品的分解。所用的紫外光源由中常向样品中加入过氧化氢,以加速样品的分解。所用的紫外光源由高压汞灯提供,温度控制在高压汞灯提供,温度控制在8090,对面粉和充分磨细、过筛、,对面粉和充分磨细、过筛、混匀的植物样品,通常称取试样量不超过混匀的植物样品,通常称取试样量不超过0.3g置于石英管中,加入置于石英管中,加入1.0mL2.0mL过氧化氢后,用紫外光光解过氧化氢后,用紫外光光解1h2h就能将样品中的就能将样品中的有
42、机物完全分解。这种分解法可以测定生物样品中的铜、锌、钴、镉有机物完全分解。这种分解法可以测定生物样品中的铜、锌、钴、镉、磷酸根、硫酸根等物质。、磷酸根、硫酸根等物质。2 2 有机成分分析的样品前处理有机成分分析的样品前处理 有机成分分析的样品前处理方法很多,它通有机成分分析的样品前处理方法很多,它通常包括常包括提取、浓缩(或稀释)、净化(排除干扰)、提取、浓缩(或稀释)、净化(排除干扰)、转态等多个步骤。转态等多个步骤。一、溶剂提取法一、溶剂提取法v同一溶剂中,不同的物质有不同的溶解度;同同一溶剂中,不同的物质有不同的溶解度;同一物质在不同的溶剂中溶解度也不同。使用无一物质在不同的溶剂中溶解度
43、也不同。使用无机溶剂或有机溶剂从样品中抽取被测物质或除机溶剂或有机溶剂从样品中抽取被测物质或除去干扰物的方法。去干扰物的方法。v利用被测组分与干扰物质在互不相溶的两溶利用被测组分与干扰物质在互不相溶的两溶剂相之间溶解度的差异,使其相互分离,进剂相之间溶解度的差异,使其相互分离,进而进行分析测定的方法称为而进行分析测定的方法称为溶剂萃取分析法溶剂萃取分析法,是样品预处理的常用方法。是样品预处理的常用方法。经典的溶剂萃取法是用分液漏斗振荡的液经典的溶剂萃取法是用分液漏斗振荡的液-液法(优点液法(优点是设备简单、操作方便、分离效果好;缺点是劳动强度大、是设备简单、操作方便、分离效果好;缺点是劳动强度
44、大、工作效率低、所用溶剂量较多且大多是易燃、易挥发的有毒工作效率低、所用溶剂量较多且大多是易燃、易挥发的有毒有机化合物。近年来,利用超声波技术或微波技术等进行萃有机化合物。近年来,利用超声波技术或微波技术等进行萃取的新方法克服了经典溶剂萃取法的不足,适用于大批样品取的新方法克服了经典溶剂萃取法的不足,适用于大批样品中痕量组分的预处理从而得到了广泛地应用。中痕量组分的预处理从而得到了广泛地应用。超临界流体萃取(超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE)是一种全新的萃取技术,它是用超临界流体如是一种全新的萃取技术,它是用超临界流体如CO2作为萃取作为萃取
45、剂,从各组分共存的复杂样品中把待测组分提取出来的一种剂,从各组分共存的复杂样品中把待测组分提取出来的一种分离技术。分离技术。常用的提取方法有溶剂浸取法、溶剂萃取法、常用的提取方法有溶剂浸取法、溶剂萃取法、SPE、MAE。1溶剂提取法溶剂提取法v 溶剂提取法是利用物质在某一溶剂(或混合溶剂)溶剂提取法是利用物质在某一溶剂(或混合溶剂)中的溶解特性,将待测成分完全或部分与样品基中的溶解特性,将待测成分完全或部分与样品基质分离的方法。质分离的方法。v 物质在两相中分配的总量比:物质在两相中分配的总量比:D=C1V1/(C2V2)=K2V1(1V2)=KV1/V2 式中(式中(V1,V2两相的体积),
46、两相的体积),提取方法:提取方法:1)漂洗法)漂洗法 2)振荡提取法)振荡提取法 3)索氏提取法)索氏提取法 4)组织捣碎、球磨提取方法)组织捣碎、球磨提取方法 5)萃取法)萃取法 6)酶解或酸解释放法)酶解或酸解释放法(2)提取剂及选择溶剂)提取剂及选择溶剂v提取法的关键是选择适当的溶剂或溶剂体系。一提取法的关键是选择适当的溶剂或溶剂体系。一般按极性符合相似性溶解原理来选择溶剂。般按极性符合相似性溶解原理来选择溶剂。v因素:因素:样品的性质、水分含量、脂肪含量、待测成分性样品的性质、水分含量、脂肪含量、待测成分性质、分析方法等。质、分析方法等。极性极性 沸点沸点 稳定性稳定性 毒性毒性 价格
47、价格3蒸馏法蒸馏法 蒸馏法是利用待测成分与其它物质的蒸气压的不同而进蒸馏法是利用待测成分与其它物质的蒸气压的不同而进行分离与提纯的一种方法。这一方法常用于将挥发性物行分离与提纯的一种方法。这一方法常用于将挥发性物质与不挥发性物质分离,或用于沸点不同的物质分离。质与不挥发性物质分离,或用于沸点不同的物质分离。常用的蒸馏法有:常用的蒸馏法有:(1)气液平衡法)气液平衡法,依据拉乌尔定律依据拉乌尔定律 (顶空气相色谱法)(顶空气相色谱法)(2)常压蒸馏法)常压蒸馏法(3)分馏法)分馏法(4)减压蒸馏法)减压蒸馏法(5)水蒸气蒸馏法)水蒸气蒸馏法蒸馏法蒸馏法原理:利用液体混合物中各种组分挥发度的不同利
48、用液体混合物中各种组分挥发度的不同而将其分离。而将其分离。蒸馏方法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。常压蒸馏常压蒸馏v适用对象:常压下受热不分解或沸点不太高的物适用对象:常压下受热不分解或沸点不太高的物质。质。v蒸馏釜:平底、圆底蒸馏釜:平底、圆底v冷凝管:直管、球型、蛇型冷凝管:直管、球型、蛇型v注意:注意:a.爆沸现象。(沸石、玻璃珠、毛细管、爆沸现象。(沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片)素瓷片)b.温度计插放位置。温度计插放位置。c.磨口装置涂油脂。磨口装置涂油脂。视频:普通蒸馏视频:普通蒸馏减压蒸馏减压蒸馏v适用对象:常压下受热易分解
49、或沸点太高的物适用对象:常压下受热易分解或沸点太高的物质。质。v原理:物质的沸点随其液面上的压强增高而增原理:物质的沸点随其液面上的压强增高而增高。高。视频:减压蒸馏视频:减压蒸馏水蒸汽蒸馏水蒸汽蒸馏 适用于沸点较高,易炭化,易分解物质。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。自溶液中一起蒸馏出来。水蒸汽蒸馏装置见下图水蒸汽蒸馏装置见下图。4、色谱分离法、色谱分离法v 食品分析常遇到样品中共存有理化性质十分接近的同分异
50、构体或同系有食品分析常遇到样品中共存有理化性质十分接近的同分异构体或同系有机化合物,用其他方法测定时会相互干扰,很难用普通的方法排除。此机化合物,用其他方法测定时会相互干扰,很难用普通的方法排除。此时,可用色谱法分离,预处理后再进行测定。时,可用色谱法分离,预处理后再进行测定。v 分类:按分类:按流动相的状态流动相的状态可分为气相、液相色谱,流动相为超临界流体的可分为气相、液相色谱,流动相为超临界流体的称为超临界流体色谱;按称为超临界流体色谱;按固定相状态固定相状态分为气分为气-固、气固、气-液、液液、液-固、液固、液-液色液色谱。按固定相的外形和性质可分为柱色谱、纸色谱和薄层色谱。谱。按固定
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