第二章 样品采集

第二章食品样品的采集与数据处理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：收集相关资料→制定实验方案→准备所需器材→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。

第一节样品的采集一、样品的采集：采样——在大量产品（分析对象）中抽取有一定代表性的样品，供分析化验用，这项工作叫采样。

（总体、样本、样本容量、样本测定平均值、总体测定平均值）。

1、正确采样的意义：食品采样的目的在于检验样品感官性质上有无变化，食品的一般成分有无缺陷，加入的添加剂等外来物质是否符合国家的标准，食品的成分有无搀假现象，食品在生产运输和储藏过程中有无重金属，有害物质和各种微生物的污染以及有无变化和腐败现象。

样品的采集是我们检验分析中的重要环节的第一步，采取的样品必须代表全部被检测的物质。

2、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、质量和卫生状况。

（2）采样方法要与分析目的一致。

（3）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）。

（4）防止带入杂质或污染。

（5）采样方法要尽量简单，处理装置尺寸适当。

3、采样程序（步骤）：①检样→原始样品→平均样品（检验样品、复检样品、保存样品）；②检样——由整批食物的各个部分采取的少量样品，称为检样；③原始样品——把许多份检样综合在一起称为原始样品；④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；⑤应一式三份，分别供检验、复验及备查使用；⑥每份样品数量一般不少于0.5公斤。

二、采样的一般方法1、随机抽样和代表性抽样：第一种采集方法是随机多点抽样。

均衡地、不加选择地从全部产品的各个部分取样。

但随机≠随意。

随机——要保证所有物料各个部分被抽到的可能性均等。

第二种采集方法是代表性抽样：可按不同生产日期，也可在流水线上按一定的时间间隔抽样，按分析的目的取样。

随机取样可以避免人为倾向，但是，对不均匀样品，仅用随机抽样法是不够的，必须结合代表性取样，从有代表性的各个部分分别取样才能保证样品的代表性。

2、具体的采样方法：㈠固体样品：例如粮谷类样品，用采样管(双套回转取样管)插入粮袋，回转l80度，取出样品。

每一包装须在上、中、下三部分分别取出检样，混合均匀后用四分法缩分为平均样品。

㈡液体样品：如牛奶、果汁等，用虹吸管法分层取样后混合均匀，再缩减至500ml左右，装入试剂瓶中，贴标签送检。

㈢半团体样品：如奶油、蜂糖等，可用采样器从上中下三层分别取出检样，然后混合缩减至所需数量的平均样品，约250g左右，装瓶送检。

3、采样量：㈠均匀的固体样品的采样量：如粮食、面粉、砂糖及其它固态食品，可按不同批号分别进行采样。

对同一批次的产品按下式定出取样件数(瓶、袋、箱）。

若总件数为n，则当n≤3时，每件取样；当3＜n≤300时，1取样量随机取样；当n＞300＋1取样量随机取样。

㈡液体食品的采样量：①食用油脂：16吨以内取1kg，16—50吨采取2kg，50一200吨采取5kg，200—1000吨取20kg，1000吨以上取50kg，最后混合均匀后取样500g。

②鲜乳：每次采样200～500ml（2～3瓶），采取桶装鲜奶时，按1公斤取0.5～1.0ml计算，采取的样品装入试剂瓶中，贴上标签，送检。

㈢不均匀的固体样品(肉、鱼、果蔬等)：应分别采取不同部位的少量样品，混合并经充分捣碎均匀后，取出0.5kg为分析样品。

三、样品的制备：制备目的，在于保证样品的均匀性，使我们在分析时，取任何部分都能代表全部被测物质的成分。

制备方法有下面几种：①摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体）、（用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌）；②切细或粉碎（固体样品）；③研磨或用捣碎机。

对于带核、带骨头的样品，应先去核、去骨、去皮，目前一般都用高速组织捣碎机进行样品的制备。

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。

四、样品的保存：所取样品，尽量做到当天样品当天分析。

主要是为了防止其水分或挥发性成分散失以及其它待测成分含量的变化。

样品在保存过程中可能会有以下几种变化：①吸水或失水；②霉变；③细菌。

样品在保存时有几种变化（可能发生的变化）：㈠吸水或失水：原来含水量高的易失水，反之则吸水，保存样品用的容器有玻璃、聚乙烯制品等，原则上保存样品的容器不能同样品的主要成分发生化学反应。

㈡霉变：特别是新鲜的植物性样品，易发生霉变，特别对于组织受伤的样品，不易保存，应尽快分析。

㈢细菌：为了防止细菌，最理想的方法是冷冻，样品的保存理想温度为-20℃，有的为了防止细菌污染可加防腐剂，例如牛奶中可加甲醛作为防腐剂。

第二节样品的预处理目的：㈠测定前排除干扰组分；㈡对样品进行浓缩。

方法：主要有6种。

原则：①消除干扰因素；②完整保留被测组分；③使被测组分浓缩。

一、有机物破坏法：操作方法分为干法和湿法两大类。

1、干法灰化：原理：将样品置于电炉上加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再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。

干法灰化方法特点：【优点】①此法基本不加或加入很少的试剂，故空白值低。

②因灰分体积很小，因而可处理较多的样品，可富集被测组分。

③有机物分解彻底，操作简单。

【缺点】①所需时间长。

②因温度高易造成易挥发元素的损失。

③坩埚对被测组分有吸留作用，使测定结果和回收率降低。

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。

湿法消化的优缺点：【优点】（1）有机物分解速度快，所需时间短。

（2）由于加热温度低，可减少金属挥发逸散的损失。

【缺点】（1）产生有害气体。

（2）初期易产生大量泡沫外溢。

（3）试剂用量大，空白值偏高。

3、紫外光分解法：高压汞灯提供紫外光。

85±5℃，加双氧水。

4、微波高压消煮器：食品样品最多只要10分钟（2.5 MPa)。

二、蒸馏法：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、萃取精馏。

食品分析中常用前4种。

㈠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：①爆沸现象。

（沸石、玻璃珠、毛细管、素瓷片）②温度计插放位置。

③磨口装置涂油脂。

㈡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。

㈢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从溶液中一起蒸馏出来。

㈣扫集共蒸馏：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。

集蒸馏、层析等方法于一身，高效省时省溶剂。

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：利用混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度的不同而使混合物分离的方法。

溶剂抽提法：浸提法、溶剂萃取（LIE）、超临界萃取（SCFE）（SFE）、固相萃取（SPE）、微波萃取（MAE）、超声波萃取（UE）。

（一）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”。

1、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，低，易挥发；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。

2、提取方法：1）振荡浸渍法。

2）捣碎法。

3）索氏提取法。

（二）溶剂萃取法：1、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。

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。

（原溶液 + 被溶解组分）——萃余相。

比重不同。

2、关于萃取剂的选择：（1）萃取剂与原溶剂不互溶且比重不同。

（2）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。

（3）萃取相经蒸馏可使萃取剂与被测组分分开。

（三）超临界萃取（SFE ）：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。

超临界流体——流体的温度、压力处于临界状态以上。

常用CO2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：又称色谱分离、色层分析、层析、层离法。

色层分析——使多种组分混合物在不同的载体（如硅胶、树脂、硅藻土、凝胶等）上进行分离。

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CaCO3，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。

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SO3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（1）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。

（2）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：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：无机沉淀剂和有机沉淀剂。

（三）掩蔽法：掩蔽是分析测试中常用的消除干扰的有效手段，掩蔽作用的实质是改变干扰成分的反应活性，使其减小甚至失去与待测成分的竞争能力。

为此，通常是向待测体系中加入“掩蔽剂”的方式，以改变干扰成分的存在形式。

多用于络合滴定。

六、浓缩：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K —D 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。