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食品分析

化学与分子工程学院

任锐

参考书

?《食品分析与检验技术》,李京东,于奇飞,刘丽红主编,化学工业出版社;

?《食品检测技术》,朱克永主编,科学出版社

?《食品分析》,大连轻工业学院、华南理工大学等八所院校合编,中国轻工业出版社;

?《食品安全检测与现代生物技术》,陈福生,高志贤等,化学工业出版社。

食品分析

绪论

一、食品分析含义、任务及作用

?食品:

?人类生存不可缺少的物质条件之一

?人类最基本的生活资料

?维持人类生命和健康不可缺少的能量源和营养源

食品的关键评价指标

?一食品的营养价值

?二食品安全与食品卫生

?三食品的色、香、味

一食品的营养价值

?食品的营养价值,指的是食品中各种营养物质、维生素和人体必需微量元素的含量、与人体需要量的比例以及均衡性。

例:某些食品的营养标签

二食品安全与食品卫生

食品安全:

国际食品卫生法典委员会(CCFH,Codex Committee on Food Hygiene)对食品安全的定义:所谓食品安全是指消费者在摄入食品时,食品中不含有害物质,不存在引起急性中毒、不良反应或潜在疾病的危险性。

阜阳劣质奶粉事件

(2003年)

辣椒制品掺杂苏丹红

(2005年4月)

三聚氰胺与奶粉(2008年)

瘦肉精(2008年)

牛肉膏(2011年)

过氧化苯甲酰

(作为面粉增白剂2011年废止)

哪些因素影响了食品安全

?1.生物性危害

?2.有害化学物质

?3.物理性污染

1.生物性危害:

?致病微生物,寄生虫,昆虫危害。

?微生物危害是食品安全最大的危害

?猪囊虫病(米猪肉)

?神寿螺(广州管圆线虫)

[姓名] 福寿螺(曾用名:大瓶螺)

[物种] 两栖淡水贝类软体生物

[产地] 南美亚马逊流域

[罪行] 管圆线虫的从犯,并广泛传播广州管圆线虫病。

[姓名] 广州管圆线虫

[物种] 食源性寄生虫

[产地] 1935年首现于广州家鼠及褐家鼠的肺部

[罪行] 寄生在人的中枢神经系统,病人表现出剧烈的头痛、颈项强直、发热、呕吐、下肢无力、肌肉痛等。

广州管圆线虫幼虫在人体移行,侵犯中枢神经系统引起嗜酸性粒细胞增多性脑膜脑炎或脑膜炎,以脑脊液中嗜酸性粒细胞显著升高为特征。病变集中在脑组织,除大脑及脑膜外,还包括小脑、脑干及脊髓等处。

2.有害化学物质

?包括天然有毒物质(河豚鱼毒素)、环境污染物和天然植物毒素(如马铃薯中的龙葵素)以及人工非法添加物。

?化学污染的造成一般为食品添加剂、农药残留、兽药残留等。

3.物理性污染

?如:机械杂质、沙土、灰尘、头发等

?物理性污染较易发现

?可以通过规范的生产管理加以杜绝

食品分析的含义:

?食品品质的好坏,直接关系着人们的身体健康。而评价食品品质的好

坏,就是要看它的营养性、安全性和可接受性,即营养成分含量多少,存不存在有毒有害物质,以及食品的色、香、味等感官指标。

?食品分析—是专门研究各种食品组成成分的检测方法及有关理论,进而评定食品品质的一门技术性学科。

食品分析的主要任务是:

1.控制和管理生产,保证和监督食品的质量。

依据物理、化学、生物学的一些基本理论,运用各种技术手段,按照制订的各类食品的技术标准,对食品工业生产中的物料(原料、辅助材料、半成品、成品、副产品等)的主要成分及其含量和有关工艺参数进行质量检验,以保证生产出质量合格的产品。

2.为食品新资源和新产品的开发,新技术和新工艺的探索等提供可靠的依据。

指导生产和研发部门改革生产工艺、改进产品质量以及研发新一代食品,提供其原料和添加剂等物料的准确含量,研究它们对研发产品加工性能、品质、安全性的影响,确保新产品的优质和食用安全。

3.对产品在贮存、销售过程中,食品的品质、安全及其变化进行全程监控,以保证产品质量,避免产品产后可能产生对人类食用的危害。

二、食品分析的内容

食品分析主要包含以下四个方面的内容。

1.食品一般成分分析

2.食品添加剂的分析

3.食品中有害物质的分析

4.食品色、香、味感官分析

1. 食品一般成分分析

?食品中含有各种营养成分,如蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质元素等。

?再加上水分和酸度两个重要基本指标,对这些成分的检测是食品分析的主要内容。

?检测的对象包括动物性食品、植物性食品以及饮料、调味品等。

2. 食品添加剂的分析

?食品添加剂是指食品在生产、加工或保存过程中,添加到食品中期望达到某种目的的物质。

?食品添加剂本身通常不单独作为食品来食用,也不一定具有营养价值,但加入后能起到防止食品腐败变质,增强食品色、香、味的作用,因而在食品加工中使用十分广泛。

?食品添加剂多是化学合成的物质,如果使用的品种或数量不当,将会影响食品质量,甚至危害食用者的健康。

?因此,对食品添加剂的鉴定和检测也具有十分重要的意义。?此外,食品的色泽、组织形态、风味、香味以及有无杂质等感官特征也是食品的重要技术指标,食品分析通常也包括这些内容。

3. 食品中有害物质的分析

?食品中有害物质是指食物中原有的或加工、贮藏时由于污染混入的,对人体有急性或慢性危害的物质。

?就其性质而言,这些污染物质可分为两类:一类是生物性污染,另一类是化学性污染。

?生物性污染如霉菌毒素,此类污染物中危害最大的是黄曲霉毒素。

?化学性污染的来源主要是环境污染。

?另外,使用不符合要求的设备和包装材料以及加工不当都会对食品造成污染。

?这类污染物主要有残留农药、有毒重金属、亚硝胺、3,4-苯并

芘、多氯联苯等。

?加强对污染物质的监测和控制,是保障人类健康的重要措施。

三、食品的种类

?食品是维持人类生命和身体健康所需营养物质和能量的来源。

?食品的种类繁多,组成复杂,性质各异,根据来源、加工程度和习惯等的不同可分为许多种类。

?植物性食品是人体所需碳水化合物、维生素、矿物质和蛋白质的重要来源,这类食品又可分为谷类、豆类、果蔬类及调味料等;

?动物性食品富含脂肪和蛋白质,主要包括畜禽肉类、水产类、蛋类和乳类等;

?矿物性食品含有丰富的矿物质元素,包括食盐、食用碱、矿泉水等。

根据食品加工程度的不同,可将食品分为:

?初加工食品:如米、面、油、食糖等;

?再加工食品:如面包、糕点、酒类等,这类食品是由初加工食品进行加工制成的;

?深加工食品:这类食品主要指一些功能性食品,如婴幼儿食品、保健食品等。

根据商业经营习惯又可将食品分为粮油食品、果品、蔬菜、肉禽及其制品、水产品、乳及乳制品、焙烤食品、罐头食品、饮料等。

根据中国饮食习惯不同,还可把食品分为主食类、副食品和嗜好品。

?主食类是由米、面加工的食品,如米饭、馒头、面包等,它们是人体热量的主要来源;

?副食品包含的种类很多,是人体蛋白质、脂肪、维生素、矿物质的主要来源;

?嗜好品是指某些含有特殊成分,以满足有特殊嗜好的消费者需要的食品,主要包括烟、酒、茶叶、咖啡等。

四、食品分析方法的分类

?对食品品质的评价,主要包括食品营养、卫生和嗜好性三个方面。

?食品分析所采用的分析方法主要有感官分析法、理化分析法、微生物分析法和酶分析法、现代生物分析。

1. 感官分析法

?感官分析又叫感官检验或感官评价,是通过人体的各种感觉器官(眼、耳、鼻、舌、皮肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,结合平时积累的实践经验,并借助一定的器具对食品的色、香、味、形等质量特性和卫生状况做出判定和客观评价的方法。

?感官检验作为食品检验的重要方法之一,具有简便易行、快速灵敏、不需要特殊器材等特点,特别适用于目前还不能用仪器定量评价的某些食品特性的检验,如水果滋味的检验、食品风味的检验以及烟、酒、茶的气味检验等。

?依据所使用的感觉器官的不同,感官检验可分为视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、触觉检验和听觉检验五种。

(1)视觉鉴定是鉴定者利用视觉器官,通过观察食品的外观形态、颜色光泽、透明度等,来评价食品的品质如新鲜程度、有无不良改变以及鉴别果蔬成熟度等的方法。

(2)嗅觉鉴定是通过人的嗅觉器官检验食品的气味,进而评价食品质量(如纯度、新鲜度或劣变程度)的方法。

(3)味觉鉴定是利用人的味觉器官(主要是舌头),通过品尝食品的滋味和风味,从而鉴别食品品质优劣的方法。味觉检验主要用来评价食品的风味(风味是食品的香气、滋味、人口获得的香气和口感的综合构成),也是识别某些食品是否酸

败、发酵的重要手段。

(4)听觉鉴定是凭借人体的听觉器官对声音的反应来检验食品

品质的方法。听觉鉴定可以用来评判食品的成熟度、新鲜度、冷冻程度及罐头食品的真空度等。

(5)触觉鉴定是通过被检食品作用于鉴定者的触觉器官(手、皮肤)所产生的反应来评价食品品质的一种方法。如根据某些食品的脆性、弹性、干湿、软硬、黏度、凉热等情况,可判断食品的品质优劣和是否正常。

?感官分析的方法有很多,常用的检验方法有差别检验法、标度和类别检验法、分析或描述性检验法等。

?感官分析法简便、实用且多数情况下不受鉴定地点的限制。?感官分析法也存在明显缺陷,由于感官分析是以经过培训的评价员的

感觉器官作为一种―仪器‖来测定食品的质量特性或鉴别产品之间的差异,因此判断的准确性与检验者的感觉器官的敏锐程度和实践经验密切相关。

?同时检验者的主观因素(如健康状况、生活习惯、文化素养、情绪等),以及环境条件(如光线、声响等)都会对鉴定的结果产生一定的影响。?另外,感官检验的结果大多数情况下只能用比较性的用词(优良、中、劣等)表示或用文字表述,很难给出食品品质优劣程度的确切数字。

2. 理化分析法

?根据测定原理、操作方法等的不同,理化分析法又可分为以下三类:

–物理分析法

–化学分析法

–仪器分析法

(1)物理分析法

?物理分析法通过对被测食品的某些物理性质如温度、密度、折射率、旋光度、沸点、透明度、黏度等的测定,可间接求

出食品中某种成分的含量,进而判断被检食品的纯度和品质。?物理分析法简便、实用,在实际工作中应用广泛。

(2)化学分析法

?化学分析法是以物质的化学反应为基础的分析方法,主要包括重量分析法和滴定分析法两大类。

?化学分析法适用于食品中常量组分的测定,所用仪器设备,简单,测定结果较为准确,是食品分析中应用最广泛的方法。?化学分析法同时也是其他分析方法的基础。

?虽然目前有许多高灵敏度、高分辨率的大型仪器应用于食品分析,但现代仪器分析也经常需要用化学方法处理样品,而且仪器分析测定的结果必须与已知标准进行对照,所用标准往往要用化学分析法进行测定。

?因此经典的化学分析法仍是食品分析中最重要的方法之一。

(3)仪器分析法

?仪器分析法是以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法。

?这类方法需要借助较特殊的仪器,如光学或电学仪器,通过测量试样溶液的光学性质或电化学性质从而求出被测组分的含量。

在食品分析中常用的仪器分析方法有以下几种:?光学分析法

?电化学分析法

?色谱分析法

?a.光学分析法:根据物质的光学性质所建立的分析方法,主要包括吸光光度法、发射光谱法、原子吸收分光光度法和荧光分析法等。

?b.电化学分析法:根据物质的电化学性质所建立的分析方法,

主要包括电位分析法、电导分析法、电流滴定法、库仑分析法、伏安法和极谱法等。

?c.色谱分析法:是一种重要的分离富集方法,可用于多组分混合物的分离和分析,主要包括气相色谱法、液相色谱法(又分为柱色谱和纸色谱)以及离子色谱法。

?用于食品分析的专用仪器

–如氨基酸自动分析仪

–全自动全能牛奶分析仪等。

?仪器分析方法具有简便、快速、灵敏度和准确度较高等优点,是食品分析发展的方向。

?随着科学技术的发展,将有更多的新方法、新技术在食品分析中得到应用,这将使食品分析的自动化程度进一步提高。

3. 生物分析法

?生物分析法是利用现代生物技术和现代分析化学技术的结合,对食品中的微量关键成分进行分析的方法。

?典型的例如酶联免疫吸附分析,还有发展中的DNA杂交分析和适体分析等。

五、食品检测标准

1.食品检测标准

标准就是经过一定的审批程序,在一定的范围内必须共同遵守的规定。是企业进行生产活动和经营管理的依据。

2.食品标准分类

1) 国际标准是国际标准化组织(ISO)制定的。

2) 国家标准国家标准是全国范围内统一技术要求,由国务院标准化行政主管部门编制的标准。有“GB”字样。

3)、行业标准行业标准是行业范围的技术标准。原轻工部、原商业部、卫生部都有。

4)、地方标准

5)、企业标准

地方标准和企业标准都是在一定范围的技术标准,如没有其它标准时,某些新开发的产品,企业就自行制定相应的标准。

1)、国际标准——由国际标准化组织制定的,在国际间通用的标准。

?每年10月14日为国际标准日。

?ISO——国际标准化组织,成立于1947年2月23日,总部在日内瓦,是世界上最大的标准化组织,目前,已有90多个成员国,我国是78年恢复加入的。

?ISO下设27个国际组织,与食品有关的是FAO——联合国粮农组织,

WHO——世界卫生组织,

CAC——食品法典联合委员会,

CCPR——国际农药残留法典委员会。

ISO下设200多个技术委员会,与食品有关的如:TC34——农产食品

TC54——香精油

TC122——包装

TC166——接触食品的陶瓷器皿、

玻璃器皿

?ISO 的标准每隔5年重审一次。

?检索ISO标准的主要工具是:

1. 《国际标准题内关键词索引》(KWIC Index)

2.《国际标准目录》设有委员会序号目录、主题索引目录、标准号目录、作废标准目录。

2)、国家标准——一般由国家标准局颁布,

各个国家标准有自己的代号。

?如中国——GB 意大利——UNI

美国——ANS 西班牙——UNE

英国——BS

日本——JIS

德国——DIN

法国——NF

有关GB :

?GB5009.1~GB5009.70——2003

《中华人民共和国食品卫生检验方法(理化部分)》GB 4927——2001《啤酒》

GB 4928——2001《啤酒试验方法》

GB 18186——2000《酿造酱油》

GB 18187——2000《酿造食醋》

GB 5009.55——1996《饴糖分析》

3)、行业标准——对GB没有又要在全国某个

行业范围内统一的技术要求,由国内各

专业部颁布的标准。

?例如:化工部颁标准HB

石油部颁标准SY

轻工业部颁标准QB

商业部部颁标准SB

SB10336——2000《配制酱油》

SB10337——2000 《配制食醋》

SB10338——2000《酸水解植物

蛋白调味液》

4)、地方标准——对没有GB和行业标准的产品,需要在省市范围内统一的,可由省市标准局制订、审批,报国家标准局备案,当相应的GB与行业标准实施后,自行废止。

5)、企业标准——QB

当企业生产一种新产品,无GB、行业标准、地方标准就要制定企业标准,作为组织生产的依据。如果企业产品质量特别好,即便有GB、行业标准,也可再制订高于它的企业标准。国家质检部门根据你的QB测试你的产品,发“生产许可证”。

企业标准制定程序——

1. 反复测定产品的主要指标。

2. 按GB/T13494—92《食品标准编写规定》写出标准草案,要取检测指标数据的下限。

3. 请专家(本行业的)及省、市标准局的负责人一起审定,提出修改意见。

4. 修改。

5. 报标准局备案,给批准号后生效,执行。

六、食品分析的基础知识

1.食品分析常用术语和常用单位

1)配制溶液的水没有特别说明指的是蒸馏水,否则按要求使用。

2)配制溶液的试剂

根据我国的国家标准,按试剂所含杂质的多少将试剂分成五个等级。

3)溶液的浓度

摩尔浓度:1升溶液中含有溶质的摩尔数。

m o l/L注意使用时要明确m o l的单元。

体积比浓度:乙醇-丙醇-水(20︰10︰30)指

体积比。

重量百分比浓度:2%硫酸铜。

体积百分比浓度:20%乙醇。

4)测定结果的表示形式

百分含量X%=A×100 或 X=A×100%

百万分含量mg/kg 或ug/g 或ppm

十亿分含量ug/kg 或ng/g 或ppb

5)常用酸和氨水的浓度

浓硫酸18mol/L,浓盐酸 12mol/L

浓氨水17mol/L

七、现代食品分析的发展趋势

随着科学技术的迅猛发展,各种食品检验的方法不断得到完美、更新,在保证检测结果准确度的前提下,食品检验正在向着微量、快速、自动化的方向发展。许多高灵敏度、高分辨率的分析仪器越来越多地应用于食品分析,为食品的开发与研究、食品的安全与卫生检验提供了更有力的手段。

八、学习方法及要求

1、学习方法:有适当的课后思考题,引导逐步接触本课程学科的发展实际和动向。采用多媒体教学手段,并以传统的板书教学相辅助,及时传递学科的发展成果和动向。

2、课程的目的和任务:通过本课程学习,了解现代食品分析科学的现状及发展方向;掌握食品理化分析的一般步骤和方法;初步掌握现代分析仪器的使用方法和适用范围;掌握食品理化分析方法中的样品前处理步骤和方法;掌握各项理化指标的分析数据的处理方法及结果的表示。

3、成绩评定:平时成绩(20-30%)+笔试

4、教材和教学参考书:

1.黄伟坤,食品检验与分析,轻工业出版社,1989

2.贾春晓主编,现代仪器分析技术及其在食品中的应用,2005

3.王绪卿,吴永宁等编著,色谱在食品安全分析中的应用,2005

4.孙平主编,食品分析,2005

5.常丽新等著,食品分析技术,2004

6.陈家华等编著,现代食品分析新技术,2005

7.张水华主编,食品分析,2004

8.刘魁英主编,食品研究与数据分析,2005

9.大连轻工业学院,食品分析,轻工业出版社,1994

10.穆华荣、于淑萍主编,食品分析,2004

11.戴军主编,食品分析与检测技术(现代食品工业技术丛书),2004

12.杜苏英主编,食品分析与检验;食品生物工艺专业,2002

13.吴谋成主编,食品分析与感官评定,2002

14.张意静主编,食品分析技术,2001

15.无锡轻工业学院等编著,食品分析,轻工业出版社

16.夏玉宇,食品卫生质量检验与监督,北京工业大学出版社,1993

17.叶世柏,食品理化检验方法指南,北京大学出版社,1992

18.徐明高,食品分析新进展,甘肃科技出版社

19.张莉主编,2004食品卫生检验新技术标准规程手册,中国标准出版社,2004

20.李泽瑶主编,水产品安全质量控制与检验检疫手册,企业管理出版社,2003

21.S.S u z a n n e N i e l s e n,F o o d A n a l y s i s,轻工业出版社,2002

22.胡明方主编,食品分析

23.翟永信主编,现代食品分析手册

24.宁正祥,食品成分分析手册,轻工业出版社,1998

25.李明元主编,高效液相色谱法及其在食品分析中的应用

26.钱毅,赵国君译,食品分析法,1990

27.国家商检局食品分析大全编委会编,食品分析大全,1997

28.刘魁英主编,食品研究与数据分析,1998

29.李东凤主编,食品分析,1998

30.中国期刊及优秀论文网全文数据库,S p r i n g e r及E l s e v i e r全文数据库.

小结:

?食品分析与检验是研究和评定食品品质及其变化的一门专业性很强的实验科学。

?食品分析主要包含食品营养成分分析、食品中污染物质的分析、食品添加剂的分析三个方面的内容。

?食品的种类繁多,组成复杂,性质各异,根据来源、加工程度和习惯等的不同可分为许多种类。

小结:

?对食品品质的评价,主要包括食品营养、卫生和嗜好性三个方面。食品分析所采用的分析方法主要有感官分析法、理化分析法、微生物分析法和酶分析法。

?感官检验可分为视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、触觉检验和听觉检验五种。

?根据测定原理、操作方法等的不同,理化分析法又可分为物理分析法、化学分析法和仪器分析法三类。

本章结束,谢谢大家!

第二章

主要内容

第一节食品样品的采集、制备及保存

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。

1. 采样的意义

即使检验工作非常精密、准确,假如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。所以掌握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

细则

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、实用。

补充:

(2) 采样的步骤

采样的一般程序

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。

应一式三份,分别供检验、复检及备查(仲裁)使用。

每份样品数量一般不少于0.5公斤。

(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。

具体作法:

①掷骰子—简便易行,适于生产现场用。

②用随机表。

③用计算器、计算机。

④用抽奖机。

细则

少量食品的采样

①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

②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

①几何法;

②流动定时采样;

③分档采样;

④分区分层采样;

⑤按批次件数比例采样。

例:液体样品取样——虹吸法

固体粉末样品取样

——双层回转取样管

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。

互不相溶的液体(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。

四分法

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: ①测定前排除干扰组分;

②对样品进行浓缩。

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;

以便获得可靠的分析结果。

(一)有机物破坏法

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。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,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

干法灰化方法缺点

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。