1.7樣品的預(yù)處理、分析方法選擇

1、 復(fù)習(xí)： 采樣時，必須注意樣品的代表性和均勻性，要認(rèn)真 填寫采樣記錄。 樣品一般分為檢樣、原始樣品和平均樣品三種。 采樣是指從整批被檢食品中抽取一部分有代表性的 樣品，供分析化驗用。采樣是食品分析的首項工作。 采樣的正確與否，是檢驗工作成敗的關(guān)鍵。 采樣的數(shù)量應(yīng)能反映該批食品的衛(wèi)生質(zhì)量和滿足 檢驗項目對試樣量的需要；采樣的數(shù)量一式三份 供檢驗、復(fù)檢和備查用，每份不少于0. 5 kg 。 樣品的采集通常采用隨機(jī)抽樣的方法。最常用的 方法有簡單隨機(jī)抽樣、分層隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)隨機(jī) 抽樣和階段隨機(jī)抽樣。 樣品的制備是指對所采取的樣品進(jìn)行分取、粉 碎、混勻等過程。 由于用一般方法取得的樣品數(shù)量較多、顆粒過

2、 大且組成不均勻，因此必須對采集的樣品加以 適當(dāng)?shù)闹苽?，以保證其能代表全部樣品的情況 并滿足分析對樣品的要求。 樣品采集后應(yīng)于當(dāng)天分析，如不能馬上分析則 應(yīng)妥善保存，容易腐敗變質(zhì)的樣品可用冷藏、 干藏、罐藏等方法保存，一般樣品在檢驗結(jié)束 后應(yīng)保留一個月以備需要時復(fù)查。 教學(xué)目的：教學(xué)目的： 掌握樣品預(yù)處理的目的和處理的原則； 了解一些常用的預(yù)處理的方法； 掌握選擇分析方法應(yīng)考慮的因素； 理解分析方法的評價； 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 常用的預(yù)處理方法； 分析方法的選擇； 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)： 分析方法的選擇。 1.7 樣品的預(yù)處理樣品的預(yù)處理 1.8 分析方法的選擇分析方法的選擇 1.7 樣品的預(yù)

3、處理樣品的預(yù)處理 為什么要對樣品進(jìn)行預(yù)處理？為什么要對樣品進(jìn)行預(yù)處理？ 食品的組成十分復(fù)雜，其中的雜質(zhì)或某些組分 （如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等）對分析測定常常 產(chǎn)生干擾干擾，使反應(yīng)達(dá)不到預(yù)期的目的。因此， 在測定前必須對樣品加以處理，以保證檢驗工 作的順利進(jìn)行。 此外，有些被測組分在樣品中含量很低時，測 定前還必須對樣品進(jìn)行濃縮濃縮，以便準(zhǔn)確測出它 們的含量。 1.7.1 處理原則處理原則 總的處理原則：總的處理原則： 消除干擾因素，即干擾組分減少至不干擾被測 組分的測定； 完整保留被測組分，即被測組分在分離過程中 的損失要小至可忽略不計； 使被測組分濃縮，以便獲得可靠的檢測結(jié)果； 選用的分離富集

4、方法應(yīng)簡便。 被測組分的損失可用回收率來衡量： 對回收率的要求：對回收率的要求：隨被測組分的含量不同而不同， 一般情況下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）大于1%的組分，回 收率應(yīng)大于99.9%；為0.01%1%的組分，回收 率應(yīng)大于99%；低于0.01%的痕量組分，回收率 為90%99%，有時允許更低。 1.7.2 常用的預(yù)處理方法常用的預(yù)處理方法 一、有機(jī)物破壞法 二、溶劑提取法 三、揮發(fā)和蒸餾分離法 四、色層分離法 五、離子交換分離法 六、沉淀分離法 七、皂化法和磺化法 八、濃縮 一、有機(jī)物破壞法 測定目標(biāo)：測定目標(biāo)： 食品中存在多種微量元素，其中有些是食 品的正常成分，如K、Na、Ca、P、Fe等；有 些

5、則是在生產(chǎn)、運(yùn)輸或銷售過程中由于污染引 入的，如Pb、 As、Hg等。 預(yù)處理的原因：預(yù)處理的原因： 這些金屬離子常與食物中的蛋白質(zhì)等有機(jī) 物質(zhì)結(jié)合成為難溶的或難于離解的有機(jī)金屬化 合物，使離子檢測難以進(jìn)行。 預(yù)處理的機(jī)理：預(yù)處理的機(jī)理： 在測定前必須破壞金屬離子常與食 物中的蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)結(jié)合成為難溶 的或難于離解的有機(jī)金屬化合物，使被 測組分釋放出來。 分解有機(jī)質(zhì)的方法：分解有機(jī)質(zhì)的方法： 根據(jù)具體操作的不同，可分為干灰 化法和濕消化法兩大類。 1. 干灰化法 干灰化法的機(jī)理：干灰化法的機(jī)理： 干灰化法是將樣品在高溫下長時間灼燒， 使有機(jī)質(zhì)徹底氧化破壞，生成CO2和H2O逸出， 而與有機(jī)

6、物結(jié)合的金屬部分則變成簡單的無機(jī) 化合物?；一瘻囟纫话銥?006000C，灰化時 間以灰化完全為度，一般為46h。 干灰化法的優(yōu)點(diǎn)：干灰化法的優(yōu)點(diǎn)： 破壞徹底、簡便易行、消耗藥品少， 適用于除Pb、As、Hg、 Sb以外的其他金 屬元素的測定。 干灰化法的缺點(diǎn)：干灰化法的缺點(diǎn)： 破壞溫度高、操作時間長，易造成某 些元素的損失。 2. 濕消化法 濕消化法的機(jī)理：濕消化法的機(jī)理：濕消化法是向樣品中加入強(qiáng) 氧化劑（如H2SO4 、HNO3 、 H2O2、KMnO4等） 并加熱消煮，使有機(jī)物氧化破壞的方法。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 加熱溫度低，減少了低沸點(diǎn)元素?fù)]發(fā)散 失的機(jī)會。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在消化過程中產(chǎn)生大量

7、酸霧和刺激性氣 體，對人體有害，因此整個消化過程必須在通 風(fēng)柜中進(jìn)行。 濕消化法常用幾種強(qiáng)酸的混合物作為溶劑與 試樣一同加熱煮解。 如硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-高氯酸- 硫酸、高氯酸（或過氧化氫）-硫酸等。 二、溶劑提取法 溶劑提取法的機(jī)理：溶劑提取法的機(jī)理： 利用混合物中各物質(zhì)溶解度的不同，將 混合物組分完全或部分分離。 分類：分類： 根據(jù)樣品有關(guān)成分性質(zhì)的不同，可采用 浸提法、 萃取法。 1. 浸提法 浸提法的機(jī)理：浸提法的機(jī)理： 用液體溶劑浸泡固體樣品以提取其中溶質(zhì)。 浸提法對所采用的提取劑的要求：浸提法對所采用的提取劑的要求： 提取劑應(yīng)既能大量溶解被測物質(zhì)，又不破壞 被提取物質(zhì)的

8、性質(zhì)和組成。 常用的提取劑有：常用的提取劑有： 無機(jī)溶劑：如水、稀酸、稀堿等； 有機(jī)溶劑：如乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、 石油醚等。 在浸提過程中可以采用加熱或回流的辦 法來提高浸提效率，常用的儀器是索氏 抽提器。 2. 萃取法 萃取法的機(jī)理：萃取法的機(jī)理： 利用被提取組分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同 而與其他成分分離。 萃取效率萃取效率 由選擇的萃取溶劑和萃取的方法來決定。 所選用的溶劑應(yīng)與溶液中原溶劑互不相溶，且對被測物質(zhì) 有最大溶解度，而對雜質(zhì)有最小溶解度。 萃取一般采用分液漏斗，少量多次（通常萃取4-5次）， 以達(dá)到最佳分離效果。 三、揮發(fā)和蒸餾分離法 揮發(fā)和蒸餾分離法的機(jī)理：揮發(fā)

9、和蒸餾分離法的機(jī)理： 利用物質(zhì)的揮發(fā)性的差異進(jìn)行分離。 應(yīng)用：應(yīng)用： 可以用于除去干擾組分，也可以使被測組分 定量分離出去后再測定。 分類：分類： 常用的蒸餾方法有常壓蒸餾、減壓蒸餾和水 蒸氣蒸餾三種。 1. 常壓蒸餾常壓蒸餾 適用于被測組分受熱不易分解的或沸點(diǎn)不 太高的樣品，加熱方式可視情況選擇水浴、油 浴或直接加熱。 2. 減壓蒸餾減壓蒸餾 用于常壓蒸餾容易使被測組分分解或沸點(diǎn) 太高的樣品。 3. 水蒸氣蒸餾水蒸氣蒸餾 可用于被測組分加熱到沸點(diǎn)時可能發(fā)生分 解；或被蒸餾組分沸點(diǎn)較高，直接加熱蒸餾時， 因受熱不均易引起局部炭化的樣品。 四、色層分離法 定義：定義： 色層分離法又稱層析分離法或

10、色譜分離法， 是一種在載體上進(jìn)行物質(zhì)分離的一系列方法的 總稱。是一種物理化學(xué)分離方法。 優(yōu)勢：優(yōu)勢： 這種方法不僅分離效率高，能將各種性質(zhì) 極相似的組分彼此分離，而且分離過程往往也 就是鑒定過程，尤其是對有機(jī)物質(zhì)的分離測定 具有獨(dú)到之處。 色層分離法的機(jī)理：色層分離法的機(jī)理： 分離的過程是由一種流動相帶著被分離的 物質(zhì)流經(jīng)固定相，由于各組分的物理化學(xué)性質(zhì) 的差異，受到兩相的作用力不同，從而以不同 的速度移動，達(dá)到分離的目的。 分類：分類： 根據(jù)固定相所處的狀態(tài)不同，色層分離法 可分為柱層析法、紙層析法和薄層層析法。 五、離子交換分離法 離子交換分離法的機(jī)理：離子交換分離法的機(jī)理： 利用離子交換

11、劑與溶液中的離子之間所發(fā) 生的交換反應(yīng)進(jìn)行分離。 離子交換法也是基于物質(zhì)在固相與液相之 間的分配，因此也常將其歸類于色層分離法。 應(yīng)用： 離子交換法分離效率高，不僅可用于帶相 反電荷的離子之間的分離，還可用于帶相同電 荷或性質(zhì)相近的離子之間的分離，同時，這種 方法還被廣泛應(yīng)用于微量組分的富集和高純物 質(zhì)的制備等。 離子交換劑的分類：離子交換劑的分類： 主要分為無機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換 劑兩大類。在分析時應(yīng)用較多的是有機(jī)離子交 換劑，即離子交換樹脂。 離子交換樹脂的分類：離子交換樹脂的分類： 按性能可分為七類陽離子交換樹脂、陰離 子交換樹脂、鰲合樹脂、大孔樹脂、氧化還原 樹脂、萃淋樹脂和纖維

12、交換劑。 離子交換樹脂為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，在水、 堿或酸中難溶，對化學(xué)試劑具有一定的穩(wěn)定性， 對熱也較穩(wěn)定。 六、沉淀分離法 沉淀分離法是一種經(jīng)典的分離方法， 它是利用沉淀反應(yīng)有選擇地沉淀某些組 分，而其他組分則留存于溶液中，從而 達(dá)到分離的目的。 七、皂化法和磺化法 皂化法和磺化法是處理油脂或含脂食品常用的 分離方法。 油脂被強(qiáng)堿皂化或被硫酸磺化后，由憎水性轉(zhuǎn) 變?yōu)橛H水性。這樣，油脂中那些要測定的非極 性物質(zhì)就能被適當(dāng)?shù)娜軇┨崛〕鰜怼?磺化和皂化的反應(yīng)式如下： 八、濃縮 濃縮的原因：濃縮的原因： 食品樣品經(jīng)提取、凈化等處理后，有時試 液的體積很大、待測組分的濃度很低，因此在 測定前需進(jìn)行

13、濃縮，以提高被測組分的濃度。 分類：分類： 常用的濃縮方法有常壓濃縮法和減壓濃縮法。 1. 1. 常壓濃縮法常壓濃縮法 主要用于待測組分為非揮發(fā)性的樣品溶 液的濃縮。通常采用蒸發(fā)皿直接揮發(fā)；如要回 收溶劑可采用普通蒸餾裝置或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等。 2. 減壓濃縮法減壓濃縮法 主要用于待測組分為對熱不穩(wěn)定或易揮發(fā) 的樣品的濃縮。通常采用K-D濃縮器，水浴加 熱并抽氣減壓。此法特別適用于農(nóng)藥殘留量分 析中樣品凈化液的濃縮。 1.8 分析方法的選擇分析方法的選擇 1.8.1 選擇分析方法應(yīng)考慮的因素選擇分析方法應(yīng)考慮的因素 1.8.2 分析方法的評價分析方法的評價 1.8.1 選擇分析方法應(yīng)考慮的因素選擇分

14、析方法應(yīng)考慮的因素 一般地說，應(yīng)該綜合考慮下列各因素： 1. 分析要求的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度和精密度精密度 根據(jù)生產(chǎn)和科研 工作對分析結(jié)果要求的準(zhǔn)確度和精密度來選擇 適當(dāng)?shù)姆治龇椒ā?2. 分析方法的繁簡繁簡和速度速度 根據(jù)待測樣品的數(shù)目 和要求取得分析結(jié)果的時間等來選擇適當(dāng)?shù)姆?析方法。 3. 樣品的特性樣品的特性 根據(jù)樣品的這些特征來選擇制備待測 液、定量某成分和消除干擾的適宜方法。 4. 現(xiàn)有條件現(xiàn)有條件 根據(jù)具體條件來選擇適當(dāng)?shù)姆治龇椒ā?在具體情況下究竟選用哪一種方法，必須綜合考慮上述 各項因素，但首先必須了解各類方法的特點(diǎn)，如方法的 精密度、準(zhǔn)確度、靈敏度等，以便加以比較。 1.8.2分析

15、方法的評價分析方法的評價 在研究一個分析方法時，通常用精密 度、準(zhǔn)確度和靈敏度這三項指標(biāo)評價。 一、精密度 精密度是指多次平行測定結(jié)果相互接近的程度。 這些測試結(jié)果的差異是由偶然誤差造成的。它 代表著測定方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。 精密度的高低可用偏差來衡量。偏差是指個別 測定結(jié)果與幾次測定結(jié)果的平均值之間的差別。 偏差有絕對偏差和相對偏差之分。測定結(jié)果與 測定平均值之差為絕對偏差，絕對偏差占平均 值的百分比為相對偏差。 分析結(jié)果的精密度，可以用單次測定結(jié) 果的平均偏差平均偏差（ ）表示，即 式中：d1，d2，dn 1，2，n 次測定結(jié)果的絕對偏差。 平均偏差沒有正負(fù)號。用這種方法求得 的平均偏差

16、稱算術(shù)平均偏差。 d 單次測定結(jié)果的相對算術(shù)平均偏差相對算術(shù)平均偏差為 式中： 單次測定結(jié)果的算術(shù)平均 值。 x x x 平均偏差的另一種表示方法為標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 （均方根偏差）（均方根偏差）。單次測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差 （S）可按下列公式計算 單次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為變異變異 系數(shù)系數(shù)，即 1 2 n d S i 標(biāo)準(zhǔn)偏差較平均偏差有更多的統(tǒng)計意義。 因為單次測定的偏差平方后，較大的偏差 更顯著地反映出來，能更好地說明數(shù)據(jù)的 分散程度。 因此，在考慮一種分析方法的精密度時， 通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)來表示。 二、準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度是指測定值與真實值的接近程度。測定 值與真實值越接近，則準(zhǔn)確度越高

17、。 準(zhǔn)確度主要是由系統(tǒng)誤差決定的，它反映測定 結(jié)果的可靠性。 準(zhǔn)確度高的方法精密度必然高，而精密度高的 方法準(zhǔn)確度不一定高。 準(zhǔn)確度高低可用誤差來表示。誤差越小，準(zhǔn)確度 越高。 誤差是分析結(jié)果與真實值之差。 誤差有兩種表示方法，即絕對誤差和相對誤差。 絕對誤差指測定結(jié)果與真實值之差； 相對誤差是絕對誤差占真實值（通常用平均值 代表）的百分率。 選擇分析方法時，為了便于比較，通常用相對誤 差表示準(zhǔn)確度。 單次測定值絕對誤差和相對誤 差的計算： 某一分析方法的準(zhǔn)確度，可通過測定標(biāo)準(zhǔn)試樣 的誤差，或作回收試驗計算回收率，以誤差或 回收率來判斷。 在回收試驗中，加人已知量的標(biāo)準(zhǔn)物的樣品， 稱加標(biāo)樣品。

18、未加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的樣品稱為未知樣 品。在相同條件下用同種方法對加標(biāo)樣品和未 知樣品進(jìn)行預(yù)處理和測定，按下列公式計算出 加人標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的回收率。 三、靈敏度 靈敏度是指分析方法所能檢測到的最低限量。 不同的分析方法有不同的靈敏度，一般而言， 儀器分析法具有較高的靈敏度，而化學(xué)分析法 （重量分析和容量分析）靈敏度相對較低。 在選擇分析方法時，要根據(jù)待測成分的含量范 圍選擇適宜的方法。 一般地說，待測成分含量低時，需選用靈敏度 高的方法；含量高時宜選用靈敏度低的方法， 以減少由于稀釋倍數(shù)太大所引起的誤差。 由此可見靈敏度的高低并不是評價分析方法好 壞的絕對標(biāo)準(zhǔn)。一味追求選用高靈敏度的方法 是不合理的。 如重量分析和容量分析法，靈敏度雖不高，但 對于高含量的組分（如食品的含糖量）的測定 能獲得滿意的結(jié)果，相對誤差一般為千分之幾。 相反，對于低含量組分（如黃曲霉毒素）的測 定，重量法和容量法的靈敏度一般達(dá)不到要求， 這時應(yīng)采用靈敏度較高的儀器分析法