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1、项目二 食品中一般成分的检验,1 水分,水是食品的重要组成成分，不同种类的食品，水分含量差别大。水分是食品分析的重要项目之一。水分测定对于计算生产中的物料平衡，和实行工艺监督等方面，有很重要的意义。各种食品水分的含量差别很大。例如，鲜果为69.7%-92.5%，鲜菜为79.7%-97.1%，鲜瘦肉52.6-77.4%，面粉12-14%。面包水分随品种不同略有差异，一般为32-42%。,食品中水分可分为结合水和自由水两大类。 自由水：存在于食品表面湿润水分、渗透水分和毛细管水，其具有天然水的性质。 结合水：与食品中的亲水物质紧密结合，一般指吸附水和结晶水。 从结合水到自由水是逐渐过渡的。,1.1
2、 直接干燥法,采用比水的沸点稍高的温度（105oC)加热试样一定时间，让水分充分蒸发，根据试样减轻的质量计算水分的含量。 直接干燥法适用于95105oC下，不含或含其他挥发性物质甚微的食品。,测定方法: 取干净的铝盒,置于95 105oC干燥烘箱内, 烘3060 min, 取出,冷至室温称重, 烘前后两次称重值差不超过2mg为恒重. 精密称取试样2.0010.00g于恒重铝盒内,烘3h.取出,冷至室温称重, 复烘30 min,前后两次称重值差不超过2mg为恒重.,注意事项 不同地区、国家对加热干燥法测定水分的条件规定不尽相同。 误差来源于样品细度、烘干时间和温度。 水分的去除通过两个阶段完成最
3、好。两次干燥法。 样品的水分的挥发量与干燥的时间和温度有关。,1.2 减压干燥法 利用真空烘箱中的低压,使样品水分在100oC的温度下挥发, 根据样品减轻的质量计算样品的水分. 适用于105oC左右的温度下组分易发生变化的食品如糖浆、果糖、麦乳精、果蔬等的水分测定。,测定方法（GB/T 5009.3-2003) 精密称取试样2.0010.00g于恒重铝盒内, 置于真空烘箱中, 关紧箱门, 抽至工作压力4050 kPa, 在60oC 5oC温度下烘4h, 缓缓放进干燥空气,打开箱门,冷至室温称重,两次称重值差不超过2mg为恒重. 注意事项： 样品要放置在温度计附近. 放进空气时要缓慢,1.3 共
4、沸蒸馏法,蒸馏法采用了一种有效的热交换方式，水分可被迅速移去，食品组分所发生的化学变化，诸如氧化，分解等作用，都较常压烘箱法为小。 蒸馏法有多种形式。应用最广的蒸馏法，叫做共沸蒸馏法。 装置如图。现将共沸蒸馏法则要介绍如下：,试样中加入与水不相溶的有机溶剂, 使水分与有机溶剂形成共沸混合物而降低沸点, 加热,使水分连同溶剂一并蒸出,冷凝之并收集在容器中,根据所得水分的容量计算被测物的含水量.,有机溶剂种类很多, 最常用的是甲苯, 苯, 二甲苯.下表列举了一些有机溶剂的物理常数。 通常按照下列因素选择溶剂，如能否完全湿润样品， 适当的热传导，化学惰性，可燃性以及样品的性质等， 样品性质是选择溶剂
5、的重要依据。,产生误差的原因及其防止: 产生误差的原因很多。例如，样品中水分没完全挥发出来；水分附集在冷凝器及连接管 的内壁；水分溶解在有机溶剂中；生成了乳浊液，等等。 添加少量戊醇，异丁醇，可防止出现乳浊液；对热不稳定性的食品，除用低沸点的溶剂 外，也可发散涂布于硅藻土上；为了防止水分附集于蒸馏器内壁，须充分清洗仪器。,1.4 快速水分分析法 基于红外线和微波干燥技术的精密仪器，他们采用高热源，测定水分含量为0.005%100%、质量为15mg40g不等的样品。 自动化,1.5 卡尔-费歇尔(Kcal Fisher)法 适合于测定低水分含量的食品, 如脱水水果和蔬菜, 糖果和巧克力及高糖高蛋
6、白低水分样品. 原理: 水存在时,碘与二氧化硫发生氧化还原反应: SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI 为使反应向右进行到底, 体系中加适量吡啶和甲醇: C5H5NI2+ C5H5NSO2+ C5H5N+H2O 2C5H5N HI+ C5H5N SO3 C5H5N SO3+CH3OH C5H5N(H)SO4 CH3,此法测得的水分是真实水分. 碘-二氧化硫-吡啶 按1:3:10比例溶解在甲醇中,称为卡尔-费歇尔试剂. 用此卡尔-费歇尔试剂滴定至刚出现微弱黄棕色,表示有过量的碘存在,说明滴定已达到终点.,卡尔-费歇尔(Kcal Fisher)仪,1.6 红外吸收光谱法 近红外(NIR)范围
7、(14001450nm, 19201950nm)是水分子-OH的特征波段. NIR法广泛用于各类食品的水分分析.,2 糖类,糖在粮食、食品及微生物发酵研究中具有重要的意义。他是一种重要的功能性食品基料。 在植物中糖类占干重8590%如植物细胞壁，棉花树木纤维素，水稻，土豆淀粉，水果G，F动物血液G，肝脏，肌肉糖原，乳汁乳糖 核糖和脱氧核糖存在于DNA，RNA中是所有生物共有的。,单糖（Monosaccharides） ：不能被水解成更小分子的糖类，也称为简单糖，3C7C（丙糖庚糖），常见的是5C和6C糖，核糖，葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。 寡糖（Oligosaccharides）：水解时生成
8、几个单糖（210个），有用的是双（二）糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖） 多糖（Polysaccharides） ：水解时产生20个以上单糖分子的糖类， 包括：同多糖（由一种单糖或其衍生物构成，如淀粉、糖原） 杂多糖（由一种以上单糖或其衍生物构成如，半纤维素、透明质酸）。 复合糖（ Combine saccharides ）：糖蛋白和糖脂 糖衍生物（ Sugar derivatives ）：糖胺、糖酸和糖酯,糖类样品预处理,食品中糖类常与蛋白质、脂类和盐类混杂在一起，导致色谱柱污染，柱压上升，严重影响色谱柱的分辩率。 糖类样品预处理是除去混杂物以免污染色谱柱和干扰糖类的分离、分析。 糖类样品预处理包括提
9、取、除杂质净化和样品浓缩。,注意： 1、 糖易吸湿，因此标准品应预先干燥。 2、样品温度不能超过80oC。 3、双糖在稀酸溶液中易水解。 4、稀糖溶液应冷动保存。 5、象葡萄糖等，在水溶液中会发生异构化，在碱性溶液中会发生烯醇化和降解。,（1）提取 糖酸饮料不需提取，需脱气。 组织中的多糖用热水或沸水提取，用稀碱提取酸性多糖。 低分子量糖类最常用的提取溶剂是80%乙醇，提取选择性好，效率高，还可沉淀蛋白质。,（2）除杂质、净化 用石油醚或乙醚、正己烷、四氯化碳等除去脂类。 用乙醇沉淀法除蛋白质：用三氯乙酸或高氯酸除蛋白； 超滤法除蛋白；Somogyi法除蛋白。 用各种离子交换树脂或混合树脂脱盐
10、。 C18固相萃取柱。,（3）样品浓缩 冰冻干燥法 离心冷冻干燥法,2.1 气相色谱法测定糖类,气相色谱要求试样具有良好的挥发性和热稳定性。需将糖类衍生成具有易挥发，对热稳定的衍生物。,糖类衍生化,(1)三甲基硅醚衍生物 是糖的羟基衍生化主要方式之一。 优点：衍生物挥发性强，制备快速、简便。 缺点：由于各种单糖异构体和不同大小环的特殊单糖的 存在，色谱峰多于组分单糖数目，定性定量分析复杂化,（2）糖的三氟醋酸酯衍生物和糖醇醋酸酯衍生物 糖的三氟醋酸酯衍生物挥发性强，可用强极性柱分离，分离率显著提高，试样量显著减少。 糖醇醋酸酯衍生物优点是每个糖只有一个峰，衍生物十分稳定，缺点是操作麻烦且耗时。
11、 （3）糖肟和糖腈衍生物 糖和盐酸羟胺在吡啶溶液中加热反应生成糖肟,糖肟可解决异头碳原子的鉴别. 硅烷化的糖肟色谱的复杂程度大大降低. 在糖肟的吡啶溶液中加入醋酸酐, 加热反应生成糖腈乙酯衍生物.,（4）手性糖苷的衍生化 试样经HCl-丁醇水解后, 用碳酸银中和, 滤液彻底干燥, 经三甲基硅烷化后, 用气相色谱分离. 用三氟乙酸的(+) 2-辛醇预处理后再乙酰化. （5）氨基糖的衍生化 用4 mol/L三氟乙酸将试样水解,然后将产物转变成O-甲基肟乙酸盐, 可使中性糖和氨基糖同时衍生化, 在气相色谱中很好的分离. （6）糖醛酸的衍生化 醛糖和糖醛酸的混合物先用硼氢化钠还原, 当糖醛酸内酯化后,
12、 用正丙胺将其转化为相应的N-(1-丙基)-醛胺,然后用醋酐和吡啶将其乙酰化.,气相色谱分离鉴定衍生化糖使用氢火焰离子化检测器(FID）。 如果三氟乙酰化, 可使用选择性电子捕获检测器(ECD), 它可检测10-12g级含量的糖.,衍生化糖的气相色谱测定,鉴定蜂蜜中是否掺假淀粉糖浆,2.2 高效液相色谱测定糖类 直接进样，快速，方便，重现性好等优点，特别适合某些热敏感糖类。 （1）键合相色谱 氨基键合相色谱是最重要的一种糖类分析色谱体系，适用于分析单糖、双糖及寡糖等。,(2) 离子交换色谱 离子交换柱不需要每次再生，柱有较好的耐受性。 用于糖类分析的有季铵硼酸型阴离子交换树脂; 表面薄壳型阴离
13、子交换树脂;聚苯乙烯型阳离子交换树脂.,(3) 凝胶色谱 快速,高分辨率, 重复性好. 高效凝胶渗透色谱法用于测定多糖的纯度和分子量及制备性的分离多糖.,流动相: 水,缓冲液和含水的有机溶剂. 分离相对分子量为50001000000的多糖.,HPLC分离分析单糖混合物常用离子交换型柱和吸附型柱. 吸附色谱或正相色谱适用于寡糖衍生物的分析. 多糖中所用的多是高效体积排斥色谱(HPSEC).,2.3毛细管电泳检测法,用毛细管区带电泳(CZE)可分离衍生化糖类. CE结合TOF及CE/MS可对糖肽, 糖蛋白,糖脂等进行分析.,3 维生素,维生素（vitamin）是机体维持正常功能所必需，但在人体内不
14、能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。 维生素的功能通常是作为酶的辅助因子（辅酶与辅基）。因此它对动物体正常生长与健康是必需的。,维生素的种类繁多，化学结构差异很大，通常接溶解性质将其分为脂溶性维生素（lipid-soluble vitamins）和水溶性维生素（water-soluble vitamins）两大类。根据分布情况，水溶性维生素又可分为B族维生素与维生素C两类。,3.1 维生素A 又名抗干眼病维生素，或视黄醇。 维生素A性质活泼，不稳定，易被氧化，遇紫外光易分解。维生素A最大吸收波长在325nm附近，具有天然荧光。,维生素A在食品中常以酯类形式存在，样品用苛性
15、碱乙醇溶液在抗氧化剂保护下，加热皂化后，可使其转化为游离的维生素A，然后用有机溶剂提取。维生素A容易氧化，操作应在避光条件下进行。 通常采用RP-HPLC分析维生素A，其优点是能以短链视黄酯作内标物，而且可能同时分离测定类胡萝卜素、视黄酯及维生素E。但使用RP-HPLC时，往往需要先除去样品的非极性溶剂，再将其溶解于流动相或适宜溶剂中。在大多数情况下，紫外325nm检测维生素A都能获得足够的灵敏度和选择性，光电二极管阵列检测器的应用也越来越普遍。,牛奶、蛋黄中维生素A的HPLC测定如下： （1）样品处理,牛奶（50mL)、蛋黄(5g),乙醇60mL, 50% NaOH 20mL,50oC 回流
16、 30min,乙醚提取，用蒸馏水洗涤提取液,无水硫酸钠脱水后，加0.2gBHT, 定容100mL,取10mL, 在50oC恒温水浴中旋转蒸发至干, 用1.0mL无水甲醇溶解, 摇匀后上机测定.,(2) 色谱条件： 色谱柱为Bondapak C18 (300mm3.9mm); 流动相为甲醇-水（90：10）； 流速1.0 mL/min; UV 325nm, 或荧光检测器，Em=480nm, Ex=325 nm; 进样2L。,维生素D又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生物。主要包括 D2（麦角钙化醇）及 D3（胆钙化醇）。 自然界中，最丰富的维生素D的来源是鱼的肝脏和动物体的内脏。 从样品中提取维生素D的方法与提取维生素A的方法类似，先使用KOH或NaOH乙醇皂化以除去类脂，再用有机溶剂提取，把水溶性的干扰成分除去，在提取时可加入抗氧化剂。,3.2 维生素D,测定维生素D的方法有比色法、分光光度法、气相色谱法和高效液相色谱法。比色法由于它的精密度及选择性差，只能用于较纯样品的测定。气相色谱法需要对样品衍生，操作麻烦。高效液相色谱法测定维生素D具有快速简便的特点，被AOAC选为正式的方法。,
