食品理化分析第二章食品安全检测基础

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1、第二章 食品安全检测基础,一、食品安全检测技术基本原则和要求,一、检验技术基本原则和要求 （一）、基本原则 总原则，即质量、安全、快速、可操作和经济的原则。 1、质量原则 该原则要求食品安全检测检验技术保证检测质量，方法成熟、稳定，确保试验数据和结论的科学性、可信性和重现性（精密度、稳定性、重现性、回收率） 2、安全原则 不应对操作人员造成危害及环境污染或形成安全隐患。,3、快速原则 食品安全检测的检验对象多为现场检验或大量样品的筛选，这就要求食品安全检测技术所使用的检验方法反应速度快，检测效率高。 4、可操作原则 原理可以复杂，但操作必须简单明确，具有基本专业基础的人员经过短期培训都可以理解

2、和掌握。 5、经济原则 条件易于达到，以便方法的推广普及。,检测技术操作的一般要求规定如下： 1、检验方法中所采用的名词及单位制。 2、检验方法中所使用的试剂均为分析纯或以上。 3、检验中所用计量器具必须按国家规定及规程计量和校正。 4、称取量取精度要求用数值的有效数位表示。其中准确称取系指用精密天平进行的称量操作，其精度为0.0001g；吸取系指用移液管、刻度吸量管取液体物质的操作。,（二）、检测技术操作的一般要求,5、检验有关要求 （1）检验时必须做空白试验。空白试验是指除不加样品外，采用完全相同的分析步骤、试剂和用量，进行平行操作所得的结果。用于扣除样品中试剂本底和计算检验方法的检出限。

3、 （2）检验时必须做平行试验。 6、检验方法的选择 同一检验项目，如有两个或两个以上检验方法时，可根据不同条件选择使用。但必须以国家标准（GB）方法的第一法为仲裁方法。,二、样本采集和保存,（一）、基本概念 采样,原始样本,平均样本.平均样本可分为试验样本、复检样本和保留样本。 （二）、样本保存 1、要保持样本原来的状态 样本应尽量从原包装中采集，不要从已开启的包装内采集。从散装或大包装内采集的样本如果是干燥的，一定要保存在干燥清洁的容器内，不要同有异味的样本一同保存。,2、易变质的样本要冷藏 易腐食品要冷藏保存。 3、特殊样本要在现场进行处理 如做霉菌检验的样本，要保持湿润，可放在1甲醛、5

4、乙醇溶液或稀乙酸溶液中保存。 如作昆虫检验的样本，必须在每个样本容器内放入浸透乙醚或氯仿的棉球熏蒸，将昆虫杀死，以防昆虫爬出或繁殖，但应说明活昆虫是使用哪一种熏蒸剂杀死的。 如作病毒检验的样本，数小时内可只作冷藏处理，超过数小时的应冻结处理。,三、食品安全检测样品制备和前处理技术,（一）、样本制备 收到的检样，在可能的范围内，通过磨细、切细或混合搅拌，使之成为均匀的混合物。从检体中选择能代表整体的部分，供分析使用。通过细切或研磨不能混匀的检体（如干草等），可以在切细以后，用反复混合的方法，经四分法缩分，采取样本。,（二）样本前处理,在前处理过程中,尽量减少待测物组分的损失,获取高回收率,并排除

5、杂质对测定的干扰。 主要步骤 1、粉碎：去除样品的非检测部分，用四分法缩分样品，切碎或捣碎样品存放，免除交叉污染。用绞肉机、磨粉机、粮谷粉碎机等将块状的或颗粒较大的动植物样本细化的过程，目的是增大样本表面积，有利于待测组分的提取。 注意：贮存容器、贮存条件、贮存时间、交叉污染。,2、提取,根据待测组分的理化性质、分子结构、溶解度、极性等因素，按照相似相溶的原理，选择适当溶剂提取。 提取溶剂的选择 与待测组分无化学作用、 毒性低、价格便宜 沸点适中（40-80）、 无测定干扰物 提取是使待测组分与样品分离的过程，提取方法常用的有浸渍、振荡、超声波、组织匀浆、索氏提取、微波辅助萃取、其它的提取技术

6、有超临界萃取（SFE）、 快速溶剂萃取等。,常用的提取剂,单剂 水、乙腈、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、苯、甲苯、环已烷、正已烷、石油醚 混合溶剂 将上述溶剂按一定比例混合作为提取剂,溶剂的检查与提纯,检查方法 取100-200ml，在旋转蒸发器（40）上蒸至近干并定容至1ml，在与样品测定的相同条件下测定，在待测物峰位无明显干扰峰存在。 溶剂的提纯:重蒸馏、柱层析 选用高品质试剂，如农残级、HPLC、高纯溶剂等,3、净化,将样品中待测组分与干扰杂质进行分离的处理步骤。原则是尽量完全除去干扰杂质，而尽量减少待测组分的损失。,常用的方法： 液液分配法：。 柱层析法：常用吸附剂有弗罗里硅藻

7、土、氧化铝、硅胶、活性炭、石墨化炭等。 凝结沉淀法：除去蛋白质、脂肪、蜡质等干扰物。 冷冻法：除去蛋白质、脂肪、蜡质等干扰物 其它方法：吹扫蒸馏、薄层层析、磺化法、凝胶渗透柱法、固相微萃取技术（SPME）、基质固相分散萃取技术（MSPDE）、免疫亲和色谱技术,固相萃取柱（SPE）净化,利用待测组分与杂质通过吸附柱时被吸附剂吸附与被淋洗剂解吸的能力不同，而达到分离的目的。 操作步骤：活化、上样、淋洗、 洗脱,超临界(CO2)流体萃取仪,超临界流体萃取技术 一、概述 （一）、定义 超临界流体萃取（supercritical fluid extraction，缩写SCPE或SPE）利用流体（溶剂）在

8、临界点附近某区域（超临界区）内，与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动的特点，用这种超临界流体（supercritical fluid ，SCF）作溶剂，从多种液态或固态混合物中萃取出待分离的组分，这种流体可以是单一的，也可以是复合的，添加适当的夹带剂可以大大增加其溶解性和选择性。,（二）、发展 1、1879年，Hannay,Hogarth最先报导超临界流体的特异溶解能力， 2、1950年，Todd,Elain从理论上提出SPE用于萃取分离的可能性 3、1960年，前联邦德国对这一技术做了大量的基础和应用研究 4、1970

9、年，用于提取分离操作,二、超临界萃取的基本原理和特点 （一）超临界流体的定义 1、临界点：一种物质液、气两相成平衡状态的点叫临界点。 2、临界温度和压力：在临界点时的温度和压力 3、超临界状态：稍高于临界温度和临界压力的状态称为超临界状态。 4、超临界流体：物质处于超临界状态，气液两相性质非常相近，以致无法分别，称之为超临界流体。,(二)、特点 处于超临界状态的物质，密度接近于液体，具有良好的溶剂性能。扩散系数接近于气体（比液体高1-2个数量级），黏度接近于气体，表面张力接近于零，具有良好的穿透力，易进入固体的孔隙。超临界流体能快速萃取固体样品中的有机物，表现出卓越的萃取性能。 目前在SPE技

10、术中使用最普遍的溶剂是CO2。,（三）、超临界流体萃取的基本原理 在超临界状态下，将SCF与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来，并且SCF的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使SCF变成变通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离两过程合为一体。,（四）、超临界流体萃取的特点 1、萃取和分离合二为一 2、萃取效率高，过程易于控制。 3、

11、萃取的温度低 4、萃取流体可循环使用，萃取成分没有溶剂残留 5、SCF极性可以改变 6、也有一些缺点，样品量很少，回收率受样品中基体的影响，要萃取极性物需加入极性溶剂以及需在高压下操作，制备投资较高等,三、超临界CO2流体的溶解性能 （一）、影响超临界CO2流体的溶解能力的因素 SCF溶解能力一般随密度的增加而增加，而SCF的密度取决于压力和温度 1、压力（7.37MPa ）；2、温度（31.05度，35至40度） （二）、不同溶质在FC-CO2流体中的溶解度 超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，与溶质的极性、沸点和分子量密切相关，一般亲脂性、低沸点成分溶解度大，可在低压萃取；化

12、合物的极性基团越多，分子量越高，溶解度越小，越难萃取。,（三）、夹带剂对FC-CO2流体溶解性能的影响 在FC-CO2流体中加入第二溶剂，可大大增加其溶解能力，特别是对原来溶解度很小的溶质，这种第二溶剂称为夹带剂或提携剂。其对FC-CO2流体的影响如下： 1、增加溶解度，相应地也可能降低萃取过程的操作压力； 2、通过适当选择夹带剂，可能增加萃取过程的分离因素； 3、加入夹带剂后，有可能单独通过改变温度而解析，不降压,超临界CO2 萃取装置： 该装置主要由萃取釜、分离釜、精镏柱、CO2高压泵、副泵、制冷系统、CO2贮罐、换热系统、净化系统、流量计、温度、压力控制（保护）系统等组成。,4、浓缩 四

13、、分析标准种类及选用原则 五、实验设计和数据处理 六、食品安全检测仪器设备配置,1、基本仪器配置,2、辅助设备 高速组织匀浆仪、组织捣碎机、氮吹仪、旋转蒸发仪、固相萃取装置、高温炉、多功能粉碎机、离心机、电热干燥箱、冰箱、冰柜、超声波清洗器、电热板、恒温水浴锅、微波消化系统、移液枪、空气采样器、采样车等。 3、微生物检测设备 菌落计数器、恒温培养箱、高压灭菌锅、超净工作台等。,七、食品安全检测重要的分析技术原理及方法,1、紫外一可见分光光度法 分子价电子吸收波长范围在200-760nm区间的电磁辐射能而产生能级间跃迁形成的的吸收光谱称为该物质的紫外可见吸收光谱，利用紫外可见光谱进行物质的定性、

14、定量分析的方法称为紫外可见分光光度法。紫外可见分光光度法起源于20世纪60年代，该法可直接提供分子中有无芳香结构和共轭体系存在的信息，为物质的定性提供了一定的依据。,UV图谱max257 nm（sh，峰带）,360 nm（sh，峰带），显示为黄酮类化合物的紫外特征图谱。,黄酮类化合物分子中存在如图所示的苯甲酰基(benzoyl) 和桂皮酰基（cinnamoyl）组成的交叉共轭体系，所以其甲醇溶液在200-400 nm区域存在两个主要的吸收带，分别为峰带 （ 220-280nm ）和峰带 （300-400nm ）。,紫外可见分光光度法广泛地应用于物质的常量、微量及痕量组分的定量分析，已作为现代分

15、析化学中“常规武器” 的一种。定量的主要误差来源于共存物的谱线重叠而引起的光谱干扰，可运用现代分离技术及计算机辅助技术的应用而得以补偿。紫外可见分光光度法的特点是仪器简单、操作方便、灵敏度高达10-4 10-7gmL或更低、相对误差一般为13、有一定的选择性。,食品中亚硝酸盐的测定：亚硝酸盐在弱酸性溶液中与对氨基苯磺酸起重氮化反应，生成重氮化合物，在与萘基盐酸二氨基乙烯偶联成紫红色的偶氮染料,可以比色测定（540nm） so2的现场快速检测：当样品中的SO2与四氯汞钠吸收液作用之后，生成一种稳定的络合物，这种络合物与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫红色络合物，可在580nm下比色测定。 现场快速

16、测定水果中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留：在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度呈正比。正常情况下，酶催化神经传导代谢产物（乙酰胆碱）水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质，用分光光度计在412nm处测定吸光度随时间的变化值，计算出抑制率,在食品安全检测中的应用,2. 薄层色谱法（TLC）,薄层色谱法：是一种液相色谱。有吸附薄层、分配薄层等。 优点：薄层色谱法不需要特殊设备和试剂，简便易行，快速、直观、灵活，可同时用于分析多个样品。 缺点：灵敏度不高。近年来较少使用，多用于复杂混合物的分离和筛选。 TLC 除用特殊的显色剂观察斑点颜色和用Rf值定性外，与其它技术联用不仅可以定性，而且可对样品中被分离的1 种或多种成分进行定量分析。 20 世纪80 年代发展起来的高效薄层色谱( HPTLC) 与扫描技术结合，是一种易于建立和掌握的半定量技术。,薄层电动涂敷器,全自动点样仪,点样方式：点状，条带状喷雾式点样。 点样加热平台：