采样样品制备和预处理

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1、第二章 采样、样品制备和预处理,一、采样,一、采样,（一）样品的定义,国际纯粹化学与应用化学联合会，分析化学命名委员会将样品定义： “从交付和选择的大量物质中以某种方式取出的、与整体物质具有相同的性质的一部分物质”,采样：从大量的分析对象中抽取有代表性的一部分作为分析材料（分析样品），这项工作称为样品的采集。 总体：被抽样的总的分析对象。,恰当的采样技术,样品品质的测定值,总体品质的准确可靠的评估值,有助于,代表,1、样品的采集,2、正确采样所需遵循的原则,代表性 设法保持原有的理化指标，避免预测组分发生化学变化或丢失,3.样品的分类,检样：由组批或货批中所抽取的样品 原始样品：将许多分检样综

2、合在一起 平均样品：将原始样品按照规定方法经混合平均，均匀地分出的一部分 复检样品：在对检验结果有争议或分歧时作复检用 保留样品：需封存保留一段时间（通常一个月），以备有争议时再作验证，但易变质食品不作保留。,4.采样的一般方法,随机抽样,代表性取样,按照随机原则，从大批初料中抽取部分样品。 所有初料的各个部分都有被抽到的机会,用系统抽样法进行采样，根据样品随空间（位置）、时间变化的规律，采集能代表其相应部分的组成和质量的样品。（如分层取样、随生产过程流动定时取样、按组批取样、定期抽取货架商品等 ）,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

3、代表性的各个部分分别取样，才能保证样品的代表性。,如：粘稠不好混匀的液体，从包装内上、中、下分别取样。 蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、叶分别取，粉碎后，混匀。 测鱼头部分的成分就只取鱼头。 总之要根据测定的目的而定采样方法。,5.影响采样的因素,均相与多相总体 均相：所有地方都均匀且完全相同； 事实上，许多待采样的总体都是多相的，因此，总体中采样位置会影响得到的结论数据。 手工与连续采样 手工：随机采样 连续：机械实施，人为误差倾向性小,6.采样设备,双效回转取样管,7.国家标准食品卫生检验方法理化部分总则（GB/T 500P.1）对采样过程提出了以下要求 (对于非商品检验场合，也可供参考

4、 ) 1）采样必须注意生产日期、批号、代表性和均匀性（掺伪食品和食物中毒样品除外）。采集的数量应能反映该食品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要，一式三份，供检验、复验、备查或仲裁，一般散装样品每份不少于0.5kg。 2）采样容器根据检验项目，选用硬质玻璃瓶或聚乙烯制品。,3）外埠食品应结合索取卫生许可证、生产许可证及检验合格证或化验单，了解发货日期、来源地点、数量、品质及包装情况。如在食品厂、仓库或商店采样时，应了解食品的生产批号、生产日期、厂方检验记录及现场卫生情况，同时注意食品的运输、保存条件、外观、包装容器等情况。要认真填写采样记录，无采样记录的样品不得接受检验 4）液体、半流体食品

5、如植物油、鲜乳、酒或其他饮料，如用大桶或大罐盛装者，应先充分混匀后再采样。样品分别盛放在三个干净的容器中。 5）粮食及固体食品应自每批食品上、中、下三层中的不同部位分别采取部分样品，混合后按四分法得到有代表性的样品。 6）肉类、水产等食品应按分析项目要求分别采取不同部位的样品或混合后采样。,7）罐头、瓶装食品或其他小包装食品，应根据批号随机取样，同一批号取样件数，250g以上的包装不得少于6个，250g以下的包装不得少于10个。 8）掺伪食品和食品中毒的样品采集，要具有典型性。 9）检验后样品的保存，一般样品在检验结束后，应保留一个月以备需要时复检。易变质食品不予保留。检验取样一般皆指取可食部

6、分，以所检验的样品计算。 10）感官不合格产品不必进行理化检验，直接判为不合格产品。,二、样品制备,（一）样品制备 按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大，组成不均匀。 必须对样品进行粉碎、混匀、缩分样品制备,1.样品制备的总原则,要防止易挥发性成分的逸散 、避免样品组成和理化性质发生变化 ； 做微生物检验的样品，要按照无菌操作规程制备 具体制备方法因产品类型不同而异 。,2.样品制备的基本要求,（1) 液体、浆体或悬浮液体 摇匀，充分搅拌 （2) 互不相溶的液体(如油与水的混合物) 首先使不相溶的成分分离，再分别进行采样 （3) 固体样品 切细、粉碎、捣碎、研磨等方法将样品制成均匀可检状

7、态 （4) 罐头 去除核、骨和调味料后匀浆,（二）样品保存,酶的钝化 ：加热变性灭酶、冷冻储存（-2030）抑制酶的活性、改变PH值、盐析、加还原剂来控制氧化酶 防止脂肪氧化 ：贮放于氮气或真空条件下、加抗氧化剂、低温避光贮存 微生物的生长和污染 ：冷冻，干燥和化学防腐剂,三、样品的预处理,食品或食品原料种类繁多，组成复杂，组分之间往往又以复杂的结合形式存在，常对直接分析带来干扰。原则： 消除干扰因素 完整保留被测组分 使被测组分浓缩,样品预处理是整个分析过程中最耗时、最关键的环节！,1.有机物破坏法,主要用于食品中无机元素的测定 食品中的无机元素常与蛋白质等有机物质结合，成为难溶、难离解的化

8、合物，从而失去其原来的特性。欲测定这些无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，释放出被测组分。 高温或高温加强氧化条件，使有机物质分解，呈气态逸散。 干法灰化、湿法消化、紫外光分解法、微波消解法,采用高温电炉彻底灰化,（1)干法灰化,采用强酸、强氧化剂加热。,(2)湿法消化,是一种消解样品中的有机物从而测定其中的无机离子的氧化分解法 紫外光由高压汞灯提供，在（855）的温度下进行光解。 为加速有机物的降解，在光解过程中通常加入双氧水。 光解时间可根据样品的类型和有机物的量而改变 。,(3)紫外光分解法,是一种利用微波为能量对样品进行消解的新技术。 快速、溶解用量少、节省能源、易于实现自动化

9、。 已用于消解废水、废渣、淤泥、生物组织、流体、医药等多种试样，被认为是“理化分析实验室的一次技术革命”。 例：经典的氨基酸水解需在110水解24h，而用微波消解法只需150，1030min，不但能够切断大多数的肽键，而且不会造成丝氨酸和苏氨酸的损失。,(4)微波消解法,2.蒸馏法,利用被测物质中各组分挥发性的不同来进行分离的方法。 可以用于除去干扰组分，也可用于被测组分的抽提。 常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏 例：测定样品中挥发性酸含量时，可用水蒸气蒸馏样品，将馏出的蒸汽冷凝，测定冷凝液中酸的含量即为样品中挥发性酸含量。,3.溶剂抽提法,使用无机溶剂（水、稀酸、稀碱溶液）或有机溶剂（乙醇、乙

10、醚、石油醚、氯仿、丙酮），从样品中抽提被测物质或除去干扰物质。 浸提：用溶剂浸泡固体样品，抽提其中的溶质 例：用水浸提固体原料中的糖分，用石油醚浸提肉制品中的油脂 萃取：用溶剂提取与它互不相溶或部分相溶的液体样品中的溶质 例：饮料中糖精钠、苯甲酸的含量测定时，用乙醚（酸性条件下）萃取出饮料中的糖精钠或苯甲酸,（1）振荡浸提法 （2）索氏抽提法,（3）连续液-液萃取法,（4）微波萃取（Microwave-Assisted Extraction，MAE）,萃取速度快、试剂用量少、回收率高、灵敏、易于自动控制，可用于色谱分析的样品制备。,（5）固相微萃取（Solid Phase Micro-Extr

11、action，SPME）,（6）超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction，SFE）,20世纪70年代开始应用，用超临界流体（最常用的是CO2）作为萃取剂，从各组分复杂的样品中，把所需要的组分分离提取出来。 超临界流体具有接近液体的密度和类似液体的溶解性能，具有接近气体的粘度和扩散系数，因此有较高的 传质速率和很快达到萃取平衡的能力。 它既有气体的传输能力又有液体的溶解能力，萃取效率高，萃取时间短，且不需要使用有机溶剂，因此得到了广泛的重视与发展。,温度,压力,固体,液体,气体,流体,C,T,A,B,优点：超临界的CO2作为萃取剂，因为CO2的毒性低及对环境无

12、污染 缺点： 为了获得超临界条件，需要昂贵的高压输送系统，设备的一次性投资较大，大量消耗高纯CO2也使运行成本大大提高。 超临界流体萃取选择性不强，常需要一种共溶剂即改性剂。 用于萃取非极性或低极性化合物较为理想，但对萃取极性较强的物质则有一定困难。,（7）加速溶剂萃取,将样品置于充满萃取溶剂的密闭柱中，在高温高压（通常50200，5003000psi）下静态萃取一定时间，然后用压缩气体将萃取液吹扫到收集器中。 优点： 在高温条件下分析物从基体上的解吸和溶解动力学过程加快，减少了萃取时间 加热溶剂可使溶剂的溶解能力增强，减少了溶剂用量 在萃取过程中保持一定压力使溶剂保持液相，可使萃取效率提高。

13、,缺点：回收率差，仪器较昂贵，机溶剂高温高压下存在安全问题 实例：联合加速溶剂萃取和液相色谱从不同植物中提取类胡萝卜素，回收率实验结果表明，超声萃取的回收率为98.7-103.3，加速溶剂萃取的回收率为91.0-99.6。,（8）超声波辅助萃取（Ultrasonic Assisted Extraction，UAE）,超声波发生器能发出高频振荡讯号，通过换能器可以转换成高频机械振荡而传播到介质中，超声波在介质中疏密相间地向前辐射，使介质流动而产生数以万计的微小气泡，由空化效应而形成超过1000个大气压的瞬间高压，从而加速了溶剂萃取过程。 适用：提取固体或半固体样品中的有机物,优点：与索氏萃取相比

14、，耗时短，溶剂用量少，设备简单，操作容易 缺点：超声波有可能破坏某些分析物，且仪器保养要求高。 实例：采用超声辅助萃取海水沉积物中的腐殖质，此方法能显著缩短萃取时间，30分钟的超声萃取，其萃取效率相当于原来手工振荡法24小时才能达到的效果,（9）膜萃取,渗析、电渗析、过滤及膜萃取 优点：膜分离样品前处理技术选择性高、溶剂用量少 缺点：每次萃取时只适合于处理某些特定类型的物质,且经常需要优化很多实验条件; 长期稳定性不够好; 进行痕量富集时消耗的时间相对较长。,（10）亚临界水萃取（ SBWE）,在适度的温度和压力下（一般指沸点以上，临界点以下），只要水保持为液体，这种液体水的极性会随温度变化而

15、改变，这种水称为亚临界水，也称之为高温水、超加热水、高压热水或热液态水。 亚临界水与常温常压下的水在性质上有较大差别，它类似于有机溶剂,水在250时介电常数为27，介于常温常压下乙醇(=24)和甲醇(=33)之间 对中等极性和非极性有机物具有一定的溶解能力 适用：处理各种固体和半固体样品中的挥发性和半挥发性有机物 静态SBWE主要是通过控制加热的温度，压力和时间等因素来到达最优萃取条件。,4.色层分离法,又称色谱分离法，是一种在载体上进行物质分离的一系列方法的总称。 吸附色谱：利用聚酰胺、硅胶、硅藻土、氧化铝等吸附剂经活化处理后所具有的适当的吸附能力，对被测成分或干扰组分进行选择性吸附。 分配

16、色谱：根据不同物质在两相（流动相、固定相)的分配比不同所进行的分离。 离子交换色谱：利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。,5.化学分离法,磺化法和皂化法（除去油脂） 硫酸磺化法：浓硫酸使脂肪磺化，并与脂肪和色素中的不饱和键起加成作用，形成强极性化合物，不再被有机溶剂所溶解，从而达到分离净化的目的。 皂化法 ：利用 KOH一乙醇溶液将脂肪等杂质皂化除去，以达到净化目的 沉淀分离法 ：加入适当的沉淀剂，使被测组分或将干扰组分沉淀下来 （如测定糖精钠时碱性硫酸铜将蛋白质等干扰杂质沉淀下来） 掩蔽法 ：利用掩蔽剂与样液中干扰成分作用，使干扰成分转变为不干扰测定状态 。,6.浓缩法,常压浓缩法：主要用于待测组分为非挥发性的样品净化液的浓缩；蒸发皿、一般蒸馏装置或旋转蒸发器。 减压浓缩法 ：主要用于待测组分为热不稳定性或易挥发的样品净化液的浓缩 K-D浓缩器：水浴加热并抽气减压；浓缩温度低、速度快、被测组分损失少。,谢谢,思考题,1.什么是样品？正确采样的原则是什么？ 2.给