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1、第二章、食品理化检验,第一节、食品理化检验的任务、作用和发展趋势,Chapter One General,一、食品理化检验的任务和作用,食品的定义：可供人类食用或饮用的物质，包括加工食品、半成品和未加工食品，不包括烟草或只作药品用的物质。 “民以食为天,食以安为先”，食品是人类赖以生存和发展的物质基础，食品安全是直接关系到人民身体健康和社会稳定的重大公共卫生问题。 食品理化检验学(physical and chemical analysis of food)是检验专业中的一门重要专业课程，是以分析化学，营养与食品卫生学、食品化学为基础，采用现代分离、分析技术，研究食品营养成分和与食品安全有关成
2、分的理化检验原理和方法的一门学科，也是一门多学料交叉应用性很强的学科。,USA,China,Australia,Canada,Careful of your food Sudan Red I is an industrial dye. It can beautify the color of food, and it can lead to cancer.,Inject unknown liquid , perhaps to keep it fresh.,Harmful food package,Hazardous materials exist. Usually it includes in
3、dustrial CaCO3, cycled plastics, industrial wax, etc. when it contact hot water, or it was heated in the microwave oven, harmful substances was dissolved in the food.,Preservative film,DEHA is a kind of plasticizing agent. When it was heated or contact oil and fats, it can move into the food. It can
4、 interrupt endocrine system of people and lead to mammary cancer, infant deformity, and harm reproductive system of males.,Malachite green(孔雀绿) is a kind of dyes. It can kill fungi, and can length the life of fish in the transportation. The chemical is highly toxic, residual, and it can lead to carc
5、inosis. Malachite green is banned in the aquiculture.,Food additives, such as saccharin sodium(糖精钠). They are chemically synthesized. Much more ingestion can induce carcinoma of urinary bladder, harm the liver and nerve system.,Harmful to your health Acrylamide Benzopyrene,Trans fatty acids,Benzopyr
6、ene,Cancer,Fats and Oils Cycled from restaurant. Much harmful materials exists in it, such as toxins, trans fatty acids, benzopyrene, etc.,Delicious ?,农药的滥用和残留，不但造成环境污染，同时对人体健康造成损害,Food Analysis,Advanced course for graduate students majoring Food Process and Safety,Necessity of food analysis Quality
7、 controlling in the raw material, food processing, and products. Delicious, Nutritional (protein, lipids,carbohydrates, fibre, water,vitamin, etc.) 2) Quality monitoring for food safety Healthy,Food analysis concepts Special research on establishing the method of analyzing the components of food or
8、nutriments and its related principles, thereby evaluating the food quality. 食品理化检验的主要任务是对食品中的营养成分和有毒有害的化学物质进行定性和定量检验，研究食品理化检验的方法、理论和新分离、分析技术。随着预防医学和卫生检验学的不断授展，食品理化检验在确保食品安全和保护人民健康中将发挥更加食要的作用,二、食品理化检验的发展趋势,目前，在保证检测结果的精密度和准确度的前提下，食品理化检验正向着微量、快速、自动化的方向发展。近年来许多先进的仪器分析方法,如气相色谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法、毛细管电泳法、紫外可
9、见分光光度法、荧光分光光度法以及电化学方法等已经在食品理化检验中得到了广泛应用。在我国的食品卫生标准检验方法中，仪器分析方法所占的比例也越来越大。,样品的前处理方面采用了许多新颖的分离技术。如固相萃取、固相微萃取、加压溶剂萃取、超临界萃取以 微波消化等。较常规的前处理方法省时省事，分离效率高。 随计算技术的发展和普及，分析仪器自动化也是食品理化检验的重要发展方向之一。自动化和智能化的分析仪器可以进行检验程序的设计、优化和控制、实验数据的采集和处理，使检验工作大大简化，并能处理大量的例行检验样品。,二、食品理化检验的发展趋势,第二节、食品理化检验的内容,食品的种类：粮谷类、豆和豆制品类、肉类和鱼
10、类、蛋类和奶类、蔬菜类和水果类、调味品和饮料类。 一、食品的感官检查 二、食品营养成分的检验 三、保健食品的检验 四、食品添加剂的检验 五、食品中有害成分的检验 六、食品容器和包装材料的检验 七、化学性食物中毒的检验 八、转基因食物的检验,一、食品的感官检查,食品的感官检查（sensory test)是依据人们对各类食品的固有的概念。 借助人体的感觉器官（眼、耳，鼻、口、手等）的感觉，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等对食品的色、香、味、形和质等进行综合性评价的一种检验方法。,二、食品营养成分的检验,食品中必须包含的人体所需的营养成分有 ：蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、无机盐和水。,三、保健
11、食品的检验,保健食品是指具有特定保健功能或者以补充维生素、矿物质为目的的食品，即适合特定人群使用，具有调节机体功能，不以治病为目的，并对人体不产生任何急性、亚急性或慢性危害的食品。,四、食品添加剂的检验,食品添加剂是指在食品生产过程中，为了改善食品的感官性状，改善食品原有的品质、增加营养、提高质量、延长货架期，满足食品加工工艺而加入食品中的某些合成物质或天然物质。 目前使用的添加剂多为化学合成物。,五、食品中有毒有害成分的检验,1、有害元素的检验：主要是自然环境中高本底的重金属：砷、镉、汞、铅、铜、铬、锡等,清华女生“铊”中毒后无望挣扎11年,三名中国矿业大学学生2007年5月51日出现铊中毒
12、，只因为3同学平时不喜欢和投毒学生一起玩，于是学生常某某便用注射器在3同学的饭里投毒。,铊中毒 【中毒原因】铊无色、无味 ,一般人不易取得。铊的毒性高于铅和汞。铊化合物广泛应用于工业生产中。另外在生产鞭炮（花炮）的原料中往往也含有高量的铊，其副产品氯化钠（非食用盐）中同样被污染。 【中毒表现】一般认为 ,铊对成人最小致死量约为 12mg/kg , 5 7. 5mg/kg的剂量即可引起儿童死亡。临床表现 :为恶心、呕吐、腹部绞痛、腹泻等 ,严重者有肠道出血 ,继而出现四肢感觉过敏、针刺感 ,下肢无力 ,脚跟疼痛 ,甚至瘫痪。中枢神经受损时 ,可出现神志不清、谵语、抽搐、休克等 ,中毒者多因呼吸循
13、环功能衰竭而死亡。上述表现与感染性多发性神经炎相似 ,易误诊。脱发是铊中毒的特殊症状 ,常于第二周开始 ,重症可全部脱落 ,一般脱后能再生、皮肤干燥、脱屑 ,可出现皮疹、痤疮、皮肤色素沉着、手掌及足跖部角化过度 ,指甲和趾甲于第 4周可出现白色横纹。部分患者有肝、肾、心肌损害的临床表现。 。 【预防措施】生产鞭炮的副产品氯化钠（非食用盐）往往带有红色，注意不买，不食带有红色的盐。,2、农药、兽药残留:有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯类、有机汞和有机砷等，还有动物饲料中的抗生素、激素、生长促进剂等，使用不当会对人体健康产生危害。 3、霉菌毒素：黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等对人和动物具
14、有致癌性。 4、食品生产和加工生产的有害物质：腌制食品的亚硝盐、氨基酸热解的杂环胺、脂肪裂解的多环芳径、大豆酸解的氯丙醇等，淀粉受热产生的丙烯酰胺等可以致癌。,河豚鱼特征,肚大尾小 背部有花纹 牙为门齿,世界各地的河豚鱼,有毒动植物中毒,有毒动植物中毒,毒蕈中毒 （toxic or poisonous mushroom）,已知毒蕈有80多种，其中含剧毒素的有10多种 常因误食而中毒，多散发在高温多雨季节,有毒动植物中毒,有毒动植物中毒,毒蕈的有毒成份较复杂，常有一种毒素分布于几种毒蕈中，或一种毒蕈含有多种毒素，几种有毒成份同时存在，可互相拮抗或相互协同，症状较复杂，如不及时抢救，死亡率较高,毒
15、蕈中毒,临床表现与急救治疗,有毒动植物中毒,胃肠炎型 神经、精神型 溶血型 脏器损害型,根据毒蕈毒素成分、中毒症状可分为四型,毒蕈特征,颜色鲜艳 有疣 有环 有托 不被虫咬,世界各地毒蕈,Death cap,六、食品容器和包装材料的检验,不合格的包装材料中含有重金属、聚氯乙烯单体、多氯联苯、荧光增白剂等会对食品污染。同时材料中含有的双酚A、壬基酚等有类雌激素作用。,七、化学性食物中毒的检验,化学性食物中毒主要包括水溶性毒物、挥发性和非挥发性毒物、农药和灭鼠药及动植物毒性成分。,八、转基因食品的检验,我国对转基因食品和含有转基因成分的食品实行产品标识制度，需要对待检的食品进行筛选、鉴定和定量。
16、转基因食品（geneticallymodifiedfood），就是指科学家在实验室中，把动植物的基因加以改变，再制造出具备新特征的食品种类。 许多人已经知道，所有生物的DNA上都写有遗传基因，它们是建构和维持生命的化学信息。通过修改基因，科学家们就能够改变一个有机体的部分或全部特征。,转基因食品有哪些种类,第一类、植物性转基因食品 面包生产需要高蛋白质含量的小麦、耐贮藏的番茄和产量高的大豆 第二类、动物性转基因食品 牛体内转入了人的基因，牛长大后产生的牛乳中含有基因药物，提取后可用于人类病症的治疗。 第三类、转基因微生物食品 利用转基因微生物已能够使凝乳酶在体外大量产生 第四类、转基因特殊食品
17、 科学家利用生物遗传工程，将普通的蔬菜、水果、粮食等农作物，变成能预防疾病的神奇的“疫苗食品”。,食用转基因食品安全吗？,其实，最早提出这个问题的人是英国的阿伯丁罗特研究所的普庇泰教授。1998年，他在研究中发现，幼鼠食用转基因土豆后，会使内脏和免疫系统受损。这引起了科学界的极大关注。随即，英国皇家学会对这份报告进行了审查，于1999年5月宣布此项研究“充满漏洞”。 英国皇家学会日前发表的一份研究报告称，转基因技术很可能导致不可预测的食物营养结构的改变，从而给人类健康带来危害 但更多的科学家的试验表明转基因食品是安全的。赞同这个观点的科学家主要有以下几个理由。首先，任何一种转基因食品在上市之前
18、都进行了大量的科学试验，国家和政府有相关的法律法规进行约束，而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。另外，传统的作物在种植的时候农民会使用农药来保证质量，而有些抗病虫的转基因食品无需喷洒农药。还有，一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，转化的基因是经过筛选的、作用明确的，所以转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。 我们的生活也会因生物技术带来的转基因食品而变得更加丰富精彩 。,第三节、食品理化检验常用的方法,一、感官检查 感官检查（sensory test)是指利用人体的感觉器官（眼、耳，鼻、口、手等）的感觉，即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等对食品的色、香、味、形
19、和质等进行综合性评价的一种检验方法。如果食品的感官检验不合格，或者巳经发生明显的腐败变质，则不必再进行营养成分和有害成分的检测，直接判断为不合格食品。因此，感官检查必须首先进行 。感官检查简便易行、直观实用，具有理化检验和微生物检验方法所不可替代的功能。它也是食品消费、食品生产和质量控制过程中不可缺少的一种简便的检验方法。,1、视觉检查 2、嗅觉检查 3 、味觉检查 4、听觉检查 5、触觉检查,二、物理检查法：相对密度、折射率和旋光度 相对密度的测定(determination of relative density) 密度是指物质在一定温度下单位体积的质量，符号是,单位是g/cm3。 相对密
20、度是是指在一定的温度下物质的质量与同体积纯水的质量之比，以d表示，通常应在d的右下角标明水的温度，右上角表明待测物的温度。 相对密度是物质重要的物理常数之一 ，液态食品的相对密度可反映液态食品的浓度和纯度 。当食品的相对密度异常时，可肯定食品质量出问题，但是食品的相对密度正常时，则不能对食品质量是否合格作出肯定判断。 密度瓶法、相对密度计法和相对密度天平法,三、化学分析法:定量和定性;定量分析法包括质量分析法和容量分析法;食品中水分、灰分、脂肪、纤维素的等用质量分析法，容量分析法主要是指滴定分析法。 四、仪器分析法:物理分析法和物理化学分析法；仪器分析法灵敏、准确、快速。 五、酶分析法和免疫学
21、分析法：具有高效、专一的特征，用于复杂的食品样品检验，抗干扰能力强，简便、快速、灵敏。,Standard （食品卫生标准：我国分为四级：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准） 1) Trade standard(商业标准） 2) National standard（国家标准）（NOAEL) 3) International standard ISO: International Organization for Standardization（国际标准化组织） WHO: World Health Organization （世界卫生组织） CAC: Codex Alimentarius Co
22、mmission（食品法典委员会) 4) Advanced international standard regional standard（地区的标准） national standard of developed country 5) AOAC (美国公职分析家协会） Association of Official Agricultural Chemists,How to learn “food analysis”? Knowledge on food processing Principles and practices of instrumentation Theory of meth
23、ods (physical , chemical, biochemistry, enzymology, molecular biology, etc.),三、标准分析方法的建立,随着预防医学迅速发展，目前食品理化检验面临食品中种类繁多的营养成分、保健食品中功效成分或标志性成分的分析以及食品中微量甚至痕量化学污染物的检验任务。对于一系列前所未有复杂的微量，痕量污染物分离、分析问题，传统的检验技术需要不断革新才能逐步满足这些高要求。因此研究新的检测方法是卫生检验学的前沿领域之一。新方法的建立对满足食品理化检验的工作需要，提高检验工作的水平、促进我国标准方法的发展具有重要意义 。,分析方法的建立,1
24、检测条件的优化 （1）分光光度分析 （2）气相色谱分析 (3)高效液相色谱法 2. 校准曲线的绘制 ： 待测物的浓度或含量应在方法的线性范围以内 3样品前处理条件的优化 4.干扰试验 ： 根据食品中可能存在的干扰成分通行试验 5实际样品的测定：采用所建立的新方法检测不同类型、不同基体的实际样品，以说明方法的适用性。 6. 方法性能指标的评价,复习思考题,1 什么是食品？什么是食品理化检验学？食品理化检验的研究内客主要有哪些？食品和健康的关系如何? 2.食品理化检验常用的方法有哪些？测定液体食品的密度有哪些方法？各有什么优缺点？ 3感觉检查有何意义？感觉检查包括哪些内容？ 4.食品中必须包含的人
25、体所需的营养成分有哪些?食品中有毒有害成分的检验包括哪些? 5食品容器和包装材料存在的哪些成分对人体有害?什么是转基因食品? 6简述建立新检验方法的主要步骤。,Chapter two Sampling and preparation of samples,第四章 食品样品的采集、保存和处理,食品感官检查理化检验 食品理化检验的一般程序为： 1.食品样品的采集、制备； 2.样品的预处理，使其符合检测方法的要求； 3.选择适当的检验方法进行检验； 4.检测结果的计算，将所获得的数据进行处理或统计分析。 5.按检验目的，报告检测结果。,第一节、食品样品的采集和保存,食品样品的特点 1食品样品多具有不
26、均匀性，同种食品由于成熟程度、加工及保存条件、外界环境的影响不同，食品中营养成分和含量以及被污染的程度都会有较大的差异；同一分析对象不同部位的组成和含量亦会有差别。 2.食品样品具有较大的易变性，多数食品来自动植物组织，本身就是具有生物活性的细胞，食品又是微生物的天然培养基。在采样、保存、运输、销售过程中食品的营养成分和污染状况都有可能发生变化。,Importance of sampling Sampling and any subsequent separations may be the greatest sources of error in food analyses. 1)Repre
27、sentative 2) No change or loss 3) No contaminant,一、食品样品的采集,（一）食品样品的采集原则 （二）食品样品的采集方法：随机和代表性采样 1、固态食品 （1）大包装固态食品：采样件数=总件数/2 从大包装中的上中下和五点（周围四点和中心）采样，充分混匀后缩分。 （2）小包装食品：随机抽样，包装250g以上不得少于6个，包装250g以下的不得少于10个，混匀后缩分。 （3）散装固态食品：上中下和五点（周围四点和中心）采样，充分混匀后缩分。,2、液态和半固态食品：用虹吸法分上、中、下三层采样，混匀后装在三个干净的容器中。 3、组成不均匀的食品 （1
28、）肉类：分别采取不同部位 （2）果蔬：若干个体切碎混匀后缩分。 4、含毒食物和掺伪食品：尽可能采取含毒物或掺伪最多的部位，不能简单混匀后取样。,检验,复验,备验,二、食品样品的保存,样品保存的原则和方法 （一）稳定待测成分：如果食品中含有易挥发、易氧化或易分解的物质，应结合所用的分析方法，在采样后立即加入某些试剂或采取适当的措施，以稳定这些待测成分，避免损失，影响测定结果。-胡萝素、黄曲霉毒素B1、维生素等见光容易发生分解，因此含这些成分的待检样品，必须在避光条件下保存。 （二）防止污染 ： （三）防止腐败变质：合适的保存温度 （四）稳定水分：对于含水量较高的食品样品，如不能尽快分析，可以先测
29、定水分，将样品烘干后保存。,第二节 食品样品的前处理,一、食品样品的制备 食品样品制备的一般步骤如下： 1.去除非食用部分 2.除去机械杂质：所检验的食品样品应该去除生产和加工中可能混入的机械杂质 3.均匀化处理 ：避免处理过程中食品样品受到污染，在制备过程中，应防止易挥发性成分的逸散及避免样品组成和理化性质的变化。对于液态或半液态样品如牛奶、饮料、液体调味品等，可用搅拌器充分搅拌均匀，对于含水量较高的水果和蔬菜类，一般先用水洗净泥沙，揩干表面附着的水分，取不同部位的样品放入高速组织捣碎机中匀浆（可加入等量的蒸馏水或按分析方法的要求加入一定量的溶剂）。,二、食品样品的前处理,1湿消化法(wet
30、 digestion)：是在适量的食品样品中，加人氧化性强酸，加热破坏有机物，便待测的无机成分释放出来，形成不挥发的无机化合物，以便进行分析测定。湿消化法是常用的食品样品无机化处理方法之一。 2.干灰化法（dry ashing)：是将食品样品放在瓷坩埚内，先在电炉上使样品脱水、炭化，再置于500600度的高温下中灼烧灰化。使样品中的有机物分解成二氧化碳、水和其他气体而挥发，留下的无机物供测定用。 3.固相萃取(solid phase extraction, SPE)：是一类基于液相色谱分离原理的样品制备技术，实际上就是柱色谱分离方法。在小柱中填充适当的固定相制成固相萃取柱，当样品液通过SPE小
31、柱时，待测成分被吸留，用适当的溶剂除去样品基体或杂质，然后用一种选择的溶剂将待测组分洗脱。从而达到分离、净化和浓缩的目的。该方法简便快速使用有机溶剂少，在痕量分离中应用广泛。 4.固相微萃取法（solid phase micro-rxtraction,SPME)是根据有机物与溶基之间“相似者相溶”的原理，利用石英纤维表面的色谱固定液对侍测组分的吸附作用，使试样中的待测组分被萃取和浓缩，然后利用气相色谱仪进样器的高温，高效液相色谱或毛细管电泳的流动相将萃取的组分从固相涂层上解吸下来进行分析的一种样品前处理方法。与传统分离富集方法相比，固相微萃取具有几乎不使用溶剂、操作简单、成本低、 效率高、选择性好等优点，是一种比较理想的新型样品预处理技术。,复习思考题,食品样品具有那些特点?应如何进行食品样品的制备？ 如何进行食品样品的采集？通常采样量是多少？ 食品样品保存的原则和所采取的方法主要有哪些？ 湿消化法和干灰化法有何优缺点？各应注意哪些问题？ 简述样品前处理的主要方法？各有何特点？ 什么是固相萃取和固相微萃取？,