KJ_1.7-1.8樣品的預(yù)處理和分析方法的選擇.ppt

復(fù)習(xí) 采樣時(shí) 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(yàn)用 采樣是食品分析的首項(xiàng)工作 采樣的正確與否 是檢驗(yàn)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(yàn)項(xiàng)目對(duì)試樣量的需要 采樣的數(shù)量一式三份供檢驗(yàn) 復(fù)檢和備查用 每份不少于0 5kg 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(jiǎn)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(duì)所采取的樣品進(jìn)行分取 粉碎 混勻等過(guò)程 由于用一般方法取得的樣品數(shù)量較多 顆粒過(guò)大且組成不均勻 因此必須對(duì)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(duì)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(yàn)結(jié)束后應(yīng)保留一個(gè)月以備需要時(shí)復(fù)查 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(píng)價(jià) 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) 分析方法的選擇 1 7樣品的預(yù)處理 1 8分析方法的選擇 1 7樣品的預(yù)處理 為什么要對(duì)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(duì)分析測(cè)定常常產(chǎn)生干擾 使反應(yīng)達(dá)不到預(yù)期的目的 因此 在測(cè)定前必須對(duì)樣品加以處理 以保證檢驗(yàn)工作的順利進(jìn)行 此外 有些被測(cè)組分在樣品中含量很低時(shí) 測(cè)定前還必須對(duì)樣品進(jìn)行濃縮 以便準(zhǔn)確測(cè)出它們的含量 1 7 1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(cè)組分的測(cè)定 完整保留被測(cè)組分 即被測(cè)組分在分離過(guò)程中的損失要小至可忽略不計(jì) 使被測(cè)組分濃縮 以便獲得可靠的檢測(cè)結(jié)果 選用的分離富集方法應(yīng)簡(jiǎn)便 被測(cè)組分的損失可用回收率來(lái)衡量 對(duì)回收率的要求 隨被測(cè)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(shí)允許更低 1 7 2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(cè)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 有些則是在生產(chǎn) 運(yùn)輸或銷售過(guò)程中由于污染引入的 如Pb As Hg等 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(cè)難以進(jìn)行 預(yù)處理的機(jī)理 在測(cè)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(cè)組分釋放出來(lái) 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 干灰化法是將樣品在高溫下長(zhǎng)時(shí)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)物結(jié)合的金屬部分則變成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物 灰化溫度一般為500 6000C 灰化時(shí)間以灰化完全為度 一般為4 6h 干灰化法的優(yōu)點(diǎn) 破壞徹底 簡(jiǎn)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(cè)定 干灰化法的缺點(diǎn) 破壞溫度高 操作時(shí)間長(zhǎng) 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) 加熱溫度低 減少了低沸點(diǎn)元素?fù)]發(fā)散失的機(jī)會(huì) 缺點(diǎn) 在消化過(guò)程中產(chǎn)生大量酸霧和刺激性氣體 對(duì)人體有害 因此整個(gè)消化過(guò)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(guò)氧化氫 硫酸等 二 溶劑提取法 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 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 用液體溶劑浸泡固體樣品以提取其中溶質(zhì) 浸提法對(duì)所采用的提取劑的要求 提取劑應(yīng)既能大量溶解被測(cè)物質(zhì) 又不破壞被提取物質(zhì)的性質(zhì)和組成 常用的提取劑有 無(wú)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(guò)程中可以采用加熱或回流的辦法來(lái)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 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 萃取效率由選擇的萃取溶劑和萃取的方法來(lái)決定 所選用的溶劑應(yīng)與溶液中原溶劑互不相溶 且對(duì)被測(cè)物質(zhì)有最大溶解度 而對(duì)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 利用物質(zhì)的揮發(fā)性的差異進(jìn)行分離 應(yīng)用 可以用于除去干擾組分 也可以使被測(cè)組分定量分離出去后再測(cè)定 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 常壓蒸餾適用于被測(cè)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 減壓蒸餾用于常壓蒸餾容易使被測(cè)組分分解或沸點(diǎn)太高的樣品 3 水蒸氣蒸餾可用于被測(cè)組分加熱到沸點(diǎn)時(shí)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(shí) 因受熱不均易引起局部炭化的樣品 四 色層分離法 定義 色層分離法又稱層析分離法或色譜分離法 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(shì) 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(guò)程往往也就是鑒定過(guò)程 尤其是對(duì)有機(jī)物質(zhì)的分離測(cè)定具有獨(dú)到之處 色層分離法的機(jī)理 分離的過(guò)程是由一種流動(dòng)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(dòng) 達(dá)到分離的目的 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 利用離子交換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(shí) 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 主要分為無(wú)機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑兩大類 在分析時(shí)應(yīng)用較多的是有機(jī)離子交換劑 即離子交換樹(shù)脂 離子交換樹(shù)脂的分類 按性能可分為七類陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 陰離子交換樹(shù)脂 鰲合樹(shù)脂 大孔樹(shù)脂 氧化還原樹(shù)脂 萃淋樹(shù)脂和纖維交換劑 離子交換樹(shù)脂為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物 在水 堿或酸中難溶 對(duì)化學(xué)試劑具有一定的穩(wěn)定性 對(duì)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(cè)定的非極性物質(zhì)就能被適當(dāng)?shù)娜軇┨崛〕鰜?lái) 磺化和皂化的反應(yīng)式如下 八 濃縮 濃縮的原因 食品樣品經(jīng)提取 凈化等處理后 有時(shí)試液的體積很大 待測(cè)組分的濃度很低 因此在測(cè)定前需進(jìn)行濃縮 以提高被測(cè)組分的濃度 分類 常用的濃縮方法有常壓濃縮法和減壓濃縮法 1 常壓濃縮法主要用于待測(cè)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 減壓濃縮法主要用于待測(cè)組分為對(duì)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 1 8 1選擇分析方法應(yīng)考慮的因素1 8 2分析方法的評(píng)價(jià) 1 8 1選擇分析方法應(yīng)考慮的因素 一般地說(shuō) 應(yīng)該綜合考慮下列各因素 1 分析要求的準(zhǔn)確度和精密度根據(jù)生產(chǎn)和科研工作對(duì)分析結(jié)果要求的準(zhǔn)確度和精密度來(lái)選擇適當(dāng)?shù)姆治龇椒?2 分析方法的繁簡(jiǎn)和速度根據(jù)待測(cè)樣品的數(shù)目和要求取得分析結(jié)果的時(shí)間等來(lái)選擇適當(dāng)?shù)姆治龇椒?3 樣品的特性根據(jù)樣品的這些特征來(lái)選擇制備待測(cè)液 定量某成分和消除干擾的適宜方法 4 現(xiàn)有條件根據(jù)具體條件來(lái)選擇適當(dāng)?shù)姆治龇椒?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(xiàng)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分析方法的評(píng)價(jià) 在研究一個(gè)分析方法時(shí) 通常用精密度 準(zhǔn)確度和靈敏度這三項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià) 一 精密度 精密度是指多次平行測(cè)定結(jié)果相互接近的程度 這些測(cè)試結(jié)果的差異是由偶然誤差造成的 它代表著測(cè)定方法的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性 精密度的高低可用偏差來(lái)衡量 偏差是指?jìng)€(gè)別測(cè)定結(jié)果與幾次測(cè)定結(jié)果的平均值之間的差別 偏差有絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差之分 測(cè)定結(jié)果與測(cè)定平均值之差為絕對(duì)偏差 絕對(duì)偏差占平均值的百分比為相對(duì)偏差 分析結(jié)果的精密度 可以用單次測(cè)定結(jié)果的平均偏差 表示 即式中 d1 d2 dn 1 2 n次測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)偏差 平均偏差沒(méi)有正負(fù)號(hào) 用這種方法求得的平均偏差稱算術(shù)平均偏差 單次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)算術(shù)平均偏差為式中 單次測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值 平均偏差的另一種表示方法為標(biāo)準(zhǔn)偏差 均方根偏差 單次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差 S 可按下列公式計(jì)算單次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為變異系數(shù) 即 標(biāo)準(zhǔn)偏差較平均偏差有更多的統(tǒng)計(jì)意義 因?yàn)閱未螠y(cè)定的偏差平方后 較大的偏差更顯著地反映出來(lái) 能更好地說(shuō)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(shí) 通常用標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)來(lái)表示 二 準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度是指測(cè)定值與真實(shí)值的接近程度 測(cè)定值與真實(shí)值越接近 則準(zhǔn)確度越高 準(zhǔn)確度主要是由系統(tǒng)誤差決定的 它反映測(cè)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(lái)表示 誤差越小 準(zhǔn)確度越高 誤差是分析結(jié)果與真實(shí)值之差 誤差有兩種表示方法 即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差指測(cè)定結(jié)果與真實(shí)值之差 相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差占真實(shí)值 通常用平均值代表 的百分率 選擇分析方法時(shí) 為了便于比較 通常用相對(duì)誤差表示準(zhǔn)確度 單次測(cè)定值絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差的計(jì)算 某一分析方法的準(zhǔn)確度 可通過(guò)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試樣的誤差 或作回收試驗(yàn)計(jì)算回收率 以誤差或回收率來(lái)判斷 在回收試驗(yàn)中 加人已知量的標(biāo)準(zhǔn)物的樣品 稱加標(biāo)樣品 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(duì)加標(biāo)樣品和未知樣品進(jìn)行預(yù)處理和測(cè)定 按下列公式計(jì)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(cè)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(duì)較低 在選擇分析方法時(shí) 要根據(jù)待測(cè)成分的含量范圍選擇適宜的方法 一般地說(shuō) 待測(cè)成分含量低時(shí) 需選用靈敏度高的方法 含量高時(shí)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(jiàn)靈敏度的高低并不是評(píng)價(jià)分析方法好壞的絕對(duì)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(duì)于高含量的組分 如食品的含糖量 的測(cè)定能獲得滿意的結(jié)果 相對(duì)誤差一般為千分之幾 相反 對(duì)于低含量組分 如黃曲霉毒素 的測(cè)定 重量法和容量法的靈敏度一般達(dá)不到要求 這時(shí)應(yīng)采用靈敏度較高的儀器分析法 而靈敏度較高的方法相對(duì)誤差較大 但對(duì)低含量組分允許有較大的相對(duì)誤差 小結(jié) 食品的組成十分復(fù)雜 其中的雜質(zhì)或某些組分對(duì)分析測(cè)定常常產(chǎn)生干擾 使反應(yīng)達(dá)不到預(yù)期的目的 因此 在測(cè)定前必須對(duì)樣品加以處理 以保證檢驗(yàn)工作的順利進(jìn)行 樣品預(yù)處理的原則 消除干擾因素 完整保留被測(cè)組分 使被測(cè)組分濃縮 選用的分離富集方法應(yīng)簡(jiǎn)便 常用的預(yù)處理方法 有機(jī)物破壞法 溶劑提取法 揮發(fā)和蒸餾分離法 色層分離法 離子交換分離法 沉淀分離法 皂化法和磺化法 濃縮等 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 溶劑提取法根據(jù)樣品有關(guān)成分性質(zhì)的不同 可采用浸提法 萃取法 常用的蒸餾方法有常壓蒸餾 減壓蒸餾和