食品分析与感官评定讲义
茂 名 职 业 技 术 学 院
20062007
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授课日期 （一）周 星期（一） 2006年9月4日
教案
中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载
序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 绪论 课程节数 2
绪 论
从高到低分掌握-A、理解-B、了解-C三种
1、食品分析的任务（B）
2、食品分析的内容（A）
3、食品分析方法及发展方向（C）
4、食品分析的分析过程 (C)
5、食品分析的一般技术用语 (A)
应了解的基本常识：
一、食品及其种类
食品：指各种供人们食用或者饮用的成品、原料以及按传统认定的既是食品又是药品
的物品。
食品的种类：根据不同方法分有不同的种类
但主要分为：粮食、食油、肉类、禽类、鱼鲜水产、蛋品、乳制品、水果、蔬菜、食
糖、食盐、糕点、周味品、豆制品、烟、酒、茶叶、罐头和冷饮等。品种繁多，成分复杂。
二、食品的功能：
1、营养功能：提供人体所需的各种营养素；
2、感官功能：满足人们不同的嗜好、要求。
3、生理调节功能：营养与保健结合起来。
二、常见食品的组成
三类：1、构成素，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐和水分
2、热量素：包括脂肪、碳水化合物、蛋白质等
3、调节素：包括维生素、无机盐和水分
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一、食品分析与感官评定的研究任务
食品分析与感官评定是食品科学的一门分支学科，它是研究评定食品品质并保障食品安全的一门科学。
：
1、运用物理、化学、生物化学等学科的基本理论及各种科学技术手段，按照制订的
各类食品的技术
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
，对加工过程的原料、辅助材料、半成品、成品、副产品等进行质量
检验，以保证生产出质量合格的产品。
食品检验的国家标准：在《食品卫生法》的法律依据下，卫生部发布并实施了新版
（2004）《中华人民共和国食品卫生检验方法（理化部分）》国家标准。规定的检测成分包
括：食物成分、有害元素、农药残留、食品添加剂、致癌物质等。
国际食品分析标准主要是指国际标准化组织（ISO）制定的仪器分析标准。该组织成立于1947年，是目前世界上最大的、最有权威的国际化标准化专门机构，下设有27个国
际组织，其中与食品分析有关的组织有联合国粮食与农业组织（FAO）与世界卫生组织（WHO）“食品法典”联合委员会（简称食品法规委员会，CAC）。该委员会现有包括中国在内的130人成员国。
2、为食品新资源和新产品的开发、新技术和新工艺的探索等提供可靠的依据。
3、控制和管理生产，保证和监督食品的质量。
（1）原料的验收、对各类食品加工生产使用的原料的质量的检验； （2）加工成品的质量检验和储存食品质量变化的示踪； （3）包装材料的食用安全性检查，是否含有害物质或加工和存放过程中产生有害物质，
辅助材料管理如各类食品添加剂、消毒剂、加工助剂的使用种类及残留量检测； （4）加工和生产环境对食品的影响，包括对生产的环境、土壤、大气、水质的理化分
析；
（5）市场商品、流通商品食物的质量监督管理。
总之：食品分析工作是食品质量管理过程中的一个重要环节。
?在确保原材料方面起着保障作用；
?在生产过程中起着―眼睛‖作用；
?在最终产品检验方面起着监督和标示作用。
二、食品分析与感官评定的研究内容
1.对食品营养素分析（一般成分的分析）：包括宏量营养至少、微量营养素和其它膳食成
分三大类
宏量营养素：
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（1）蛋白质 Protein和氨基酸 Amino
（2）脂肪fat
（3）碳水化合物 carbohydrate
微量营养素：
（1）维生素 Vitamin ：包括脂溶性维生素和水溶性维生素 （2）矿物质：包括常量元素与微量元素 trace element
其它膳食成分
（1）水分water和水分活度 water activity ：“水分活度”就是在特定压力温度下，该固体实际绝对含水量与饱和含水量之比。
（2）膳食纤维——灰分ash
（4）植物源食物中的非营养类物质，酸度 acidity
2.食品中有害物质的分析
食品中有害物质来源于污染，污染主要来源于两个方面
一是原材料受空气、土壤、水源、农药、肥料等环境的污染；二是食品加工、贮藏、
包装、销售过程中的污染。
?生物性污染 （指微生物生长繁殖产生毒素影响健康）
如：在花生腐烂变质中产生黄曲；
玉米、牛乳及乳制品和腌肉制品易产生敌敌畏。
? 化学性污染
a 农药 （有机氯，有机磷等）
b重金属中毒（Hg,Pb,As,Cd）
c包装材料(多环化合物)
d加工过程中产生的有毒物（如烟熏食品可能产生致癌物3-4苯并芘）
食品有害物质分析通常包括以下内容：
农药、有害化学元素、其它有害物质、微生物检测 3.食品添加剂的分析
食品添加剂：食品在加工生产过程中，为改善食品的色、香、味，延长食品保存期，
便于食品加工和增强食品营养成分而加入的食品用物质，这此添加剂有些是天然物质，有
些是化学合成的，有些具有一定毒性。共22类：
酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、
护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防
腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、香味剂及其他
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我国亦颁布了《中华人民共和国食品卫生法》和《食品添加剂使用卫生标准》
主要检测：甜味剂、防腐剂、发色剂、漂白剂、着色剂 4.食品的感官评定Sense organ appraisal
a.嗅觉鉴定 Scent appraisal(sense of smell)
b.视觉鉴定 Vision appraisal
c.味觉鉴定 Sense of taste
d.触觉鉴定 tactile sensation
三、食品分析与感官评定的分析方法
1.感官评估：通过食品外观、风味、组织形态等进行的品评方法来确定食品等级、甜度
等。
2.理化分析
（1）物理方法：根据食品的相对密度、折射率、旋光度、黏度、浊度等物理常数与食
品的组分及含量之间的关系进行检测的方法。 （2）化学方法：以物质的化学反应为基础的分析方法。包括重量分析与容量分析两部
分。
（3）仪器方法：以物质的物理、化学为基础的分析方法。包括光学分析法、电化学分
析法、色谱分析法及其它分析方法等类型。有速度快、一次测定组分多、误差小、自动化
程度高的特点。
3.微生物分析方法和生物鉴定法
微生物检验：主要指细菌不的检验，包括真菌及其毒素、食源性病菌及其毒素等的检
验。经典的方法有固体培养基法、液体培养基发酵法等。 四、食品分析与感官评定的分析过程
确定分析项目、内容?科学取样与样品存储?选择合适的分析技术，建立适当的分析方法?样品制备?选择分析方法，进行分析测定，取得分析数据?分析数据与标准样比
较，以校正分析结果?经数学统计处理，从分析数据中提取有用信息?将分析结果表达为
分析工作者需要的形式。
五、食品分析与感官评定技术用语的基本规定
1、水：
本书中使用的水，用于配制溶液时，系指纯度能满足分析要求的蒸馏水或离子交换水。
用于配制高效液相和标准溶液时，系指二次蒸馏水。
2、配制溶液的试剂：
（1）配制一般提取溶液或一般试液，用化学纯以上的试剂。
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（2）配制标准溶液的试剂，尽可能用优级纯或基准级试剂。
（3）溶液未指明用何种深剂配制时，均指用水配制。
3、溶液的浓度：
（1）摩尔浓度：表示1L溶液中含有溶质的摩尔数，用符号mol/l表示。
（2）液体组分溶液：系指各组分液体体积比。
（3）容量百分浓度：系指100ml溶液中含有液体的亳升数。
（4）重量百分浓度：系指100ml溶液中含有固体溶质的克数。
的种类很多，世界各国对化学试剂的分类和分级的标准不尽
一致。
国际纯粹与应用化学联合会，成立于1919年，是国际科联下属的
世界化学界唯的国际性学术性组织）对化学标准物质的分类为：
A级：原子量标准。
B级：和A 级最接近的基准物质。
C级：含量为100?0.02%的标准试剂
D级：含量为100?0.05%的标准试剂
E级：以C级或D级为标准对比测定得到的纯度的试剂
化学试剂按用途可分为标准试剂，一般试剂，生化试剂等等。
我国习惯将相当于IUPAC 的C级、D级的试剂称为标准试剂。
优级纯，分析纯，化学纯是一般试剂的中文名称。
4、测定结果表示形式：
（1）百分含量（%）：系指每百克（或每百毫升）样品中所含被测组分的克数。
（2）百万分含量：系指每千克（或每升）样品中所含被测组分的毫克数。或每百克
（或每百毫升）样品中所含被测组分的微克数。
（3）十亿分含量：系指每千克（或每升）样品中所含被测组分的微克数。或每百克
（或每百毫升）样品中所含被测组分的纳克数。
ppm10-61ppm1()1
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(1000000)ppm“‰”ppm
‰1ppm=0.001‰
-9ppb101ppb
-12ppt101ppt
5、常用浓酸和氨水的浓度和密度。
生活小常识：
我们的餐桌上离不开各种各样的蔬菜，它们也有防病治病的功效，说不定什么时候就
能帮上你的小忙。
黄瓜：用鲜黄瓜熬汤饮服可有效地治疗轻度浮肿。常吃黄瓜还有助于减肥。
茄子：茄子可防止血管出血，使血小板保持正常生理机能，常吃茄子可预防脑血管病、
动脉粥样硬化。另外，对各种出血性疾病也有很好的预防作用。
冬瓜：常吃冬瓜有助于人体清热解毒，用冬瓜熬水后冲洗或用冬瓜切片后擦洗患处，
可治疗皮肤病，同时可预防和治疗热毒痱子。
洋葱：经常食用洋葱可有效地治疗动脉硬化、高血脂，预防冠心病、心肌梗死。
韭菜：韭菜有很好的补肾益肝作用，同时还有降血脂、预防便秘的作用。
卷心菜：脚踝关节或腕关节、肘关节、膝关节扭伤后，将卷心菜捣成泥糊状，涂盖在
患处，可防止患处肿胀和疼痛。
思考题
1.简述食品分析与感官评定的任务和作用，说说你准备怎样来学好这门课程？ 2.食品分析包括哪些主要内容？采用的分析方法有哪些？
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授课日期 （一）周 星期（五） 2006年9月8日 教案序号 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 样品的采集与预处理 课程节数 2
第一节：样品的采集（B）
第二节：样品的制备与预处理（A）
第三节：样品的保存（C）
（1）理解采样的意义。
（2）掌握采样的方法。
（3）掌握样品的制备方法。
（4）熟悉样品的预处理方法。
（5）了解常用样品保存的方法。
食品分析的一般程序为：样品的采集、制备和保存、样品的预处理、成分分析、分析
数据处理及分析报告的撰写。
第一节 样品的采集
采样就是从大量物料中抽取一定量具有代表性样品的过程。
一、名词解释
1、检样：由整批食物的各个部分采取的少量样品称为检样。
检样的方法：随机抽样及代表性抽样
2、原始样品：把许多份检样合在一起，构成代表该批食品的样品，称为原始样品。
注意：如果采得的检样互不一致，则不能把它们放在一起做成一份原始样品。而只
能把质量相同的检样混在一起，作成若干份原始样品。
3、平均样品：原始样品经过处理再抽取其中一部分做检验用者称为平均样品。
4、四分法取样：用分样板先将样品混合均匀，然后按2/4的比例分取样品的过程。
5、检样样品：由平均样品中分出，用于全部项目检验用的样品。
6、复检样品：留作对检验结果有争议或有分歧时复检用的样品。
7、保留样品：有些样品，需要封存、保留一段时间，以备再次验证的样品。
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8、随机抽样：按照抽样方法的不同，又分为单纯随机抽样法、机械随机抽样法、分层
随机抽样法、整群随机抽样法。
二、采样的原则：
代表性原则、典型性原则、适时性原则、程序原则。 1、采集的样品要均匀、有代表性，能反应全部被测食品的组分、质量和卫生状况； 2、采样过程中要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带入杂质。 三、采样前需弄清的问题
1、采样的地点和现场情况如何；
2、样品中的主要组分是什么；
需检食品 3、采样完成后要做那些分析测定项目；
采样 4、样品中可能会存在的物质组成是什么。
原始样品 四、采样的记录
1、样品名称 混合、处理、缩分
2、采样时间 平均样品
3、采样地点
4、采样数量
5、采样方法及采样人
试验保留 6、签封
样本 复检样本 五、采样步骤
样本 三个步骤：检样、集中、均样
对应三类样品：检样、原始样品、平均样品
六、采样的数量与方法
1．大包装样品
1）颗粒状样品（粮食，粉状食品）
从某个角落的上中下各取一部分，然后混合，用四分法得平均样品。
2) 半固体样品（如蜂蜜，稀奶油）
用采样器从上中下分别取出检样，混合后得平均样品。
3) 液体样品
混匀后分层取样，每层吸取500ml，装入瓶中混匀得平均样品。 2．小包装的样品
连包装一起取（如罐头，奶粉）
一般按生产班次取样，取样数为1/3000，尾数超过1000的方取1罐，每天每个品种取样数不得少于3罐。
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3．鱼、肉、果蔬等组成不均匀的样品
对各个部分（如：肉包括脂肪、肌肉部分，蔬菜包括根、茎、叶等）分别采样经过捣
碎混合成为平均样品。
如果分析水对鱼的污染程度，只取内脏即可。 七、采样实例：
罐头食品取样
（一）按班次取样
1、取样数为1/3000
2、如尾数超过1000罐，则增取1罐。
3、每班每个品种取样基数不得少于3罐。
（二）生产量较大的产品
1、班产量总罐数20000罐为基数，取样数不少于1/3000罐。
2、如超过20000罐以上，取样数则按1/10000罐
3、尾数超过1000，则增取1罐。
（三）产品过少
1、同品种、同规格产品，可合并班次取样；
2、并班总数不超过5000罐；
3、每生产班次取样数不少于1罐，合并班次取样数不少于3罐。
（四）按杀菌锅取样
1、每锅抽取1罐；
2、每批每个品种不少于3罐。
八、采样注意事项
1、不得带入任何有害物质；
2、设法保持样品原有微生物状况和理化指标； 3、感官不合格出产品不必进行理化检验，直接判为不合格产品；
4、装样品的容器上要贴牢标签，注明样品名称、采样地点、日期、方法、数量、分析
项目及采样人员；
5、不能在短时间内分析的样品应妥善保存。
国家标准《食品卫生检验方法理化部分总则（GB/T5009.1）对采样过程提出了以下要
求，对于非商品场合，也可供参考。
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的要求，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。
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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，应了解商品的生产
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。
4.液体、半流体食品如植物油、鲜乳、酒或其它饮料，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3个干净的容器中。 5.粮食及固体食品应自每批食品上、中、下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、瓶装食品或其它小包装食品，应根据批号随机取样，同一批号取样件数，250g
以上的不得少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，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分，以所检验的样品计算。
10.感官不合格出产品不必进行理化检验，直接判为不合格产品。
第二节 样品的制备和保存 一、样品的制备方法
1.摇动或搅拌（液体样品，浆体，悬浮液体）
用玻璃棒、电动搅拌器、电磁搅拌
2.切细或搅碎 （固体样品）
3.研磨或用捣碎机
对于带核、带骨头的样品，在制备前应该先去核、去骨、去皮，目前一般都用高速组
织捣碎机进行样品的制备。
4、分离后分别采取（互不相溶的液体，如油和水） 二、样品的保存
保存的目的是防止样品发生受潮、挥发、风干、变质等现象，确保其成分不发生任何变
化。
保存方法根据样品可能的变化而定。
1、吸水或失水
用玻璃、塑料、金属等容器保存，最好放在避光处。原则：容器不能同样品的主要成
分发生化学反应。
2、霉变
新鲜的植物性样品易发生霉变，当组织有损坏时易发生褐变，且组织受伤的样品不易
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保存，应尽快分析。
3、细菌
容易腐烂变质的样品需保存在0~5?冷藏或干藏
冷藏干燥法：在进行冷冻干燥时，先将样品冷冻到冰点以下，水分即变成固态冰，然
后在高真空下将冰升华以脱水，样品即被干燥。
共熔点：指样品真正冻结成固体的温度，又称完全固化温度。
第三节 样品的预处理 一、样品处理的目的与要求
（一）样品预处理目的：使被测组分同其他组分分离，或将干扰物质除去，使被测物质达
到浓缩。
（二）样品的预处理的原则：
1. 消除干扰因素；
2. 完整保留被测组分；
3. 使被测组分浓缩。
（三）常用预处理方法
1. 有机物破坏法 ?干法灰化 ?湿法消化 2. 蒸馏法
?常压蒸馏 ?减压蒸馏?水蒸汽蒸馏 3. 溶剂提取法
?浸提法?溶剂萃取法
4. 磺化法和皂化法
5. 色层分离法
二、样品的预处理的方法
（一）有机物破坏法
适用范围：用于食品中无机盐或金属离子的测定
特点：采用高温或强氧化条件下，使食品中有机物质分解，并在加热过程中成气态而
散逸掉，无机物质和金属离子残留下来。 1. 干法灰化法（碱性灰化法和酸性灰化法）
样品?炭化? 500?～600?（马福炉） ?灰分?冷却?加适量适当溶剂溶解?水浴加热至干?加水定容
优点：
?破坏彻底；
?操作简便；
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?使用试剂少；
?多数食品经灼烧后灰分体积很小，有利于降低检测限。 缺点：
?耗时较长；
?温度高易造成某些易挥发组分的损失；
?坩埚对被测组分有吸留作用。
2. 湿法消化法
样品—加液态强氧化剂—加热消煮—消化液
优点：
?时间短；
?温度较低，减少了易挥发元素的损失；
?容器吸留少。
缺点：
?常产生大量有害气体，需在通风橱中操作；
? 消化反应时有机物分解出现大量泡沫外溢而使样品损失，需要操作人员小心照管；
?耗用试剂较多，做样品消化的同时必须做空白实验。
常用消化剂：浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等 （二）蒸馏法
利用液体混合物中各组分挥发度不同所进行分离的方法。
有常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏、分馏等。 （三）溶剂提取法
利用混合物中各物质溶解度的不同，将混合物组分完全或部分分离的方法。
1.溶剂萃取法，也称提取法
有常规液液萃取法、连续液液萃取法、反萃取法等。 2.浸泡法：用液体溶剂浸泡固体样品以提取其中溶质的方法，又称浸提法。
3、盐析法：向溶液中加入某一盐类物质，使溶质溶解在原溶剂中的溶解度大大降低，
从而从溶液中沉淀出来的方法。
（四）皂化法和磺化法
处理油脂及含脂样品时经常作用的方法。油脂被浓硫酸磺化或被碱皂化，由憎水性
变成亲水性，这时油脂中那些被测定的非极性物质就能较容易地由非极性或较弱极性的溶
剂提取出来。
1、磺化：油脂遇到浓硫酸就磺化成极性甚大且易溶于水的化合物，磺化净化法就是
利用这一反应，使样品中的油脂经磺化后再用水洗除去。
2、皂化法：对于些碱稳定的农药进行净化时，可用皂化法除去混入的脂肪。
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（五）色层分离法（层析分离法、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。通过分离体系与固定载体间相向
运动，进行组分动态分配而进行分离。
特点：应用最广泛的分离方法。而且分离过程往往也就是鉴定的过程。
主要方法：柱层析分离和薄层层析分离。
1.根据色谱中的固定载体分为：纸色谱、薄层色谱和柱色谱。
2.根据流动相可分为：气相色谱与液相色谱。
3.根据分离机理分为：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排斥色谱等。 三、样品的浓缩
（一）注意的地方：1、浓缩过程中避免待测组分损失。
2、当浓缩至体积很小时，浓缩速度不能太快。
3、浓缩回收率要达到?90%
（二）浓缩方法：
1、自然挥发法
2、吹气法
3、K?D浓缩器浓缩法
4、真空旋转蒸发法
思考题
1．采样之前应做那些工作？如何才能做到正确采样？
2．了解样品的分类及采样时应注意的问题。
3．为什么要对样品进行预处理？选择预处理方法的原则是什么？
4．常用的样品预处理方法有那些？各有什么优缺点？
5．针对下列与样品采集和制备有关的问题，说出一种解决问题的答案。
（1）样品偏差；
（2）在分析前样品存储过程中组成成分的变化；
（3）在研磨过程中的金属污染；
（4）在分析前样品存储过程中的微生物生长。
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授课日期 （二）周 星期（一） 2006年9月11日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 数据处理与质量控制 课程节数 4
第二章：数据处理与质量控制 本章基本要求：
（1）理解并掌握名词解释的含义。
（2）掌握怎样评估同一样品在多次重复测定结果的准确度和精确度。 （3）了解怎样
评价
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待测样品的标准曲线。
名词解释：
1、真实值：一个客观存在的具有一定数值的被测成分的物理量称为真实值。 2、准确度：测定值与真实值之间的接近程度。
3、精确度：多次平行测定结果相互接近的程度。
4、误差：测量值与真实值之间的差距，称为误差。
5、系统误差：因固定原因造成的误差，在测定过程中按一定的规律重复出现，一般有一
定的方向性，即测定值总是偏高或偏低，它来源于分析方法、仪器、试剂和主观误差。 6、偶然误差：由一些偶然的外因所引起的误差，产生的原因多是不固定的、未知的、且
大小不固定的。如环境的偶然波动，仪器的性能及分析人员对各份试样处理不一致而产生
的。天平读数不准、测定终点判断有误以及仪器噪音的影响等。 7、灵敏度：分析方法所能检测到的最低限量。
第一节 可信度的分析
可信度分析方法：1、测定数据
2、正确的评估方法（数理统计）
3、评估多次测定的准确度和精确度
一、平均值：
单个测量值
XX，X，X，？X,i123nX,= nn
平均值 测定次数
例：测定未烘烤的汉堡包中水分含量，共测四次，得到如下结果
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64.53%,64.45%,65.10%,64.78%
那么平均值应为：
64.53%，64.45%，65.10%，64.78% X,,64.72%4
二、准确度和精确度：
1. 准确度??分析结果与真实值的接近程度
准确度的高低用误差的大小来衡量。
误差一般用绝对误差和相对误差来表示。
2. 精密度??几次平衡测定结果相互接近程度
精密度的高低用偏差来衡量。偏差是指个别测定值与平均值之间的差值 3. 两者的关系：
精密度是保证准确度的先决条件，精密度高不一定准确度高，两者的差别主要是由于系统
误差的存在。消除系统误差后，精密度高则准确度也高。准确度大则精确度一定大。
4.相对偏差和绝对偏差
绝对偏差：单个测量值与平均值的差值；
相对偏差：绝对偏差与平均值的比值；可以用相对偏差和绝对偏差的概念解决下面两个分
析化学中的实际问题：
a 基准物：硼砂 Na2B4O7?10H2O M=381；碳酸钠 Na2CO3 M=106
选那一种基准物相对较高能使测定结果准确度高？
同样称取0.01mol时，硼砂可称取0.381g，而碳酸钠仅称取0.106g。 b：滴定管的容积为0.00～50.00ml。
如何确定滴定体积消耗范围 ？
0～10ml； 20～25ml； 40～50ml 。
取得真实值的方法：
1、通过购买标准样品来进行的对照实验。
2、将所得结果与实验室的结果进行对照。
例1：李四用砝码天平称量10g样品来做实验，实验有五个平行，所以他称了5次同样的样品。但是由于他的粗心大意，他称量前没有做天平校正，所以他称量的量偏低，由此引
起的误差是属于什么误差？
例2：大家体检要称量体重，现有两把称，其中一把称可以准确称量到0.1g，另一把称可以准确称量到0.01kg，你们会用哪把称称量？灵敏度高的是哪把称？用0.01kg的称还是用
16
0.1g的称？
三、标准偏差
平均偏差：
平均偏差又称算术平均偏差，用来表示一组数据的精密度。 平均偏差：
优点：简单； 缺点：大偏差得不到应有反映。 标准偏差：标准偏差又称均方根偏差。估计测定数据精确度的方法。可以正确反映若干测
定值之间的离散究竟有多大。标准偏差的计算分两种情况： 1．当测定次数趋于无穷大时
样品测定值
2真实平均值 (,,)X,i ,,n
标准偏差
样品数目
μ 为无限多次测定的平均值（总体平均值）； 即： 当消除系统误差时，μ即为真值。
用X代替µ，SD代替σ，即公式为：
样品测定值
平均值 2(,)XX,i,SD n
标准偏差
样品数目
2．当有限测定次数时（n＜30），就n-1代替n。
2(X,X),iSD,n,1 表：汉堡包水分含量的标准偏差值
17
2X,X样品号 测定值 ，(X,Xii
1 64.53 -0.19 0.0361
2 64.45 -0.27 0.0729
3 65.10 +0.38 0.1444
4 64.78 +0.06 0.0036
2X,258.86(X,X),0.257 ,,ii
X258.86,i2,,,64.72X(X,X)0.257,i4n =0.2927 ,,SD,n13上例中汉堡包中的水分含量X为64.72%，而标准偏差为0.293。
SD相对标准偏差（变异系数）: CV,，100%X
0.293汉堡包水分含量的变异系数为： CV,，100%,0.453%64.72
此变异系数说明，上述测定值与真实值只有0.453%的差别。一般情况下变异系数低于5%的结果都是可以接受的。
用标准偏差比用平均偏差更科学更准确.
例: 两组数据
1． X-X： 0.11, -0.73, 0.24, 0.51,-0.14, 0.00, 0.30, -0.21,
n=8 d
=0.28 S=0.38 11
2． X-X：0.18，0.26，-0.25，-0.37，0.32 ， -0.28， 0.31， -0.27
n=8 d=0.28 S=0.29 22
可见：d=d, 而：S>S 1212
评估数据精确度的方法：
1、计算几个测定值的离散程度（分布范围），范围大小，这种方法估计不准，不常用。 2、标准偏差法：可以正确反映若干测定值之间的离散究竟有多大。
18
3、测定真实值的相对偏差或真实值的相对平均偏差。
2、数据理论
四、置信度与置信区间
对于大量数据可用置信度Z值来衡量。
确定所期望的可信程 度
从置信度表中查出Z值
如何确定测定数据的可靠程度？
计算可信度 数据的可信程度与偶然误差的存在及出现的几率有着直接关系。 对于不含系统误差的无数个测定数据，其误差分布可用正态分布曲线(高斯曲线)来表征。以（x-μ）为横坐标，误差出现的频率y为纵坐标，误差正态分布曲线如图所示。 曲线的形状受总体标准偏差σ控制，越小，曲线又高又窄，表明数据精密度好。 σ 的数值等于曲线上的拐点到对称轴的距离，曲线的峰高等于1/[σ(2π)1/2]。 正态分布曲线与横轴所包围的面积代表了大小误差出现的概率（可由高斯方程积分获得）。
曲线下面积 几率
-?～+? 100%
μ ?σ 68.3%
μ ? 2σ 99.5%
μ ? 3σ 99.7%
由数据可见，偶然误差出现在m ?3σ范围内的几率
高达99.7%。
置信度是指人们所做判断的可靠性，所测数据的可信
程度，在数值上与几率相等。对于分析化学来讲：
置信度：以测量值为中心，在一定范围内，真值出现
在该范围内的几率。
置信区间：在某一置信度下，以测量值为
中心，真值出现的范围。
t=（
,
- m ）/s X
19
S, S,xn
平均值的置信区间可表示为 ：
,s, ,X,tn
s 有限次测定的标准偏差；
测定次数n
t值表
测定次数 置信度
n 50% 90% 95% 99% 99.5% 2 1.000 6.314 12.706 63.657 127.32 3 0.816 2.920 4.303 9.925 14.089 4 0.765 2.353 3.182 5.841 7.453 5 0.741 2.132 2.776 4.604 5.598 6 0.727 2.015 2.571 4.032 4.773
如果样品偏少，计算置信度可利用自由度的t表来解决，也就是（n-1）和期望值的水平。 几个概念：
1、绝对偏差：单次测定与平均值的差值。
2、相对偏差：绝对偏差在平均值中所占的百分率。
3、平均偏差：单次测量值与平均值的偏差之和，除以测量次数。
4、相对平均偏差：平均偏差在平均值所占的百分率。
5、绝对误差：测量值与真实值之差。
6、相对误差：绝对误差在真实值中所占的百分率
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授课日期 （二）周 星期（一） 2006年9月11日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣
课 题 数据处理与质量控制 课程节数 4
第二节 误差的来源 一、系统误差
1． 特点：
（1）对分析结果的影响比较恒定
（2）在同一条件下，重复测定，重复出现
（3）影响准确度，不影响精密度
（4）可以消除
2．产生的原因：
（1）方法误差——选择的方法不够完善
例： 重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当。 （2）仪器误差——仪器本身的缺陷
例： 天平两臂不等；砝码未校正；滴定管、容量瓶未校正等。 （3）试剂误差——所用试剂有杂质
例：去离子水不合格；试剂纯度不够（含待测组份或干扰离子）等。 （4）主观误差——操作人员主观因素造成
例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。
3.减免
(1)方法误差—— 采用标准方法
(2)仪器误差—— 校正仪器
(3)试剂误差—— 作空白、对比实验。
对比（对照）实验：用已知准确含量的标准样品，按分析试样所用的方法，在相同的条件
下进行测定。，若误差太大，说明需要改进分析方法或更换
分析方法，若误差不大，可以通过对照试验求出校正系数，用来校正分析结果；
校正系数=标准样品的含量/标准试样的分析结果 空白实验：在不加待测试样的情况下，按照与分析试样相同的分析条件和步骤进行测定，
所得结果称为空白值。从试样的测定结果中扣除空白值可得到比较可靠的分析结果。空白
试验主要。
21
二、偶然误差
1. 特点：
（1）非单向性（不恒定）：可大可小；可正可负。 （2）难以校正：不能通过校正或小心操作来减小偶然误差。 （3）服从正态分布：从统计规律来看，偶然误差的出现呈正态分布，小误差出现的几率
大，大误差出现的几率小。
2. 产生的原因：
偶然因素，如：温度、压力波动、偶然出现的振动、操作稍有出入造在的等。
3.减免
偶然误差的减免 ——增加平行测定的次数。测定次数较多时，偶然误差的分布符合正态
分布，在进行统计加和时，有可能相互抵偿。
三、 过失误差
由于操作失误（无意识）所造成的误差，如称量时样品洒落；滴定时滴定剂滴在锥型瓶外
等。 应根据两种误差各自的特点来正确判别是属于系统误差还是偶然误差。
四、标准曲线和回归分析
在分析某待测溶液的浓度时，利用已知不同浓度的标准液与其测定参数制作标准曲线，再
从标准曲线中查出待测液的浓度。在食品分析中用的标准曲线一般都是直线方程。
由书中图2-3可看出，A图的精确度比B图高。 我们还可通过直线方程来判定直线回归的好坏。
Y=aX+b
相关系数：用来衡量检测数据的线性关系
XY,r, 22XY()(),,
22
【例1-1】 对某一温度进行10次精密测量，测量数据如表1 - 2所示，设这些测得值已消
除系统误差和粗大误差，求测量结果。测量结果
101x,x,85.68,i110i,算术平均值
1010.00622,,(x,x),,0.026:C,si10,110,1 标准差的估计值 1i,
算术平均值的标准差
,0.026s,,,0.008,0.01:C,x n10
测量结果可表示为
或 x,x,,,(85.68,0.01):C,P,68.27%xa五、有效数字 x,x,3,,(85.68,0.03):C,P,99.73%xa数字在分析化学中的含义
实验过程中遇到的两类数字
（1）数目 ：如测定次数；倍数；系数；分数。
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（2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有关。
记录的数字不仅表示数量的大小，而且要正确地反映测量的精确程度。如：称取物
质的质量为：0.1g , 表示是在小台称上称取的。称取物质的质量为：0.1000g , 表示是用万分之一的分析天平称取的。要准确配置50.00mL溶液, 需要用50.00mL容量瓶配置,而不能用烧杯和量杯。取25.00mL溶液，需用移液管, 而不能用量杯。取25mL溶液,表示是用量杯量取的。
滴定管的初始读数为零时, 应记录为0.00mL, 而不能记录为0mL。分析化学中测定或计算所获得的数据，不但表示结果的大小，还可由数据的位数反映出测量结果的精确程度，这
类数字称为“有效数字”。在有效数字中，末位数字是不准确的，是估计值，称为可疑数字，具有?1的偏差，其他数字是准确的。
有效数字的位数对相对误差有很大的影响：
（1）作普通数字用，如
0.5180 4位 数据 绝对偏差 相对偏差 有效数字 有效数字 5.180? 100.51800 ?.00001 ?0.002% 5 －1 0.5180 ?0.0001 ?0.002% 4 （2）作定位用：如 0.0518 0.518 ?0.001 ?0.2% 3 3位有效
－2 数字 5.18? 10
－3 3．改变单位，不改变有效数字的位数：如： 24.01mL =24.01*10L
4．注意点：
（1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效数字；
（2）分析天平（万分之一）取4位有效数字；
（3）标准溶液的浓度，用4位有效数字表示；
（4）pH 4.34 ,小数点后的数字位数为有效数字位数；
（5）对数值，lgX=2.38；两位有效数字。
5、0做为有效数字的规则
（1）小数点后面的0通常是有效数字。
（2）小数点前面的0如果其前面没有其他数，这个0就不是有效数字。
（3）如果小数点前面没有数字，那么紧接小数点后面的0数字就不是有效数字。
（4）除了特别指出，最后的0不是有效数字。
6、数字修约规则
（1）. 加减运算
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结果的有效数字位数取决于绝对误差最大的数据的位数，即小数点后位数最少的数据的位
数。
例： 0.0121+25.64 +1.057=25.7091，应保留几位有效数字？ 0.0121 绝对误差：0.0001
25.64 绝对误差：0.01
1.057 绝对误差：0.001
计算结果的有效数字位数应与25.64保持一致，为：25.71
（2）. 乘除运算时
有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数
例：(0.0325? 5.103? 60.0)/ 139.8 = 0.071179184
计算各数据的相对误差：
0.0325 ?0.0001/0.0325×100%=?0.3%
5.103 ?0.001 /5.103×100%=?0.02%
60.06 ? 0.01 /60.06×100%=?0.02%
139.8 ?0.1 /139.8×100% =?0.07%
相对误差最大的数据0.0325有3位有效数字位数，故计算结果应为：0.0712。 滴定分析中所采用的容量器皿（滴定管、容量瓶、移液管）均保持有四位有效数字，故实
验结果的数据有效位数为四位。
（3）.数字修约规则
在计算和读取数据时,数据的位数可能比规定的有效数字位数多, 如用计算器可得七位的数据；在用分析天平称量时,可读出小数点后五位；因此需要将多余的数字舍去,舍去多余
的数字的过程称为数字修约过程,所遵循的规则称为数字修约规则。 过去常采用：四舍五入的数字修约规则。
现国家标准局规定采用：四舍六入五留双的数字修约规则。 0.132349 ?0.1323； 20.4862 ?20.49； 1.0055 ?1.006； 1.0025 ?1.002 四舍六入五留双的规则避免了进舍时的单向性,降低进舍时产生的误差。 7、可疑数字的取舍
可疑数据的取舍 --- 过失误差的判断
方法：Q检验法；格鲁布斯（Grubbs）检验法。
作用: 确定某个数据是否可用
分析方法的准确性检验---系统误差的判断
方法：t 检验法和F 检验法
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作用: 确定某种方法是否可用，判断实验室测定结果准确性
可疑数字的取舍? 过失误差的判断
经常会遇到这样的情况, 一组数据中, 有一个数据与其他数据偏离较大，随意处置，这样将产生三种结果：
（1）不应舍去，而将其舍去。由于该数据是较大偶然误差存在所引
起的较大偏离，舍去后，精密度提高，但准确度降低，如图（1）所
示：绿线代表真值所在位置，红线代表所有数据的平均值，蓝线代
表舍去最右端数据后的平均值，可见蓝线偏离真值更大。
（2）应舍去，而未将其舍去。该数据是由未发现的操作过失所引起
的较大偏离，如果应舍去将其保留，结果的精密度和准确度均降低。
如图（2）所示：所有数据的平均值（红线）偏离真值较大。如果舍
去，则结果的精密度和准确度均提高（蓝线）。 （3）随意处理的结果与正确处理的结果发生巧合，两者一致。这样做盲目性大，随意处
理数据使您的结果无可信而言。
正确的处理是按以下两种方法进行：
1． Q 检验法 步骤：
（1） 数据排列 X1 X2 „„ Xn
（2） 求极差 W：Xn － X1
（3） 求可疑数据与相邻数据之差 Xn － Xn-1 或 X2 －X1
（4） 计算Q值：
（5） 根据测定次数和要求的置信度，（如90%）查表： 表1--2 不同置信度下的Q值表
测定次数 Q90 Q95 Q99
3 0.94 0.98 0.99
4 0.76 0.85 0.93
8 0.47 0.54 0.63
（6）将Q与QX （如 Q90 ）相比， 若Q > QX 舍弃该数据, （过失误差造成） 若Q < QX 保留该数据, （偶然误差所致） 当数据较少时 舍去一个后，应补加一个数据. 2． 格鲁布斯(Grubbs)检验法
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基本步骤：
（1）排序：Ｘ1, Ｘ2, Ｘ3, Ｘ4„„；
（2）求Ｘ和标准偏差SD；
（3）计算G值；
（4）由测定次数和要求的置信度，查表得G 表；
（5）比较；
若G计算> G 表，弃去可疑值，反之保留。
由于格鲁布斯(Grubbs)检验法引入了标准偏差，故准确性比Q 检验法高
思考题：
1、为什么说精密度好是获得高准确度的前提条件？ 2、为什么增加平行测定的次数可以减小偶然误差？ 3、采用哪些措施可以提高测定的准确度？
4、被测组分含量与所允许的相对误差之间有什么关系？ 5、置信度高，测定结果的准确性也一定高吗？ 6、随意处置数据会产生什么结果？
7、采用四舍六入五留双的数字修约规则为什么较合理？
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授课日期 （二）周 星期（三） 2006年9月13日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 密度、折射率、旋光度的测定 课程节数 4
（1）了解液态食品的浓度及其与相对密度的关系。
（2）了解相对密度测定的意义。
（3）掌握液态食品相对密度的测定方法。
（4）了解折光法测定的意义。
（5）掌握食品中可溶性固形物浓度与折射率的关系。
（6）了解折光仪的构造使用及校正。
（7）掌握比旋光度的定义。
（8）了解变旋光作用。
（9）了解旋光仪的结构。
物理检验法：根据食品的相对密度、折射率、旋光度等物理常数与食品的组分及含量
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之间的关系进行检测的方法。
第一节 密度法
各种液态食品都有一定的相对密度，当其组成成分及浓度发发生变化时，相对密度也
随之改变。因此，测定相对密度可以了解食品的纯度、掺杂情况以及溶液的浓度等。 一、液态食品的浓度与密度的关系
（一）概念
1. 密度：在一定温度下每单位体积物质的质量。
以符号 表示，常用单位：g/cm3或g/ml ,
2. 相对密度：指在特定条件下某一物质的密度与另一种参考物质（常用纯水）的密,1
, 1度d,的比值。用表示,2,2
因为物质一般都具有热胀冷缩的性质（但水在4?以下是反常的，温度越低密度越小），
因此密度和相对密度的值都随温度的改变而改变。所以，密度应标出测定时物质的温度，
相对密度应标出测定时物质的温度及水的温度。
3. 液体的相对密度（真密度）：指液体在20?时的质量与同体积纯水在4?时的质量之比。以d20表示。 4
3因水在4?时的密度为1.000g/cm，所以物质在某温度下的密度和物质在同一温度,t
t20下对4?水的相对密度d在数值上相等，。工业上为方便起见，常用真密度d来表示物44
质的相对密度，其数值与物质在20?时的密度相等。 ,20
t204、视密度：测定溶液对同温度水的密度之比，用d表示。d表示某一液体在20?时t20
对水在20?时的密度。
20t同一溶液来说，视密度总是比真密度大，即d＞d。因为水在4?时的密度比在20?4t
时为大。
2020通常在20?测定样品的相对密度。若温度是在t时，dt与d的换算公式为： 4
2020 d ＝dt?σ4t
5、真固形物：某一溶液，当其中水分全被蒸发干涸时，所得的固形物称为真固形物。 6、视固形物：对于真固形物（蔗糖+非蔗糖成分）来说，它对溶液密度的影响与蔗糖不
一样，但为方便起见，可假定非蔗糖物质对溶液密度的影响程度和蔗糖相等，因此，非糖
溶液的密度，亦可从纯蔗糖质量浓度表中查知其固形物（称为视固形物）含量的近似值。
所以溶液愈纯，则视固形物与真固形物之差愈小，对化学纯级的蔗糖溶液，两者就完
全没有差别了。
二、密度测定的意义
29
1、密度是物质的一种物理指标，它可帮助了解食品品质的纯度、掺杂情况等。
2、制糖工业：以溶液的密度近似测定溶液中可溶性固形物的含量。 3、番茄制品：从密度-固形物关系表，即可查出固形物含量。 4、酒精：酒精含量——密度关系表，查出相对应的浓度。 5、密度是某些食品质量的指标。鉴别植物的成熟度和质量好坏。
密度通常与含脂肪酸的不饱和程度和含量成正比，与分子量成反比。 三、液态食品相对密度的测试方法：
1. 密度瓶法 适于精确度要求高或者样品数量较少的情况 （1）原理：
在一定温度下，利用同一密度瓶分别称取等体积的样品和纯水的质量，两者质量之比
即为该样品的相对密度。
（2）操作步骤：
取干净密度瓶?称重（W1）?装满
蒸馏水后?于20?水浴中浸泡30分钟
?使瓶温达到20??插入有毛细管的
玻璃塞?取出用滤纸擦干外部水?于天
平称量（W2）?记录?将蒸馏水倒出?
用少量的乙醇或乙醚洗净密度瓶?在同
一温度同一个密度瓶测定样品的重量
W3。
（3）计算
d
20=(W－W)/(W－W) 203121
W—密度瓶质量（g）；W—密度瓶和水的质量（g）；W—比重瓶和样品的质量（g）。 123
20 d=(W－W)/(W－W)?0.99823 43121
（4）注意事项：
?本方法适用于测定各种液态食品的相对密度。糖或其他粘稠样液的测定宜使用具有
毛细管的密度瓶。
?密度瓶内不得有气泡，也不要用手直接接触密度瓶球部，以免液体受热流出。
?天平室温度不得高于20? ，避免样液受热膨胀流出。
?若表示为对4?水的相对密度，测得值应乘一个校正系数0.99823。 2.密度计法
优点：便捷而实用
30
缺点：准确度不如密度瓶法。
原理：阿基米德原理——物体在液体中失去的重量等于物体在液体中所排开的液重。 密度计的质量为定值，所以被测液体的密度越大，密度计浸入液体中的体积越小。因此，
根据密度计浮在液面上的体积大小就可以求得液体的密度的大小。
测定液态食品的密度有下列专用的密度计：普通密度计、锤度计、波美计、乳稠计 （1）波美计
用于一般液体的相对密度的测定。
刻度方法：
20?蒸馏水：0 ?B′e 、
15%NaCl：15 ?B′e、
纯硫酸：66 ?B′e
操作方法：上升后静止1—3分钟读数
波美计与相对密度的换算：
比水重的液体 ?Be =145 - 145/d20 ′
比水轻的液体 ?B′e =145/d20 – 145
o（2）锤度计 Bx
适用于糖液浓度的测定。
刻度表示纯蔗糖溶液的质量分数（%）
ooooo常用刻度范围：0～6 Bx 、5 ～11 Bx 、10 ～16 Bx 、15 ～21 Bx、20 ～ 26 Bx
温度不在20?时应查表校正。
T ＞ 20? 得数低 ＋ 校正数
T ＜ 20? 得数高 － 校正数
例1：设观察锤度计在23?为18.84，查表得23?对应的校正数为0.18，则标准温度（20?）
时糖锤度为18.84+0.18=19.02
例2：设观察锤度计在19?为20.00，查表得19?对应的校正数为0.06，则标准温度（20?）
时糖锤度为20.00－0.06=19.94
（3）乳稠计 ：
专用于测定牛乳的相对密度。数字右上角标 ― ?‖
有20?/4?和15?/15?两种。
测量范围：1.015～1.045
非20?测量时需要校正。每高1?，要加0.2?，每低1?，需减去0.2?。也可查表
31
得出。
例3：温度17?时测得乳稠计读数为32?，则20?时应该为多少？
解：32－0.2?（20－17）= 32－0.6 = 31.4?
（相对密度为1.0314 ）
?乳稠计读数=（相对密度－1）?100 例4：25?时测得读数为29.8? ，则20?时应该为多少？
解：29.8+0.2（25－20）= 29.8 + 1.0 = 30.8?
（相对密度为1.0308）
第二节 折光法
通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质
的分析方法称为折光法。
一、测定的意义：
1、作为判断物质均一程度和纯度的标志。
2、油脂工业中：
（1）脂肪酸中碳数增大，其折射率也增大；
（2）同等碳数的脂肪酸的折射率，不饱和脂肪酸＞饱和脂肪酸，双健数增大，折射
率增大。
3、相关糖工业：
通过折射率测定纯糖溶液中的蔗糖成分和不纯糖溶液中的视固形物的含量。
二、折光率与样液浓度的关系
折光仪是利用进光棱晶和折射棱晶夹着薄薄的一层样液，经过光的折射后，测出样液
的折射率而得到样液的浓度的一种仪器。
溶液的折射率与相对密度一样，随着浓度的增大而递增。折射率的大小取决于物质的
性质，即不同的物质有不同的折射率；对于同一种物质，其折射率的大小取决于该物质的
浓度的大小。
二、折光仪的结构原理
折光仪的原理是利用测定临界角以求得样品溶液的折射率。多数折光仪可直接读取折
光率。常用的有手提折光仪和阿贝折光仪。
32
阿贝折光仪的使用步骤:
1．将仪器置于明亮的位置。
2．用蒸馏水调节仪器的零点。
3．测溶液的折光率。
4．仪器复原。
手提式折光计(糖度计）
测定：低聚糖浓度或可溶性固形物浓度
第三节 旋光法
应用旋光仪测量旋光物质的旋光度以确定其浓度、含量及纯度的分析方法称为旋光
法。
光是一种电磁波，光波振动方向与其前进的方向垂直。自然光的光波在一切可能的平
面上振动，当它通过尼可尔棱镜时，透过棱镜的光线只限制在一个平面上振动，这种光叫
偏振光。
一、比旋光度
旋光度：偏振光经过旋光性物质时，偏振光的平面被旋转的角度。在一定温度、一定
波长光线下，偏振光透过每毫升含1g旋光物质其厚度为1dm溶液时的旋光度，叫做比旋
光度。
[α]
=100α/LC Dt
33
C为溶液浓度，g/100ml；L为溶液在光路中的厚度，dm。
比旋光度在一定条件下为常数。右旋（+）左旋（-） 二、旋光仪的原理与结构
旋光仪就是能产生偏振光的仪器，可用来测定光学活性物质对偏振光旋转角度的方向
和大小，进一步定性与定量。原理如图:
光源 起偏镜 观测管 检偏镜 物镜 目镜
三、旋光仪的使用步骤
1．打开电源预热20分钟。
2．用蒸馏水或空气调仪器零点。
3．测溶液旋光度。
4．仪器复原。
思考题：
1.简述测定液态食品的专用密度计的种类和适用对象。密度计测得的是液体的密度还是相
对密度 ？
2.体积与温度哪种因素影响密度瓶法测定相对密度的准确度？ 3.说明折光法的基本原理及其在食品理化检验中的应用。 4.说明旋光法的基本原理及其在食品理化检验中的应用。
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授课日期 （三、四）周 星期（五、一） 2006年9月22、25日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 水分的测定 课程节数 4
第一节 水分的测定
（1）理解食品的水分含量及其存在形式。
（2）掌握常见几种水分测定的方法。
（3）掌握常见几种水分活度值测定的方法
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一、测定水分的意义
?水分是食品分析的重要项目之一。不同种类的食品,水分含量差别很大;
?控制食品的水分含量，保持食品良好的感官性状，维持食品中其他组分的平衡关系，保
证食品具有一定的保存期；
?计算生产中的物料平衡；控制各种原料中水分含量的高低，对成本核算、提高工厂的经
济效益具有重大意义。
?实行工艺监督。
二、食品中水分存在形式
结合水是由化合水和吸附水（单层水+多层水）组成的。结合程度最强的水，已成为非水
物质的整体部分，这部分水被看作“化合水”或“组成水”，它在高水分含量食品中只占
很小比例。结合强度差一些的结合水称为“单层水”或邻近水，它们占据着非水成分的大
多数亲水基团的第一层位置。“多层水”占有第一层中剩下的位置，以及形成单层水以外
的几个水层。
各种水的特点：
结合水：1、不易结冰（冰点在-40?）
2、不能作为溶质的溶媒。
3、在质子核磁共振试验中使氢的谱线变宽。 非束缚水：冻结时细胞结构被冰晶破坏，解冰后组织立即崩溃。
36
滞化水：被组织中的显微和亚显微结构与膜所阻留住的水。（显微结构是指在光学显微镜
下可看到的结构,明显的有叶绿体.线粒体.液泡, 亚显微结构指的是只有在电子显微镜下才
能看清的结构,如内质网.核糖体.核膜等）
毛细管水：指在生物组织的细胞间隙和制成食品的结构组织中通过毛细管力所系留的水。 自由流动水：指动物的血浆、淋巴和尿液以及植物导管和细胞内液泡等内部的水。
自由水/游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100?时水要沸腾，0?以下要结冰，并且易汽化。游离水是我们食品的主要分散剂，可以溶解糖、酸、
无机盐等，可用简单的热力方法除掉。
在烘干食品时，自由水就容易气化，而结合水就难于气化。冷冻食品时，自由水冻
结，而结合水在－30?仍然不冻。结合水和食品的构成成分结合，稳定食品的活性基，自
由水促使腐蚀食品的微生物繁殖和酶起作用，并加速非酶褐变或脂肪氧化等化学劣变。
三、等温线
如果食品周围环境的空气干燥、湿度低，则水分从食品向空气蒸发，水分逐渐少而
干燥，反之，如果环境湿度高，则干燥的食品就会吸湿以至水分增多。总之，不管是吸湿
或是干燥最终到两者平衡为止。通常，我们把此时的水分称为平衡水分（Equilibrum moisture）
也就是说，食品中的水分并不是静止的，应该视为活动的状态，所以，我们从食品保
藏的角度出发，食品的含水量不用绝对含量（%）表示，而用活度表示AW。 （一）水分活度 ：在同一条件（温度、湿度和压力等）下，溶液中的逸度与纯水逸度之
比。
可近似地表示为溶液中水蒸气分压P与纯水蒸气压P
之比，用A表示。 OW
即
37
A=P /P=ERH/100 WO
P ——溶液或食品中的水蒸气分压
P0——纯水的蒸气压
ERH——平衡相对湿度
水分含量、水分活度值、相对湿度是一些不同的概念：
水分含量是指食品中水的总含量，即一定量食品中含水的百分数，常用质量分数表示；
水分活度值是指食品中水分存在的状态，即水分与食品的结合程度或游离程度。结合
程度越高，水分活度值越低；结合程度越低，水分活度值越高，
同种食品一般水分含量越高，其水分活度越大，但不同种食品即使水分含量相同，但
水分活度也不同。
相同含水量的食品由于水分活度的不同而保藏性能会有明显差异，因此，测定食品的
水分活度，人为控制水分活度即可提高产品的质量并延长保存期。
而相对湿度是指食物周围的空气状态。
（二）等温线吸湿曲线：
指在恒定温度下，表示食品水分活度与含水量关系的曲线。
在等温吸湿曲线上，低水分含量范围内含水量稍增加就会导致水分活度大幅度增
加。将低水分含量区域内的曲线放大，呈一反S形曲线。 区号 区域 水分活度
A物料含水量 状态 特点
g/g干物质 W
0~0.25 0~0.07 第1单层水分子?型束缚与非水物质结合最紧密的区 区 水 水，吸湿时最先吸入，干
燥时最后排除，不能使干
物质膨润，不能起到溶解
的作用
0.25~0.8 0.07~0.33 第2多层水分子?型束缚实际上是多层水，起到膨区 区 水 润和部分溶解的作用，会
加速化学反应的速度。
0.8~0.99 0.40~20 第3毛细管凝结?束缚水 起到溶解和稀释作用，在区 水区 冻结时可以结冰
大多食品的等温吸湿线都成S形，但含有大量糖及可溶性小分子但不富含高聚物的
水果、糖果及咖啡提取物的等温吸湿线呈J形。由于食品的等温吸湿线与温度有关，水分
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活度随温度的升高而增大，所以同一食品在不同的温度下有不同的等温吸湿线。
一般食品有两条等温吸湿线，一条是吸附等温吸湿线，是食品在吸湿时的等温吸湿
线；另一条是解吸等温吸温线，是食品在干燥时的等温吸湿线，往往两条曲线是不重合的，
这种现象叫“滞后”现象。
（三）A的测定方法 W
有蒸汽压力法、电湿度计法、溶剂萃取法、扩散法、水分活度测定仪法和近似计算法等。
常和的有水分活度测定仪法、溶剂萃取法、扩散法。 1、水分活度测定仪法
（1）原理：利用在一定温度下，水分活度测定仪装置中的传感器可随食品中水蒸汽压的
变化而变化。
（2）仪器校正：用标准溶液BaCl，20?时的Aw为0.9 （3）温度校正：20?以上每增加1?加0.002，20?以下每减小1?减0.002。
（4）注意事项：测定时间不宜过长；不宜对SO2、NH3、NaOH 等腐蚀性成分样品进行
测定；测定中表头不能沾上样品；测试完后尽快清洗并用吹风机吹干样品盒。
2、溶剂萃取法：
（1）原理：样品中的水可用不混溶的溶剂来萃取，苯所萃取的水量与样品中的水分活度
成正比。
（2）卡乐费休试剂的标定：
重蒸馏水：经两次蒸馏的水．普通一次蒸馏水中还含有二氧化碳和其他杂质，为进一步除
去杂质，得到高纯度的水，需要再次进行蒸馏． T为卡尔费休试剂的滴定度（mg/ml）
mM为重蒸馏水的质量（mg） T,V，V0V为滴定水时消耗的卡尔费休试剂体积（ml） V
为空白试验时消耗的卡尔费休试剂体积（ml） 0
（3）测定：称取样品?加入萃取试剂?振摇?吸取样品液?加入无水甲醇?用卡尔费休
试剂滴定到橙微红色?记录消耗卡尔费休试剂的毫升数V1?用蒸馏水代替样品+苯做同
样的测定?记录消耗卡尔费休试剂的毫升数V2。
V10TV10，，，n（4）计算：1A ,,wVTV，02
3、扩散法：
原理：利用在恒温和密封的条件下，样品分别在高和低湿度中增加和减少的量与水分活度
成正比。
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（学生自学）
四、食品中水分的测定方法
----直接测定法、间接测定法
?直接测定法一般是采用烘干、干燥、蒸馏、提取或其他物理化学方法去掉样品中的水分，再通过称量或其他手段获得分析结果。
?间接测定法一般不从样品中去除水分，而是根据在一定的条件下样品的某些物理性质
与其水分含量存在简单的函数关系来确定水分含量。 （一）常压干燥法
1、原理：
----食品中水分含量指在100?左右直接干燥的情况下所失去物质的质量。
----实际上，在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。同时，在这种
条件下食品中结合水的排除也比较困难。
适用对象
----除了含有水分还含有挥发性化合物的食品或在100?易于分解的食品外，其他所有
食品本法皆可适用。
2、仪器
----铝质称量盒或玻璃称量皿
3、符合条件：
? 水分是唯一挥发成分
这就是说在加热时只有水分挥发。例如，样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用
干燥法，这些都有挥发成分。
? 水分挥发要完全
对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。它们结合的很牢固，不宜排除，
有时样品被烘焦以后，样品中结合水都不能除掉。因此，采用常压干燥的水分，并不是食
品中总的水分含量。
? 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。 例：还原糖+氨基化合物 ?? 变色（美拉德反应）+H2O? 还有 H2C4H4O6（酒石酸）+ 2NaHCO3 ? NaC4H4O6（酒石酸钠）+2H2O+2CO2
发酵糖（NaHCO3+KHC4H4O6） ? ?H2O+CO2+ NaKC4H4O6
高糖高脂肪食品不适应
我们讲的上面三点，应该是具体问题具体分析，对于一个分析工作人员，或者是一
个技术员，虽然干燥法必须符合三点要求，那么我们在只有烘箱的情况下，而且检测样品
40
不见得符合以上讲的三点，难道就不测水分吗？
例如，啤酒厂要经常测啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易挥发的芳香油。这一
点不符合我们的第一点要求，如果用烘箱法烘，挥发物与水分同时失去，造成分析误差。
此外，啤酒花中的α—酸在烘干过程中，部分发生氧化等化学反应，这又造成分析上的误
差，但是一般工厂还是用烘干法测定，他们一般采取低温长时间（80～85?烘4小时），或者高温短时（105?烘1小时）
4、常压干燥法的测定要点
? 取样（称样）
在采样时要特别注意防止水分的变化，对有些食品例如奶粉、咖啡等很容易吸水，
在称量时要迅速，否则越称越重。
? 干燥条件的选择
三个因素：?温度；?压力（常压、真空）干燥；?时间。
一般是温度对热不稳定的食品可采用70～105?；温度对热稳定的食品采用120～135?。
5、操作方法
清洗称量皿?烘至恒重?称取样品m
?烘箱（100～105?）中烘1.5小时?干燥器2
冷却?称重m?再烘0.5小时?称至恒重（两次重量差不超过0.002g） 1
＊ 油脂或高脂肪样品，由于脂肪氧化，而后面一次重量反而增加，应以前一次重量计算。 ＊ 对于易焦化和容易分解的食品，可以选用比较低的温度或缩短干燥时间。 ＊ 对于液体与半固体样品，要在称量皿中加入海砂，使样品疏松，扩大蒸发的接触面，
并且用一个玻璃棒作为容器。先放到沸水浴中烘，烘的差不多，再放到烘箱烘，否则不加
海砂样品容易使表面形成一层膜，造成水分不易出来，另外易沸腾的液体飞沫使重量损失。 6、计算：
，，,,X,m,m/W，100% 21
7、误差产生原因：
（1）样品中会有易挥发性物质，使测量值变大。
（2）某些成分与水结合，使水难挥发，测量值变小。
? 食品中的脂肪与空气中的氧发生氧化，使样品重量增重，使测量值变小。
? 在高温条件下物质的分解（果糖对热敏感），产生水分，使测量值变大。
果糖 C6H12O6 大于70? ??C6H6O3 + 3H2O
? 被测样品表面产生硬壳，妨碍水分的扩散；尤其是对于富含糖分和淀粉的样品；测
量值变小。
41
? 烘干到结束样品重新吸水，测量值变小。 （二）减压干燥法
1、原理：利用较低温度，在减压下进行干燥以排除水分，样品中被减少的量为样品的水
分含量。
2、适用范围：本法适用于在100?以上加热容易分解、变质及含有不易除去结合水的食
品。如糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测定。其测
定结果比较接近真正水分。
3、操作方法
准确称2.00～5.00g样品?于烘至恒重的称量皿?至真空烘箱?70?、真空度93.3～
98.6KPa（700～740mmHg）?烘5小时?于干燥皿冷却?称至恒重
（三）蒸馏法
蒸馏发出现在二十世纪初，当时它采用沸腾的有机液体，将样品中水分分离出来，此法
直到如今仍在适用。
1、原理：把不溶于水的有机溶剂和样品放入蒸馏式水分测定装置中加热，试样中的水分
与溶剂蒸汽一起蒸发，把这样的蒸汽在冷凝管中冷凝，由水分的容量而得到样品的水分含
量。
2、步骤
准确称2.00～5.00g样品?于250ml水分测定蒸馏瓶中?加入约50～75ml有机溶剂
?接蒸馏装置?徐徐加热蒸馏?至水分大部分蒸出后?在加快蒸馏速度?至刻度管水量
不在增加?读数
计算：
水分=V/W
V —— 刻度管中水层的容量 ml
W —— 样品的重量（g）
3、常用的有机溶剂及选择依据
常用的有机溶剂有比水清的，也有比水重的。
苯 甲苯 二甲苯 CCl4
密度 0.88 0.86 0.86 1.59
沸点 80? 80? 140? 76.8?
选择依据：对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因为它的沸点高，常选用低沸
点的有机溶剂，如苯。对于一些含有糖分，可分解释放出水分的样品，如脱水洋葱和脱水
大蒜可采用苯，要根据样品的性质来选择有机溶剂。
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4、蒸馏法的优缺点
? 热交换充分
优点 ? 受热后发生化学反应比重量法少
? 设备简单，管理方便
? 水与有机溶剂易发生乳化现象（乳化液不是溶液，是一种均匀的混合物。比
如油和水，油以很小的液滴分布在另一液体中，很稳定） 缺点 ? 样品中水分可能完全没有挥发出来
? 水分有时附在冷凝管壁上，造成读数误差
对分层不理想，造成读数误差，可加少量戊醇或异丁醇防止出现乳浊液。
这种方法用于测定样品中除水分外，还有大量挥发性物质，例如，醚类、芳香油、
挥发酸、CO2等。目前AOAC规定蒸馏法用于饲料、啤酒花、调味品的水分测定，特别
是香料，蒸馏法是唯一国际上公认的水分检验分析方法。 （四）卡尔-费休法
众所周知，卡尔费休法是测定各种物质中微量水分的一种方法，这种方法自从1935
年由卡尔费休提出后，一直采用I
、SO、吡啶、无水CHOH（含水量在0.05%以下）配223制而成，并且国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分，我们国家也把这个方
法定为国家标准测微量水分。
原理
在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。
I + SO + 2HO ? 2HI + HSO 22224
但这个反应是个可逆反应，当硫酸浓度达到0.05%以上时，即能发生逆反应。如果我们让反应按照一个正方向进行，需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验
证明，在体系中加入吡啶，这样就可使反应向右进行。
3 CHN+ HO+I+SO ? 2氢碘酸吡啶+硫酸酐吡啶 55222
生成硫酸酐吡啶不稳定，能与水发生反应，消耗一部分水而干扰测定，为了使它稳定，我
们可加无水甲醇。
硫酸酐吡啶 + CHOH（无水）? 甲基硫酸吡啶 3
我们把这上面三步反应写成总反应式为
I + SO + HO +3吡啶+CHOH ? 2氢碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶 2223
从反应式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而
43
产生2mol氢碘酸吡啶和1mol甲基硫酸吡啶
实际操作中各试剂用量摩尔比为：I ? SO ? CHN＝1 ? 3 ? 10 2255确定终点的方法：
以过量的I指示，呈微弱的黄棕色，适于水分含量＞1%的样品； 2
双指示电极安培滴定法（永停滴定法）。
适用范围:
广泛应用于各种液体、固体和一些气体样品中水分含量的测定，均能得到满意的结果。
在很多场合，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至ppm级）的标准分析方祛，用以校正其他测定方法。
在食品分析中，用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳粉和脱水蔬菜类等样品的水分测
定。
说明：1、不能测定具有还原性物质，如维生素C。
2、可测出食品中的自由水和结合水，是一个真实值。
3、样品需粉碎以增大接触面积，通常为40目。（——
——
）
（五）近红外线分光光度法
原理
---不同的水分含量的样品在二甲基甲酰胺存在的情况下对近红外线有不同的吸光度。
红外线属于电磁波，波长0.75～1000μm。分三部分：? 近红外区 0.75～2.5μm；
? 中红外区 2.5～25μm；? 远红外区 25～1000μm。 适用范围
----适用于水分含量较低的干菜等干制品中水分含量的测定。
思考题：
1.食品中水分的存在形式？干燥过程除去的是哪一类水分？ 2. 下列样品分别采用什么方法进行干燥，为什么？ ?含果糖较高的蜂蜜、水果样品；?香料样品；?谷物样品。 3.卡尔-费休法适于测定什么样品？滴定反应属于什么类型？ 4.在水分测定过程中，干燥器有什么作用？怎样正确地使用和维护干燥器？
5.在下列情况下，水分测定的结果是偏高还是偏低？为什么？
烘箱干燥法：样品粉碎不充分；样品中含较多挥发性成分；脂肪的氧化；样品的吸湿
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性较强；美拉德反应；样品表面结了硬皮；装有样品的干燥器未密封好；干燥器中硅胶已
受潮。
蒸馏法：样品中的水分和溶剂形成的乳浊液没有分离；冷凝器中残留有水滴；馏出了
水溶性成分。
卡尔-费休法：玻璃器皿不够干燥；样品颗粒较大；样品中含有还原性物质如维生素Ｃ；
样品中富含不饱和脂肪酸。
6.用蒸馏法测定水分含量时，最常用的有机溶剂有哪些，如何选择？如果馏出液浑浊，如
何处理？（可添加少量戊醇、异丁醇） 7.说明常压干燥法、减压干燥法和蒸馏法测定水分的原理和使用范围。
8.水分活度与水分含量有何区别？食品的腐败变质主要与食品中的哪一部分水分有关，为
什么？
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授课日期 （六）周 星期（三） 2006年10月11日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣
课 题 酸度的测定 课程节数 2 本节基本要求：
（1）了解酸度测定的意义。
（2）掌握总酸度的测定方法。
（3）掌握挥发酸的测定方法。
（4）了解PH值的测定原理及方法。
一、酸在食品中的作用
二、测定食品酸度的意义
三、酸度的概念
四、食品中有机酸的种类与分布
五、总酸度的测定
六、挥发酸的测定
七、有效酸度（pH）的测定
一、酸在食品中的作用
1、显味剂
大多数的有机酸具有很浓的水果香味，能刺激食欲，促进消化，在维持人体体液酸碱
平衡方面起着重要的作用。
2、保持颜色稳定
在水果加工过程中，如果加酸降低介质的pH值，可抑制水果的酶促褐度；选用
pH6.5-7.2的沸水热烫蔬菜，能很好地保持绿色蔬菜特有的鲜绿色。 3、防腐作用
酸味物质在食品中还能起到一定的防腐作用。当食品的pH小于2.5时，一般除霉菌
46
外，大部分微生物的生长都受到了抑制；若将醋酸的浓度控制在6%时，可有效地抑制腐败菌的生长。
二、测定食品酸度的意义
1.测定酸度可判断果蔬的成熟程度
例如：如果测定出葡萄所含的有机酸中苹果酸高于酒石酸时，说明葡萄还未成熟，
因为成熟的葡萄含大量的酒石酸。不同种类的水果和蔬菜，酸的含量因成熟度、生长条件
而异，一般成熟度越高，酸的含量越低。如番茄在成熟过程中，总酸度从绿熟期的0.94%
下降到完熟期的0.64%，同时糖的含量增加，糖酸比增大，具有良好的口感，故通过对酸
度的测定可判断原料的成熟度。
2.可判断食品的新鲜程度
例如：新鲜牛奶中的乳酸含量过高，说明牛奶已腐败变质；水果制品中有游离的半
乳糖醛酸，说明受到霉烂水果的污染。
3.酸度反映了食品的质量指标
食品中有机酸含量的多少，直接影响食品的风味、色泽、稳定性和品质的高低。酸
的测定对微生物发酵过程具有一定的指导意义。如：酒和酒精生产中，对麦芽汁、发酵液、
酒曲等的酸度都有一定的要求。发酵制品中的酒、啤酒及酱油、食醋等中的酸也是一个重
要的质量指标。
另外，酸在维持人体体液的酸碱平衡方面起着显著地作用。我们每个人对体液pH值也
有一定的要求，人体体液pH值为7.3-7.4，如果人体体液的pH值过大，就要抽筋，过小则又会发生酸性中毒。
三、酸度的概念
食品中的酸度通常用总酸度（滴定酸度）、有效酸度、挥发酸度来表示。 总酸度：
指食品中所有酸性物质的总量，包括已离解的酸浓度和未离解的酸浓度，采用标准碱
液来滴定，并以样品中主要代表酸的百分含量表示。
有效酸度：
指样品中呈离子状态的氢离子H
+的浓度（严格地讲是活度）用pH计进行测定，用pH
值表示。
• 人的味觉只对H+有感觉，所以，总酸度高，口感不一定酸。
• 在一定的 pH下，人类对酸味的感受强度不同。
如：
醋酸＞甲酸＞乳酸＞草酸＞盐酸
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一般食品在 pH＜3.0，难以适口；
pH ＜5 为酸性食品；
pH 5—6 无酸味感觉
挥发性酸度：
指食品中易挥发部分的有机酸，如乙酸、甲酸等，可用直接或间接法进行测定。 四、食品中有机酸的种类与分布
1．食品中常见的有机酸
食品中常见的有机酸：柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、乳酸及醋酸等
果蔬中主要的有机酸：柠檬酸、苹果酸和酒石酸(通常称为果酸)
来源：食品原料中固有；加工中添加；生产中有意让原料产酸、各种添加剂带入、生
产运输贮存中产生
这些有机酸有的是食品原料中固有的，如水果蔬菜及其制品中的有机酸；有的是在食品加工中添加进去的，如汽水中的有机酸；有的是在生产加工贮存中产生的，如酸奶、食醋中的有机酸。一种食品中可同时含有一种或多种有机酸。如苹果中主要含有苹果酸
（1.02%），含柠檬酸较少(0.03) ；菠菜中则以草酸为主，此外还含有苹果酸及柠檬酸等。
有些食品中的酸是认为添加的，故较为单一，如可乐中主要含有磷酸。
48
2．食品中常见的有机酸的含量
果蔬中有机酸的含量取决于品种、成熟度以及产地气候条件等因素，其它食品中有机
酸的含量取决其原料种类、产品配方等。 3．一些果蔬的pH
苹果 3.0-5.0 胡萝卜 5.0
梨 3.2-3.95 西瓜 6.0-6.4
杏 3.4-4.0 番茄 4.1-4.8
桃 3.2-3.9 豌豆 6.1
辣椒（青）5.4 橙 3.55-4.9
南瓜 5.0 菠菜 5.7
草莓 3.8-4.4
一些食品的pH
羊肉 5.4-6. 猪肉 5.3-6.9
鸡肉 6.2-6.4 鱼肉 6.6-6.8
牛乳 6.5-7.0 鲜蛋白 7.8-8.8
鲜蛋黄 6.0-6.3
五、总酸度的测定（滴定法）
1．原理
食品中的有机酸（弱酸）用标准碱液滴定时，被中和生成盐类。用酚酞作指示剂，当
滴定到终点（pH=8.2,指示剂显红色）时，根据消耗的标准碱液体积，计算出样品总酸的含
量。其反应式如下：
RCOOH + NaOH? RCOONa +H2O
49
2．适用范围：本方法适用于各类色浅的食品中总酸含量的测定。 3．试剂：
酚酞-乙醇溶液、氢氧化钠标准溶液。
4．样品的处理与制备
?固体样品
将样品适度粉碎过筛，混合均匀，取适量的样品 ，加入少量无二氧化碳的蒸馏水，
将样品溶解到250ml容量瓶中，在75-80?水浴上加热0.5小时（若是果脯类，则在沸水中加热1小时），冷却、定容 ，用干燥滤纸过滤，弃去初液，收集滤液备用。 ?含二氧化碳的饮料、酒类
将样品于45?水浴上加热30min， 除去二氧化碳，冷却后备用。 ?调味品及不含二氧化碳饮料、酒类
将样品混合均匀后直接取样 ，必要时也可加适量水稀释，若混浊则需过滤。 ?咖啡样品
将样品粉碎经40目筛 ，取10g样于三角瓶，加75ml 80％乙醇，加塞放置16小时，并不时的摇动，过滤。
?固体饮料
称取5g样品于研钵中，加入少量无CO2蒸馏水，研磨成糊状，用无CO2蒸馏水移入250ml容量瓶中定容，摇匀后过滤。
5．样品滴定
准确吸取制备的滤液50ml，加入酚酞指示剂2-3滴，用0.1mol/L标准碱液滴定至微红色30秒不褪色，记录用量，同时做空白实验。以下式计算样品含酸量。
总酸度（%）= C?（V1－V2）?K ?V3?100
m ?V4
式中：C — 标准氢氧化钠溶液的浓度mol/L
V1 — 滴定所消耗标准碱液的体积ml
V2 — 空白所消耗标准碱液的体积ml
V3 — 样品稀释液总体积ml
V4 — 滴定时吸取的样液的体积ml
M — 样品质量或体积（g或ml）
K — 换算为适当酸的系数，即1mol氢氧化钠相当于主要酸的克数
因为食品中含有多种有机酸，总酸度测定结果通常以样品含量最多的那种酸表示。例
50
如一般分析葡萄及其制品时，用酒石酸表示，其K=0.075；测柑橘类果实及其制品时，用
柠檬酸表示，其K=0.064；分析苹果及其制品时，用苹果酸表示，其K =0.067；分析乳品、肉类、水产品及其制品时，用乳酸表示，其K=0.090；分析酒类、调味品，用乙酸表示，
K=0.060。
6．注意事项：
?样品浸泡，稀释用的蒸馏水中不含CO2，因为它溶于水生成酸性的H2CO3,影响滴定终点时酚酞的颜色变化，一般的做法是分析前将蒸馏水煮沸并迅速冷却，以除去水中的
CO2 。样品中若含有CO2 也有影响，所以对含有CO2的饮料样品，在测定前须除掉CO2。 ?样品在稀释用水时应根据样品中酸的含量来定，为了使误差在允许的范围内，一般要
求滴定时消耗0.1mol/LNaOH不小于5ml，最好应在10~15ml左右。 ?由于食品中含有的酸为弱酸，在用强碱滴定时，其滴定终点偏碱性，一般pH在8.2左右，所以用酚酞做终点指示剂。
?若样品有色（如果汁类）可脱色或用电位滴定法,也可加大稀释比，按100ml样液加0.3ml酚酞测定。
各类食品的酸度以主要酸表示，但有些食品（如牛奶、面包等）也可用中和100g（ml）样品所需0.1mol/L（乳品）或1mol/L（面包）NaOH溶液的ml数表示，符号0T。新鲜牛奶的酸度为16-180T， 面包酸度为3-9 0T。
六、挥发酸的测定
食品中的挥发酸主要是低碳链的脂肪酸，主要是醋酸和痕量的甲酸、丁酸等。不包括
乳酸、琥珀酸、山梨酸及CO
、SO等。 22
正常生产的食品中，其挥发酸的含量较稳定，若生产中使用了不合格的原料或违反正
常的工艺操作，则会由于糖的发酵，而使挥发酸含量增加，降低食品的品质。因此挥发酸
的含量是某些食品的一项质量控制指标。
1．原理
挥发性酸的测定方法包括直接法和间接法。
直接法：直接用标准NaOH滴定由水蒸气蒸馏或其它方法所得到的挥发酸。
间接法：将挥发酸蒸发除去后，滴定不挥发残液的酸度，最后由总酸度减去此残液酸
度即得挥发酸的含量。
51
2．样品制备
挥发酸可用水蒸气蒸馏使之分离，加入磷酸可以使结合的挥发酸离析。经冷凝收集后，
可用标准碱液滴定。
样品处理方法
? 一般果蔬及饮料可直接取样。
? 含CO2的饮料、发酵酒类，须排除CO2
? 固体样品（如干鲜果蔬及其制品）及冷冻、粘稠等制品，取可食部分，加定量水，
捣碎机粉碎。
3．测定方法
准确称样2-3g，加入50ml无CO2 蒸馏水，置200ml烧瓶内，加1ml磷酸（目的是
使结合态的挥发酸为游离态），在水蒸气发生器加热蒸馏至300ml为止，用碱液滴定蒸馏
液。
挥发酸(以醋酸计)%= C?(V1 –V2)?0.06?100/W
4
七、有效酸度（pH）的测定
pH值的测定方法有很多，如电位法（pH计法）、比色法及化学法等，常用的方法为电位法及比色法。
电位法 (pH计法)
1.原理
以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入待测样液中，组成原电池，
该电池电动势的大小，与溶液pH值有直线关系。
E = E?- 0.0591 pH (25?）
2.适用范围
本方法适用于各种饮料、果蔬及其制品，以及肉、蛋类等食品中pH值的测定。
测定值可准确到0.01pH单位。
3. 仪器
? 酸度计
pHS- 29A 型 （手提式）
pHS-2型（实验中使用的）
pHS-25型（老型号）
52
pHS-3C型（数字显示）
Ph—HJ90B型（盒式）
? 231型或221型玻璃电极
? 232型 或 222型甘汞电极
? 现有复合电极
4. 操作方法
(1) 样品制备：
? 一般液体样品摇匀后可直接取样测定。
? 含CO2的液体样品，除CO2后再测，方法同总酸。
? 果蔬样品：榨汁后，取汁液直接测pH.
果蔬干制品：取适量样品加数倍的无 CO2水，于水浴上加热30分钟，
捣碎，过滤，取滤液测定。
? 肉类制品：称取 10 克已除去油脂并捣碎的样品，加入 100 ml 无CO2蒸馏水，浸泡 15 分钟，随时摇动，取滤液测定。
? 制备好的样品不宜久存，马上测定。
（2） pHs-2型酸度计、 pHS-3C型的使用（见实验讲义） 例：测白酒中的总酸、挥发酸、非挥发酸
原理：白酒中总酸以中和法测定，挥发酸用水蒸气蒸馏馏出液以中和法滴定。总酸与
挥发酸之差即为非挥发酸。
a)总酸的测定：吸取50ml白酒于锥型瓶 ?40?水浴加热30min ?加100ml水 ?加0.5%
酚酞2滴 ?用0.1mol/LNaOH滴定微红色
总酸（以乙酸计g/100ml）=(N?V)?0.06?100?1/50 b)挥发酸 100ml 白酒+100ml ?水蒸馏 ?接收100ml馏液 ?取25ml馏液 ?加2d酚
酞 ?用0.1N NaOH滴定微红色
挥发酸（以乙酸计g/100ml）=(N?V)?0.06?100?1/25 b)挥发酸 100ml 白酒+100ml ?水蒸馏 ?接收100ml馏液 ?取25ml馏液 ?加2d酚
酞 ?用0.1N NaOH滴定微红色
挥发酸（以乙酸计g/100ml）=(N?V)?0.06?100?1/25
如果测定啤酒的总酸度，以标准碱液中和一定量的啤酒（100ml）中的全部酸所消耗的体积表示。
啤酒中的酸类有少部分来源于原料大麦，称为原始酸度。大部分酸来自于浸麦、发芽、
糖化等工艺过程中的酶和酵母的作用，称为酵解酸度。
53
思考题
1.简述食品酸度的测定意义、表示方法及测定原理。
2.用水蒸气蒸馏测定挥发酸时，加入10%磷酸的作用是什么？水蒸气蒸馏的原理？
3.测定食品酸度时，如何消除二氧化碳对测定的影响？
4.对于颜色较深的样品，测定总酸度时终点不易观察，如何处理？
5.什么是总酸度、有效酸度？二者的区别？
6.
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
测定白酒中总酸度含量实验。
（要求：写出原理、操作概要、计算式）
授课日期 （六）周 星期（五） 2006年10月13日 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣
课 题 脂肪的测定 课程节数 2
（1）了解食品中的脂及含量。
（2）掌握提取剂的选择方法。
（3）掌握样品的预处理方法。
（4）掌握索氏提取法。
（5）掌握巴布科克法和盖勃法。
一、概述
1．脂类的分类、组成、性质
? 分类（classification）
脂肪 甘油三酯
脂类物质 （甘油+脂肪酸）
类脂肪
54
脂肪酸、磷脂、糖脂、固醇、甾醇
包括简单脂类（有两种组分组成的如脂肪酸和醇生成酯）、复合脂类（除以上两
种组分外还含有其他组分的成分，如P、N、S）、衍生脂（简单脂类与复合脂类的衍生物，
如脂肪酸（饱和的、不饱和的）、醇（丙三醇、长链醇、甾醇）、脂溶性物料（包括脂溶性
维生素A、D、E和K））
? 组成
脂肪是由一分子甘油和三分子高级脂肪酸脱水生成的
甘油 + 脂肪酸 -? 脂肪 + 水
油脂的结构与类型取决于脂肪酸，如果三个脂肪酸的R烃基相同，就称简单脂， 即醇与脂肪酸组成。如果脂肪酸的R烃基不同，则为复合脂。
? 性质（proporty）
?物理性质
脂类一般无色、无臭、无味，呈中性。相对密度小于1，固体脂类相对密度约为0.8，液体为0.915—0.940。脂肪不溶于水而溶于有机溶剂。根据这点，我们一般采用低沸点的
有机溶剂萃取脂类。
?化学性质
水解与皂化：一切脂肪都能在酸、碱或酶的作用下水解为脂肪酸及甘油。
氢化与卤化：利用氢化将液体油氢化成半固体脂肪，如人造奶油.
氧化与酸败：天然油脂暴露在空气中与氧会自发进行氧化作用，产生酸味，也就
是我们所说的酸败，统称哈败。哈败原因：a.不饱和脂肪—过氧化物—醛+酸；b.微生物分解脂肪成醇和脂肪酸，脂肪酸被氧化成低级酮类；c.油在高温加热时劣变。 2．脂类的作用
----重要的营养成分之一
（1）为人体提供必需的脂肪酸；
（2）富含热能营养素，是人体热能的主要来源；每克脂肪在体内可提供 37.62 kj (9 kcal) 热能，比碳水化合物和蛋白质高一倍以上；
（3）脂肪与蛋白质结合生成的脂蛋白，调节人体生理机能和完成体内生化反应。
55
（4）具有饱腹感
（5）是脂溶性维生素的良好溶剂，有助于脂溶性维生素的吸收；
（6）赋予食品一定的风味，特别是焙烤食品。
----过量摄入脂肪对人体健康有害！（增加患肥胖症、癌症的风险，过高的饱和脂肪
摄入，导致高血脂，患冠心病、高血胆固醇） 3．存在形式
游离态
----动物性脂肪及植物性油脂。
结合态
----天然存在的磷脂、糖脂、脂蛋白及某些加工食品（如焙烤食品及麦乳精等）中
的脂肪与蛋白质或碳水化合物等成分形成结合态。
对大多数食品来说，游离态脂肪是主要的，结合态脂肪含量较少。
4．测定的意义
----评价食品的品质。
----衡量食品的营养价值。
----实行工艺监督，生产过程的质量管理。
----研究食品的储藏方式是否恰当等。 二、提取剂的选择及样品预处理
(一）提取剂的选择原则
----相似相溶的经验规律。
常用溶剂：乙醚、乙醇、氯仿、氯仿-甲醇
? 乙醚
1．优点：
（1）沸点低于34.6?；
（2）溶解脂肪能力强，大于石油醚。GB中关于脂肪含量的测定都采用它作提取剂。
2．缺点：
（1）能饱和2％的水；
（2）含水的乙醚抽提能力降低；
（3）含水的乙醚使非脂成分（如糖）溶解而被抽提出来，使结果偏高（糖蛋白等）；
（4）易燃。
提取卵磷脂 （25?、mg/100g）
低分子成分 无水乙醚 含水乙醚
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葡萄糖 10.5mg/100g 315mg/100g
蔗糖 15 150
丝氨酸 0 15
Nacl 0 25
使用乙醚时注意：
a. 样品不能含水分，必须干燥；
b.室内空气流畅，使用乙醚时室内需空气流畅。因为乙醚在空气中，最大允许浓
度为400ppm，超过这个极限易爆炸。
c.除过氧化物。乙醚一般贮存在棕色瓶中放置一段时间后，光下照射就会产生过
氧化物，过氧化物也容易爆炸，如果乙醚贮存时间过长，在使用前一定要检查有无过氧化
物，如果有应当除掉。
检查过氧化物的方法
• 乙醚中+少量的Fe2++少量硫氰酸钾（KCNS）待到红色出现 ，说明有过氧化物存
在，反之为无色。
• 取6ml 乙醚，加2ml 10%的碘化钾溶液，用力振摇，放置1分钟，若出现黄色，
则证明有过氧化物存在。
• 过氧化物如:
H2O2、Na2O2、CaO2、 BaO2、 ZnO2、 MgO2等
排除过氧化物的方法
含过氧化物乙醚+FeSO(少量) ------ 可除掉过氧化物 4
? 石油醚（沸程30～60?）
石油醚溶解脂肪的能力比乙醚弱些，但吸收水分比乙醚少，且没有乙醚易燃，使
用时允许样品含有微量水分，没有胶溶现象，不会夹带胶溶淀粉、蛋白质等物质。采
用石油醚提取剂，测定值比较接近真实值。
乙醚、石油醚适用于：1.已烘干磨碎样品；2.不易潮解结块的样品；3.只能提取样
品中游离态的脂肪。
对于结合态脂，必须用酸或碱及乙醇破坏脂类和非脂成分的结合后才能提取，常
利用两种溶剂的优点混合使用。
?氯仿-甲醇
氯仿-甲醇是另一种有效的溶剂，它对于脂蛋白、磷脂的提取效率较高，特别适于水产
品、家禽、蛋制品等食品脂肪的提取。 （二）样品的预处理
57
----处理方法取决于样品本身的性质。牛乳预处理非常简单，而植物或动物组织的处理
方法则较为复杂。
在预处理中，有时需将样品粉碎。粉碎的方法很多，有切碎、研磨、绞碎或均质等处
理方法，均应当使样品中脂类的物理、化学性质变化以及酶的降解减少到最小程度。为此，
要注意控制温度并防止发生化学变化。
1．粉碎
原则：使样品中脂类的物理、化学及酶的降解减小到最低程度。 2．加海砂（易结块样品）
加入样品量的4-6倍，使样品疏松，扩大与有机溶剂的接触面积，有利于萃取。
3．加入无水硫酸钠（含水量较高样品）
因为乙醚可被2%水饱和，使乙醚不能渗入到组织内部抽提脂肪的能力降低，所以有些
样品含水量高时可加入无水硫酸钠，用量以样品呈散粒状为止。 4．干燥
目的：提高脂肪的提取效率。因样品潮湿时，乙醚不能渗入到组织内部。
温度应适宜。
温度高：（1）脂肪氧化；（2）脂肪与糖、蛋白质结合变成结合态脂肪，乙醚无法提取。
温度低：脂肪易降解。
5．酸处理
目的：对于乙醚不能渗入内部的或含结合态脂肪，将结合脂肪水解，脂肪以游离态析
出。温度过高时脂与糖、蛋白质等接触，变成复合脂，产生复合脂后，要用酸处理，主要
是把结合脂肪水解出去
实例 面 包：直接萃取得1.20％脂肪，酸处理后萃取得1.73％；
干全蛋：直接萃取得36.74脂肪％，酸处理后萃取42.39％。 6．对有些样品含有大量的碳水化合物，测定脂肪时应先用水洗掉水溶性碳水化合物再进
行干燥、提取。
三、脂类的测定
? 索氏提取法
? 巴布科克法
? 盖勃法
? 酸性乙醚提取法
? 碱性乙醚提取法
? 氯仿-甲醇改良法
58
（－）索氏提取法
1．原理
样品用无水乙醚或石油醚等溶剂抽提后，蒸去溶剂所得的物质，在食品分析上称为脂
肪或粗脂肪。
2．适用对象
适用于脂类含量较高、结合态的脂类含量较少、能烘干磨细，不易吸湿结块的样品的
测定。
该法特点：
对于大多数样品结果较可靠，所需周期长、溶剂量大。 3．操作方法
流程：
称样?（蒸发、脱水）?装样? 抽提（6-12h ）? 回收溶剂?蒸发溶剂?干燥 ?称重
?计算
（1）滤纸筒的制备
将滤纸剪成长方形8?15cm，卷成直径6cm圆筒，封底。最好放入些脱脂棉，避免样品外漏。
（2）称样
称取一定量经烘干磨细的样品于滤纸筒内，封好上口。（最好用测定水的样品）
（3）索氏抽提器的准备
索氏抽提器由三部分组成：回流冷凝管、提取管、接受瓶组成。接受瓶在使用前需烘
干至恒重。其它要干燥。
（4）抽提
将装好样的纸筒放入抽提管，倒入乙醚（乙醚从抽提管加入），加入量为接受瓶体积
的2/3。接上冷凝装置，在恒温水浴中提取，水浴温度约55?左右。理论抽提6-8小时，
实际3-4小时。根据样品性质来定。
（5）回收溶剂
取下接收瓶，回收乙醚或石油醚。待瓶内乙醚仅剩1～2mL时，在水浴上赶尽残留的溶剂，于100～105?干燥2小时，置于干燥器中冷却30分钟，称重，并重复操作至恒重。
（6）计算
脂肪％=（W1—W2）?100 / W
W1——瓶子重量(g)
W2——瓶和样品重(g)
59
W——样品重量(g)
滤纸筒应事先放入烧杯于100—105?烘箱烘至恒重。 4．注意事项
? 样品应干燥后研细，样品含水分会影响溶剂提取效果，而且溶剂会吸收样品中
的水分造成非脂成分溶出。装样品的滤纸筒一定要严密，不能往外漏样品，也但不要
包得太贤影响镕剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管，否则超过弯管的样品
中的脂肪不能提尽，造成误差。
? 对含多量糖及糊精的样品，要先以冷水使糖及糊精溶解，经过滤除去，将残渣
连同滤纸一起烘干，再一起放入抽提管中。
? 抽提用的乙醚或石油醚要求无水、无醇、无过氧化物，挥发残渣含量低。因水
和醇可导致水溶性物质溶解，如水溶性盐类、糖类等，使得测定结果偏高。过氧化物
会导致脂肪氧化，在烘干时也有引起爆炸的危险。
?乙醚中过氧化物的检查方法：
取6ml 乙醚，加2ml 10%的碘化钾溶液，用力振摇，放置1分钟，若出现黄色，则证明有过氧化物存在。
过氧化物如:
H2O2、Na2O2、CaO2、 BaO2、 ZnO2、 MgO2等
? 提取时水浴温度不可过高，以每分钟从冷凝管滴下80滴左右，每小时回流6—12
次为宜，提取过程应注意防火。
?在抽提时，冷凝管上端最好连接一个氯化钙干燥管，这样，可防止空气中水分进
入，也可避免乙醚挥发在空气中，如无此装置可塞一团干燥的脱脂棉球。
?抽提是否完全，可凭经验，也可用滤纸或毛玻璃检查，由抽提管下口滴下的乙醚
滴在滤纸或毛玻璃上，挥发后不留下油迹表明已抽提完全。
? 在挥发乙醚或石油醚时，切忌用直接火加热，应该用电热套，电水浴等。烘前
应驱除全部残余的乙醚，因乙醚稍有残留，放入烘箱时，有发生爆炸的危险。
? 反复加热会因脂类氧化而增重。重量增加时，以增重前的重量作为恒重。
? 因为乙醚是麻醉剂，要注意室内通风。
（二）酸性乙醚提取法
1．适用对象
适用于各类食品中脂类的测定，对固体、半固体、粘稠状液体或液体食品，特别是加
工后的混合食品，容易吸湿、结块，不易烘干的食品，不用采用索氏提取法时，用本法效
果较好。
60
本法不适于测定含磷脂高的食品、如：鱼、贝、蛋品等。因为在盐酸加热时，磷脂几
乎完全分解为脂肪酸和碱，当只测定前者时，使测定值偏低。本法也不适于测定含糖高的
食品，因糖类遇强酸易炭化而影响测定。
2．原理
食品样品经盐酸水解后，用乙醚提取脂肪，然后在沸水浴中回收和除去溶剂，称重而
获得游离和结合的脂肪含量。
3．流程：
称样?盐酸水解?醇溶? 乙醚洗涤? 混合醚萃取、分液 ?回收混合醚?干燥 ?称重?计算
（三）碱性乙醚提取法
1．适用对象：
适用于各种液状乳（生乳、加工乳、部分脱脂乳、脱脂乳等），各种炼乳、奶粉、奶
油及冰淇淋等能在碱性溶液中溶解的乳制品，也适用于豆乳或加水呈乳状的食品。
本法为国际标准化组织（ISO）、联合国粮农组织及世界卫生组织（FAO/WHO）等采用，为乳及乳制品脂类定量的国际标准法。
2．原理
利用氨-乙醇溶液破坏乳的胶体性状及脂肪球膜，使非脂成分溶解于氨-乙醇溶液中，而脂肪游离出来，再用乙醚-石油醚提取出脂肪，蒸馏去除溶剂后，残留物即为乳脂肪。 3．流程：
称样?加氨水? 乙醇? 乙醚? 石油醚?分液?回收混合醚?干燥 ?称重?计算 （四）氯仿-甲醇改良法
1．适用对象：
本法对样品组织内所包含的脂质及磷脂等抽提十分彻底，特别适用于鱼肉和家禽等食
品脂肪的提取。酸分解法可使部分磷脂分解，而本法却不会分解。 2．原理：
用极性甲醇和非极性氯仿作溶剂，可与样品中水分形成三元抽取体系，将样品组织中
结合的脂质变成游离脂肪，同时也能将诸如磷脂类极性脂质提取出（即将全部脂肪提取
出），然后挥发掉溶剂，称重定量。
3．流程
称样?氯仿+甲醇?回流提取1h?过滤?蒸发回收溶剂?离心?取醚层10ml ?蒸发除乙醚?干燥 ?称重?计算
（五）巴布科克法（Babcock法）
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该法是用于测定乳及乳制品中脂肪的一种方法。
酪蛋白3.0％
蛋白质3.5％ 白蛋白0.4％
非脂固体8.85％ 乳 糖4.6％ 球蛋白0.1％
水分87.5％ 矿物质Ca、P、Fe等
总固体12.2％
牛乳100％ 维生素 乳脂肪3.4％
免疫体积酶
在成分表中，乳脂肪3.4％是需要我们检测的。牛乳中脂肪含量标准如下：
（1）特级?3.2%
生鲜牛乳 （2）一级?3.0%
（3）二级?2.8%
牛乳为乳浊液。脂类在牛乳中并非以溶解状态存在，而是以脂肪球呈乳浊液状态存在，
它周围有一层膜使脂肪球得以在乳中保持乳浊液的稳定状态。该膜中含蛋白质、磷脂
等许多物质。通常，用浓硫酸时，非脂成分溶解，脂肪球膜就被软化破坏，脂肪即可
分离出来。这是公认的标准分析方法。
巴布科克法和盖勃氏法这两种方法是有两个科学家研制出来，一个是美国的
Babcock在1890年研究出测牛乳的脂肪，后来经过2年，即1892年由英国的盖勃也研究出测牛乳的脂肪。
这两种方法都是用来提取乳制品中的脂肪，此法也叫湿法提取，因为样品不需要
事先烘干，脂肪在牛乳中以乳胶体形式存在，要测定脂肪必需要破坏乳胶体脂肪与其
它非脂成分分离，分离出来的非脂成分一般用浓H2SO4分解，用容量法定量，操作简
便，为许多国家用于乳制品的常规分析。
1．原理：
利用硫酸溶解乳中的乳糖与蛋白质等非脂成分，使脂肪球膜破坏，脂肪游离出来，在
乳脂瓶中直接读取脂肪层，从而迅速求出被检测乳中的脂肪率。 2．方法
准确吸取17.60ml牛乳?于乳脂瓶中?加17.5ml硫酸（用量筒量取）?混合?离心5分钟（1000转/分）?60?水至瓶颈?离心2分钟（1000转/分）?加60?水至4％刻度线?离心1分钟?60?水浴中?使脂肪柱稳定?读取
加硫酸的作用：（1）溶解蛋白质；（2）溶解乳糖；（3）减小脂肪的吸附力。 说明：
62
（1）在巴氏法中采用17.6ml吸管，实际注入巴氏瓶中只有17.5ml。牛乳的密度1.030g/ml，故样品质量17.5?1.030=18g
巴氏瓶的刻度共10大格（0—10％），每大格容积为0.2 ml。脂肪的平均相对密度为
0.9，其脂肪质量为0.2?10（10大格）?0.9（脂肪相对密度）=1.8（g），18 g样品中含1.8 g脂肪即瓶颈全部刻度表示的脂肪含量的10％，每一大格表示1％的脂肪。故巴氏瓶刻度
读数即直接为脂肪的百分含量。
（2）硫酸浓度及用量要严格遵守方法中规定的要求，浓度过大会使牛乳炭化，过小则
不能将酪蛋白完全溶解，会使测定值偏低或使脂肪层混浊。
思考题
1.为什么索氏提取法测定脂肪测得的为粗脂肪？测定中需注意哪些问题？ 2.在脂肪测定中对使用的抽提剂乙醚有何要求？为什么？如何提纯乙醚？ 3.说明脂肪的存在形式、类型与测定方法的关系。
4.设计一实验测定花生仁中的粗脂肪的含量。（要求：写出原理、操作概要、计算式。）
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授课日期 （七）周 星期（四） 2006年10月19日 教案序号 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 蛋白质和氨基酸的测定 课程节数 2
（1）了解食品中蛋白质的含量及测定的意义。
（2）掌握凯氏定氮法。
（3）了解蛋白质的快速测定法。
（4）掌握氨基酸总量的测定。
蛋白质是食品的重要组成之一，也是重要的营养物质，一种食品的营养价值的高低，
主要看蛋白质含量的多少。另外，在决定食品的色、香、味及结构等特征上，蛋白质也起
着重要的作用。
一、蛋白质的组成
蛋白质是复杂的含氮有机化合物，它的溶液是典型的胶体分散体系，由20种两性氨基酸通过肽键结合在一起的大分子化合物，主要元素为C、H、O、N、S、P五种元素，微量元素有Fe、Zn、I、Cu、Mn。不同的蛋白质，其组成和结构不同。近似的蛋白质的元
素组成百分比如下：
元素 C H O N S P
百分比 50 7 23 16 0-3 0-3
64
蛋白质的平均含氮量为16%，即1份氮相当于6.25份蛋白质，6.25成为蛋白质换算系数。所以在用凯氏定氮法定量蛋白质时，将测得的总氮%乘上蛋白质的换算系数6.25，即为该物质的蛋白质含量。当测定的样品其含氮的系数与6.25相差较大时，则应采用该样品所对应的换算系数。
蛋白质是由氨基酸组成的天然高分子化合物，约占人体总重的18%。目前氨基酸的种类已达175种以上，而构成蛋白质的氨基酸主要是其中的20种，非蛋白质氨基酸有150多种。
人体的必需氨基酸（EAA）有8种：赖氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、
亮氨酸、异亮氨酸及苏氨酸。它们不能在人体中合成，必须由食物供给。 二、各种食品中蛋白质的含量及测定意义
1．含量
由于食品种类很多，所以蛋白质的含量分布是不均匀的，一般动物组织中含量高于植
物组织，而且动物组织以肌肉、内脏含量较多，植物则以种子含量高，豆类含量最高，如
黄豆蛋白质含量在40%。
常见食物蛋白质的大致含量/%
食物名称 蛋白质含量 食物名称 蛋白质含量 食物名称 蛋白质含量
9.5 17.6 9.9 猪肉 大黄鱼 小麦粉（标准）
20.1 16.7 1.1 牛肉 小黄鱼 大白菜
11.1 18.1 2.4 羊肉 带鱼 菠菜
3.3 17.3 0.8 牛乳 鲤鱼 黄瓜
26.2 8.3 0.4 乳粉（全脂） 稻米 苹果
14.7 9.7 0.9 鸡蛋 小米 柑橘
21.5 8.5 0.1 鸡肉 玉米 鸭梨
16.5 36.3 0.8 鸭肉 大豆 桃 2、 蛋白质变性
蛋白质受热或其它处理时，它的物理和化学性质会发生变化，这个过程称为变性作用，
蛋白质发生变性作用后，蛋白质的许多性质发生了变化，溶解度降低，发生凝结，形成不
可逆凝胶，-SH暴露在外面，引起蛋白质变性的因素主要是热、酸和碱，化学试剂、重金
属盐等。
例如：最常见的蛋白质变性现象，蛋清在加热时凝固，瘦肉在烹调时收缩变硬等都是由
65
pro的热变性作用引起的，另外蛋白质变性后-SH暴露在分子表面上，又例如，煮热的牛
奶和鸡蛋具有特殊的气味即与此有关。
在我们日常生活中，白衬衣穿脏后，在洗涤时，不能用热水洗涤，因为人体排出的汗水
里含有蛋白质，如果用烫水洗涤蛋白质受热后变性，衣服就由白变黄了，所以应该先用冷
水浸泡，再用热水洗涤。
3．测定意义
?蛋白质是组成人体的重要成分之一，人体的一切细胞都由蛋白质组成； ?蛋白质维持体内酸碱平衡；
?蛋白质是食品的重要组织部分之一，也是重要的营养物质；
?蛋白质是评价食品质量高低的指标，还关系到人体健康。
如果膳食中蛋白质长期不足，将出现负氮平衡，造成消化吸收不良导致腹泻等。
对于一个体重65公斤的人来说，若每天从体内排出氮3.5g（其中尿液排出2.4g，粪便0.8g，皮肤0.3g），以蛋白质含氮100/16计算，3.5g氮相当于蛋白质含量22g（6.25*3.5），也就是说每日至少通过膳食供给22g蛋白质，才能达到氮平衡，即摄入体内的氮数量与排
出氮的数量相等。
4．关于蛋白质的换算系数
食品中含氮的比例，因食品种类不同，差别很大，在测定蛋白质时，不同的食品应采
用不同的换算系数，一般手册上列出了一部分换算系数，乳及乳制品=6.38，蛋=6.25，畜禽肉及其制品=6.25，玉米、高粱=6.24，大米=5.95，大麦、小麦小米、黑麦及燕麦=5.83，麸皮=6.31，小麦粉及其制品=5.70，对于手册上查不到的样品则可用6.25，一般在写报告时要注明采用的换算系数以何物代替。
三、蛋白质的测定方法
蛋白质的测定方法分为两大类：一类是利用蛋白质的共性，即含氮量、肽链和折射率
等测定蛋白质含量；另一类是利用蛋白质中特定氨基酸残基、酸性、碱性基团和芳香基团
等测定蛋白质含量。
具体测定方法：
凯氏定氮法——最常用的，国内外应用普遍。
双缩脲反应、染料结合反应、酚试剂法、水扬酸比色法
国外：红外分析仪
（一）凯氏定氮法（Kjeldahl Method）
通过测出样品中的总含氮量再乘以相应的蛋白质系数而求出蛋白质含量的。
1883年，Johann Kjeldahl建立了现代凯氏定氮法的基本方法分析有机氮。
66
根据食品中蛋白质含量不同分为常量凯氏定氮法、半微量法和微量法。
常量凯氏定氮法：
1、 原理：样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化(digest)，使蛋白质分解，其中碳和氢被氧化为二氧化碳和水逸出。而样品中的有机氮(organic nitrogen)转化为氨与硫酸结合成硫酸铵。
然后加碱蒸馏，使氨蒸出，用硼酸吸收后再以标准盐酸或硫酸溶液滴定，根据标准酸
消耗量可以计算出蛋白质的含量。最低检出氮量为0.05mg。
2、步骤：整个过程分三步：消化、蒸馏、吸收与滴定
? 样品消化(sample digestion) ：
2NH(CH)COOH + 13HSO ＝ (NH)SO + 6CO + 12SO+16HO 22224424222
浓硫酸 （98%）：脱水性、氧化性
有机物 ? 脱水炭化 ? C、H、N ? 氧化? COSO 、2 2
N + SO ? NH+ SO23 3
加速蛋白质的分解，缩短消化时间
, 硫酸钾作用
提高溶液的沸点而加快有机物分解，与硫酸作用生成硫酸氢
钾可提高反应温度
纯硫酸的沸点为340?左右，加硫酸钾后，提高至400?以上，
KSO，HSO,2KHSO24244
2KHSO,4K2SO4，HO2,，SO3
原因：随着消化过程中硫酸不断地被分解，水分不断逸出而使硫酸钾浓度增大，沸点
升高。
注意：硫酸钾加入量不能太大，否则消化体系温度过高！
,(NH4)2SO4,,,NH3,，(NH4)HSO4 ,2(NH4)HSO4,,,2NH3,，2SO3,，2H2O也可以加入硫酸钠、氯化钾等盐类来提高沸点，但效果不如硫酸钾。
硫酸铜CuSO4 ,
作用：?催化剂，可以作消化终点指示剂（做蒸馏时碱性指示剂）
凯氏定氮法中可用的催化剂种类很多，还有氧化汞、汞、硒粉、二氧化钛等（考虑效
果、价格、环境污染等因素），应用最广泛的是硫酸铜。
, 使用时常加入少量过氧化氢、次氯酸钾等作为氧化剂以加速有机物氧化。
67
? 蒸馏 (neutralization and distillation)
消化完全的样品溶液，加入浓氢氧化钠（40%）使呈碱
性，加热蒸馏，即可释放出氨气。
(NH)SO+2NaOH?NH+NaSO+2HO 4243242
? 吸收与滴定(titration)
吸收：加热蒸馏所放出的氨，用硼酸溶液吸收。
滴定：用盐酸标准溶液滴定。
333424722NH，4HBO,(NH)BO，5HO (NH4)2B4O7，5H2O，2HCl,2NH4Cl，4H3BO3指示剂 红色 绿色 红色
（酸） （碱） （酸）
硼酸呈微弱酸性（Ka-10=5.8?10），用酸滴定不影响指示剂的变色反应，它有吸收氨1
的作用 。
也可采用硫酸或盐酸标准溶液吸收，然后再用氢氧化钠标准溶液反滴定吸收液中过剩
的硫酸或盐酸，用甲基红作指示剂。从而计算总氮量。
适用范围（application)：
GB/T5009.5 此法可应用于各类食品中蛋白质含量测定，是国家标准分析方法（）。
3、主要仪器：
凯氏烧瓶、 定氮装置
试剂：
4、操作方法：
固体样品0.2-2g，半固体样品2-5g，液体样品10-20ml。
用奈氏试剂（KHgI的KOH溶液）检查，无红棕色物质生成，表示蒸馏完毕，用24
0.1000mol/L盐酸滴定至由兰色变为微红色。
操作步骤：
准确称取样品0.50-2.00g?于500ml凯氏瓶中?加10g无水KSO?加0.5gCuSO?加244
20ml HSO?在通风橱中先以小火加热，待泡沫消失后，加大火力，消化至透明无黑粒后24
（消化过程中不时摇动瓶子使瓶壁炭粒溶于硫酸中）?继续消化30分钟?直至样液呈绿色透明?停止消化，冷却?加200ml水?连接蒸馏装置?用硼酸作吸收液?在K氏瓶中加玻璃珠数粒和80ml50% NaOH?加热蒸馏?至到K氏瓶内残液减少到三分之一时，取出用
水冲洗（用奈氏试剂检查）?用0.1000mol/L HCl滴定。
方法评价：
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优点：
?可用于所有食品的蛋白质分析中；
?操作相对比较简单；
?实验费用较低；
?结果准确，是一种测定蛋白质的经典方法；
?用改进方法（微量凯氏定氮法）可测定样品中微量的蛋白质。
缺点：
?最终测定的是总有机氮，而不是蛋白质氮；
?实验时间比较长（至少需要2h才能完成）；
?精度差，精度低于双缩脲法；
?所用试剂有腐蚀性。
•说明：
? 所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。
? 消化时不要用强火，应保持和缓沸腾，以免粘贴在凯氏瓶内壁上的含氮化合物在
无硫酸存在的情况下消化不完全而造成氮损失。
? 消化时应注意不时转动凯氏烧瓶，以便利用冷凝酸液将附在瓶壁上的固体残渣洗
下，并促进其消化完全。
? 样品中若含脂肪较多时，消化过程中易产生大量泡沫，为防止泡沫溢出瓶外，在
开始消化时应用小火加热，并时时摇动；或者加入少量辛醇或液体石蜡或硅油消泡剂，并
同时注意控制热源强度。
? 当样品消化液不易澄清透明时，可将凯氏烧瓶冷却，加入30％过氧化氢 2—3 m1
后再继续加热消化。
? 若取样量较大，如干试样超过5 g 可按每克试样5 m1的比例增加硫酸用量
? —般消化至呈透明后，继续消化30分钟即可，但对于含有特别难以氨化的氮化合物的样品．如含赖氨酸、组氨酸、色氨酸、酪氨酸或脯氨酸等时，需适当延长消化时间。
有机物如分解完全，消化液呈蓝色或浅绿色，但含铁量多时，呈较深绿色。
? 蒸馏装置不能漏气。
? 蒸馏前若加碱量不足，消化液呈蓝色不生成氢氧化铜沉淀，此时需再增加氢氧化
钠用量。
氢氧化铜在70～90?时发黑。
? 蒸馏完毕后，应先将冷凝管下端提离液面清洗管口，再蒸1分钟后关掉热源．否
则可能造成吸收液倒吸。
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微量凯氏定氮法
1、原理及适用范围同前
2、与常量法不同点：
加入硼酸量有50 ml 10 ml,
滴定用盐酸浓度由0.1 mol/L 0.01 mol/L ,
可用微量滴定管。
（二）蛋白质的快速测定法
1、双缩脲法
双缩脲定义：将尿素NH—CO—NH加热到稍高于它的熔点时，则发生双分子缩合，22
两分子尿素脱去一分子氨而生成的是双缩脲(NH-CONHCONH) 22
双缩脲试剂的配制
取10gNaOH放入量筒中，加水至100ml，待充分溶解后倒入试剂瓶中，配成NaOH
的质量浓度为0.1g/ml的溶液，瓶口塞上胶塞，贴上标签，写上试剂A。取1gCuSO4
放入量筒中，加水至100ml，待充分溶解后倒入试剂瓶中，配成CuSO4的质量浓度为
0.01g/ml的溶液(蓝色)，瓶口塞上胶塞，贴上标签，写上试剂B。
双缩脲与双缩脲试剂作用，即在在碱性溶液中与少量的硫酸铜（CuSO4）溶液作用显紫
红色，这个颜色反应叫做双缩脲反应（缩二脲反应），凡分子中含有两个或两个以上
肽键的化合物如多肽、蛋白质等都能发生这种颜色反应。
原理：当脲被小心地加热至150～160?时，可由两个分子间脱去一个氨分子而生成二
缩脲（也叫双缩脲），反应式如下：
150160
NH
—CO—NH +NH—CO—NH ? NH2—CO—NH—CO—NH2 + NH3 2222
HNCONHCONH+NH? 223
双缩脲与碱及少量硫酸铜溶液作用生成紫红色的配合物，此反应称为双缩脲反应。 蛋白质分子含有肽键，与双缩脲结构相似，故也能呈现此反应而生成紫红色配合物。在一
定条件下其颜色深浅与蛋白质含量成正比，据此可用吸收光度法来测定蛋白质含量它的最
大吸收波长为560nm。
方法特点及应用范围
本法灵敏度低，但操作简单快速，故在生化领域中测定蛋白质含量时常用此法。
本法亦适用于豆类油料、米、谷等作物种子及肉类等样品测定。 主要仪器： 分光光度计、离心机（4000r/min)
试剂：
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（1）碱性硫酸铜溶液
? 以甘油为稳定剂
? 以酒石酸钾钠作稳定剂
配制试剂加入硫酸铜溶液时，必须剧烈搅拌，否则将生成氢氧化铜沉淀。
（2）四氯化碳
操作方法
? 标准曲线的绘制
凯氏定氮法测出的标准蛋白质样
显色（加入试剂静置1小时）
比色（取上清离心）
? 样品的测定
显色、比色、查标准曲线
结果计算
c，100蛋白质（mg/100g）=
m式中：c—由标准曲线上查得的蛋白质mg数；
m—样品质量，g
说明及注意事项
?蛋白质的种类不同，对发色程度的影响不大；
?标准曲线作完整后，无需每次再作标准曲线。 方法评价：
优点：
?该法比凯氏定氮法费用低，速度快（可在不到30 min的时间内完成），是分析蛋白质最简单的方法；
?几乎没有物质干扰食品中蛋白质的双缩脲反应；
?比紫外吸收法更少发生颜色偏离；
?不需测定非多肽或非蛋白质来源的氮。 缺点：
?灵敏度低，分析时至少需要2～4mg蛋白质；
?如果存在胆汁素，则吸光度会虚度增加；
?高浓度的铵盐会干扰反应；
?不同蛋白质其最终反应产物的颜色不同，如明胶的双缩脲反应产生红紫色；
?如果有高浓度的脂或碳水化合物存在时，最终的反应溶液中可能会呈乳白色；
71
?此方法不是一个测量绝对值的方法，必须用已知浓度的蛋白质或经凯氏定氮法校
正。
2、水杨酸比色法
原理：样品中的蛋白质经硫酸消化而转化成铵盐溶液后，在一定的酸度和温度条件下
可与水杨酸钠和次氯酸钠作用生成蓝色的化合物，可以在波长660nm处比色测定，求出样
品含氮量，进而可计算出蛋白质含量。最低检出量为2.5μg氮。
主要仪器
分光光度计、恒温水浴锅
试剂
? 氮标准溶液
? 空白酸溶液
? 磷酸盐缓冲溶液
? 水杨酸钠溶液
? 次氯酸钠溶液
操作方法
标准曲线的绘制
样品处理：消化
样品测定：稀释，取样测定
标准曲线的绘制
取6个25ml容量瓶编号 0 1 2 3 4 5 6
分别加空白酸液 2ml
分别加磷酸盐缓冲液 5ml
稀释至总体积至 15ml
分别加水扬酸钠 5ml
37?水浴 15分钟 加入次氯酸钠 2.5ml
37?水浴 15分钟 取出试液于660nm下进行比色，绘标准曲线。 样品处理：
准确称样0.20~1.00g?于K氏瓶中?加15mlH
SO和5g催化剂?电炉上加热到沸腾24
后?加大火力消化?直到出现暗绿色时?摇动瓶子?K氏瓶全部消化后?冷却?加水至
250ml容量瓶。
72
样品测定：
准确吸取上述消化溶液10ml?于100ml容量瓶中?定容?准确吸2ml?于25ml容量
瓶中?加5ml磷酸缓冲液?以下操作与标准曲线绘制的步骤相同,并以试剂空白微对照，测得样液的光密度，从标准曲线查出其含氮量。
结果计算
总氮量（%）=C?K/（m?10000）
蛋白质（%）=总氮量（%）?F
说明
?样品消化完全后当天进行测定结果的重现性好，但样液放至第二天比色即有变化。
?温度对显色影响极大，故应严格控制反应温度。
对谷物及饲料等样品的测定证明，此法结果与凯氏法基本一致。 四、氨基酸总量的测定
双指示剂甲醛滴定法
电位滴定法
茚三酮比色法(ninhydrin method)
1．双指示剂甲醛滴定法
原理：氨基酸具有酸性的-COOH基和碱性的-NH
基。它们相互作用而使氨基酸成为2中性的内盐（内盐：分子内同时含有酸性和碱性基团，在分子内即可成盐）。当加入甲醛溶液时，- NH基与甲醛结合，从而使其碱性消失。这样就可以用强碱标准溶液来滴定2
-COOH基，并用间接的方法测定氨基酸总量。
方法特点及应用
此法简单易行、快速方便。
在发酵工业中常用此法测定发酵液中氨基氮含量的变化，以了解可被微生物利用的氮
源的量及利用情况，并以此作为控制发酵生产的指标之一。 误差：
脯氨酸与甲醛作用时产生不稳定的化合物，使结果偏低；
酪氨酸含有酚羟基，滴定时也会消耗一些碱而致使结果偏高；
溶液中若有铵存在也可与甲醛反应，往往使结果偏高。 试剂
40%中性甲醛溶液：以百里酚酞作指示剂，用氢氧化钠将40%甲醛中和至淡蓝色。
0.1% 百里酚酞乙醇溶液
0.1%中性红50%乙醇溶液
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0.1mol/L 氢氧化钠标准溶液
操作方法
样品溶液（氨基酸约20-30mg）2份，+ 50ml蒸馏水
1份 + 3滴中性红指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定（红色—琥珀色，终点） 1份 + 3滴百里酚酞指示剂+中性甲醛20ml，摇匀，静置1分钟，0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定（无色-淡兰色，终点）
分别记录两次所消耗的碱液ml数。
结果计算
X＝（V－V）?C?0.014?100／V 2I
式中：X为样品中氨基氮含量（g／100 g）；
V为百里酚酞作指示剂时消耗氢氧化钠标准液的体积（ml）； 2
V为中性红作指示剂时消耗氢氧化钠标准液的体积（ml）； 1
C为氢氧化钠标准液的浓度（mol／L）；
V为样品液取用量（ml）
0.014为氮的毫摩尔质量（g/mmol）
说明及注意事项
此法适用于测定食品中的游离氨基酸。
固体样品应先进行粉碎，准确称样后用水萃取，然后测定萃取液；
液体试样如酱油、饮料等可直接吸取试样进行测定。萃取可在500C水浴中进行0.5小
时即可。
若样品颜色较深，可加适量活性炭脱色后再测定，或用电位滴定法进行测定。
与本法类似的还有单指示剂（百里酚酞）甲醛滴定法，此法用标准碱完全中和-COOH
基时的pH为8.5-9.5，但分析结果稍偏低，双指示剂法的结果更准确。
2．电位滴定法
原理：根据氨基酸的两性作用，加入甲醛以固定氨基的碱性，使羧基显示出酸性，将
酸度计的玻璃电极及甘汞电极同时插入被测液中构成电池，用氢氧化钠标准溶液滴定，依
据酸度计指示的pH值判断和控制滴定终点。
仪器
酸度计、磁力搅拌器、微量滴定管
试剂
20%中性甲醛溶液：参考甲醛滴定法试剂
0.05mol/L氢氧化钠标准溶液
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操作方法
pH8.2--计算总酸含量；
pH9.2--试剂空白试验。
结果计算
氨基酸态氮%=（V－V）?C?0.014?100／(m?20/100） 12
式中：
V--测定用样品加人甲醛稀释后消耗氢氧化钠标准液的体积（ml）； 1
V--试剂空白试验加人甲醛后消耗氢氧化钠标准溶液的体积（ml）； 2
m –测定用样品溶液相当于样品的质量取用量（ml）；
C--氢氧化钠标准液的浓度（mol/L）
0.014--氮的毫摩尔质量（g/mmol）。
说明
本法准确快速，可用于各类样品游离氨基酸含量测定
对于浑浊和色深样液可不经处理而直接测定。 3．茚三酮比色法(ninhydrin method)
原理：氨基酸在碱性溶液中能与茚三酮作用，生成蓝紫色(Ruhemann purple color)化合
物（除脯氨酸外均有此反应）。该蓝紫色化合物的颜色深浅与氨基酸含量成正比，其最大
吸收波长为570nm，故据此可以测定样品中氨基酸含量。 主要仪器
试剂
操作方法
（1）标准曲线绘制
（2）样品的测定
结果计算
氨基酸含量（ug/100g）＝C?100／（M?1000）
式中：
C--从标准曲线上查得的氨基酸的ug数；
M--测定的样品溶液相当于样品的质量（g） 说明及注意事项
# 样品处理
活性炭
#茚三酮受阳光、空气、温度、湿度等影响而被氧化呈淡红色或深红色，使用前须进行
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纯化。
方法如下：取10g茚三酮溶于40ml热水中，加1g活性炭，摇匀静置30分钟，过滤。
将滤液放入冰箱中过夜，即出现兰色结晶，过滤，用2ml冷水洗涤结晶，置干燥器中干燥，装瓶备用。
思考题
1.试述蛋白质测定中，样品消化过程所必须注意的事项，消化过程中内容物颜色发生什么
变化？为什么？
2.样品经消化进行蒸馏前，为什么要加入氢氧化钠？这时溶液发生什么变化？为什么？如
果没有变化，说明什么问题？须采用什么措施？
3.硫酸铜及硫酸钾在测定中起了什么作用？
4.已知样品的含氮量后，如何计算出蛋白质含量？为什么要乘上蛋白质换算系数？不同种
类食品的换算系数为何不尽相同？
5.为什么凯氏定氮法测定出的食品中蛋白质含量为粗蛋白含量？ 6.蛋白质蒸馏装置的水蒸气发生器中的水为何要用硫酸调成酸性？ 7.说明用双缩脲法测定蛋白质的原理。在用双缩脲法测定蛋白质时，若样品中含有大量脂
肪，会出现什么现象？如何处理？
8. 测定氨基酸氮时，加入甲醛的作用是什么？若样品中含有铵盐，有无干扰，为什么
9.设计测定奶粉中蛋白质含量的实验。
（要求：写出测定原理、操作概要、计算式。）
76
授课日期 （八）周 星期（三） 2006年10月24日 教案序号 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 碳水化合物的测定 课程节数 2
（1）理解单糖、低聚糖和高聚糖的概念。
（2）掌握糖类的提取和澄清方法。
（3）掌握还原糖的测定原理和方法。
（4）掌握蔗糖的测定原理和方法。
（5）掌握总糖的测定原理和方法。
（6）掌握淀粉测定的原理及方法。
（7）掌握粗纤维素、果胶物质测定的原理及方法。
碳水化合物是生物界三大基础物质（另两类是脂肪和）之一，也是人类生命活动所需
能量的主要供给源，在自然界分布很广。
人类膳食中的糖类主要来自植物性原料，即谷物食品和水果、蔬菜等。现代营养学观
点认为：合理的膳食组成中来自糖类的能量应占总热能需要量的50%～70%。
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食品中的糖类以多种形式存在，但从代谢和供给人热能的意义上来说并不是同样等效
的。营养工作者据此将总碳水化合物分成两大类。
?有效碳水化合物：人体能消化利用的单糖、双糖、多糖中的淀粉。包括单糖、双糖、
糊精、淀粉和糖原（动物性淀粉）。
?无效碳水化合物：人体能消化利用的多糖中天然存在的纤维素、半纤维素、木质素、
果胶以及因工艺需要加入到食物中的微量多糖（如琼脂、海藻胶等）。
构成植物细胞壁的无效碳水化合物又称膳食纤维，
膳食纤维：指人们的消化系统或者消化系统中的酶不能消化、分解、吸收的物质，但
是消化系统中的微生物能分解利用其中一部分。这些无效碳水化合物能促进肠道蠕动。
对于膳食纤维近几年来人们研究得多。因为它直接关系到人体健康。比如，西方国家
得人普遍比东方国家吃得细、精，也就是他们吃的纤维少，谷类食物较少，而动物性食品
多，蛋白质、油脂等高，所以在他们国家得直肠癌的人较多。目前引起了他们的重视。最
近他们有好多食品厂在面包中加一些膳食纤维（米糠、麸皮等），还专门有些食品直接破
碎，比如用小麦、玉米破碎后加工即可食。这样各种维生素没有破坏，对身体有好处。
另外还要考虑到粮谷碾磨加工精度时，即要达到一定精白度，还要注意尽量减少维生
素的损失。并注意保持膳食中纤维素有一定数量。
一、食品中的糖（以组成特征分）
单糖——不能再被水解的碳水化合物，如葡萄糖、果糖、半乳糖
糖 双糖——蔗糖、乳糖、海藻
碳水化合物 糖醇——山梨醇、甘露醇
寡糖——3-9个单糖的聚合物，主要有低聚果糖、水苏糖、棉子糖
多糖——由10个以上的单糖或其衍生物以糖苷键结合而成的高分子化合物
组成，主要有果胶、纤维素和淀粉、琼脂、糖原等。 低聚糖：由2-10个单糖残基通过分子间脱水形成糖苷，以糖苷健结合而成的糖类。
包括双糖和寡糖。
单糖、低聚糖、多糖在一定条件下可以相互转化。
低聚糖、多糖 --? 单糖
利用单糖的还原性来测定糖的含量。
单糖易溶于水、稍溶于醇、有甜味、具有旋光性，尤为重要的是所有的单糖都具有还
原性，能被一些弱的氧化剂所氧化。单糖与浓盐酸或浓硫酸作用，脱去三分子水生成糖醛
（糖显色反应）。
食品中糖类的含量差别很大，粮豆及其加工品含有大量淀粉，稻米、小麦中淀粉含量
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约为70%，干燥豆类约为36%～47%；动物肌肉组织中糖原含量一般低于1%，而肝脏中一般为1.4%～4%。
水果是单糖和双糖的丰富来源，鲜果中含葡萄糖0.96%～5.82%，果糖0.85%～6.53%。
大多数水果中蔗糖含量较低，但西瓜、菠萝中含量较高，分别达到4%和7.9%左右。 ? 测定意义
? 糖是新生婴儿最理想的食品。
婴儿消化道内含有较多的乳糖酶，能把乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，而半乳糖是构成
婴儿脑神经的重要物质。如果用蔗糖代替乳糖，婴儿大脑发育受到影响。
由于成年人体内乳糖酶减少，乳糖不易被吸收。
? 糖是焙烤食品的主要成分之一。
在焙烤食品中，糖与蛋白质发生美拉德反应，使焙烤制品产生金黄的颜色，增加人们
的食欲感，同时也增加了食品的香和味。
? 生理方面：
? 提供能量（糖与蛋白质结合成糖蛋白，糖蛋白是构成软骨、骨骼等结缔组织的基质
成分）
? 构成细胞成分
? 促进消化（果蔬中的纤维素、果胶虽不能被消化机体利用，但可促进胃肠蠕动和消
化。）
二、总碳水化合物的测定
差减法和加和法
差减法：碳水化合物（%）=100-（蛋白质+脂肪+水分+灰分+膳食纤维） 特点：操作简单，但结果中包括一些植物细胞壁等非碳水化合物成分，而且测定方法本身
会带来一些误差。
加和法：碳水化合物（%）=单糖+双糖+寡糖+多糖
特点：结果更准确，但应用起来有困难。
三、糖的测定
食品磨碎、浸提 石油醚提取 提取剂提取糖 澄清后测定 （一）糖类的提取与澄清
1．提取剂
常用溶剂有水和乙醇。在提取糖类时，先将样品磨碎浸泡成溶液，有脂肪的样品用石
油醚提取，除去其中的脂肪和叶绿素等干扰物质。
? 水作提取剂
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用水作提取剂，温度控制在45-50?。蛋白质、糊精、氨基酸、多糖、色素会产生干
扰，影响过滤时间，所以用水作提取剂应注意：
1）温度过高：可溶性淀粉及糊精会溶出
2）酸性样品：酸性环境会使糖水解（转化），所以应先用碳酸钙中和至中性再提取。
3）样品中有活性酶：可使糖水解。应加二氯化汞（二氯化汞可抑制酶活性）后，再
提取。
? 乙醇（水溶液）作提取剂
适用于单糖、低聚糖及含酶多的样品，可避免糖被水解。用乙醇的目的，降低酶的作
用，避免糖被酶水解。浓度在70%-75%以上时，所有多糖和蛋白质不被提取。常用浓度
75-85％的乙醇溶液作糖类的提取剂。
2．澄清剂
? 作用：
沉淀一些干扰物质，使提取液清亮透明，以准确测定糖类。 ? 对澄清剂的要求：
1）除干扰物质完全，不吸附被侧物质糖类；
2）过量澄清剂不会影响糖的测定；
3）沉淀颗粒要小，操作简便；
4）不改变糖类的比旋光度及理化性质。
? 实验室常用的澄清剂
1）中性醋酸铅：适用于植物性的萃取液，它可除去蛋白质、丹宁、有机酸、果胶。
缺点：脱色力差，不能用于深色糖液的澄清，否则须加活性炭处理。
2）碱性醋酸铅：适于深色的蔗糖溶液，可除色素、有机酸、蛋白质。
缺点：沉淀颗粒大，可吸附糖，特别是果糖。大是的碱性醋酸铅还会改变糖的旋光度。
3）醋酸锌和亚铁氰化钾
适用于富含蛋白质、色泽较浅的糖提取液。常用于沉淀蛋白质，处理乳制品最理想。
主要是基于生成的亚铁氰酸锌（白色沉淀）与蛋白质共同沉淀，所以是动物性样品的沉淀
剂。
4）Al(OH)3乳剂是辅助澄清剂。
5）CuSO4-NaOH，用于牛乳等样品。
? 澄清剂的用量
澄清剂的用量必须适当。用量太少，达不到澄清的目的；用量太多会使分析结果产生
误差。不同的样液因干扰物质种类和含量的不同，所需加入澄清剂的量也不同。一般先向
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样液中加入1-3ml澄清剂，充分混合后静置。
2+2+2+若过量，糖液中则存有Zn, Pb等。过量的Pb和还原糖（果糖）生成铅糖，使测得糖量降低。所以应加除铅剂。
3．常用的除铅剂
KCO(草酸钾)、NaCO(草酸钠)、NaHPO(磷酸氢二钠)、NaSO(硫酸钠) 2242242424三、糖的测定
糖的测定方法：
? 物理法（相对密度法、折光法、旋光法）
? 化学法(直接滴定法、高锰酸钾法、碘量法 、 铁氰化钾法、蒽铜比色法、)
? 比色法
? 酶法
?色谱法
, 重量法
（一）还原糖的测定
还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中，分子中含有游离醛基（葡萄糖）或酮基（果
糖）的单糖和含有游离的半缩醛羟基的双糖（乳糖和麦芽糖）都具有还原性。本身不具有
还原性的非还原性糖（双糖、多糖），都可以通过水解而生成相应的还原性单糖，测定水
解液的还原糖含量即可求得样品中相应糖类的含量。
单糖均是还原糖。
还原糖常用的测定方法有直接滴定法、高锰酸钾滴定法和比色法等。 1．直接滴定法
原理：
将一定量的碱性酒石酸铜（费林试剂）甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化
铜沉淀；这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。
在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠
铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀；
这种沉淀与亚铁氰化钾络合成可溶的无色络合物；二价铜全部被还原后，稍过量的还
原糖把次甲基蓝还原，溶液由兰色变为无色，即为滴定终点；
根据样液消耗量可计算出还原糖含量。
碱性酒石酸铜溶液：
（费林试剂）甲液：称取15.00g硫酸铜（CuSO4?5H2O）及0.05g次甲基蓝，溶于水中， 并稀释至1000ml。
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（费林试剂）乙液：称50.00g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠溶于水中，再加4g亚铁氰
化钾，完全溶解后，用水稀释至1000ml。
结果计算： C，V，V1X,，100% W，V，10002
式中：
X：样品中还原糖的含量（以葡萄糖计，％）；
C：葡萄糖标准溶液浓度（mg/ml）；
W：样品质量（g）；
V：样品定容体积（ml）；
V1：滴定10ml酒石酸铜溶液（甲、乙各5ml）消耗葡萄糖标准溶液的ml数；
V2：测定时平均消耗样品溶液的ml数。
适用范围及特点：
本法又称快速法，是国家标准分析方法（GB/T5009.7-1985中第二法）,特点是试剂用
量少，操作和计算都比较简便、快速，滴定终点明显，准确度高，重现性好。适用于各类
食品中还原糖的测定。但测定酱油、深色果汁等样品时，因色素干扰，滴定终点模糊不清，
影响准确性。
说明与讨论：
?碱性酒石酸铜甲液和乙液应分别保存，用时才混合，否则酒石酸钾钠铜络合物长期
在碱性条件下会慢慢分解析出氧化亚铜沉淀，使试剂有效浓度降低。
?次甲基蓝也是一种氧化剂，但在测定条件下氧化性能比Cu
2+2+弱，故还原糖先与Cu
2+反应，等Cu完全反应后，还原糖才与次甲基蓝指示剂反应，使之由蓝色变为无色，指示
滴定到达终点。
为消除氧化亚铜沉淀对滴定终点观察的干扰，在碱性酒石酸铜乙液中加入了少量亚铁
氰化钾，使之与CuO生成可溶性的络合物，而不再析出红色沉淀，消除沉淀对观察滴定2
终点的干扰，使终点更为明显。
CuO?+KFe(CN)+HO = KCuFe(CN) +2KOH 2462226
2+?本法以测定过程中的Cu为计算依据，因此，在样品处理时，不能用硫酸铜和氢氧
化钠溶液作为澄清剂，以免引入Cu2+
?滴定必须在沸腾条件下进行。（目的：一是加快还原糖与酒石酸钾钠铜反应速度，
二是次甲基蓝的变色是可逆的，还原型次甲基蓝在遇到空气中的氧时可被氧化成氧化型；
三是氧化亚铜也极不稳定，易被空气中的氧氧化。因此保持反应液沸腾，不随意摇动锥形
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瓶，是防止空气进入，避免次甲基蓝和氧化亚铜氧化增加耗糖量。）
?本法对滴定操作条件要求很严，整个滴定工作须控制在3min内完成，其中2min内
加热至沸腾，然后以每2s1滴的速度滴定至终点。标准溶液的标定、样品溶液预测及测定
的操作条件应保持一致。
?样品溶液必须进行预测。
目的：一是本法对样品溶液中还原糖浓度有一定要求（0.1%左右），测定时样品溶液的消耗体积应与葡萄糖标准溶液标定是消耗的体积相近，通过预测可知道样品溶液的浓度
是否合适，浓度过大过小都需调整，使预测时消耗样液的量在10ml左右。二是通过预测可知道样液大概消耗量，以便在正式测定时预先加入比实际测定少1ml的样液，只留下1ml
样液在测定时加入，以保证在1分钟内完成滴定工作，提高测定的准确性。
?为了提高测定的准确度，要求用哪种还原糖表示结果就用相应的还原糖标定碱性酒
石酸铜溶液，如用葡萄糖表示结果就用葡萄糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液。
?影响测定结果的主要操作因素是反应液碱度、热源强度、煮沸时间和滴定速度。反
应液的碱度直接影响二价铜与还原糖反应的速度、反应进行的程度及测定结果。
在一定范围内，溶液碱度愈高，二价铜的还原愈快。因此，必须严格控制反应液的体
积，标定和测定时消耗的体积应接近，使反应体系碱度一致。
热源一般采用 800 w 电炉，电炉温度恒定后才能加热，热源强度应控制在使反应液
在两分钟内沸腾，且应保持一致。否则加热至沸腾所需时间就会不同，引起蒸发量不同，
使反应液碱度发生变化，从而引入误差。
沸腾时间和滴定速度对结果影响也较大,一般沸腾时间短，消耗糖液多（有残留氧未赶
尽）。反之，消耗糖液少；滴定速度过快，消耗糖量多（还原糖未完全与酒石酸钾钠铜络
合物反应，有过量的糖液），反之，消耗糖量少。因此，测定时应严格控制上述实验条件，
应力求一致。平行试验样液消耗量相差不应超过0.1ml 。 2．高锰酸钾滴定法：
原理：
样品经除去蛋白质后，还原糖在碱性环境下将铜盐还原为氧化亚铜，加硫酸铁后，氧
化亚铜被氧化为铜盐，以高锰酸钾溶液滴定氧化作用后生成的亚铁盐，根据高锰酸钾消耗
量计算氧化亚铜含量，然后再求得还原糖含量。
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 = 2CuSO4 + 2FeSO4 + 2H2O
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O
适用范围及特点：
本法为国家标准方法（ GB/T5009.7-1985中第一法），适用于所有食品中还原糖的测
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定，以及通过酸水解或酶水解转化为还原糖的非还原性糖类物质的测定。准确度和重视性
均优于直接滴定法。但操作复杂、费时，需使用特制的高锰酸钾法糖类检索表。
结果计算：
样品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量：
5143.08m,(V,V），C，，，1000 021000
式中：m为样品中还原糖质量相当于氧化亚铜的质量（mg）；
V为滴定样品时，消耗的高锰酸钾标准溶液的体积（ml）；
V0为滴定空白样品时，消耗的高锰酸钾标准溶液的体积（ml）；
C为高锰酸钾标准溶液的浓度（g/mol）
143.08为Cu2O的摩尔质量（g/mol）
根据计算所得氧化亚铜质量，由下列回归方程可分别得出氧化亚铜质量相当于还原糖
的质量(mg)
m1=0.4388χ-0.4805
m2=0.4865χ-0.7268
m3=0.6856χ-0.3087
m4=0.4545χ-0.0327
式中：m1、 m2、 m3、 m4为氧化亚铜质量相当于葡萄糖、果糖、乳糖、转化糖的质量
（mg）。
还原糖
miX＝，100%m，(V,V)，1000 21
式中
X为还原糖含量/%
ml为m1或m2或m3或m4；
m为样品质量（g）
V1为样品处理液总体积（ml）
V2为测定用样品溶液体积（ml）
说明与讨论：
?本法所用的碱性酒石酸铜溶液配制方法与直接滴定法不同。方法如下：
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甲液：称取34.639g硫酸铜（CuSO4?5H2O），加适量水溶解，加0.5ml硫酸，再加水稀释至500ml，用精制石棉过滤。
乙液：称173g酒石酸钾钠与50g氢氧化钠，加适量水溶解，并稀释至500ml，用精制石棉过滤，贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
?本法以测定过程中产生的Fe2+为依据，因此，在样品处理时，不能用乙酸锌和亚铁
氰化钾作为澄清剂，以免引入Fe2+。
?测定必须严格按规定的操作条件进行，必须控制好热源强度，保证在4min内加热至沸，否则误差很大。
?生成的氧化亚铜用铺好石棉的古氏坩埚或G4垂融坩埚抽滤，并用60?热水洗涤烧杯及沉淀，至洗液不呈碱性为止。
?不能根据生成的Cu2O量按反应式直接计算出还原糖含量，而需利用经验检索表。 （二）葡萄糖的测定——葡萄糖氧化酶法
原理：葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下产生葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化
物酶的作用下使邻联甲苯胺生成蓝色物质，此有色物质在625nm 波长下与葡萄糖浓度成正比。通过测定蓝色物质的吸光度可计算样品中葡萄糖的含量。
样品的处理：
（二）蔗糖的测定
蔗糖是葡萄糖和果糖组成的双糖，没有还原性，不能用碱性铜盐试剂直接测定，但在
一定条件下，蔗糖可水解为具有还原性的葡萄糖和果糖（转化糖）。因此，可以用测定还
原糖的方法测定蔗糖含量。对于纯度较高的蔗糖溶液，其相对密度、折光率、旋光度等物
理常数与蔗糖浓度都有一定关系，故也可用物理检验法测定。这里介绍还原糖法。
盐酸水解法
原理：样品脱脂后，用水或乙醇提取，提取液经澄清处理以除去蛋白质等杂质，再用
盐酸进行水解，使蔗糖转化为还原糖。
C
HO+ H2O ? CHO+ CHO12221161266126 然后按还原糖测定方法分别测定水解前后样品液中还原糖含量，两者差值即为由蔗糖水 解产生的还原糖量，即转化糖的含量乘以换算系数即为蔗糖含量。
X=（X-X）?0.95 21
（三）总糖的测定
食品中的总糖通常是指食品中存在的具有还原性的或在测定条件下能水解为还原性
单糖的碳水化合物总量。不包括淀粉。
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营养学上的总糖是指被人体消化、吸收利用的糖类物质的总合，包括淀粉。
1．滴定法：
原理：
样品经除去蛋白质等杂质后，用盐酸水解，生成还原糖，再按还原糖的测定方法直接
滴定法或高锰酸钾法测定。
说明与讨论
?总糖测定结果一般以转化糖计，但也可以以葡萄糖计，要根据产品的质量指标要
求而定。如用转化糖表示，应该用标准转化糖溶液标定碱性酒石酸铜溶液，如用葡萄糖表
示，则应该用标准葡萄糖溶液标定。
?在营养学上，总糖是指能彼人体消化、吸收利用的糖类物质的总和，包括淀粉。这
里所讲的总糖不包括淀粉，因为在测定条件下，淀粉的水解作用很微弱。 2．蒽酮比色法
原理：
糖与硫酸反应，脱水生成羟甲基呋喃甲醛，再与蒽酮缩合成蓝色络合物。其颜色与糖
浓度成正比。单糖、双糖、糊精、淀粉等均与蒽酮反应。因此，如测定不需要包括糊精、
淀粉等糖类时，需将它们除去后测定。
本法在20～200mg/L含量范围内呈良好的线性关系。
食用范围及特点：
该法是为量法，适合于含微量糖的样品，具有灵敏度高、试剂用量少等特点。
（四）淀粉的测定
淀粉是一种多糖。它广泛存在于植物的根、茎、叶、种子等组织中，是人类食物的重
要组成部分，也是供给人体热能的主要来源。
淀粉由多个葡萄糖分子缩合而成，按聚合形式不同，可形成两种不同的淀粉分子——
直链淀粉和支链淀粉。
• 淀粉的主要性质如下：
? 水溶性：直链淀粉不溶于冷水，可溶于热水，支链淀粉常压下不溶于水。只有在加热
并加压时才能溶解于水。
? 醇溶性：不溶于醚及（浓度在30％以上的）乙醇溶液。 ? 旋光性：淀粉水溶液具有右旋性[α]20 为(+)201.5一205。 ?与碘有呈色反应（是碘量法的专属指示剂），直链淀粉与碘能生成稳定的深蓝色络合物，
支链淀粉与碘不能生成稳定的络合物，故只呈现较浅的蓝紫色。 ?水解性：在酸或酶的作用下可以水解，最终产物是葡萄糖。
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（C6H10O5）n+nH2O?nC6H12O6
n?162.1 n?180.2
根据反应式，淀粉与葡萄糖重量之比为：162.1?180.2=0.9?1。即0.9g淀粉水解后生
成1g葡萄糖。因此测定水解后产物葡萄糖的含量，乘以系数0.9，即可得到淀粉的含量。
淀粉的水解有酸水解法和酶水解法。
淀粉的作用
稳定剂——雪糕、冷饮食品
增稠剂——肉罐头
胶体生成剂
保湿剂
乳化剂
粘合剂
填充料——糖果
测定淀粉的常用方法：酸水解法 酶水解法 旋光法酸化酒精沉淀法。
酸水解法不仅淀粉被水解，而且也能分解半纤维素，结果产生了具有还原能力的木糖、
阿拉伯糖等单糖，使淀粉测定的结果较实际含量偏高，在含有半纤维素的淀粉中，必须特
别注意。
酶水解法是用淀粉酶处理样品，在一定条件下，淀粉酶具有严格的选择性，对半纤维
素不起作用，能使淀粉变成低分子糊精和麦芽精，过滤除去半纤维素、多缩戊糖、果胶等
杂质后，再用酸水解淀粉，生成葡萄糖后测定。因此，它特别适合于含有半纤维素等非淀
粉的多糖样品，测定结果准确，但测定时间长。
1、酸水解法：
原理：
样品经除去脂肪及可溶性糖类后，用酸水解淀粉成葡萄糖，然后按还原法测定还原糖
的含量，折算成淀粉含量。
适用范围及特点
此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素和多缩戊糖等其他多糖含量较少的样品。对富
含半纤维素、多缩戊糖及果胶质的样品,因水解时它们也被水解为木糖、阿拉伯糖等还原糖，使测定结果偏高。该法操作简单、应用广泛，但选择性和准确性不及酶法。
测定步骤：
?样品处理：称取样品，干样磨碎过筛，湿样捣成浆状。置于锥形瓶中，加乙醚振荡
几分钟，提取脂肪。用滤纸过滤，再用乙醚分二次洗涤滤纸上的残渣。以乙醇溶液分数次
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洗涤残渣，以除去可溶性糖类。用水把残渣转移到锥形瓶中。
?酸水解：取50ml上述溶液于锥形瓶中，加入盐酸溶液，装上冷凝管，置沸水浴中
回流。立即用流动水冷却。加入甲基红乙醇溶液，用氢氧化钠溶液中和至红色则好褪去，
使样品水解液的pH值为7，用水转入容量瓶中，稀释至刻度定容，摇匀，供测定用。
?测定：按还原糖测定法中的直接滴定法或高锰酸钾法测定。同时取50ml水和与样品处理时相同量的淀粉酶溶液，按上述测定方法做空白试验。
结果计算：
淀粉%==葡萄糖(%)?0.9
淀粉水解
于250m1锥形瓶中加入30 ml 6 mol/L盐酸，装上冷凝管，置沸水浴中回流 2 h ,速冷。
蔗糖水解：于250m1锥形瓶中加入5 ml 6 mol/L盐酸，置68—70?水浴中15 min ,速冷。
2、酶水解：
原理：样品经除去脂肪和可溶性糖后，在淀粉酶的作用下，淀粉水解成葡萄糖后测定
葡萄糖，再换算成淀粉含量。
操作：样品处理同上
淀粉糊化：
淀粉糊化——淀粉吸水溶胀，破坏晶格结构，变成粘度很大的淀粉糊，使其易被淀粉
酶作用。
糊化 = α—化
糊化度又称α—化度
酶水解未糊化淀粉速度：酶水解糊化淀粉速度= 1：20000
方便快餐食品经α—化 后，复水性强，好消化。
方便面检测项目中有α—化度 的测定。
将烧杯置沸水浴中加热，糊化淀粉，冷却，加入一定量淀粉酶溶液，保温。取1滴于白色滴板上，不呈蓝色即可。如呈蓝色，再加热糊化，冷却60?以下，再加入一定量淀粉酶溶液，保温。直至加碘液不呈蓝色为止。加热至沸使酶灭活。冷却后移入l容量瓶中定容。摇匀后过滤，弃去初滤液，收集滤液备用。
测定：按还原糖测定法中的直接滴定法或高锰酸钏法测定。同时取50ml水和与样品处理时相同量的淀粉酶溶液，按上述测定方法做空白试验。
（五）膳食纤维的测定
粗纤维：是指动物饲料中那些稀酸、稀碱难溶的、家畜（特别是反刍动物）不容易消
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化的部分。其中主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
膳食纤维：是指人们的消化系统或者消化系统中的酶不能消化、分解、吸收的物质。
它包括可溶性和非可溶性两种，主要是纤维素、半纤维素、戊聚糖、木质素、果胶、树胶
角质和二氧化硅等。
纤维素是高分子化合物，分子式以（CHO）n表示，构成植物细胞壁的主要成分，6105是葡萄糖聚合物，由β—1，4糖苷键连接，人类及大多数动物利用它的能力很低。不溶于
水，但能吸水。不溶于任何有机溶剂，对稀酸或稀碱相当稳定，但纤维素与浓硫酸或盐酸
共热时完全水解得α-葡萄糖，不完全水解得纤维二糖。 •半纤维素——一种混合多糖，不溶于水而溶于碱、稀酸，加热比纤维素易水解，水解产
物有木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖等。
•木质素——不是碳水化合物，是一种复杂的芳香族聚合物，是纤维素的伴随物。难以用
化学手段或酶法降解，在个别有机溶剂中缓慢溶解。
•膳食纤维比粗纤维更能客观、准确地反映食物的可利用率，因此有逐渐取代粗纤维
指标的趋势。
膳食纤维的测定方法主要有三种：非酶-重量法、酶重量法和酶化学法。
1．中性洗涤剂法
原理：
在中性洗涤剂的消化作用下，样品中的糖、淀粉、蛋白质、果胶等物质被溶解除去，
不能消化的残渣为不溶性膳食纤维，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、角质、二氧化
硅和不溶性灰分。
本法为国际GB 12394―90，适用于植物性食物和含有植物性食物的混合食物中不溶
性膳食纤维的测定。
操作步骤：
?样品的制备：
?粮食——磨粉，过40~60目筛，贮于瓶内备用。
?蔬菜及其他植物性食物：用水洗净，吸去水分，打碎后混匀备用。
?脂肪含量大于10%样品：1.00g样品，用石油醚提取3次，每次10ml，除去脂肪。
测定：
（2）取样0.5～1.0g，加100mL中性洗涤剂溶液，再加0.5g无水硫酸钠。
（3）电炉加热，5min内使其煮沸，移至电热板上，保持微沸1h。 （4）于玻料坩埚中铺1g玻璃棉，移至烘箱中，110?4h，取出置干燥器中，晾至室温，万分之一天平称重，得m1。
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（5）将煮沸后样品趁热倒入滤器，用水泵抽滤。用600mL热水（90～100?），分数次洗烧杯及滤器，抽干。洗净滤器下部的液体和泡沫，塞上橡皮塞。
（6）于滤器中加酶液，液面需覆盖纤维，用细针挤压掉其中气泡，加几滴甲苯，盖上表
玻皿，37?恒温箱中过夜。
（7）取出滤器，除去底部塞子，抽去酶液，并用300mL热水分数次洗去残留酶液，用碘
液检查，如有残留，继续加酶水解，如淀粉已除尽，抽干，再以丙酮洗2次。 （8）将滤器置烘箱中，110?4h，取出，置干燥器中，晾至室温，精确称重，得m2。用注意事项
（1）因酶配成溶液后其活力会随时间延长而下降，从而影响酶解效力，所以酶溶液需
当天现配。
（2）过滤时若遇到操作困难，可采取滴加淀粉酶和将样品称重减少至0.3g的方法来加快过滤。
（3）每次实验用完的坩埚去除玻璃棉，若玻板上残渣较多，可用重铬酸钾洗液浸泡数
小时后取出，用水冲洗干净以备下次实验使用。，
2、酶-重量法
（1）. 原理
样品分别用α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶进行酶解消化以去除蛋白质和可消化的淀
粉。总膳食纤维（TDF）是先酶解，然后用乙醇沉淀，再将沉淀物过滤，将TDF残渣用乙醇和丙酮冲洗，干燥称重。不溶性和可溶性膳食纤维（IDF和SDF）是酶解后将IDF过滤，过滤后的残渣用热水冲洗，经干燥后称重。SDF是将上述滤出液用4倍量的95％乙醇沉淀，然后再过滤，干燥，称重。TDF、IDF和SDF量通过蛋白质、灰分含量进行校正。
（2）. 适用范围
本方法适用于各类植物性食物和保健食品（AOAC991.43）。
（六）果胶物质的测定
在可食的植物中，有许多蔬菜、水果含有果胶。果胶是一种天然高分子化合物,分子量50000360000, 化学组成如半乳糖醛酸。果胶水解后，产生果胶酸和果酸。黄白色粉末.溶于水呈粘性溶液.随着果实(水果)成熟,果胶从不溶性转化为可溶性,组织亦相应软化.
根据结构和某些性质，果胶分为不溶解的原果胶和能溶解于水的果胶酸和果胶酯酸。
原果胶在酶作用下或在水或酸性溶液中加热时，转变为果胶酯酸。
测定方法有3种：重量法 、果胶酸钙滴定法、咔唑反应比色法。
1．重量法
90
原理：利用果胶酸钙不溶于水的特性，先使果胶质从样品中提取出来，再加沉淀剂使
果胶酸钙沉淀，测定重量并换算成果胶质重量。
沉淀剂+果胶?果胶酸钙
采用的沉淀剂有两种：?电介质：NaCl CaCl；?有机溶剂：甲醇、乙醇、丙酮 2
对于聚半乳糖醛酸，酯化程度为20%时，水溶性差，易沉淀的果胶酸选择NaCl为沉淀剂；酯化程度为50%时，水溶性大，难沉淀的果胶酸则用CaCl2为沉淀剂；酯化程度为100%
时，用有机溶剂作为沉淀剂。
适用范围及特点：
适用于各类食品，方法稳定可靠，但操作较繁琐、费时。果胶酸钙沉淀中易夹杂其他
胶态物质，使本法选择性较差。
方法：
称30-50g（干样5-10g）于250ml烧杯?加150ml水?煮沸1h（搅拌加快水解以免损失）?冷却?定容?250ml?抽滤?吸滤液25ml于500ml烧杯?加0.1N NaOH 100ml?放
置30min?加50ml 1N 醋酸?加50ml 2N CaCl2?放1h?沸腾5min?用干燥至恒重的滤纸过滤?用热水洗至无Cl-?滤纸+残渣?于干燥恒重的称量瓶内?105?烘至恒重
计算：
0.9235?G
果胶质%=-------------- ?100
W?25/250
0.9235：果胶酸钙换算成果胶质的系数
G：滤渣重量，g
W：样品重量，g
2．咔唑比色法
本方法基于果胶物质水解，生成物半乳糖醛酸在强酸中与咔唑的缩合反应，然后对其
紫红色溶液进行比色定量测定。生成的紫红色物质的量与半乳糖醛酸浓度成正比。
操作：
a.制作半乳糖醛酸标准工作曲线
b.提取样品中果胶物质，定容100ml
c.测定吸光度，查曲线得半乳糖醛酸含量
半乳糖醛酸（μg/ml）?100
果胶质总量%=---------------------------
样品克数?10/200?10000
91
思考题
1.说明糖类物质的分类、结构、性质与测定方法的关系。
2.直接滴定法测定食品中还原糖的原理是什么？为什么必须在沸腾条件下进行滴定，且不
能随意摇动三角瓶？
3、直接滴定法测定食品还原糖含量时，对样品液进行预滴定的目的是什么？ 4、影响直接滴定法测定结果的主要操作因素有哪些？为什么要严格控制这些实验条件 5.高锰酸钾测定食品中还原糖的原理是什么，在测定过程中应注意那些问题？
授课日期 （八）周 星期（四） 2006年11月2 教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 维生素的测定 课程节数 2
（1）掌握脂溶性维生素A的测定的原理和方法。
（2）掌握水溶性维生素C的测定的原理和方法。
维生素是活的细胞为了维持正常生理功能所必需，但需要极少的天然有机物质的总
称。既不能给体内提供能量，也不是人体中主要组织的成分。其主要功用是通过作为辅酶
的成分来调节代谢过程。
人体对维生素的需要量很少，少到只能用毫克或微克来计算。 ?脂溶性维生素（如A、D、E、K等）：在生物体内的存在与吸收都与脂肪有关； ?水溶性维生素：又可分为B和C族两类，B族（B1、B2、B3、B5、B6、B11、B12等），C族（C和P）。
维A、D、 B1、B2、B5、C 最重要。
绿色植物是人和动物所需维生素的重要来源。
维生素（vitamin）在以下四方面区别于其它营养素：
1、属于有机化合物，与矿物质不同，因为矿物质属于无机物。
2、与必需脂肪酸、必需氨基酸不同，它的需要量很少，而前二者的需要量很大。
92
3、与激素不同，维生素是由膳食提供的，而激素是由机体合成的。 4、与能够治疗一些疾病的药物或化合物不同。健康人群缺乏这些药物或化合物是不会导
致疾病或缺乏症产生的，而维生素则不然，必定在健康人群中产生不良影响。 一、样品的采集和处理
大多不够稳定、易于分解，一般取样后应立即测定。
1．样品的采集
尽量做到多点采样、多取样品、然后充分混合。
2．样品的处理：
共同点之一：易分解，尤其在溶液中。
?维A：对酸不稳定，对碱稳定，易被空气、氧化剂氧化，也能被紫外线分解； ?维D：耐热，对酸不稳定，对碱稳定；不易被氧化。
?维E：对碱不稳定，在空气中能慢慢被氧化，光、热、碱、能促进其氧化作用； ?维B1：在碱性条件下极易受到破坏，也能被氧化剂、紫外线及γ射线破坏； ?维B2：在碱性溶液中容易分解，对光辐射十分敏感，易被光线破坏； ?维C：在有空气及其他氧化剂存在下极不稳定，其分解速度受温度、 pH值、金属离子及紫外光线的影响。
1）谷类及其制品：主要是测定维生素B的含量。样品粉碎后应立即进行测定，并且避
免光线直射和热、碱的影响。
2）鱼、肉类：测定前将可食部分取出，用搅肉机搅3次混合均匀，处理过程中应尽量
避免样品氧化。
3）油脂类：去掉外部与空气接触部分后再进行分析。
4）果蔬类：这类食品的维生素含量因新鲜程度的不同而异，因此样品采集后应尽快分
析，如不能立即分析也应妥善保存。
3．样品的保存
1）固体粉末样品：可置于棕色瓶内，用氮气等惰性气体置换瓶内空气，然后密封，低
温下贮存。
2）液体样品：将样品充满容器，然后在冰箱内保存。如果只测定食品中的维生素A、维生素E，则可添加抗氧剂防止分解。
3）生鲜样品可在－20?以下的低温冷冻保存，除维生素C外，其他维生素不发生变化。 4）测定耐热维生素时，可加热使酶钝化，也可舔加防腐剂。
注意：即使采取以上措施，也很难完全阻止维生素的分解。
维生素种类繁多，结构复杂，有的属于胺类（为B1），有的属于醛类（为B6），有的
93
属于醇类（为A），有一些属于酚或醌类化合物等。
维生素A：是人体必需营养素，能促进人体发育，防止眼膜炎、夜盲症等疾病。 维生素B：也叫硫胺素，对人体的功能主要是防脚气病、神经炎，帮助消化，促进发育。 维生素B2：对人体功能防口角炎、皮肤炎，防止怕光现象。
维生素C：防坏血病，促进外伤愈合，使机体增强抵抗力。
维生素D：调节体内矿物盐的平衡，特别是对人体内钙、磷的代谢，并能防止软骨病。 二、脂溶性维生素的测定
VA、VD、VE、与类脂物一起存于食物中，摄食时可吸收，可在体内积贮。
脂溶性维生素具有以下理化性质：
1．溶解性：脂溶性维生素不溶于水，易溶于脂肪、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、苯等有
机溶剂。
2．耐酸碱性：维生素A、D对酸不稳定， 对碱稳定，维生素E对碱不稳定，但在抗氧化剂存在下或惰性气体保护下，也能经受碱的煮沸。
3、耐热性：好，能经受煮沸。
4氧化性：维生素A易被氧化 （光、热促进其氧化）；维D不易被氧化；维E在空气中能慢慢被化光、热、碱促进其氧化）
脂溶性维生素测定：皂化法处理样品，水洗除去类脂物?有机溶剂提取脂溶性维生素?
浓缩?溶于适当的有机溶剂中测定。
在皂化和浓缩时，为防止维生素的氧化分解，常加入抗氧化剂(如焦性没食子酸、维生素C等)。
对于A、D、E共存的样品，或杂质含量高的样品，在皂化提取后，还需进行层析分离。 国际单位： IU （International Unit)
1 IU = 0.3μg VA = 0.025 VD = 1.79 μgβ-胡萝卜素 = 1.1mg α- VE = 3 μg VB
A
（一）结构
维生素A是一系列在营养学上具有生物活性的化合物的统称。它包括A1和A2。
通常所说的维生素A1即视黄醇而言。视黄醇是胡萝卜素在动物的肝及肠壁中的转化
产物，结构式为：
94
维生素A2 （3-脱氢视黄醇），是维生素A1的衍生物之一。
（二）每日维生素A的需要量为： 1.5mg（5000IU）
维生素A存在于动物性脂肪中，主要来源于肝脏、鱼肝油、蛋类、乳类等动物性食品
中。植物性食品中不含维生素A，但在深色果蔬中含有胡萝卜素，它在人体内可转变为维生素A，故称为维生素A源。维生素A可进入肝脏而积累，因此肝脏中A的含量通常随着年龄的增长而增加，与集贮量较少的儿童相比，成年人缺乏A的现象较少。
维生素Ａ与视觉器官关系密切，缺乏时可导致夜盲症、干眼 病等；过量也可能引起维生素Ａ中毒症，症状是厌食、过度兴奋、四肢疼痛、皮肤 瘙痒等. , 维生素Ａ的主要生理功能
1．维生素A是合成视紫质的原料，该物质是一种感光物质，存在于视网膜内。
缺乏维生素A就不能合成足够的视紫质，将导致夜盲症、干眼病等。
2.有助于保护皮肤、鼻、咽喉、呼吸器官的内膜，消化系统及泌尿生殖道上皮组
织的健康，并免受传染。
3．与维生素Ｄ及钙等营养素共同维持骨骼、牙齿的生长发育。
4．预防甲状腺肿大。
5．胆固醇合成皮质醇和糖原所必需成份。
, 膳食中维生素Ａ的盈缺对健康的影响
由于维生素Ａ是视色素的主要组成部分，因而缺乏维生素Ａ会引起夜盲症。维生
素Ａ缺乏还会引起干眼病，可使视力衰退。另外，维生素Ａ缺乏会使儿童生长缓慢，骨骼、
牙齿发育不正常，皮肤干燥，腹泻、肾和膀胱结石加重以及生殖失调等。
摄入过量的维生素Ａ将引起中毒，中毒征状为食欲减退，头痛，视力模糊，急躁，
落发，皮肤干燥，腹泻，恶心，肝和脾肿大；孕妇如摄入过量维生素A，有可能生育先天畸形的婴儿。
（三）维生素A的性质
? 因有许多不饱和链，故见光易分解；
? 在缺氧情况下，对热较稳定；
? 对光特别敏感；（如测强化奶粉时，速度要快，一般要求测定时间较短否则测出值比
出厂的含量要低。）
? 对碱稳定。
95
（四）测定维生素A的常用的方法有:
? 三氯化锑比色法（光度法）
? 紫外分光光度法
? 荧光分析法
? 气相色谱法
, 高效液相色谱法
（五）测定
三氯化锑比色法（SbCl3比色法）
1、原理：
维生素A在氯仿（学名三氯甲烷，又叫哥罗芳）溶液中／CHCl ＋ SbCl3／CHCl33
?形成蓝色可溶性络合物?在620nm有最大吸光峰（吸光度与维生素A的含量在一定范
围内成正比）
该蓝色物质不稳定，很快褪色或变成其它物质，分析时最好在暗室中进行。
2、适用范围及特点：
适用于维生素A含量较高的各种样品：高于5～10μg/g，
生成的蓝色络合物稳定性差，比色测定必须在6s内完成。 3、试剂
? 无水硫酸钠 不吸附维生素A
? 乙酸酐
? 无水乙醚：不含过氧化物
? 无水乙醇：不含醛类物质
? 三氯甲烷：不含分解物
? 250g／L三氯化锑—三氯甲烷溶液
? 1：1氢氧化钾溶液
? 0.5mol／L氢氧化钾溶液
? 维生素A标准溶液
? 酚酞指示剂
4、操作方法
1）样品处理：
?皂化：根据样品中维生素A含量的不同，称取0.5～5g均匀样品于250ml磨口锥形
瓶中，加入10ml1?1氢氧化钾及20 ～40ml乙醇，充分摇动使样品散开。在电热板上回
96
流30 ～60 min，使皂化完全（溶液澄清透明）。
?提取：皂化瓶置于流动水下冷至室温，将皂化液移入分液漏斗。先用30ml水分两次冲洗皂化瓶，洗液并入分液漏斗（如有渣子可用脱脂棉滤入分液漏斗），再用50ml 乙醚分两次冲洗皂化瓶，所有洗液并入分液漏斗中，振摇两分钟（注意放气），提取不皂化部
分。
静置分层后，水层放入另一分液漏斗中。皂化瓶再用30ml乙醚分两次冲洗，洗液倾入第
二分液漏斗中。振摇后静置分层,放出下层水液,将醚液合并入第一分液漏斗中.如此反复提取4～6次,至水液中无维生素A为止（即醚层不再使三氯化锑—三氯甲烷溶液呈蓝色）。
?洗涤：在第一分液漏斗中。加入30ml水，轻轻振摇，静置片刻后，放入水层。再
加入15～20ml0.5mol/L的氢氧化钾溶液，轻轻振摇后，弃去下层碱液（除去醚溶性酸皂）。
继续用水洗涤，至水洗液不再使酚酞变红为止。醚液静置20～30min后，小心放掉析出的水。
?浓缩：将醚液经过无水硫酸钠滤入锥形瓶中，再用约25ml乙醚冲洗分液漏斗和硫酸钠两次，洗液并入锥形瓶内。用水浴蒸馏，回收乙醚。待瓶中剩约5ml乙醚时取下。减压抽干，立即准确加入一定量的三氯甲烷（约5ml左右），使溶液中维生素A含量在适宜浓度范围内（3～5 μg/ml）。
2）标准曲线的绘制
3）样品的测定
5、结果计算
6、说明及讨论
?维生素A极易被光破坏，实验操作应在微弱光线下进行，或使用棕色玻璃仪器。
?乙醚为溶剂的萃取体系，易发生乳化现象。在提取、洗涤操作中，不要用力过猛，
若发生乳化，可加几滴乙醇破乳。
?所用氯仿中不应含有水分，因三氯化锑遇水会出现沉淀，干扰比色测定。故在每毫
升氯仿中应加入乙酸酐1滴，以保证脱水。另外，由于三氯化锑遇水生成白色沉淀，因此
用过的仪器要用稀盐酸浸泡后再清洗。
?由于三氯化锑与维生素A所产生的蓝色物质很不稳定，通常生成6S后便开始比色，因此要求反应在比色管中进行，产生蓝色后立即读取吸光度。
?如果样品中含β-胡萝卜素（如奶粉、禽蛋等食品）干扰测定，可将浓缩蒸干的样品
用正己烷溶解，以氧化铝为吸附剂，丙酮、乙烷混合液为洗脱剂进行柱层析。
?比色法除用三氯化锑做显色剂外，还可用三氟乙酸、三氯乙酸做显色剂。其中三氟
乙酸没有遇水发生沉淀而使溶液混浊的缺点。
97
胡萝卜素的得名
胡萝卜是古代从国外引种而来的一种根茎类植物,所以古代人给它冠以一个"胡"字。而胡萝卜素的得名，则与胡萝卜的颜色有关。胡萝卜的桔红色色素后来被化学家分析出来是一种化学物，因此人们就将
它命名为胡萝卜素，并一直沿用到今天。
胡萝卜素的作用
在十年前，人们就认识到胡萝卜素在每日的膳食中不可缺少，并开始重视食用富含胡萝卜素的食物。
我们现已知道，这类食物除胡萝卜外，还包括一些绿色蔬菜和黄色水果、根茎类植物。
研究表明，胡萝卜素在人体内可以分解为维生素A(又称视黄醇)——一种人体必需的营养素。人体如
果缺乏维生素A,会导致皮肤粗糙,头发没有光泽，眼睛在亮度较差时无法看清物体(严重的可致夜盲)等,其实这只是维生素A作用的一个很小部分;人的生长和发育,包括骨骼及牙齿的生长、全身所有皮肤的完整性
以及身体的抗病能力等等都离不开维生素A。由于维生素A在人体内不能自行合成,必须由动物性食物中补充。因此以植物性食物为主的人，通常较难摄取足够的维生素A,而用胡萝卜素——维生素A的有效来源来作补充,则是理想的选择。根据化学家的分析结果，胡萝卜素有很多同一族类的东西，其中一种叫?-胡萝卜素的作用最好(这是因为在化学结构上,一分子的?-胡萝卜素可以分解成两分子的维生素A)。所以对于以―五谷为养,五果为助，五畜为益,五菜为充‖作为传统膳食结构的中国人而言，多摄取胡萝卜素特别是?-胡萝卜素就尤显必要。
胡萝卜素作用的研究新发现
近十年来胡萝卜素受到医学界空前的关注,原因是很多流行病学的调查说明：在膳食中经常摄取丰富
胡萝卜素的人群，患动脉硬化、某些癌肿以及退行性眼疾等疾病的机会都明显低于摄取较少胡萝卜素的
人群，很多动物实验也证明了这一观点。例如：眼睛的视力取决于眼底的黄斑， 如果没有足够的?－胡萝卜素来作保护与支持，这个部位就会发生退行性的病变,也就是老化了,视力会衰退甚至最终发生夜盲。
这种疾病多发于老年人,虽然医学界认为这是衰老的一种表现，但却同时指出这种退行性眼疾是可以通过
摄取足够的?-胡萝卜素来预防的。
这一重大发现让人们对胡萝卜素有了新的认识，认为它不仅是实现均衡营养所必需的物质，同时还
有助于人们预防疾病、延年益寿，提升身体素质和生活质量。最近几年，研究的视野又进一步扩大到胡
萝卜素的同类物——类胡萝卜素上，并已发现天然胡萝卜素往往同时也伴随存在着类胡萝卜素，两者相
辅相成，对人体健康发挥着更为积极的作用。
胡萝卜素的作用：
1、防止皮肤干燥，粗糙．
2、有效促进健康及细胞发育，预防先天不足．
3、有助于提高人体免疫力，预防感冒．
4、促进骨骼及牙齿健康成长．
98
5、改善生殖功能．
6、有助于良好的视觉功能．
7、预防胃、食道、肺、赶等癌症，预防心血管疾病和脑淤血． β-
（GB/T 5009.83—2003 ）第一方法是HPLC；第二方法为纸层析法。
胡萝卜素是一种广泛存在于有色蔬菜和水果中的天然色素，有多种异构体和衍生物，
总称为类胡萝卜素，其中在分子结构中含有 β一紫罗宁残基的类胡萝卜素，在人体内可
转变为维生素A，故称为维生素A原。如α、β、γ胡萝卜素，其中以β—胡萝卜素效价最高。
胡萝卜素对热及酸、碱比较稳定，但紫外线和空气中的氧可促进其氧化破坏。因
系脂镕性维生素，故可用有机溶剂从食物中提取。
胡萝卜素本身是一种色素，在450 nm 波长处有最大吸收，故只要能完全分离，
便可定性和定量。但在植物体内，胡萝卜素经常与叶绿素、叶黄素等共存，在提取 β一
胡萝卜素时，这些色素也能被有机溶剂提取，因此在测定前，必须将胡萝卜素与其它色素
分开。常用的方法有纸层析、柱层析和薄层层析法。
D
维生素D又称钙化醇，麦角甾醇，麦角骨化醇，“阳光维生素”，抗佝偻病维生素。脂溶性。
种类很多，以维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）较为重要。 来自食物和阳光（紫外线可以作用于皮肤中的油脂以制造出维生素D，然后被吸收入人体内）。
从口中所摄取的维生素D由小肠壁与脂肪一起吸收。
烟雾会遮断制造维生素D的太阳光线；
在强烈的日晒灼伤后，皮肤将停止制造维生素D。
维生素D之敌
矿物质、烟雾。
效用
能使钙和磷有效地被利用，制造强健的骨骼和牙齿；
和维生素A、C同时服用可预防感冒；
有助于对结膜炎的治疗；
帮助吸收维生素A。
维生素D的主要生理功能及其缺乏症有哪些？
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维生素D大部分是在体内合成，仅少部分维生素D3是来自食物。人体皮下固醇类物质经
紫外线照射后即可形成。晒大阳和食物中摄取都是不可缺少的。 维生素D的主要生理功能是：调节钙、磷代谢，促进钙、磷吸收。缺乏时，儿童可引起佝
偻病，全身代谢障碍，发育不良；成人可引起骨软化症，孕妇和哺乳期妇女更为明显。
副作用:
成人长期每天摄取20000IU以上，可能会引起副作用。
儿童每天服用1800IU以上，则会引起维生素D过多症。
副作用的症状是异常口渴，眼睛发炎，皮肤搔痒，呕吐、腹泻、尿频以及钙在血管壁、
肝脏、肺部、肾脏、胃中的异常沉淀。
维生素E的作用:
授课日期 （十）周 星期（三） 2006年10月8教案序号
日 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 水溶性维生素的测定 课程节数 2
三、水溶性维生素的测定
水溶性维生素B1、B2和C，广泛存在于动植物组织中，饮食来源充足。但是由于它们
本身的水溶性质，除满足人体生理、生化作用外，任何多余量都会从小便中排出。为避免
耗尽，需要经常地由饮食来提供。
水溶性维生素都易溶于水，而不溶于苯、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂。在酸性介质
中很稳定，既使加热也不破坏；但在碱性介质中不稳定，易于分解，特别在碱性条件下加
热，可大部或全部破坏。它们易受空气、光、热、酶、金属离子等的影响；
维生素B2对光，特别是紫外线敏感，易被光线破坏；
维生素C对氧、铜离子敏感，易被氧化。
根据上述性质，测定水溶性维生素时，一般都在酸性溶液中进行前处理。
维生素Bl、B2 ??盐酸水解??酶解??提取??纯化
维生素C通常采用草酸、草酸—醋酸、偏磷酸—醋酸溶液直接提取。在一定浓度的
酸性介质中，可以消除某些还原性杂质对维生素C的破坏作用。草酸价廉，使用方便，对
维生素C有很好
（一）、维生素Bl的测定
维生素Bl又名硫胺素、抗神经炎素，通常以游离态，或以焦磷酸酯形式存在于自然
界。在酵母、米糠、麦胚、花生、黄豆以及绿色蔬菜和牛乳、蛋黄中含量较为丰富。
100
分析方法：GB/T 5009.84—2003中唯一的方法是荧光计法（书中介绍）。
（二）维生素B 2的测定
维生素B2即核黄素。在食品中以游离形式或磷酸酯等结合形式存在。膳食中的主要
来源是各种动物性食品，其中以肝、肾、心、蛋、奶含量最多，其次是植物性食品的豆类
和新鲜绿叶蔬菜。
分析方法：GB/T 5009.85—2003中第一法为荧光法。
第二法为微生物法。
维生素C的测定
1、维生素C的结构式：
维生素C分子结构中具有烯二醇结构和内酯环，且有二个手性碳原子（C4、C5），因
此维生素C不仅性质极为活泼，且具旋光性。分子中烯二醇基具极强的还原性，易被氧化
为二酮基而成为去氢维生素C ，加氢又可还原为维生素C 。在碱性溶液或强酸性溶液中能进一步水解为二酮古乐糖酸。
维生素C三种形式之间的关系：
（主要为还原型及脱氢型）
2、维生素C的存在形式
广泛存在于植物组织中，新鲜的水果、蔬菜，特别是枣、辣椒、苦瓜、柿子叶、猕猴
桃、柑橘、山楂等食品中含量较多。
101
?固体维生素C比较稳定，其水溶液极易氧化，氧化速度随温度升高、pH值增大而加快。
?维生素C易溶于水且具有强还原性，食品工业被广泛用作抗氧剂。 成年人维生素C日摄入量为：30～75mg
3、测定维生素C常用的方法：
? 2，6-二氯靛酚滴定法（还原型VC）
? 2，4-二硝基苯肼比色法（总VC）
? 荧光分光光度法
? 高效液相色谱法
? 极谱法
1）2，6-二氯靛酚滴定法
原理：
还原型抗坏血酸分子中有烯二醇结构，具有还原性，在中性或弱酸性条件下能定量还
原2，6-二氯靛酚染料，此染料在酸性溶液中呈红色（在中性或碱性溶液中呈蓝色）。滴定
时还原型抗坏血酸将2，6-二氯靛酚还原为无色，终点时，稍过量的2，6-二氯靛酚使溶液呈现微红色。
反应式：
试剂:
? 1%草酸溶液：称取10g草酸，加水至1000ml （m/V）
? 2%草酸溶液：称20g草酸，加水至1000ml （m/V）
? 抗坏血酸标准液：准确称20mg抗坏血酸,溶于1%草酸中，并稀释至100ml，吸5ml于50ml容量瓶中，加入1%草酸至刻度，此溶液每毫升含有0.02mg抗坏血酸。 标定：
102
吸标液（抗坏血酸）5ml于三角瓶?加6%KI溶液0.5ml?加1%淀粉3滴?用0.001mol/mlKIO3标液滴至淡兰色。
计算：
抗坏血酸浓度(mg/ml)=(V1?0.088)/V2
V1—滴定时消耗0.001N KIO3标液的体积（ml）
V2—滴定时所取抗坏血酸的体积（ml）
0.088—1ml 0.001mol/mlKIO3标液相当于抗坏血酸的量（mg/ml） ? 0.02%2，6-二氯靛酚溶液：称取2，6-二氯靛酚50mg，溶于200ml含有52mg碳酸氢钠的热水中，冷却后，稀释至250ml，过滤于棕色瓶中，贮存于冰箱内，应用过程中每星
期标定一次。
标定：
吸5ml已知浓度抗坏血酸标液 ? 加5ml1%草酸 ? 用染料2，6-二氯靛酚滴定至溶液呈粉红色，在15秒不褪色为终点。
计算：
每毫升2，6-二氯靛酚相当于抗坏血酸的毫克数（T）
T = （C ? V1）/ V2
C — 抗坏血酸的浓度（mg/ml）
V1 —抗坏血酸的体积（ml）
V2 —消耗2，6-二氯靛酚的体积（ml）
? 0.001mol/ml KIO3标液：吸取5ml 0.1mol/ml KIO3溶液?于500ml容量瓶内?加水至刻度，每毫升相当于抗坏血酸0.008mg；
? 0.5%淀粉溶液（m/V）
? 6%KI溶液（m/V）
操作方法:
?提取：称鲜样100g?加2%草酸100ml?匀浆?取10～40g （含1～2mg抗坏血酸） ?
加1%草酸定容（颜色若深可加白陶土）
[干样1～4g（含1～2mg抗坏血酸）于乳钵内研磨]
?滴定：吸5～10ml滤液于三角瓶?用染料先快后慢滴定至粉红色?15秒内不褪色 计算：
V
（mg/100g）=（V ? T）/ W ? 100 C
V -消耗染料体积（ml）
T -1ml染料所能氧化维生素C的毫克数
103
W- 滴定时所有滤液中含有样品的克数
注意事项:
?所有试剂的配制最好都用重蒸馏水；
?滴定时，可同时吸取二个样品，一个用于滴定，另一个作为观察颜色变化的参考； ?样品进入实验室后，应浸泡在已知量的2%草酸液中，以防氧化损失； ?整个操作过程中要迅速，避免还原型抗坏血酸被氧化；
?在处理各种样品时，如遇有泡沫产生，可加入数滴辛醇消除； ?测定样液时，需做空白对照，样液滴定体积扣除空白体积。 2）2，4-二硝基苯肼法
可测总抗坏血酸。
此法是将样品的还原型抗坏血酸氧化为脱氢型抗坏血酸，然后与2，4-二硝基苯肼作用，生成红色的脎。脎的量与总抗坏血酸含量成正比，将红色脎溶于硫酸后进行比色，由
标准曲线计算样品中总V
。 C
原理：
样品中的还原型抗坏血酸经活性炭氧化后成脱氢型抗坏血酸，再与2，4-二硝基苯肼作用生成红色的脎。在浓硫酸的脱水作用下，可转变为橘红色的无水化合物—双-2，4-二硝基苯。在硫酸溶液中显色稳定，最大吸收波长为520nm，吸光度与总抗坏血酸含量成正
比，故可进行比色测定。
反应式：
说明：
?活性炭须处理：
盐酸溶液加热回流1～2h，过滤，水洗至无Fe3+，于烘箱中110?烘干
检验Fe3+：将2%亚铁氰化钾与1%盐酸等量混合，滴入待测溶液，如有Fe3+则产生蓝色沉淀。
?活性炭对抗坏血酸的氧化作用，是基于其表面吸附的氧进行界面反应，加入量过低，
104
氧化不充分，测定结果偏低，加入量过高，对抗坏血酸有吸附作用，使结果也偏低。
思考题
1.维生素种类如何划分？
2.测定维生素A过程中为什么需要皂化？
3.维生素C在什么介质中稳定？
4.靛酚滴定法与苯肼比色法测定维生素C的原理是什么？
未交实验报告：张荣裕（11。6）
未交作业：李斌、梁春生、林伟琪、杨润文、张荣裕
授课日期 （十）周 星期（四） 2006年10月9教案序号
日 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 灰分的测定 课程节数 2
（1）掌握总灰分的测定。
（2）掌握水溶性灰分和酸溶性灰分的测定方法。
（3）了解特殊的灰化方法。
一、概述
1、.灰分的概念
在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成
分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。它标示食品中无机成分
总量的一项指标。
2.粗灰分的概念
灰分不完全或不确切地代表无机物的总量，如某些金属氧化物会吸收有机物分解产生
的CO2而形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了（如Cl、I、Pb为易挥发元素。P、S等也能以含氧酸的形式挥发散失）。从这个观点出发通常把食品经高温灼烧后的残留
物称为——粗灰分（总灰分）。
按溶解性灰分又分为：
105
1．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和盐类的含量。可反映
果酱、果冻等制品中果汁的含量。
2、水不溶性灰分：反映的是污染的泥少和Fe、Al等氧化物及碱土金属的碱性磷酸盐
的含量。
2. 酸溶性灰分——反映Fe、Al等氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐的含量。
4. 酸不溶性灰分——反映污染的泥沙及机械物和食品中原来存在的微量SiO2的含量。
二、测定灰分的意义
食品的灰分常在一定范围内，如谷物及豆类为1％～4％，蔬菜为0.5％～2％，水果为0.5％～1％，鲜鱼、贝为1％～5％，而精糖只有0.01％。
如果灰分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原料或
食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。因此，测定灰分可以判断食品受污
染的程度。
灰分还可以评价食品的加工精度和食品的品质。
例如，在面粉加工中，常以总灰分含量评定面粉等级，富强粉为0.3％～0.5％，标准粉为0.6％～0.9％。
牛奶中的总灰分在牛奶中的含量是恒定的。一般在0.68%--0.74%，平均值非常接近0.70%，因此可以用测定牛奶中总灰分的方法测定牛奶是否掺假，若掺水，灰分降低。
总灰分含量可说明果胶、明胶等胶质品的胶胨性能。果胶分为HM果胶（高甲氧基果胶）和LM果胶（低甲氧基果胶）。HM果胶经酯化处理可制得LM果胶。HM只要有糖、酸存在就能形成凝胶，而LM除糖、酸以外，而需要有金属离子Ca、Al存在。
水溶性灰分含量可反映果酱、果冻等制品中果汁的含量。
总之，灰分是某些食品重要的质量控制指标，是食品成分全分析的项目之一。灰分测
定均采用重量法。
二、总灰分的测定（重量法）
1．原理：
一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，使有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮
的氧化物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金
属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留物的重量即可计算出样品中总
灰分的含量。
2．仪器、试剂：
仪器：
106
?高温炉 ?坩埚 ?坩埚钳 ?干燥器 ?分析天平 试剂：
? 1?4盐酸溶液
? 0.5%三氯化铁溶液和等量蓝黑墨水的混合液
? 6mol/L硝酸
? 36%过氧化氢
? 辛醇或纯植物油
3．操作步骤
（1）准备坩埚（灰化容器）
有素烧瓷坩埚、石英坩埚、铂坩埚
素烧瓷坩埚为实验室常用，其理化性质和石英相同，耐高温1200?、内壁光滑、耐酸、价格低廉，但对碱敏感。灰化碱性食品时，瓷坩埚内壁的釉层会部分溶解，反复多次后，
难以恒重。温度骤变时，易炸裂破碎。
铂坩埚：耐高温1773?，导热性良好，耐碱，吸湿性小。但价格昂贵，约是黄金的9
倍，需专人看管，防丢失，使用时要注意其性质和规则。
坩堝使用時通常會將坩堝蓋斜放在坩堝上，以防止受熱物跳出，並讓空氣能自由進出
以進行可能的氧化反應。坩堝因其底部很小，一般需要架在泥三角上才能以火直接加熱。
坩堝在泥三角上用正放或斜放皆可，視實驗的需求可以自行安置。坩堝強熱後不可立刻將
其置於冷的金屬桌面上，以避免它因遽冷而破裂。也不可立即放在木質桌面上，以避免燙
壞桌面或是引起火災。正確的作法為留置在泥三角架上自然冷卻，或是放在石綿心網上令
其慢慢冷卻。
坩堝鉗的使用方法有兩種：一為使用其最前端來夾取坩堝蓋或是坩堝壁。(如右圖。)
另一方法則為使用其曲面部分托取坩堝本體。(如左下圖。)通常當掀起坩堝蓋時用第一種方法，取坩堝本體時則用第二種方法。因為在實驗時，坩堝加熱後，通常會要求稱重，若
是夾取坩堝壁可能會使坩堝內的物質附在坩堝鉗上，造成實驗誤差。故通常不以夾取的方
式取用坩堝，而以托取的方式取用。
坩埚?（1：4）盐酸煮1～2h?洗净?马福炉中灼烧?炉口降至200??干燥器内冷至室温?称重?再烧0.5h?冷却称重至恒重
（2）取样量
根据试样种类和性状来定，一般控制灼烧后灰分为 10 ～100 mg 。食品的灰分含量较低，所以取样时应考虑到称量误差。
通常：
107
乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等 取 1～2 g 。
谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取 3～5 g 。
蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取5～10g 。
水果及制品取 20g 、油脂取50 g 。
（3）样品的处理
＊水分含量较少的固体样品（谷类、豆类），先粉碎均匀，然后炭化
＊液体样品（牛奶，果汁）先在水浴上蒸至近干。
＊含水分多的样品（果蔬）先置于烘箱内干燥。
＊富含脂肪的样品，先提取脂肪，再行炭化。
＊富含糖，蛋白质，淀粉的样品，在灰化前加几滴纯植物油（防止发泡）
（4）选择灰化的温度
灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大。由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量
各不相同，灰化温度也应有所不同，一般为525 ~ 600?，
?谷类食品、乳制品（奶油除外）、鱼、海产品、酒类? 550? ；
?果蔬制品、肉制品、糖制品类?525?
? 奶油? 500? ；
? 个别样品（如谷类饲料）可以600 ? 。
温度太高，将引起K、Na、Cl等元素的挥发损失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒
包藏起来，使碳粒无法氧化。
温度太低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化完全，也不利于除去过剩的碱性食物吸
收的CO2。
所以要在保证灰化完全的前提下，尽可能减少无机成分的挥发损失和缩短灰化时间。
加热速度不可太快，防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气体，而使微粒飞失、易燃。
（5）灰化时间
一般不规定灰化时间，而是观察残留物（灰分）为全白色或浅灰色，内部无残留的碳
块，并达到恒重为止。两次结果相差< 0.5 mg。对于已做过多次测定的样品，可根据经验
限定时间。
总的时间一般为 2 ~ 5 小时，个别样品有规定温度、时间。
应指出，对某些样品即使灰化完全，残灰也不一定呈白色或浅灰色，如铁含量高的食
品，残灰呈褐色。 锰、铜含量高的食品，残灰呈蓝绿色。 （6）加速灰化的方法
有些样品难于灰化，如含磷较多的谷物及其制品。磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易
108
形成KH2PO4、NaH2PO4等，会熔融而包住C粒，即使灰化相当长时间也达不到恒重。对这类样品，可采用下述方法加速灰化：
? 样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰
充分湿润（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失），用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶
解，被包住的C粒暴露出来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干涸，
至 120 ~ 130?烘箱内干燥，再灼烧至恒重。
? 经初步灼烧后，放冷，加入几滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作用来加速C粒灰化。也可加入10％
也可加入（NH4）2CO3等疏松剂，在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，
促进灰化。这些物质的添加不会增加残灰的质量，灼烧后完全消失。
? 糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。
? 加入 MgAc2、Mg(NO3)2 等助灰化剂，这类镁盐随灰化而分解，与过剩的磷酸结
合，残灰不熔融而呈松散状态，避免了碳粒被包裹，可缩短灰化时间，但产生了MgO
会增重，也应做空白试验。
? 添加 MgO、CaCO3 等惰性不熔物质，它们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂
在一起，使C粒不受覆盖，应做空白试验，因为它们使残灰增重。
（6）测定步骤
瓷坩埚 马福炉 的准备 的准备
1
30 炭化样品
准确称量一定量处理好的样品，放在高温炉之前，要先进行炭化处理，以防温度高，
109
试样中的水分急剧蒸发使样品飞扬，防止易发泡膨胀的物质糖、蛋白质、淀粉等在高温下
发泡而溢出，减少碳粒被包裹住的可能性。
炭化操作一般在电炉或煤气灯下进行，半盖坩埚盖，小心加热使样品在通气情况下逐
渐炭化，直至无黑烟产生。对易膨胀、发泡的样品，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油，
再进行炭化。
灰化样品
炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，稍停片刻，再慢慢移入炉膛内，以下操
作同求坩埚恒重时一样，至恒重。
灰分（%）=（灰分重量/样品重量 ）?100 m,m31X＝，100% m,m21三、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定
1．仪器、试剂等：同总灰分测定
2．方法：得到总灰分后（同总灰分测定），向测定总灰分所得残留物中加入25ml无离
子水，加热至沸，用无灰滤纸（是一种定量滤纸，其灰分小于0.1mg,这个重量在分析天平上可忽略不计）过滤，用25ml热的无离子水分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣，将残渣连同
滤纸移回原坩埚中，在水浴上蒸发至干涸，放入干燥箱中干燥，再进行灼烧、冷却、称重，
直至恒重。按下式计算水溶性灰分和水不溶性灰分含量。 3．结果计算：
水溶性灰分(％)=总灰分(％)－水不溶性灰分(％)
m,m41X＝，100%式中：X为水不溶性灰分含量（％）； m,m21
m
为水不溶性灰分和坩埚的质量（g）； 4
其他符号意义同总灰分的计算。
四、酸不溶性灰分的测定
1．仪器、试剂等：同总灰分测定
2．方法：
得到总灰分后（同总灰分测定），向总灰分或水不溶性灰分中加25ml0.1mol/L盐酸，
以下操作同水溶性灰分的测定，按下式计算酸不溶性灰分含量。 3．结果计算：
m,m51 X＝，100%m,m21
110
式中：X为酸不溶性灰分含量（％）；
m为酸不溶性灰分和坩埚质量（g）； 5
其他符号意义同总灰分的计算。
思考题
1.对于难挥发的样品可采取什么措施加速灰化？
2.说明直接灰化法测定灰分的操作要点？
3.样品灰分的测定中，如何确定灰化温度及灰化时间？ 授课日期 （十一周）星期（一）2006年11月13教案序号
日 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣
课 题 防腐剂的测定 课程节数 2
（1）掌握糖精钠的测定原理及方法。
（2）掌握苯甲酸钠和山梨酸钾的测定原理及方法。
（3）掌握硝酸盐和亚硝酸盐的测定原理及方法。
（4）掌握二氧化硫及亚硫酸盐的测定原理及方法。
第一节 概述
一、食品添加剂的定义和作用
1、定义
是指为改善食品的品质和风味，或者为了加工工艺和贮存的需要，在食品加工过程中
加入食品中的少量天然或化学合成物质。
食品添加剂在食品中的使用量为：0.01%～0.1%，本身不作为食用目的，也不一定具有营养价值。
2、作用
（1）有利于食品的保藏，防止食品腐败变质；
（2）保持和提高食品的营养价值（加工过程中营养损失，加营养强化剂可提高食品的
111
营养价值，防止营养缺乏），改善食品感官性状（食品的色、香、味、形、质等是衡量食
品感官质量的重要指标，食品加工后会出现褪色、变色、风味和质地的改变，使用着色剂、
漂白剂、乳化剂和增稠剂等可明显提高食品的感官质量，满足不同消费者的需要）； （3）增加食品的品种和方便性（超市中成千上万的食品品种，不同的加工方法、包装
形式，它们大多是配合使用各种不同功能的食品添加剂的结果，为人们提供方便食品的供
应，给生活带来便利）；
（4）有利于食品加工操作；（食品中使用消泡剂、助滤剂、稳定剂和凝固剂等，有利于
食品的加工操作。如豆腐中加凝固剂可大规模生产盒装豆腐，有利于生产的机械化和自动
化）
（5）满足其他特殊要求（食品尽可能满足不同人的需要，如糖尿病人不能吃糖，则可
用无营养甜味剂或低热能甜味剂（木糖醇）制成无糖食品；碘盐的普及等）。
食品添加剂是现代食品行业不可缺少的一个组成部分。
食品添加剂的危害：
二、食品添加剂的分类
1 、按来源分类:
（1）天然食品添加剂：主要是利用动植物组织或分泌物以及微生物的代谢产物为原料，
经过提取、加工制得的物质（如天然色素、香料、调味品等），部分来自于矿物（如明矾、
石膏、硫磺等）。
（2）化学合成添加剂：通过一系列化学手段所得到的有机或无机物质，这些物质会有
或多或少的毒性，在剂量上应该严格把握。
2、按功能分类：
食品添加剂的种类繁多，目前中国允许使用的食品添加剂（包括香料在内）已达1200多种。中国《食品添加剂使用卫生标准》（GB 2760-1996），按照食品添加剂主要功能作用
的不同将其分为：
酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶姆糖基础剂、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、香味剂及其他，食品加工助剂（助滤、澄清、吸
附、提取溶剂等）共23类1500种（世界现在有14000多种，直接使用的有4000多种） ?防腐剂 （苯甲酸钠、山梨酸钾）饮料、果浆中使用；
?抗氧化剂 （BHA丁基羟基茴香醚、BHT二丁基羟基甲苯、PG没食子酸丙酯等）； ?发色剂 （亚硝酸盐、硝酸盐等）腌肉用；
?漂白剂（如加工蘑菇罐头、粉条，易氧化褐变，所以用亚硫酸盐浸泡，SO2熏等）；
112
?增稠剂（如淀粉、糖浆等）；
?甜味剂（如糖精钠、不产生能量的木糖醇等）；
?着色剂（食用染料、色素）饮料及糖果中添加；
?调味剂（味精谷氨酸钠，各种香精香料等）
3、按毒性分
1983年，FAO（联合国粮农组织）/WHO（世界卫生组织）食品添加剂法典委员会，按
安全性将食品添加剂分为A、B、C三类，每类又分为1、2亚类。 三、食品添加剂的安全性评价
食品生产中使用的添加剂多为化学合成品，是通过氧化、还原、缩合、聚合等合成反
应制得，有的具有一定的毒性，有的在食品中起变态反应，使用不当或过量使用将会对食
用者造成不利的、甚至是严重的影响，如亚销酸盐可与胺类物质生成强致癌物亚硝酸胺。
还有一些添加剂在使用中掺假作假现象，虽不是添加剂本身的错，但与添加剂的使用有关。
如1955年日本森永乳业公司把含有砷的磷酸氢钠作为“乳质稳定剂”加入制作奶粉的牛
奶中，使12344名婴儿中毒，其中130名婴儿因脑麻痹症而死亡。所以对添加剂的剂量应
加以限制。
为了确保食品添加剂的使用安全,国际上常采用ADI值(日允许摄入量)对其进行毒理学评价。ADI
（Acceptable daily intake）值以人的体重（kg）为基准，是指人类每天摄入某种物质（如添加剂）直至终生，而不产生可检测到的、对健康产生危害的剂量。即每人每日每公斤体重的允许摄入量
常见食品添加剂ADI值/[mg ? (kg体重 ? d)-1] （由联合国粮农组织、世界卫生组织规定）
添加剂名称
添加剂名称 ADI值 ADI值
亚硝酸钠 0～0.06 二氧化硫 0～0.7
硝酸钠 0～3.7 苋菜红 0～0.75
山梨酸 0～2.5 靛蓝 0～0.5
苯甲酸 0～5 柠檬黄 0～7.5
一些食品添加剂在不同的食品中添加的限量
添加剂名称 食品 加入限量（mg /kg)
NaNO2 午餐肉 125
NaNO3 午餐肉 ＜ 500
113
SO2 白糖 20
苯甲酸 干酪制品 1000
山梨酸 果汁类 600
EDTA 果汁类 250
四、食品添加剂常测项目和方法
1、常测项目
防腐剂、甜味剂、发色剂、漂白剂、着色剂等
2、食品添加剂的检测也是先分离再测定。
• 分离——蒸馏法、溶剂萃取法、色层分离等将添加剂从复杂的食品混合物中分离
出来。
• 测定——比色法、紫外分光光度法、TLC（薄层层析法）、HPLC（高效液相色谱法）
等。
测定的意义：为了保障食品安全！
第一节 防腐剂的测定
食品在存放、加工及销售过程中，因微生物作用，都会导致腐败变质而不能食用。抑制腐
败的方法有物理的和化学的。物理方法是通过控制微生物生存条件如温度、水分、PH值等，以杀灭抑制微生物活动；化学的方法就是使用食品防腐剂提高食品的保藏期
防腐剂是在食品保存过程中具有抑制或杀灭微生物作用的一类物质的总称。
我国允许使用的防腐剂有苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、对羟基苯甲酸乙酯及丙
酯等 。禁用的防腐剂有β- 一、()()
1、()理化性质
苯甲酸（别名安息香酸C7H6O2）：白色有丝光的鳞片或针状结晶，熔点122?，沸点249.2?，100?开始升华。微溶于水，易溶于氯仿、丙酮、乙醇、乙醚等有机溶剂。
主要用于酸性食品的防腐，其杀菌、抑菌效力随介质的酸度增高而增强。在pH2.5～4抑菌作用较强，当pH>5时，抑菌效果明显减弱。对霉菌和酵母菌效果甚差
苯甲酸钠（别名安息香酸钠C7H5O2Na） ：白色颗粒或结晶性粉末，易溶于水和乙
醇，难溶于其他有机溶剂，与酸作用生成苯甲酸。
苯甲酸在水中溶解度小，生产实际中多使用其钠盐。其残留量的计算皆以苯甲酸形式
计算。
苯甲酸亲油性大，易透过细胞膜，进入细胞体内，干扰微生物细胞膜的通透性，抑制
细胞膜对氨基酸的吸收，进从而起到防腐作用。
114
苯甲酸进入人体后，大部分与甘氨酸结合形成无害的马尿酸，其余部分与葡萄糖醛酸
结合生成苯甲酸葡萄糖醛酸甙从尿中排出，不在人体积累。苯甲酸的毒性较小。 2、苯甲酸及其盐类使用范围：
?碳酸饮料0.2 g／kg；
?葡萄酒、果酒、软糖0.8 g／kg；
?低盐酱菜、酱菜、蜜饯0.5 g／kg；
?酱油、食醋、果酱、果汁（果味）型饮料1.0g／kg；
?塑料桶装浓缩果蔬汁2.0 g／kg。
3、分离与收集过程
（1）萃取：样品?酸化?乙醚萃取?分离?回收乙醚?苯甲酸 （2）水蒸气蒸馏：样品?酸化?水蒸气蒸馏?碱液吸收?苯甲酸钠溶液 4、分析方法
（1） 中和法（非水滴定法）—应用广泛
（2） 紫外分光光度法
（3）薄层层析法
（4）气相色谱法
（5）高效液相色谱法
5的理化性质
山梨酸（别名花楸酸C6H8O2）： (CH3CH=CHCH=CHCOOH）己二烯—（2，4）—酸 ，
无色、无臭的针状结晶，熔点134?，沸点228?。山梨酸难溶于水，易溶于乙醇、
乙醚、氯仿等有机溶剂 ，在酸性条件下可随水蒸汽蒸馏，化学性质稳定。
山梨酸钾C6H7KO2：白色或微黄色结晶性粉末，易溶于水，溶于乙醇，但不溶于其
他有机溶剂，于酸作用生成山梨酸。比苯甲酸更安全，在体内最后成CO2和水。山梨酸钾在空气中不稳定，放置过程会因吸潮、氧化分解而着色。
山梨酸钾易溶于水，难溶于有机溶剂，与酸作用生成山梨酸。
山梨酸及山梨酸钾主要用于酸性食品的防腐，适合于在pH5～6以下使用。
残留量的测定以山梨酸形式计算。
6、山梨酸及其盐类使用范围：
?肉、鱼、蛋、禽类制品0.075 g／kg；
?水果、蔬菜保鲜及碳酸饮料0.2 g／kg；
?胶原蛋白肠衣、低盐酱菜、酱菜、蜜饯果汁（果味）型饮料、果冻0.5 g／kg；
115
?葡萄酒、果酒0.6g／kg；
?酱油、食醋、果酱、氢化植物油、软糖、鱼干制品、即食豆制食品、糕点、馅、面包、
蛋糕、月饼等1.0g／kg；
?塑料桶装浓缩果蔬汁2.0 g／kg。
7、分离
（1）萃取：样品?酸化?乙醚萃取?分离?回收乙醚?山梨酸 （2）水蒸气蒸馏：样品?酸化?水蒸气蒸馏?碱液吸收?山梨酸钾溶液 8、分析方法
（1） 比色法（硫代巴比妥酸比色法）
（2） 紫外分光光度法
（3） 薄层层析法
（4） 气相色谱法
（5） 高效液相色谱法
二、()
1、碱滴定法：萃取物在乙醇介质中，以酚酞为指示剂，用标准氢氧化钠乙醇溶液滴定。
原理：
在弱酸条件中，用乙醚将样品中的苯甲酸提取出来，将乙醚挥发后，用中性酒精或醇
醚混合物溶解内容物，用酚酞做指示剂，采用0.1mol/L标准NaOH滴定至终点，然后根据氢氧化钠消耗的体积计算苯甲酸或苯甲酸钠的含量。
样品处理：
?固体或半固体样品（各种果酱）
称100g样?于500ml容量瓶中?加200ml水?加AR NaCl（化学试剂的级别：一级：
即优级纯（GR）; 二级：即分析纯（AR）；三级：即化学纯（CP））至不溶解为止（降
低苯甲酸在水中的溶解度）?用10%NaOH调为碱性（苯甲酸生成苯甲酸钠，并以苯
甲杩钠状态存在）?用饱和NaCl定容500ml?静置2小时?过滤?弃去初液?收集
滤液
?含酒精样品（各种汽饮料等）
250ml样品于烧杯中?加10%NaOH呈碱性?置水浴蒸发至100ml（除去乙醇）?移入250ml容量瓶?加30gNaCl溶解?用饱和NaCl定容?放置2小时?过滤，收集滤液
?含多量脂肪样品
116
上述制备好的滤液中?加NaOH调至碱性?加50ml乙醚提取?静置分层后?弃去醚
层?溶液供测定用
操作方法：
吸取滤液100ml?于500ml分液漏斗?加1?1 HCl 5ml酸化?用150ml乙醚分三次提取（振荡不宜剧烈以防乳化）?合并醚层?蒸馏回收乙醚（50?水浴）?用10ml中性乙醇+10ml水溶解残渣?加2滴酚酞?用0.1mol/LNaOH滴至微红色（同时做空白实验）。
此方法最大缺点：样品中有其它有机酸时，易被乙醚同时萃取，所以测定误差较大。 （2）紫外分光广度法： 225nm处测定水蒸气蒸馏馏分的吸光度，通过标准苯甲酸钠工
作曲线，对照计算。
原理：
样品中苯甲酸在酸性溶液中通过水蒸汽蒸馏出，与非挥发性成分分离，然后用重铬酸
钾溶液和硫酸溶液强烈氧化，使除苯甲酸以外的其它有机物氧化分解。将氧化后的溶液再
次蒸馏，用碱液吸收苯甲酸。根据苯甲酸钠在225nm有最大吸收，故测定吸光度可计算出
苯甲酸含量。
（3）薄层层析法
原理：
样品经过酸化后，用乙醚提取苯甲酸，然后将样品浓缩，浓缩后点样于聚酰胺薄层板
上，经展开、显色后，根据比移值与标准比较定性，并进行定量。 （4）气相色谱法
原理：
用乙醚提取后，采用氢火焰离子检测器进行分离测定，然后与标准系列比较定量。 （5）高压液相色谱法
原理：
样品处理后，注入高效液相色谱仪中，利用被测组分在固定相和流动相中分配系数的
不同，使被测组分分离，用紫外检测器在特定波长下测定被测组分的吸光度，与标准比较
定性和定量。
三、()
硫代巴比妥酸比色法
原理：
样品中的山梨酸在酸性溶液中，用水蒸汽蒸馏出来，然后用K2Cr2O7氧化成丙二醛和其它产物，丙二醛与硫代巴比妥酸反应，生成红色物质，颜色的深浅与山梨酸含量成正
比。（530nm下测定）
117
操作方法：
?样品制备
准确称取100g左右样品?加蒸馏水300ml?在高速捣碎机上打浆?定容至500ml?称取匀浆液10g?于250ml容量瓶中定容?过滤备用
?标准曲线绘制
?试样测定
授课日期 （十一周）星期（四）2006年11月16教案序号
日
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 甜味剂与漂白剂的测定 课程节数 2
第二节 甜味剂—糖精钠的测定
一、分类
目前使用的甜味剂有近20种。几种不同的分类方法：
? 天然甜味剂和人工合成甜味剂
? 营养型甜味剂和非营养型甜味剂
? 糖类甜味剂和非糖类甜味剂
常用的甜味剂：糖精钠、甜蜜素、甜菊糖苷
糖精钠和甜蜜素为人工合成。
甜菊糖苷是从植物甜叶菊中提取的天然甜味剂，甜度为蔗糖的300倍是一种低热量甜味剂。
甜菊糖苷在人体内大都不被代谢，基本上以原体排出，不会分解而产生葡萄糖，是一
118
种低热量甜味剂。具有抗糖尿病、键胃、调节胃酸，促进新陈代谢、消除疲劳的功效。
甜蜜素：环己基氨基磺酸钠，甜度为蔗糖的30～40倍。
二、糖精的结构及性状
1、结构
糖精是应用较为广泛的人工甜味剂。学名为邻-磺酰苯甲酰亚胺，分子式为C7H5O3NS。结构式为：
2、糖精的性状：
?无色到白色结晶或白色晶状粉末；
?在水中溶解度很低,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、碳酸钠水溶液及稀氨水中； ?对热不稳定，其水溶液长时间加热（酸性或碱性条件）则逐渐分解而失去甜味。 三、糖精钠的结构与性状
由于糖精不易溶于水，所以一般使用的多为糖精钠，习惯上也称为糖精。 1、糖精钠的分子式为：C7H4O3NSNa ? H2O
2、糖精钠的性状：
?无色结晶，在空气中缓慢风化为白色粉末；
?无臭或微有香气；
?易溶于水，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂；
?热稳定性较糖精好；
?味极甜，甜度为蔗糖的200～700倍。
糖精钠进入人体后不分解，不供给热能，无营养价值，随尿排除体外。
中国《食品添加剂使用卫生标准》规定的ADI值最大使用量（以糖精计）为：
饮料、蜜饯、酱菜类、糕点、饼干、面包、配制酒、雪糕、冰淇淋等0.15g/kg；瓜子1.2g/kg；话梅、陈皮5.0g/kg。
四、糖精钠的测定
标准方法有：紫外分光光度法、酚磺酞比色法、薄层色谱法定性及半定量法、高效液
相色谱法、纳氏比色法等。
（一）纳氏比色法
1.原理
糖精钠在酸性溶液中经有机溶剂萃取，经过消化变成铵盐，与纳氏试剂作用生成一种
119
黄色物质，根据颜色的深浅与标准比较定量，反应式如下：
2K2[HgI4]+4KOH+NH4+?NH2Hg2OI+7KI+3H2O+K+
2.试剂
（1）硫酸溶液（V/V）。
（2）纳氏试剂：
（3）硫酸铵标准溶液
3.操作方法
（1）样品中糖精钠的提取：
1) 含有二氧化碳的液体样品（放在60-70?水浴上加热去除）
2) 含有酒精的液体样品
3) 乳及乳制品
4) 含蛋白质、脂肪、淀粉的样品
（2）样品消化及分析
（3）标准曲线的绘制：准确吸取标准硫酸铵溶液0.0、.0.2、0.4、0.6、0.8、1.0毫升，
分别置于25ml纳氏比色管中，各加15ml无氨蒸馏水，再加纳氏试剂5ml，加水至刻度摇匀。静置10分钟，以2cm比色杯置分光光度计430nm处测定吸光度，根据结果绘制标准曲线：
4.注意事项
（1） 测定溶液中凡能引起浑浊的物质，可用酒石酸钾钠掩蔽。
（2）样品经消化后，及时进行测定
（3）样品酸化处理，目的是将糖精钠转化为糖精，以便用乙醚提取
（4）对富含脂肪的样品，可先在碱性条件下用乙醚萃取脂肪，然后酸化，再用乙醚
提取糖精
2、紫外分光光度法
原理：
样品经处理后，在酸性条件下用乙醚提取食品中的糖精钠，经薄层分离后，溶于碳酸
氢钠溶液中，于波长270nm处测定吸光度，与标准液比较定量。 仪器：
?紫外分光光度计
?薄层板10?20cm或20?20cm
?展开槽
120
?微量注射器
?紫外光灯：波长253.7nm
试剂：
?2%碳酸氢钠溶液
?4%氢氧化钠溶液
?6mol/LHCL溶液
?乙醚（不含过氧化物）
?10%硫酸铜
?无水硫酸钠
?0.02mol/L氢氧化钠
?硅胶GF254
?聚酰胺粉，200目
?糖精钠标准溶液：
标准液A：精密称取0.0851g 经120?干燥4小时的糖精钠于100ml容量瓶中，用2%碳酸氢钠溶液溶解定容。此液每毫升含糖精钠1mg。
标准液B：精密称取0.0851g 经120?干燥4小时的糖精钠，用95%乙醇溶解定容至100ml。
?展开剂：苯-乙酸乙酯-乙酸 （12:7:3），硅胶薄层用。
?展开剂：正丁醇-浓氨水-无水乙醇 （7:1:2），聚酰胺薄层用。 ?显色剂：0.04%溴甲酚紫的50%乙醇溶液，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调至PH值为8。
测定方法:
1)样品提取
?饮料、冰棍、汽水类：取10ml均样置100ml分液漏斗中，加2ml6mol/L盐酸，用30、20、20ml乙醚提取三次。合并乙醚提取液，用5ml盐酸酸化的水洗涤一次，以洗去水溶性
杂质，弃去水层。乙醚层通过无水硫酸钠脱水后，挥发干乙醚，加20ml乙醇溶解残渣，密封保存，备用。
?酱油、果汁、果酱、乳等：称取20.0g或吸取20.0ml均样置100ml容量瓶中，加水至约60ml，加20ml10%硫酸铜溶液，混匀,再滴加4.4ml4%氢氧化钠溶液，加水至刻度，混
匀。静置30min后过滤，取滤液50ml置150ml分液漏斗中，以下同?中后序操作。 ?固体果汁粉等：先称取20.0g磨碎的均样，置200ml容量瓶中，加100ml水，加温使其溶解，冷却后再按上述方法进行提取。
?糕点、饼干等蛋白质、脂肪含量高的样品：均应采用透析法处理，使分子量较小的糖
121
精钠渗透入溶液中，以消除蛋白质、淀粉、脂肪等的干扰。
称取捣碎、混匀的样品25.0g置透析玻璃纸内，置于大小合适的烧杯中。加50ml0.02mol/L氢氧化钠溶液于透析膜内，充分混合，使样品成糊状，将玻璃纸口扎紧，放入盛有
200ml0.02mol/L氢氧化钠的烧杯中，盖上表面皿，透析过夜。
量取125ml透析液（相当于12.5g样品），加约0.4ml6mol/L盐酸，使成中性，加20ml 10%硫酸铜混匀，加4.4ml4%氢氧化钠，混匀，静置30min，过滤。取120ml滤液置250ml分液漏斗中，以下同 ?中后序操作。
薄层色谱（TLC）属于液相色谱。根据色谱分离的作用机制可分为吸附薄层色谱、分
配薄层色谱、离子薄层色谱、离子交换薄层色谱及凝胶薄层色谱。
吸附薄层色谱是将吸附剂均匀地涂在玻璃板或其它硬板上成一薄层，此吸附剂薄层为
固定相。把浓缩的试样溶液点在薄层板的下端部位（点样），然后用一定的溶剂系统为流
动相（也叫展开剂），将薄层板的下端浸入流动相溶剂中去。流动相通过毛细管作用由下
而上逐渐浸润薄层板，流动相带动试样在板上也向上移动。由于吸附剂对不同化合物有不
同的吸附能力，试样各组分在固定相与流动相之间连续不断的吸附、解吸附、再吸附、再
解吸付的过程（这个过程叫展开），从而使各组分有不同的移动速度并得到分离。 2）薄层板制备
薄层板可以是硅胶GF254或聚酰胺薄层板，使用时选用一种。 ?硅胶GF254薄层板：称取1.4g硅胶GF254，加4.5ml0.5%CMC-Na溶液于小研钵中研匀，倒在玻璃板上，涂成0.25-0.30mm厚的薄层板，稍干后，在110?下活化（活化剂的作用是在矿物表面生成促进捕收剂作用的薄膜）1h，取出后置于干燥器内备用。 ?聚酰胺薄层板：称取1.6g聚酰胺，加0.4g可溶性淀粉，加约15ml水，研磨3-5分钟，使其均匀即涂成0.25-0.30mm厚的10?20cm薄层板，室温下干燥，在80?烘箱中干燥1h，置干燥器内备用。
3）点样
在薄层板下端2cm处中间，用微量注射器点样，将200-400微升样液点成一横条状，条的右端1.5cm处，点10微升糖精钠标准溶液B，使成一个小圆点。 4）展开
将点好的薄层板放入盛有展开槽中，展开剂液层约0.5cm，并预先已达到饱和状态。
展开至10cm，取出薄层板，挥发干。硅胶GF254板可直接在波长254nm紫外线灯下观察糖精钠的荧光条状斑。
把斑点连同硅胶GF254或聚酰胺刮入小烧杯中，同时刮一块与样品条状大小相同的空
白薄层板，置于另一烧杯中做对照，各加5.0ml 2%碳酸氢钠，于50?水浴中加热助溶，
122
移入10ml离心管中，离心分离（3000r/min）20min，取上清液备用。 5）标准曲线绘制
吸取0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml糖精钠标准液A，分别置于100ml容量瓶中，
各以2%碳酸氢钠溶液定容，于270nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线。 6）样品测定
将经薄层分离的样品离心液及试剂空白液于270nm处测定吸光度，从标准曲线上查出相应浓度。
结果计算：
（C1-C0）?V1?V3
糖精钠（g/Kg或g/L）= ————————
W?V2
式中：
C1：测定用样液中糖精钠含量mg/ml。
C0：空白液中糖精钠含量mg/ml
V1：溶解样品残留物加入乙醇的体积ml。
V2：点样用样品乙醇溶液的体积ml。
V3：溶解刮下的糖精钠时所用2%碳酸氢钠溶液体积ml。
W：样品残留物相当的原样品重量g或ml。
注意事项：
? 样品提取时加入CuSO4及NaOH用于沉淀蛋白质，防止用乙醚萃取时发生乳化，其
用量可根据样品情况按比例增减。
? 样品处理液酸化的目的是使糖精钠转化成糖精，以便用乙醚提取，因为糖精易溶于
乙醚，而糖精钠难溶于乙醚。
? 富含脂肪的样品，为防止用乙醚萃取糖精时发生乳化，可先在碱性条件下用乙醚萃
取脂肪，然后酸化，再用乙醚提取糖精。
? 对含CO2的饮料，应除CO2，否则将影响样液的体积。 ? 聚酰胺薄层板，烘干温度不能高于80?，否则聚酰胺变色。 ? 在薄层板上的点样量，应估计其中糖精含量在0.1-0.5mg。
第三节 抗氧化剂的测定 在食品生产和加工中，保鲜技术越来越受到重视。为达到食品防腐、保鲜、延长保质期
和货架期的目的，常采用冷藏、辐射等技术保鲜，但最为经济有效的方法还是使用抗氧化
剂、脱氧剂、保鲜剂等食品添加剂。近年来，尤其以天然食品抗氧化剂的发展最为迅速，
123
开发前景十分广阔。
抗氧化剂的主要功能是防止或减慢食品发生氧化作用，避免发生品质劣变。这些物质
一般作为一种添加剂掺入食品，使其先于食品与氧气发生反应，从而有效防止食品中脂类
物质的氧化。只有具备无毒、无异味、加入后检测方便等条件，才能作为食品的抗氧化剂。
按溶解性抗氧化剂分油溶性（PG、BHA、BHT等）和水溶性（Vc、异Vc、异抗坏血酸钠等）两种。
目前，食品中常用的抗氧化剂有：２，６一二叔丁基甲酚（BHT），主要用于食用油脂、干鱼制品；叔丁基对羟基茴香醚（BHA），主要用于食用油脂；没食子酸丙酯，主要
用于油炸食品、方便面和罐头；ＶＥ，主要用于婴儿食品、奶粉；ＶＣ和异ＶＣ，主要用
于鱼肉制品、冷冻食品等。
理化性质：
BHA（丁基羟基茴香醚）：无色至浅黄色蜡样晶体粉末或结晶，稍有石油类臭气和刺
激性气味，不溶于水，易溶于油脂、丙酮、丙二酮和乙醇。具有较强的抗菌能力，ADI为
0-0.3g/kg。
BHT（二丁基羟基甲苯）：无色结晶或白色晶体粉末，无臭、无味。不溶于水、甘油，
易溶于乙醇、丙酮、甲醇、矿物油等。
PG：白色至浅黄褐色晶体粉末或为白色针状结晶，无臭，微有苦味，难溶于水。遇铜、
铁离子发生呈色反应，变为紫色或暗绿色。有吸湿性，对光不稳定，发生分解。
抗氧化剂的测定原理：样品经溶剂提取、浓缩、薄层色谱定性
第四节 漂白剂—二氧化硫及亚硫酸盐的测定 一、定义
漂白剂是能抑制、破坏食品的发色因子，使色素褪色或食品免于发生褐变的一类物质。
二、分类
根据作用机理分为两类：
（1）还原型：SO2、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等； （2）氧化型：H2O2、次氯酸等
作用：漂白、防腐
食品生产中使用的主要是还原漂白剂，且大都属于亚硫酸及其盐类，它们都是以其所
产生的具有强还原性的二氧化硫起作用。
三、使用范围
1、硫磺：（残留量以二氧化硫计）
124
粉丝、干果、干菜、食糖：0.1g/kg
蜜饯：0.05g/kg
2、二氧化硫：
葡萄酒、果酒：
最大通入量：0.25g/kg
二氧化硫残留量：0.05g/kg
SO2使用量过大，对人体的健康会带来一定的影响。
当溶液为 0.5-1%时，即产生毒性：（1）腐蚀作用；（2）破坏血液凝结作用并生成血红素，导致神经系统发生麻痹现象。
3、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等：
0.6g/kg 0.45g/kg 0.45g/kg
蜜饯类、饼干、罐头、葡萄糖、食糖、冰糖、饴糖、糖果、竹笋、蘑菇、蘑菇罐头等：
残留量（以二氧化硫计）：
四、测定还原型漂白剂的方法：
（1）盐酸副玫瑰苯胺比色法（国标法）
（2）滴定法（中和法）
（3）碘量法
（4）极谱法
（5）高效液相色谱法
盐酸副玫瑰苯胺比色法
1、原理
亚硫酸盐与四氯汞钠反应生成稳定的络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫
红色物质，其色泽深浅与亚硫酸含量成正比，可比色测定。 反应式：
HgCl2 + 2NaCl ? Na2HgCl4（吸收液）
125
2、操作步骤
（1）样品处理
?水溶性固体样品（各种罐头类）
称取捣碎均匀样10g?用少量水溶解后转移到100ml容量瓶中?加0.5mol/L NaOH 4ml?摇匀?加0.5mol/L H2SO4 4ml?加Na2HgCl4 20ml?定容100ml?过滤备用
?淀粉类样品（粉条、粉皮等）
称取粉碎均匀样10g?少量水溶解转移到100ml容量瓶中?加Na2HgCl4 20ml?浸泡4小时以上（若上层液不澄清，须加入亚铁氰化钾及乙酸锌溶液各2.5ml）?用水定容?过滤备用
?液体样品处理
吸取样液10ml?于100ml容量瓶中?加Na2HgCl4 20ml?定容?过滤备用
（2）标准曲线的绘制
25ml比色管 1 2 3 4 5 6
SO2标液2μg/ml 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0ml
1ml0.2%甲醛 1ml
显色剂 1ml
吸收液 10 9 8 7 6 5ml
定容?静置15分钟?于580nm处测定?绘制标准曲线 （3）样品分析
126
吸滤液5ml?比色管中?加吸收液5ml?加0.2%甲醛1ml?显色剂1ml?混匀?定容静置15分钟?于580nm测定?根据样品的波长从标准曲线查相应SO2含量 3、注意事项
（1）此反应的最适反应温度为20-25?，温度低灵敏度低，所以标准系列管和样品在相
同温度下显色；
（2） 反应温度如果为15-16?，静置时间需延长为20分钟； （3） 盐酸副玫瑰苯胺中的盐酸用量对显色有影响，加入盐酸量多，显色浅；加入量少，
显色深，所以配制试剂时一定要按操作进行；
（4） 甲醛浓度在0.15-0.25%时，颜色稳定，所以应选择0.2%甲醛溶液；
（5） 测定样品颜色较深的样品，可用10%活性炭脱色；
（6） 样品中加入Na2HgCl4吸收液以后，此液在24小时内很稳定，若于4?可使用一周；
（7） HgCl2毒性很强，实验时应注意安全。
中和滴定法
原理：
亚硫酸盐在酸性条件下加热，蒸出二氧化硫，然后用双氧水溶液吸收并氧化成硫酸，
再用标准碱溶液滴定至终点橄榄色，根据消耗碱液计算出样品中SO2的含量。 授课日期 （十二周）星期（一）2006年11月20教案序号
日
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 着色剂与发色剂的测定 课程节数 2
第四节 发色剂—硝酸盐和亚硝酸盐的测定
生肉加热，肌红蛋白的正铁血红色素氧化而变性，导致红色生肉急剧变色，成为褐色
的加热肉。火腿、香肠等肉制品为了杀菌，常进行水煮处理。为了热处理时制品不变褐色，
须使用发色剂以保持肉的色泽。
发色剂（护色剂、助色剂）：能与肉及肉制品中的呈色物质作用，使之在加工、保存
过程中不致分解、破坏，而呈现良好的色泽的物质。
常用的是硝酸盐和亚硝酸盐。作用：发色；抑菌（肉毒梭状芽孢杆菌）；产生风味。
硝酸盐在细菌作用下，还原为亚硝酸盐，主要是由于亚硝酸盐在一定酸性
条件下所产生的一氧化氮与肉类中的肌红蛋白（Mb）和血红蛋白结合（Hb），生成一种具有鲜红色的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白所致。这种鲜艳的红色致使食品具有独特的
127
风味，同时又具有较强的抑菌作用。
NaNO3 ? NaNO2 ? HNO2 ? NO ? MbNO（亚硝基肌红蛋白） ?亚硝基血色原 NaNO2+ CH3CHOHCOOH（乳酸）= HNO2+ CH3CHOHCOONa
+3+HNO2=H+NO+2NO+HO（亚硝酸加热分解） 2
一般宰后成熟的肉因含乳酸，PH值约在5.6-5.8的范围，所以不需外加酸即可生成亚硝酸。
原料内的红色，是由肌红蛋白及血红蛋白所呈现的一种感官性质，一般肉中肌红蛋白
约占70%-90%，血红蛋白占10%-30%。因此Mb是表现肉颜色的主要成分。
亚硝酸盐的毒性：过量的亚硝酸盐进入血液后，使血液中的二价铁离子氧化为三价铁
离子，正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白，失去携氧能力，导致组织缺氧。潜伏期0.5-1h，症状为头晕、恶心、呕吐、全身无力，皮肤发紫，严重者会呼吸衰竭而死。
ADI值为0-0.2mg/kg
发色剂往往与发色助剂复配使用，以获得更佳的发色效果。发色助剂有抗坏血酸及其
钠盐和烟酰胺等。
一、亚硝酸盐与硝酸盐性质
均为水溶性、外观似食盐状结晶体。不能通过凯氏定氮法测定，食品中主要为钾盐和
钠盐，残留量计算形式为亚硝酸钠。亚硝酸盐微溶于乙醇，空气中可吸收氧而逐渐变为硝
酸盐。
一般对亚硝酸盐采用比色法测定，而对硝酸盐则采用气相色谱法，或利用以上的转化
反应采用同一方法进行总盐的测定。
二、使用范围
?肉制品：0.5g/kg（硝酸钠）；
?腌制畜、禽肉类罐头和肉制品（亚硝酸钠）：0.15g/kg；
?腌制盐水火腿：0.07 g/kg。
残留量以亚硝酸钠计，肉类罐头不得超过0.05g/kg、肉制品不得超过0.03g/kg。 三、硝酸盐和亚硝酸盐的测定方法有：
盐酸萘乙二胺法（测定亚硝酸盐）、镉柱法（测定硝酸盐）、气相色谱法、荧光法、离
子选择性电极法、示波极谱法（测定亚硝酸盐）等。
盐酸萘乙二胺法（测定亚硝酸盐）
1、原理
样品经沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸性条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化，
128
再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色的染料，其颜色深浅与亚硝酸根含量成正比，可以比色
测定（538nm）。
重氮化反应：芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应标为重氮化，芳伯胺常称重氮
组分，亚硝酸为重氮化剂，
2、样品处理
（1） 肉制品
原样?捣碎?取匀样加入硼砂液?沸水浴15分钟?加30%ZnSO4溶液?定容?撇去脂肪层?过滤（弃去不溶物）?滤液待测
（2） 果蔬类样品
操作时不用加蛋白质沉淀剂。
均样+水?捣碎?加果蔬提取剂（50gBaCl2+CdCl2?加1000ml重蒸馏水中，用浓HCl
调PH为1）?振荡1小时?用2.5mol/LNaOH调至中性?定容?过滤?滤液应无色透明
3、标准曲线绘制
50ml比色管 1 2 3 4 5 6 7 8
亚硝酸钠 μg/ml 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
0.4%对氨基苯磺酸 2ml
静置 4分钟 （混匀充分重氮化）
0.2%盐酸萘乙二胺 1.0ml
加水 定容
静置15分钟发色 15分钟
4、样品测定
129
吸40ml?于50ml比色管?按标准曲线操作?538nm测定?从标准曲线上查样品的含量
5、说明
（1）硫酸锌的作用：蛋白质的沉淀剂
（2）饱和硼砂溶液作用：（1）亚硝酸盐提取剂；（2）蛋白质的沉淀剂
（3）当亚硝酸盐含量高时，过量的亚硝酸盐可以将偶氮化合物氧化变成黄色，而使
红色消失，这时可以采取先加入试剂，然后滴加样液，从而避免亚硝酸盐过量。
镉柱法（测定硝酸盐）
原理：
样品经沉淀蛋白质、去除脂肪后，得到提取液，将提取液通过镉柱，在pH9.6～9.7的
氨缓冲溶液中，使其中的硝酸根还原为亚硝酸根，然后利用盐酸萘乙二胺法测定亚硝酸盐
的总量，由总量减去还原前亚硝酸盐含量即为由硝酸盐产生的硝酸盐含量。再乘以换算系
数，即得硝酸盐含量。
镉柱中：Cd+NO3- ? CdO+NO2
-
第六节 着色剂—食用合成色素的测定 一、定义
食品的颜色能刺激人们视觉，是鉴别食品品质优劣、对其做出初步判别的基础。消费
者在选择食品时，食品固有的色泽刺激人们的视觉，引起条件反射而能增时食欲，反之，
食品在加工过程中，由于受光、热、氧气或化学药剂的作用，使天然色素褪色造成色泽变
色而失去光泽，这样的食品人们会误认为发生变质，其实际使用价值降低。
着色剂：使食品着色和改善食品色泽的物质。
二、分类
食用色素就来源可分为天然色素及人工合成色素两大类。 天然色素——是从一些动、植物组织中提取的，目前我国开发有80余种。如：红曲米粉、辣椒红、辣椒黄、姜黄、叶绿素铜钠盐、虫胶、番茄红素、红花黄、焦糖色、胡萝卜
素、黄酮类色素等。
优点： 其安全性相对高，有的有营养价值，个别有毒如：藤黄剧毒！
缺点： 稳定性差，着色能力差，难以调出任意的色泽，且资源较短缺，目前还不能
满足食品工业的需要；
合成色素是用有机物合成的，主要来源于煤焦油及其副产品，资源十分丰富。合成色素
具有稳定性好、色泽鲜艳、附着力强、能调出任意色泽等优点，因而得到广泛应用，但由
130
于其具有一定的毒性，使用范围及用量须加以限制。 中国允许使用的人工合成着色剂：笕菜红、胭脂红、赤藓红、桔黄、柠檬黄、日落黄、
靛蓝、亮蓝等。
目前，在食品行业中使用单元色素已较少，需使用复合色素方可达到较满意的色泽，因
而给其分析测定带来了一定困难。
《食品中合成着色剂的测定》GB/T 5009.35--2003
薄层层析法
高效液相色谱法
三、着色剂的测定方法：
高效液相色谱法
（一）、原理：
聚酰胺是具有二极性的化合物，水溶性酸性染料在酸性条件下被聚酰胺吸附，而在碱
性条件下解吸附，再用纸色谱法或薄层色谱法进行分离后与标准比较定性、定量。液-液分
配法是利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同,
（三）、试剂：
1、聚酰胺粉(尼龙6)
2、硫酸1：1 0
3、甲醇—甲酸溶液：6：4
4、甲醇
5、20％柠檬酸溶液
6、10％钨酸钠溶液
7、石油醚：沸程60-90?
8、海砂：先用l：10盐酸煮沸15min，用水洗中性，再用5％氢氧化钠溶液煮沸15min，
再于105?干燥，贮于具玻璃塞的瓶中，备用。
9、乙醇-氨溶液：取1毫升氨水，加70％乙醇至100毫升。
10、50％ 乙醇溶液
11、硅胶G。
12、PH6的水：用20％柠檬酸调节至PH 6。 13、盐酸: 1：10
14、5％氢氧钠溶液
15、碎瓷片：处理方法同海砂
16、展开剂
131
a、正丁醇-无水乙醇-1％氨水(6：2：3)：供纸色谱用。
b、正丁醇-吡啶-1％氨水(6：3：4)：供纸色谱用。
c、甲乙酮-丙酮-水(7：3：3)：供纸色谱用。
d、甲醇-乙二胺-氨水(10：3：2)：供薄层色谱用。
e、甲醇-氨水-乙醇(5：1：10)：供薄层色谱用。
f、2.5％柠檬酸钠-氨水-乙醇(8：1：2)供薄层色谱用。
17、色素标准溶液{以下商品作为标准以100％计。
胭脂红：纯度60％；苋菜红：纯度60％；柠檬黄：纯度60%；靛蓝：纯度40％；日落黄：纯度60％，亮蓝；纯度60％。
精密称取上述色素各0.100克，用PH6的水溶解，移入100毫升容量瓶中并稀释至刻度。此溶液每毫升相当于1毫克商品色素。靛蓝溶液需在暗处保存。
18、色素标准使用液：用时吸取色素标准溶液各5.0毫升，分别置于50毫升容量瓶中，加PH6的水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于0.1毫克商品色素。 （四）、仪器：
1、分光光度计
2、微量注射器或色素吸管
3、展开槽，25 X 6 x 4cm
4、层析缸
5、滤纸、中速滤纸，纸色谱用
6、薄层板：5 X 20em
7、电吹风机
8、水泵
（五）、操作方法：
1、样品处理
A、果味水、果子露、汽水：吸取50.0毫升样品于100毫升烧杯中，汽水需加热驱除二氧化碳。
B、配制酒：吸取100.0毫升样品于烧杯中，加碎瓷片数块，加热驱除乙醇。
C、硬糖：蜜饯类，淀粉软糖：称取5.0或10.0克粉碎的样品，加30毫升水，温热溶解，若样液PH值较高，用20％柠檬酸溶液调至PH4左右。
D、含蛋奶的样品
(1)奶糖：称取10.0克粉碎均匀的样品，加30毫升乙醇-氨溶液溶解，置水浴上浓缩至约20毫升，立即用1：10硫酸调溶液至微酸隆再加1.0毫升1：l0硫酸，加1毫升l0％
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钨酸钠溶液，使蛋白质沉淀，过滤，用少量水洗涤，收集滤液。
(2)蛋糕类：称取10.0克粉碎均匀的样品，加海砂少许，混匀、用热风风干样品(用手摸已干燥即可以)，加入30毫升石油醚搅拌，放置片刻，倾出石油醚，如此重复处理三次，
以除去脂肪吹干后研细，全部转人G3垂融漏斗或普通漏斗中，用乙醇—氨溶液提取色素，
直至色素全部提完以下按(1)自“置水浴下浓缩至约20毫升”起依法操作。
2、吸附分离
将处理后所得的溶液加热至70?，加入0.5-1.0克聚酰胺粉充分搅拌，用20％柠檬酸溶液调PH至4，使色素完全被吸附，若溶液还有颜色，可以再加一些聚酰胺粉。将吸附
色素的聚酰胺全部转入G3垂融漏斗或玻璃漏斗中过滤(如用G3垂融漏斗过滤，可以用水泵慢慢地抽滤)。用20％柠檬酸酸化PH＝4的70?水反复洗涤，每次20毫升，边洗边搅拌，若含有天然色素再用甲醇-甲酸溶液洗涤1-3次，每次20毫升，至洗液无色为止。再
用70?水多次洗涤至流出的溶液为中性。洗涤过程中必须充分搅拌。然后用乙醇-氨溶液分次解吸全部色素，收集全部解吸液，于水浴上驱氨。如果为单色，则用水准确稀释至50毫升，用分光光度法进行测定。如果为多种色素混合液，则进行纸色谱或薄层色谱法分离
后测定，即将上述溶液置水浴上浓缩至约2毫升后移人5毫升容量瓶中，用50％乙醇洗涤容器，洗液并入容量瓶中并稀释至刻度。
3、定性
A、纸色谱
取色谱用纸，在距底边2cm的起始线上分别点3-10微升样品溶液，1-2微升色素标准溶液，挂于分别盛有a、b、c、d、e、f的展开剂的层析缸中，用上行法展开，待溶剂前
沿展至15cm处，将滤纸取出于空气中晾干，与标准斑比较定性。
也可取0.5毫升样液，在起始线上从左到右点成条状，纸的右边点色素标准溶液，依
法展开，晾干后先定性后定量，靛蓝在碱性条件下易褪色可用e展开剂。
B、薄层色谱
(1)薄层板的制备
称取1.6克聚胺粉，0.4克可溶性淀粉及2克硅胶G，置于合适的研钵中，加15毫升水研匀后，立即置涂布器中铺成厚度为0.3mm的板。在室温晾干后，于80?干燥1小时置于燥器中备用。
(2)点样
离板底边2cm处将0.5毫升样液从左到右点成与底边平行的条状的右边点2微升色素标准溶液。
(3)展开
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苋菜红与胭脂红用d展开剂，靛蓝与亮蓝用e展开剂，柠檬黄与其他色素用f展开剂。
取适量展开剂倒入展开槽中，将薄层板放入展开，待色素明显分开后取出，晾干，与标准
斑比较，如比移值相同即为同一色素。
4、定量
A样品测定
将纸色谱的条状色斑剪下，用少量热水洗涤数次，洗液移入10毫升比色管中，并加水稀释至刻度，作比色法定用。
将薄层色谱的条状色斑包括有扩散的部分，分别用刮刀刮下，移入漏斗中，用乙醇-
氨溶液解吸色素，少量反复多次至解吸液无色，收集解吸液于蒸发皿中，于水浴上挥发除
去氨，移入10毫升比色管中，加水至刻度作比色用。
B、标准曲线制备
分别吸取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0ml胭脂红，柠檬黄，日落黄色素标准使用液或0.0、
0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml亮蓝，靛蓝色素标准溶液，分别置于10ml比色管中，各加水稀释至刻度。
上述样品与标准管分别用1cm比色杯，以零管调节零点，于一定波长下（胭脂红510nm，
苋菜红520nm，柠檬黄430nm，日落黄482nm，亮蓝627nm），测定吸光度，分别绘制标准曲线比较或与标准色列目测比较。
计算：
X=(A*100)/(m*V2/V1*1000)
式中：
X：样品中色素的含量，克/千克/升
A：测定用样液中色素的含量，毫克
:m：样品质量（体积），克（毫克）
V1：样品解吸后总体积，毫升
V1：样液点板（纸）体积，毫升
内标法是一种间接或相对的校准方法。在分析测定样品中某组分含量时，加入一种内
标物质以校准和消除出于操作条件的波动而对分析结果产生的影响，以提高分析结果的准
确度。
内标法在气相色谱定量分析中是一种重要的技术。使用内标法时，在样品中加入一定量的
标准物质，它可被色谱拄所分离，又不受试样中其它组分峰的干扰，只要测定内标物和待
测组分的峰面积与相对响应值，即可求出待测组分在样品中的百分含量。采用内标法定量
时，内标物的选择是一项十分重要的工作。理想地说，内标物应当是一个能得到纯样的己
134
知化合物，这样它能以准确、已知的量加到样品中去，它应当和被分析的样品组分有基本
相同或尽可能一致的物理化学性质(如化学结构、极性、挥发度及在溶剂中的溶解度等)、
色谱行为和响应特征，最好是被分析物质的一个同系物。当然，在色谱分析条什下，内标
物必须能与样品中各组分充分分离。需要指出的是，在少数情况下，分析人员可能比较关
心化台物在一个复杂过程中所得到的回收率，此时，他可以使用一种在这种过程中很容易
被完全回收的化台物作内标，来测定感兴趣化合物的百分回收率，而不必遵循以上所说的
选择原则。
外标峰面积法 external standard method 色谱分析中的一种定量方法，它不是把标准物
质加入到被测样品中，而是在与被测样品相同的色谱条件下单独测定，把得到的色谱峰面
积与被测组分的色谱峰面积进行比较求得被测组分的含量。外标物与被测组分同为一种物
质但要求它有一定的纯度，分析时外标物的浓度应与被测物浓度相接近，以利于定量分析
的准确性。
品质改良剂：
思考题
1、说明紫外分光光度法测定食品中糖精钠的原理及操作要点。如何消除样品中有机物
对测定的干扰？
2、测定食品中的苯甲酸钠和山梨酸钾，在处理样品时为什么要先将样品酸化后，再用
乙醚提取？能否使用硝酸?乙醚提取液为什么要用无水硫酸钠脱水？ 3、简述盐酸萘乙二胺法测定亚硝酸盐的原理及方法。测定亚硝酸盐时怎样去除样品中
的蛋白质？
4、怎样进行硝酸盐与亚硝酸盐之间的转化？镉柱法测定硝酸盐时,如何防止镉粒被氧化?
镉柱还原效率如何测定？
5、测定食品中残留的亚硫酸盐时,盐酸副玫瑰苯胺中的盐酸使用量对显色有何影响?如何
掌握其用量?汞盐在亚硫酸盐的测定中起什么作用?如何标定二氧化硫溶液浓度？标定时应注意什么？
6、着色剂和发色剂有何区别？食品中使用的着色剂有哪些种类？ 7、说明着色剂的测定原理。用薄层色谱法测定样品中的水溶性合成着色剂时，哪些物
质有干扰，如何除去？
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授课日期 （十二周）星期（三）2006年11月22教案序号
课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 日
课 题 微量元素的测定 课程节数 2
（1）了解元素的提取与分离的原理。
（2）掌握几种金属离子含量的测定方法。
第一节 概述
矿物成分：构成生物体的50种元素，除去C、H、O、N四种元素构成水分和有机物元素外，其它的元素称为矿物成分。
存在形式：除了省量参与有机物组成（S、P），大多数以无机盐形式存在，尤其是一价元
素都成为可溶性盐，大部分离解为离子形式。多价元素则以离子、不溶性盐、胶体溶液形
成动态平衡形式存在。
一、矿物成分的分类：
（一）对人体营养角度来说，可分为必需元素、非必需元素、有害元素 （二）从人体对其需要量来分：人体内矿物质大约占人体重量 6%，其中包括常量元素、
136
微量元素、有毒元素。
1、常量元素（日膳食需要量100mg以上）
如：钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫等
2、、微量元素：在机体组织中的作用浓度很低，往往以百万分之一（?10-6，ppm）或十
亿分之一（ ?10-9，ppb ）甚至更低来描述，故需要从食物中摄取的量也很低.
（1）人体必需微量元素：8种
碘I2、锌Zn、硒Sn、铁Fe、铜Cu、钼Mo、铬Cr、钴Co (2)可能必需的元素：5种
锰Mn、硅Si、硼B 、钒V、镍Ni
(3)具有潜在毒性，但低剂量时可能是人体必需的元素：7种
氟F、铅Sb、镉Cd、汞Hg、砷As、铝Al、锡Sn
特别说明：
1、微量元素的浓度与功能形式常严格局限在一定的范围内，有的元素这个范围相当
窄
? Fe是人体血液形成不可少的，缺铁性贫血就是因缺乏铁，而多了得―血色病‖。
? Zn影响人的消化与代谢，缺Zn味觉减退，出现厌食，发育不良等，过多会得胃肠炎。
（取头发进行测定可知人体内Zn含量情况）。
2000年8月调查：北京、广州等城市儿童低锌率44 %，而山区儿童仅为32.4 %（低于正常值）
2、微量元素的功能形式、化学价态、化学形势非常重要。 例：铬的+6价毒性大，+3价对人体有益（如Cr2O3、 Cr(OH)3）。
无机锗毒性大，有机锗毒性小。
3、对这些微量元素不能盲目的补，要适量，要适宜。有时有益量与有害量相差很小。
如硒：正常需要量与中毒量之间相差不到10倍。
二．有毒元素：
1．机体少量摄入后能与机体组织起作用，破坏正常的生理机能，导致机体暂时或长期的
病理改变，甚至危及生命的化学元素。如Hg、Cd、Pb、As、Sn、Cu、Cr等，这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰期都很长。
例：? 甲基汞：在体内半衰期为70天
? 铅：在体内半衰期为1460天。
在骨骼中为10年
? 镉在体内半衰期为16—31年。
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半衰期是指某種特定物質的濃度經過某種反應降低到剩下初始時一半所消耗的時間
2．微量元素与有毒元素在食品卫生要求中都有一定的限量规定，合称限量元素。 3. 这些物质进入人体的渠道有：水源、土壤、环境、原料、辅料、添加剂、农药、化肥的
使用、加工、制造、运输等带入；容器本身不纯，金属带入铅、锌；罐头中酸性锡的溶出；
铜器带入过量铜；另外，还有呼吸、皮肤。
第二节 元素的提取与分离
食品中的无机元素常以金属有机化合物的形式存在，测定前以有机物破坏法使待测组
分释放出来，而共存元素会干扰测定，故需进一步分离或浓缩。
对组分复杂的样品进行处理后，使被测组分符合以下要求。
１、形成游离态
２、体系组分简化
３、浓缩与富集
食品中矿物质元素的测定分析方法主要有：原子吸收分光光度法、溶剂萃取比色法、
容量法
食品中重金属的分析和其他分析一样，关键在于如何将重金属从其他干扰其测定的物
质中分离出来。一般是用湿法灰化或干法灰化的手段将食品中的有机物破坏、除去，至于
湿法或干法的选择，要以不致丢失所要分析的对象为原则。
食品中的微量元素，多数以结合的形式存在于有机物中，我们在分析和测定这些元素
时，需将这些元素从有机物中游离出来，或者将有机物破坏后测定，根据被测的性质，选
则合适的有机物破坏法，使样品中绝大部分有机物破坏。某些元素在破坏有机物的过程中
无丝毫损失，又能在破坏有机物后测定是何物干扰。
样品预处理：
1、干法消化：瓷坩埚先小火在可调试电热板上炭化至无烟，移入马福炉500?灰化
5-8h。易挥发的物质有损失。
2、湿法消化：在强酸、强氧化剂并加热条件下，有机物被分解，其中的C、H、O等
元素以CO2、H2O的形式挥发逸出，无机盐和金属离子则留在溶液中。
如：硝酸+高氯酸（4+1）、硝酸+高氯酸+硫酸
第一节 铁含量的测定
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第二节 钙含量的测定
人体是由各种物质和元素组成的，其中也包括钙。我们体内的钙质大约有1kg。钙在人体内无所不在，大多数钙以骨盐形式存在于骨骼中，约占人体总钙量的99%，在细胞外液中约占0.1%。人体内钙水平始终在一种动态平衡状态，骨组织与细胞外液的钙交换永不
停止。当吸收的钙不足时，骨骼会释放出钙以维持正常血钙标准，使骨钙与血钙之间形成
平衡。
有关调查显示：正常人每天所需钙剂量为1000mg，最低标准为800mg。我国人口膳食中，每天食入钙量仅为400-600mg，而能吸收的仅20-25%，所以几乎人人缺钙。钙是中
国人最缺乏的营养素，每天平均摄入量为405mg，仅达到RDA（即需要的数值）要求800mg的50.6%。
人老了会比年轻时矮一些，缩短的尺寸在3到10几厘米不等。这是由于老年人身体
缺钙造成的。当吸收的钙不足时，骨骼会释放出钙以维持正常血钙标准，使骨钙与血钙之
间形成平衡。所以，随着年龄增加，老年人骨骼开始缺钙，消化吸收功能下降，对钙的吸
收率降低，骨质变得疏松，骨的重量减轻，骨骼慢慢压缩变短，人也就缩短了。这就是所
谓骨质疏松症。早期骨质疏松可能不会引起任何不适，当骨钙丢失较多时才会出现腰痛、
腿痛、睡觉时小腿肚抽筋，出虚汗或全身骨骼疼痛等症状。
锌的测定
锌是人体中的微量元素。人体内大约含有2g锌，大部分分布在骨骼、肌肉、血浆和
头发中。含锌最高的组织是眼球的视觉部分（含4％）和前列腺。人体中含锌的酶（如输
氧的碳酸酐酶、骨骼生长所需的碱性磷酸酶）和被锌激活的酶达70多种。锌参与核酸蛋白质的代谢过程，能促进皮肤、骨骼和性器官的正常发育，维持消化和代谢活动。发育中
的儿童缺锌时会引起厌食症、侏儒症等，因此，人们把锌称为―生命的元素‖。
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在肉类、动物肝脏、蛋品和海产品中特别是牡蛎都富含锌。其次，如牛奶、麦片、玉
米、南瓜子等也含锌。经常食用这类食品，就不会缺锌。当锌与维生素A、钙、磷一起作用时，功效最佳。
硒的测定
硒有毒，它的所有化合物均有剧毒。硒的化合物掉在皮肤上，会产生斑疹。硒中毒后，
人会感到头痛，长期丧失嗅觉。
硒的化学性质和硫相似。硒在250?时，能和氢气化合，生成硒化氢。硒化氢具有近
似硫化氢的剧臭。硒在空气中能燃烧，生成白色的二氧化硒的细小晶体。二氧化硒溶于水，
生成亚硒酸。亚硒酸经氧化剂氧化后，变成硒酸。硒酸可以溶解黄金。
一、溶剂萃取比色法
二硫腙比色法测定铅、锌、汞的含量
1、二硫腙的性质
二硫腙又称打萨腙，学名二苯基硫卡巴腙，在有机相中有两种互变异构形式：
二硫腙为紫黑色结晶粉末，不溶于水，也不溶于酸，微溶于乙醇，可溶于CHCl3、CCl4及氨碱性水溶液。
在有氧化剂存在，日光照射下都易被氧化为二苯硫卡巴二腙。
2、二硫腙与金属离子的反应
可与多种金属生成脂溶性的有色络合物。在萃取体系中，不同离子络合物在CCl4种
140
的溶解度随水相的酸度不同而异。
3、二硫腙络合元素的特效性条件
(1) 调节萃取溶液酸度，改善络合物的溶解性。
(2) 加入掩蔽剂，排除干扰，提高选择性。
加入掩蔽剂，使干扰离子与之生成稳定的络合物，从而不与双硫腙反应。 (3) 改变元素离子价态，提高络合能力。
4、铅含量的测定
（1）原理 样品经消化后，在pH8.5～9时，铅离子与双硫腙形成红色络合物被氯仿
溶解萃取，其溶液吸光度与铅离子浓度成正比。通过加入盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来
消除铁、铜、锌等离子对其测定的干扰。
用双硫腙法测铅含量，干扰离子有Fe3+、Sn4+、Cu2+、Cd2+、Zn2+等。
除去干扰离子：
?调pH8.5～9用KCN进行掩蔽。
（ 实验的缺点：使用大量的KCN（浓度20%），最低浓度为10%。）
?加入盐酸羟胺
Fe3+ +3CN- ?Fe(CN)3
高铁氰化物
Fe(CN)3具有氧化作用，即可氧化双硫腙，故须加入盐酸羟胺（NH2OH?HCl）使 Fe3+?Fe2+ ；
?加入柠檬酸铵：络合钙、镁、铅、铁等离子，防止生成氢氧化物沉淀。 （2）测定步骤 取适量样品，用硝酸-硫酸法消化，或灰化后用硝酸溶液溶解，定容至
50mL。
吸取处理后样10ml?于100ml的分液漏斗中?加20％柠檬酸铵2ml?加20％盐酸羟胺1ml?酚红指示剂2滴?用浓氨水调PH值8.5-9.0（颜色由黄?微红色）?加10%氰化钾1ml? 摇匀?加双硫腙使用液10ml?摇动后分层?将氯仿层放入干净的10ml比色管中?于510nm处测定吸光度? 从标准曲线上查出相应的含量
（3）计算
Pb(mg/kg)=(A1 －A2) ?V1/(m?V2)
A1---测定用样品消化液中铅的含量，μg
A2---试剂空白液中铅的含量，μg
V1---样品消化液的总体积，ml
V2---测定用样品消化液体积，ml
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m---样品质量（g）或体积（ml）
（4）注意事项
a. KCN为剧毒药品，操作时应格外小心。使用后要洗手，切勿将KCN溶液与酸接触以免产生气体而中毒。
用下述办法可以降低氰化钾的毒性：向浓KCN溶液中加入氢氧化钠和硫酸亚铁使它
生成铁氰化钾，降低毒性。
b. Pb和双硫腙结合其颜色变化：绿?浅蓝?浅灰?灰?灰白?淡紫?紫?淡红?红 c. 本法测定重金属的灵敏度很高，故在分析之前应对所用的玻璃仪器用1?3的稀硝酸浸泡，然后用水清洗干净。
d. 对高蛋白样品消化时，应先加硝酸缓缓加热，待剧烈反应后，稍冷，再加入硫酸继续
消化以防泡沫溢出。
目前测定食品中的痕量铅多采用原子分光光度法测定，因其灵敏度高。 二、原子吸收分光光度法
1954年，世界上第一台原子吸收分光光度计问世，已广泛应用于地质、冶金、环境保
护、食品卫生检测等多种部门的许多领域。由于该法具有其他方法难以比拟的独到优点，
故在最新颁布的国家标准食品卫生检测方法中，常被列作第一法。 （一）基本原理
原子吸收光谱法是基于基态自由原子对特定波长吸收的一种测量方法。
使光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原
子所吸收，在一定范围与条件下，入射光被吸收而减弱的程度与样品中待测元素的含量呈
正相关，由此可得出样品中待测元素对含量。
（二）仪器的结构与性能
仪器的组成
光源系统：产生待测元素的特征谱线，一般采用空心阴极灯；
原子化系统：主要用于产生待测元素的原子蒸气；
分光系统：分出通过火焰的光线中待测元素的谱线；
检测系统：把光信号转换成电信号，经调制、放大、处理，最后输出结果。
142
（3）铁、铜、锰、镁、锌的测定
我国国标规定食物中这五种金属含量的测定方法均采用原子吸收分光光度法
（GB12396-1990、GB/T5009.13-1996、GB/T5009.14-1996）。
样品用湿法消化（硝酸、高氯酸4?1混合液）制成试样溶液，按照仪器说明书调节
仪器狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高度、元素空心阴极灯电流等参数至最佳状态。
铁、铜、锰、镁、锌原子吸收分光光度法测定参数
元素 波长/nm 狭缝宽/nm 火焰类型 标准工作液浓度/（μg/ml）
248.3 0.2 铁 空气-乙炔 0.5～4.0
324.8 0.5 铜 空气-乙炔 0.1～0.4
279.5 0.2 锰 空气-乙炔 0.5～3.0
285.2 0.5 镁 空气-乙炔 0.1～0.5
213.9 1.0 锌 空气-乙炔 0.2～1.0
以标准曲线法进行定量计算：
X=（ρ－ρ0）V?ƒ?100/（m?1000）
X—样品中元素的含量，mg/100g；
ρ—测定用样品中元素的浓度（由标准曲线查出）， μg/ml；
ρ0—试剂空白液中元素的浓度（由标准曲线查出），第三节 几种金属离子含量的测定；
V—样品定容体积，ml；
ƒ—稀释倍数；
m—样品质量，g；
100/1000 —折算成每百克样品中元素的含量，以mg计。
本法中，以上元素的最低检测限分别为：铁0.2 μg/ml，锰0.1 μg/ml，铜0.0016 μ
143
g/ml，锌0.4 μg/ml，镁0.05 μg/ml。
（四）铅、镉、铬的测定（石墨炉原子化法）
由于火焰原子化法的原子化程度较低，且被火焰气体大量稀释，对于要求灵敏度较高
的一些重金属含量测定，石墨炉原子化法是理想等选择。
国标GB/T5009.12-1996中选用该法作为铅测定的第一法。
样品经消解（可选用干法灰化、压力消解法、常压湿法消化、微波消解法中的任何一
种）后，制成供试样液，按照仪器说明书调节有关参数至最佳状态，以标准曲线法进行定
量计算。
铅、铬、镉无火焰原子吸收法测定参数 元素 波长狭缝宽/nm 灯电流干燥温度/?灰化温度/?与原子化温度/?与时间
/nm /mA /s 与时间/s 时间/s
283.3 铅 0.2～1.0 5～7 120，20 450， 15～20 1700～2300，4～5
228.8 镉 0.5～1.0 8～10 120，20 350， 15～20 1700～2300，4～5
257.9 铬 0.5～1.0 8～10 110，40 1000， 30 2800，5
（五）最佳条件选择
原子吸收法具有灵敏度高、选择性好的优点，但在应用中受到许多因素的制约，处了
仪器本身的性能影响之外，操作条件的选择也非常重要，只有选择合适的测定参数，使仪
器处于最佳工作状态，才能得出优良的分析结果。实际操作时，应根据仪器说明书以及下
列条件选择合适的测定参数。
1．火焰原子化法
最佳条件的选择包括：
（1）燃气、助燃气种类、流量和它们间的比值； （2）光路与灯头的距离；
（3）溶液提升量。
2．石墨炉原子化法
最佳条件的选择包括：
（1）干燥温度和时间；
（2）灰化温度和时间；
（3）原子化温度和时间。
144
思考题
1.简述双硫腙络合元素的特效性条件。
2.测定食品中铅含量，加入盐酸羟胺的作用是什么？
3.双硫腙可与多种金属离子生成络合物，在元素含量测定中应用十分广泛，但是市售的试
剂常常不纯，如何提纯？采取什么措施避免双硫腙的氧化？
授课日期 （十二周）星期（四）2006年11月24教案序号
日 课程名称 食品理化分析 授课老师 张榕欣 课 题 着色剂与发色剂的测定 课程节数 2
第一节 有害物质测定的意义
一、有害物质的概念
一般认为，在食品或食品原料中有时存在一些化学结构不同、含量范围不同的各种非营养
性化学物质，它们对人体是有毒的或者具有潜在危险性，因此可以把它们看成是食品中的
不需要成分，也将其称为有害物质。它包括毒素（生物体自然产生的毒物）和毒物（导致
组织损伤，对机体功能有破坏作用甚至是致死作用的一类物质）。 二、食品中有害物质的存在因素
生物性、化学性、物理性、污染性因素
145
三、食品中有害物质的来源和分类
来源
按途径分：1、环境污染所造成的食品原料污染。2、食品在贮藏、包装、销售、运输、烹调和加工过程中被污染。
按污染性质分：生物性污染和化学性污染。 分类
按来源分五类：植物源、动物源、微生物源、因环境污染所带入、食品加工过程产生。
根据毒素产生的特征分两类：固有的和污染的。 四、食品中有害物质的危害大小：
微生物＞环境污染＞农药残留、兽药残留＞食品添加剂 五、有害物质的危害性：
1、急性中毒：进入人体后在短时间内造成机体的损害，出现腹泻、呕吐、疼痛等症状。
如微生物毒素中毒和一些化学物质中毒等。 2、慢性中毒：有害物质长时间进入体内并蓄积，在几年、十几年或更长时间后才引起机
体的损害，如慢性的苯中毒、铅中毒、镉中毒等。 3、致畸、致癌：通过孕妇作用于胚胎，造成胎儿发育期细胞分化异常或器官不能正常形
成，出现畸形或死胎。如DDT、黄曲霉素B1等。有的物质在体内诱发仲瘤，形成癌变，如亚硝胺、黄曲霉素等。
主要危害因素：
六、加强食品中有害物质检测的意义：P223
七、食品中有害物质检测内容：
有机氯农药、有机磷农药、亚硝胺和硝基苯、黄曲霉毒素、苯酚和氰化物及非金属毒物、
金属类毒物、动植物毒物及一些添加物。
八、检测方法：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、质谱法、化学分析法、酶化
学法、气-质联用法等。
第二节 食品中农药残留的检测 农药包括：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂。 我国已由农药进口国变成农药出口国。
农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、提高农畜产品的产量和质量以及确保人
体健康等方面，都起着重要的作用。但是，大量广泛用农药也会造成对食物的污染。
是指农药施用后，残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢
产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。
146
食品中普遍存在农药残留, 残留量随食品种类及农药的种类不同而有很大差异，由于
农药的毒性都很大，有的还可在人体内蓄积，对人体造成危害。食品中残留农药过高会导
致癌症和帕金森症。
容易吸收农药的蔬菜：
番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根菜类、薯类。
对农药吸收率较低的：
叶菜类、果类等。
为提高食品的卫生质量，保证食品的安全性，保障消费者身体健康，许多国家都对食品中
农药允许残留量作了规定。表13—l和13—2分别为我国和WHO制订的有机氯农药六六
六、滴滴涕在食品中的允许残留量标准；
表13—3为我国制订的有机磷农药在食品中允许残留量标准； 表13 —4为FAO/WHO推荐的部分食品中有机磷农药允许残留量标准。 小资料：我国将全面禁用5种高毒农药包括：
甲胺磷、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、磷胺。
这5种农药目前年总产量达10万吨；占我国农药生产总量的20％—25%。
禁用
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
分3阶段：
食品中农药残留量的分析，
147
1) 比色法 少特异性，灵敏度很低，手续繁杂。
分光光度法 已很少使用
电化学分析
2）纸色谱：操作简单、成本低
TLC
3）GC —— 电子捕获检测器 ，灵敏度高，速度快，操作方便。 适用有机氯农药。 4）HPLC ——非挥发性、热不稳定性农药，如 部分有机磷农药。 5）GC/ 红外光谱 联用、 GC/MS 联用。
一、有机氯农药残留量的检测
（一）有机氯农药的性质及常见品种
有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物，一般分为五大类：
1、DDT类——氯化苯及其衍生物，包括DDT、 六六六。
2、氯化甲撑萘类——七氯、 艾氏剂、狄氏剂。
3、七O五四—— 纯品为白色晶体，微溶于水，易溶于某些有机溶剂。 主要用于杀灭蚊蝇。蓄积在动植物脂肪中，通过食物链进入人体。中毒症状为乏力、失眠、眩晕、恶
心等，长期接触可影响中枢 神经系统及肝脏。
4、氯丹—— 纯品为无色或淡黄色液体，微溶于水，易溶于某些有机溶剂。中毒情况同7054 5、林丹（又名高丙体六六六）—— 本品为无色晶体，不溶于水，溶于大多数有机溶剂。
中毒情况同7054 。主要用于粮食、蔬菜、果树、烟草、森林、粮仓。
有机氯农药的结构及理化性质
?六六六
六六六分子式为C6H6Cl6，化学名为六氯环己烷、六氯化苯，英文名为Benzene hexachl oride (简称 BHC)。BHC有多种异构体。
BHC为白色或淡黄色固体，纯品为无色无臭晶体，工业品有霉臭气味，在土壤中半衰期为
2年，不溶于水，易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油醚及环己烷等有机溶剂。BHC对光、热、空气、强酸均很稳定，但对碱不稳定( β—BHC除外)，遇碱能分解(脱去HCl)。
C6H 6Cl6十3KOH ? C6H3Cl3十3KCl 十3H2O
?滴滴涕
滴滴涕分子式为C14H9Cl15， 化学名为2，2——双(对氯苯基)——1，1，1一三氯乙烷、二氯二苯三氯乙烷，简称二二三，
英文名为Dichlorodiphenyl trichloroethane，简称DDT。根据苯环上Cl的取代位置不同形成几种异构体：
148
1874年人工合成DDT，1939年瑞士化学家穆勒发现了DDT的杀昆虫作用，并因此获得了1948年的诺贝尔奖。
在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲，DDT用于杀灭传播疟原虫的蚊子，挽救了数千人的生命。
样品的予处理
1.提取 —— 用丙酮、己烷、乙醚、石油醚等。 2.净化——用H2SO4磺化处理，除脂肪、蜡质、 色素等。 3.浓缩——K—D减压浓缩。
检验标准 GB/T 5009.19
（二）GC-ECD法测定有机氯农药残留
（三）TLC法测定有机氯农药残留
Rf= 原点到斑点中心的距离
原点到溶剂前沿的距离
Ra= 样品组分斑点的比移值
标准组分斑点的比移值
Rf
A、被分离物质的结构和性质。［不同组分有不同结构，它们与薄层及展开剂的作用力不同，
因而在两相中的分配系数不同，结果有不同的R
值。在吸附色谱中，一般极性较强的组分fR值较小。］ f
B、薄层板的性质。［固定相的粒度、薄层板的厚度都影响组分的Rf值。吸附薄层色谱中
吸附剂的活性越强，吸附作用越强，组分的Rf值越小。］ C、展开剂的性质。［展开剂的成分和组成对组分的溶解能力及其对固定相作用力的强弱都
会影响组分的Rf值。在薄层色谱中极性越强的展开剂与吸附剂的作用越强，使组分与吸
附剂的作用相对减弱，组分的Rf值增大。］ D、温度对吸附色谱R值的影响较小，但对分配色谱的影响很大，这是因为溶解度受温度f
影响大。
E、展开室内的展开剂蒸气饱和程度对Rf值有较大影响。［如果薄层板周围未被展开剂饱和，在展开过程中，展开剂不断蒸发，使展开剂组分发生变化，改变组分的Rf值。］
由此可见，为了获得适当的值，需要选择适当的固定相和展开剂等色谱条件，同时应
149
保持恒定的色谱条件，以保证Rf值的重现性。
二、有机磷农药残留及其检测
(一)有机磷农药的特性及种类
1．常见的有机磷农药及其结构
有机磷农药(Organophosphorus Pesticides)是农药中一类含磷的有机化合物，其种类很
多，目前大量生产与使用至少有60多种，按其毒性可分成高毒、中等毒及低毒三类；按
其结构则可划分为磷酸酯及硫代磷酸酯两大类。
2．有机磷农药的理化性质
有机磷农药中，除敌百虫、乐果为白色晶体外，其余有机磷农药的工业品均为棕色油
状。有机磷农药有特殊的蒜臭味，挥发性大，对光、热不稳定，并具有如下性质：
?溶解性：由于各种有机磷农药的极性强弱不同，故对水及各种有机溶剂的溶解性能也
不一样，但多数有机磷农药难溶于水，可溶于脂肪及各种有机溶剂，如疏水性有机溶剂：丙酮、石油醚、正己烷、氯仿、二氯甲烷及苯等，亲水性有机溶剂；乙脂、二甲基亚砜等。
? 氧化性：有机磷农药中，硫代磷酸酯农药在溴作用下或在紫外线照射下，分子中S易被O取代，生成毒性较大的磷酸酯。
样品预处理
1.提取
一般根据有机磷农药与样品的种类，选择适当的提取溶剂与提取方法。用乙腈、丙酮、
氯仿或二氯甲烷等提取。
蔬菜：切碎混匀? 称样? 具塞锥形瓶中? 脱水? 脱色? 过滤 稻谷：脱壳、磨粉、过20目筛? 称样? 过滤? 浓缩 小麦、玉米：磨碎过20目筛? 称样? 中性氧化铝、活性碳? 过滤? 浓缩 植物油：用丙酮溶解去油?加无水硫酸钠脱水、中性氧化铝脱油、活性碳脱色?二氯甲烷
定容
2．净化
将样品提取液经乙腈（
能溶解多种有机、无机和气体物质）或二甲基亚砜（万能溶剂）分配提取后，再用柱色谱净化，柱中吸附剂可由活性炭、氧化铝、弗罗里矽土、无水Na 2SO4或硅藻土等按一定比例组成。
目前，国际上许多国家与组织(包括FDA，AOAC)
FDA—美国食品药物管理局。
大量使用由storher相wans在1965年提出的，后经多次改进的扫集共蒸馏法
150
(sweepco—distillation)来净化有机磷农药样品提取液。 3.浓缩——K—D减压浓缩。
（二）有机磷农药的检测
GC法测定—— 氮磷检测器。
几种有机磷农药的检验标准：
马拉硫磷 GB/T 5009.36
倍硫磷 GB/T 5009.20
甲胺磷 GB14876
薄层色谱溶出法
原理：将薄层上已分离的农药斑点，用溶剂浸出，浸出液经适当处理再配合仪器联用技术
进行定量。
流程：有机磷农药+强酸、强氧化剂混合液?磷酸+钼酸铵?钼磷酸+还原剂?磷钼蓝（蓝色）?测定
步骤：P234
第五节 食品中霉菌毒素及其检测
一、霉菌毒素的种类
霉菌是一些丝状真菌的通称，在自然界分布很广，几乎无处不有，主要生长在不通风、
阴暗、潮湿和温度较高的环境中。霉菌可非常容易地生长在各种食品上并产生危害性很强
的霉菌毒素。目前已知的霉菌毒素约有200余种，与食品关系较为密切的有黄曲霉毒素、
赭曲霉毒素、杂色曲霉素等。已知有5种毒素可引起动物致癌，它们是黄曲霉毒素(B-、G。、
M，)、黄天精、环氯素、杂色曲霉素和展青霉素。
霉菌污染食品可使食品的食用价值降低，甚至使之完全不能食用，造成巨大的经济损
失。据统计全世界每年平均有2％的谷物由于霉变不能食用。霉菌毒素引起的中毒大多通
过被霉菌污染的粮食、油料作物以及发酵食品等引起。
霉菌毒素多数有较强的耐热性，一般的烹调加热方法不能使其破坏。当人体摄入的霉
菌毒素量达到一定程度后，可引起中毒。霉菌中毒往往表现为明显的地方性和季节性，临
床表现较为复杂，有急性中毒、慢性中毒以及致癌、致畸和致突变等。食品中常见的几类
霉菌毒素如下。
1．黄曲霉毒素
黄曲霉毒素(Aflatoxins。简写AFT)是黄曲霉、寄生曲霉及温特曲霉等产毒菌株的代谢产
物 ，是一群结构类似的化合物。目前已发现17种黄曲霉毒素。
根据其在波长为365nm紫外光下呈现不同颜色的荧光而分为B、G二大类：
151
B大类在氧化铝薄层板上于紫外光照射下呈现蓝色荧光； G大类则呈绿色荧光。
AFT主要污染粮油及其制品，如花生、花生油、玉米、大米、棉籽等被污染严重，
此外各种植物性与动物性食品也能被广泛污染，如在胡桃、杏仁、高梁、小麦、豆类、土
豆、皮蛋、奶与奶制品、干咸鱼及辣椒中均有AFT污染。其污染程度与各种作物生物学特性和化学组成以及成熟期所处的气候条件有很大关系。一般来说，富含脂肪的粮食易产
生AFT。此外，收获季节高温、高湿，也易造成AFT的污染。
AFT是剧毒物质，其毒性比氰化钾还高，也是目前最强的化学致癌物质。其中AFT Bl
的毒性和致癌性最强，故其在食品中允许量各国都有严格规定。 FAO／WHO规定食品中 AFTBl＜15 ppb，
美国?20 ppb，
日本?10 ppb，
以色列与瑞典规定不得检出。
表13—5为我国制订的主要食品中AFT B1的允许量标准。 黄曲霉毒素的结构与理化性
(一)黄曲霉毒素的结构
为二呋哺香豆素的衍生物。
(二)黄曲霉毒素的理化性质
1. 溶解性：AFT的分子量为312—346，难溶于水、乙醚、石油醚及己烷中，易溶于油
和甲醇、丙酮、氯仿、苯、 等有机溶剂中。
2．稳定性：AFT是一组性质比较稳定的化合物；其对光、热、酸较稳定，而对碱和氧化
剂则不稳定。
样品预处理
取样：因样品中污染黄曲霉毒素高的霉粒一粒就可以左右测定结果，为避免取样带来的误
差，必须大量取样、粉碎、混匀。应注意以下几方面： 1、 采取有代表性的样品。
2、 对局部发霉变质样品检验时，应单独取样。
3、 每份测定样品应从大样粗碎并经多次连续四分法缩减至0.5-1kg，然后全部粉碎。粮食
样品全部通过20目筛，花生样品通过10目筛。
样品预处理包括APT的提取、净化及浓缩等过程。
称取4g混匀的花生油样品于小烧杯中，用20mL石油醚或正己烷，将其转移到125mL
分液漏斗中，用20mL甲醇-水溶液分数次洗烧杯，洗液并入分液漏斗中，振摇2分钟，静
152
止分层后，将下层甲醇-水溶液移入第二分液漏斗，再用5mL甲醇-水溶液重复提取一次，提取液并入第二分液漏斗中。在第二分液漏斗中加入20mL三氯甲烷，振摇2分钟，静止分层后，放出三氯甲烷层，经盛有约10g先用三氯甲烷湿润的无水硫酸钠的慢速滤纸过滤
于50mL蒸发皿中，分液漏斗中再加5mL三氯甲烷提取一次，三氯甲烷层一并滤入蒸发皿
中，最后用少量三氯甲烷洗过滤器，洗液并入蒸发皿中。在通风柜中，将蒸发皿于65?水浴上挥干，然后放入冰盒上泠却2-3分钟，准确加入1mL苯-乙腈混合液，用带橡皮头滴管的管尖将残渣充分混合，若有结晶析出，将蒸发皿取下，继续溶解、混匀，晶体消失后
用滴管吸取上清液转移于2mL具塞试管中。
2．赭曲霉毒素
赭曲霉毒素是分子结构类似的一组化合物，包括赭曲霉毒素A、B、C、D和α，是曲霉属和青霉属的某些菌种的次生代谢产物，是谷物、大豆、咖啡豆和可可豆的常见污染物，
其中赭曲霉毒素A是该类毒素的代表化合物。赭曲霉毒素A微溶于水，易溶于极性溶剂和稀的碳酸氢钠水溶液，耐热，稳定性强，在紫外光下呈绿色荧光。赭曲霉毒素A的毒性较强，接近黄曲霉毒素B1，主要损伤肾脏。在巴尔干地方性肾病流行地区，6％～18％人群的血液中能检出赭曲霉毒素A。1993年国家癌症研究机构认为赭曲霉毒素A同时也是一种具有免疫抑制功能、神经毒性以及致癌、致畸形的物质。
3．展青霉毒素
展青霉毒素是多种真菌的有毒代谢产物，该物质一方面是一种广谱的抗生素，另一方面对
小鼠、兔子等试验动物具有较强的毒性。其污染食品和饲料后产生的毒性远大于其抗菌作
用。
容易污染食品和饲料并产生展青霉素的真菌主要有柯麻青霉、扩展青霉、棒曲霉、巨大曲
霉、雪白丝衣霉等。展青霉素还能够对苹果及其制品造成严重污染。展青霉素对大鼠的肾
及胃肠系统有毒性作用，也有致癌、致畸形的作用。目前，已有十几个国家制定了水果及
其制品中展青霉素的限量标准。
4．单端孢霉烯族化合物
该组化合物的主要毒性表现在细胞毒性、免疫抑制和致畸、致癌作用。关于单端孢霉烯族
化合物造成的食物中毒在国内外已有多起报道，主要症状是恶心、呕吐、头痛、腹痛、腹
泻等。
5．玉米赤霉烯酮
玉米赤霉烯酮也称F一2毒素。镰刀菌属的多个菌种如禾谷镰刀菌、三线镰刀菌、粉红镰
刀菌、半裸镰刀菌、木贼镰刀菌、黄色镰刀茵、茄病镰刀菌、串珠镰刀菌等都可以产生该
毒素。这些菌广泛存在于土壤、空气及污染的谷物中，主要污染玉米，也污染大麦、小麦、
153
燕麦等。玉米的阳性检出率可达45％，最高含毒量可达2909 mg／蝇，小麦的阳性检出率可达20％，含毒量为0．36～11．05 mg／k。
玉米赤霉烯酮对动物的急性毒性很小。该化合物具有雌激素样的作用，主要作用于生殖系
统，可引起阴道和乳腺肿胀、流产、畸胎、死胎等。对玉米赤霉烯酮的最高限量很多国家
已制定了标准，如巴西规定玉米中不超过200 ug／kg，罗马尼亚规定所有食品中不超过30
ug/kg，我国尚未制定限量。
6．杂色曲霉素
杂色曲霉素主要是由杂色曲霉、构巢曲霉、皱褶曲霉、黄褐曲霉、四脊曲霉等产生，主
要污染玉米、花生、大米、小麦等。杂色曲霉素与黄曲霉素B1相似 。杂色曲霉素可以转换为黄曲霉素B1 。
杂色曲霉素是一种毒性很强的肝及肾脏毒素。肝癌高发区居民所食用的食物中杂色曲霉素
的污染也较为严重。食品中杂色曲霉素的测定参见GB／T 5009．25—1996，该标准采用的是薄层色谱法，喷三氯化铝显色，加热后，紫外光下观察。 7．棒曲霉素
8．岛青霉毒素
9．其他霉菌毒素
串珠镰刀菌毒素、伏马菌素(主要是FBl)这两种毒素都可由串珠镰刀菌产生，两者皆为水
溶性化合物，都有强烈的毒性。
二、霉菌毒素的检测
1．黄曲霉毒素的检测
我国涉及黄曲霉毒素的限量及检测的国家标准有
GB 2761—1981(食品中黄曲霉毒素B1允许量标准)、
GB 9676--1988(牛乳及其制品中黄曲霉毒索M，限量卫生标准)、 GB／T 17480--1998(酶联免疫吸附法测定饲料中黄曲霉毒素B、)、 GB／T 5009．22--1996[薄层色谱法(第一法)／ELISA(第二法)测定食品中黄曲霉毒素B，
GB／T 5009．23—1996[薄层色谱法(第一法)／微柱筛选法(第二法)测定食品中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2
GB／T 5009．24—1996
与B1)
(一) 薄层色谱法测定食品中黄曲霉毒素M1 、B1
其最低检出量0.4 ng是各实验室所公认的
1、原理
154
样品中AFT B1经有机溶剂提取、净化、浓缩并经薄层色谱分离后，在波长365nm紫外光下产生荧光，根据其在薄层板上显示荧光的强度与标准品AFT B1最低检出量产生的荧光强度比较来测定样品中AFT B1的含量。
2、试剂
三氯甲烷（AR）
正己烷（AR 沸程30-60）或石油醚（沸程60-90）
甲醇（AR）
苯 （AR）
乙腈 （AR）
无水乙醚 （AR）
丙酮 （AR）
（以上试剂应重蒸，并应经检验对薄层色谱测定无干扰）
苯-乙腈(98:2)混合溶液
甲醇-水（55:45）混合溶液
三氟乙酸（AR）
氯化钠 （AR）
无水硫酸钠（AR）
硅胶G （薄层色谱用）
5%次氯酸钠溶液：称取100g漂白精，加入500mL水，搅匀。另将80g工业用碳酸钠（Na2CO3.10H2O）溶于500mL温水中，倒入上述溶液中，搅匀，澄清过滤后贮存于带橡
皮塞的玻璃瓶中，用作消毒剂。
黄曲霉毒素B1标准贮备液：用百万分之一的微量分析天平精密称取1-1.2mgAFT B1标准品，先加入2mL乙腈溶解后，再用苯稀释至100mL，避光置于4?冰箱中保存。使用前用紫外分光光度计测定其浓度，再用苯-乙腈混合溶液调整其浓度为10ug/mL。（在350nm测定AFT B1的苯-乙腈溶液的吸光度，其摩尔消光系数为19800，可根据朗伯-比尔定律求出其浓度）。
黄曲霉毒素B1标准应用液I（1ug/mL）：吸取1.0mL10ug/mL的黄曲霉毒素B1标准贮备液于10mL容量瓶中，加苯-乙腈混合溶液定容。
黄曲霉毒素B1标准应用液II（0.2ug/mL）：吸取1.0mL 1ug/mL的黄曲霉毒素B1标准应用液I于5mL容量瓶中，加苯-乙腈混合溶液定容。
黄曲霉毒素B1标准应用液III(0.04ug/mL)：吸取1.0mL 0.2ug/mL的黄曲霉毒素B1标准应用液II于5mL容量瓶中，加苯-乙腈混合液定容。
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3、主要仪器
玻璃板：5?20cm
涂布器
色谱展开槽（25?6?4cm）
紫外光灯：100-125W，带有波长365nm滤光片
微量注射器：20uL,10uL各一支
4、操作步骤
?、样品预处理
称取4g混匀的花生油样品于小烧杯中，用20mL石油醚或正己烷，将其转移到125mL
分液漏斗中，用20mL甲醇-水溶液分数次洗烧杯，洗液并入分液漏斗中，振摇2分钟，静止分层后，将下层甲醇-水溶液移入第二分液漏斗，再用5mL甲醇-水溶液重复提取一次，提取液并入第二分液漏斗中。在第二分液漏斗中加入20mL三氯甲烷，振摇2分钟，静止分层后，放出三氯甲烷层，经盛有约10g先用三氯甲烷湿润的无水硫酸钠的慢速滤纸过滤
于50mL蒸发皿中，分液漏斗中再加5mL三氯甲烷提取一次，三氯甲烷层一并滤入蒸发皿
中，最后用少量三氯甲烷洗过滤器，洗液并入蒸发皿中。在通风柜中，将蒸发皿于65?水
浴上挥干，然后放入冰盒上泠却2-3分钟，准确加入1mL苯-乙腈混合液，用带橡皮头滴管的管尖将残渣充分混合，若有结晶析出，将蒸发皿取下，继续溶解、混匀，晶体消失后
用滴管吸取上清液转移于2mL具塞试管中。
?、样品测定
1>薄层板的制备
称取约3g硅胶G，加相当于硅胶量的2-3倍左右的水，用力研磨1-2分钟，至成糊状后立即倒入涂布器内，推铺成5?20cm、厚度为0.25 mm的薄层板三块。于空气中干燥约15分钟后，在100?下活化2小时，取出放入干燥器中保存。 2>点样
将薄层板边缘附着的吸附剂刮净，在距薄层板底端3cm的基线上用微量注射器滴加样液和标准液：
第一点：10uL 0.04ug/mL AFT B1 标液
第二点：20uL样液
第三点：20uL 样液 + 10uL 0.04ug/mL AFT B1 标液
第四点：20uL 样液 + 10uL 0.2ug/mL AFT B1 标液
要求点距边缘和点间距约为1cm,样点直径约3cm,大小相同，点样时可用电吹风冷风边吹
边点。
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3>展开
在展开槽内加10mL无水乙醚，将点好样的薄层板预展12cm，取出挥干。再于另一展
开槽内加10mL 丙酮+三氯甲烷（8+92）混合溶剂，展开10-12cm，取出挥干。
4>结果观察
将展开好的薄板放在365nm的紫外灯光下观察：a.若第一点无荧光或都无荧光。说明薄板或展开剂未制备好，需重新制备。b.第一点有荧光，而其余三点无荧光。说明样液中有荧
光猝灭剂，样液需重新制备。c.第一点有荧光，第二点无荧光，三、四点有荧光。说明样
液不含AFT B1或含量小于最低检出量。d.四个点都有荧光。需做确证实验后再进行定量。
5>确证实验
于另一薄板上左边依次点二个样：
第一点：10uL0.04ug/mL AFT B1标液
第二点：20uL样液
在以上两点各加一小滴三氟乙酸（TFA），待反应5分钟后，用电吹风热风2分钟，使温度
不高于40?。
再于薄层板的右边点以下二个点：
第三点：10uL 0.04ug/L AFT B1 标液
第四点：20uL样液
同第3>步展开后，于紫外光下观察样液是否产生与AFT B1标准点相同的衍生物AFT B2a ,
未加TFA的第三、四点作空白对照。
6>稀释定量
若第二点的荧光强度比第一点强，则根据其强度估计减少点样体积，于另一薄板上点四个
点：
第一点：10uL 0.04ug/mL AFT B1标液
第二点：10uL 样液
第三点：15uL 样液
第四点：20uL 样液
展开后取荧光强度与第一点相同的样点进行计算。 5、计算
V1 × D
X = 0.0004 × ————
V2 × m
X ——样品中AFT B1 的含量ug/kg(ppb)
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V1——稀释前样液的总体积mL
V2——出现同等荧光强度的稀释后样液点样量uL D ——样液的稀释倍数
第六节 食品中天然毒素及其检测
人类至今已经发现的食物种类是很丰富的，这是人类在不断地探索自然的过程中积累
的成果，其中绝大多数是不含任何天然有害物质的，但也有少数含有天然有害物质。随着
科学技术的发展，人们发现一些原来被认为是安全的食物事实上也含有某种或某些天然有
害的物质。
一、常见的动物性天然毒素
1．动物肝脏中的毒素
动物肝中主要的毒素是胆酸、牛磺胆酸和脱氧胆酸。它们是中枢神经系统的抑制剂，
其中牛磺胆酸的毒性最强，脱氧胆酸次之。许多试验研究还发现，脱氧胆酸对结肠癌、直
肠癌的发生有促进作用。猪肝脏中的胆酸含量较少，一般不会产生明显的毒性作用，但食
用过多或食用时处理不当也会对人体健康产生一定的危害。
动物的肝脏中维生素A的含量都较高，尤其在鱼类肝脏中含量最多。一般偶尔进食普
通动物的肝脏是有益而无害的。
2．河豚毒素
河豚鱼是一种味道鲜美又含剧毒的鱼类。全球有200种左右，我国有70多种，广泛
分布于各海区。河豚鱼的肝、脾、胃、卵巢、卵子、睾丸、皮肤以及血液均含有毒素，其
中以卵和卵巢的毒性最大，肝脏次之。一般品种的河豚鱼肌肉的毒性较低，但双斑圆鲸纯、
虫纹圆纯、铅点圆纯肌肉的毒性较强。毒素含量的大小随着生长水域、品种及季节的不同
而不同。
河豚鱼中毒是世界上最严重的动物性食物中毒。
3．岩蛤毒素
蛤的种类很多，只有少数几种如文蛤、石房蛤等含有有毒物质。目前认为，这些有毒物质
源于一些属于膝勾藻科的藻类，如涡鞭毛藻，当此种藻类大量繁殖时，可形成―赤潮‖。海
洋软体动物包括蛤类，摄食了这类海藻后，海藻所含的岩蛤毒素及膝勾藻毒素在中肠腺以
无毒的结合态大量蓄积，当人体摄食此类蛤肉后，毒素被释放出来，引起中毒。
4．螺类毒素
螺的种类很多，绝大多数食用安全性较高，但少数种类如接缝香螺、问肋香螺、油螺、
节棘骨螺及蛎敌荔枝螺等含有四甲胺、骨螺毒素、千里酰胆碱、丙烯酰胆碱等有毒物质。
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5．组胺
组胺属于生物碱，溶于水及乙醇。组胺中毒，国内外均有报道，大多是由于食用不新
鲜或腐败变质的鱼类引起的。一般认为，成人摄入100mg的组胺就有可能引起中毒。组胺是由鱼体内的游离组氨酸在鱼的存放过程中经脱羧而形成的，温度升高时则组胺形成的更
多。鱼体中的组胺被水或极性有机溶剂提取后，在弱碱条件下，能与偶氮试剂反应生成橙
色物质，利用这一点，可以对组胺进行定性或定量检测。 二、常见的植物性天然毒素
1．氰苷
氰苷进人体内水解后产生HC，从而具有较强的毒性。含有氰苷的食源性植物有木薯、
豆类以及一些果树的种子如杏仁、桃仁、枇杷仁及亚麻仁等。氰化物在酸性条件下可产
生HCN气体，HCN可使苦味酸试纸显红色，据此可对含有氰苷的物质进行定性检测。
2．红细胞凝集素
这是一类对红细胞具有凝集作用的蛋白质，多为糖蛋白。含有红细胞凝集素的食源性
植物有蓖麻、豆类及花生的种子。不同植物的红细胞凝集素其毒性是不同的，以蓖麻凝集
素的毒性最强，红细胞凝集素比较耐热，80?数小时不能使之失活，100?需经过1 h可完
全破坏其活性。
3．皂苷
也称皂素，很多豆科植物如黄豆、菜豆、蚕豆等不仅含有红细胞凝集素、氰苷，还含
有有毒的皂苷。其中菜豆中毒是天然食物中毒中较常见的。菜豆中的毒皂苷对消化道粘膜
有强烈的刺激作用。
4．龙葵碱
龙葵碱又名茄碱、马铃薯毒素、龙葵毒素，不溶于水，能溶于乙醇，与稀酸共热可发
生分解。龙葵碱广泛存在于马铃薯、番茄及茄子等中。马铃薯中龙葵碱的含量一般在
0.1305％．0.01％，且随着贮存时间的增加而渐增，发芽的马铃薯其幼芽及芽眼部分的含
量可高达0.3％～0.5％。人摄人0.2～0.4 g龙葵碱即可引起中毒。
5．秋水仙碱
秋水仙碱是鲜黄花菜(也称金针菜)中的一种生物碱，其本身无毒，但当它进人人体后
会转化成一种剧毒物质：二秋水仙碱，后者对胃肠道、泌尿系统、神经系统等具有毒性。
成人一次摄人0.1～0.2 mg秋水仙碱可引起中毒，摄入3～20mg可致死。食用鲜黄花菜时一定要用开水焯，浸泡后，再经充分烹饪，以防中毒。食用干黄花菜较安全。 6．棉酚
棉酚系萘的衍生物，在结构上有醛、烯醇及醌式三种同分异构体。溶于中等极性的有
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机溶剂，不溶于水及己烷等。棉酚对心、肝、肾及神经系统、生殖系统均有毒性。棉酚在
棉籽中的含量为0.15％～0.28％，冷榨棉籽油中可高达l％～1.3％，因此不可食用冷榨棉
籽油或毛棉籽油。
7．毒蘑菇
毒蘑菇所含有的有毒成分可分为生物碱类、肽类及其他化合物，根据中毒的症状可分
为胃肠毒素、神经精神毒素、血液毒素、原浆毒素和其他毒素五类。磨菇毒素的检验常用
纸层析法或薄层层析法。
第七节 食品中源于包装材料的有害物质及其检测
一、主要的食品包装材料及其有害物的种类
由于包装材料直接和食物接触，很多材料成分可迁移到食品中，造成食品污染。表
14—8列出几种主要包装材料中可能存在的并可能迁移到食品中的有害成分。
二、食品包装材料中有害物质检测
国家标准GB／T 17409中规定了食品包装材料及其制品的浸泡试验方法通则，详述了各种
包装材料及其制品理化检验时的样品预处理方法。有关包装材料及其制品的卫生检验方法
我国已制定了一系列的标准，详见
GB／T 5009．58～72--2003、
GB／T 13120--1996、GB／T15205—1996 及 GB／T 17338—1998 等。
第八节 食品加工过程中形成的
有害物质及其检测
一、食品加工过程中形成的有害物质
烟熏、油炸、焙烤、腌制等加工技术，在改善食品的外观和质地、增加风味、延长保存期、
钝化有毒物质(如酶抑制剂、红细胞凝集素)以及提高食品的可利用度等方面发挥了很大作用，但随之还产生了一些有害物质，相应的食品存在着严重的安全性问题，对人体健康可
产生很大的危害。
1．N一亚硝基化合物
N一亚硝基化合物(NOC)是一大类有机化合物，根据其化学结构，可分为两类：一类为亚
硝胺，另～类为N一亚硝酸胺。
含有N一亚硝基化合物较多的食品有干鱿鱼、熏肉 、熏鱼、咸鱼 、咸肉 、油煎火腿 、
干香肠 、腌制蔬菜 、另外，在啤酒及干奶酪、乳粉、奶酒等乳制品中也含有微量的N一
亚硝基化合物。
2．苯并[a]芘
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苯并[a]芘又称3，4一苯并芘，是一种由五个苯环构成的多环芳烃。常温为浅黄色针状结
晶，性质稳定，能与硝酸、过氯酸、氯磺酸起化学反应，
人们可利用这一性质来消除苯并[a]芘。
苯并[a]芘是已发现的200多种多环芳烃中最主要的环境和食品污染物，是一种强烈的致癌
物质，对机体各器官，如对皮肤、肺、肝、食道、胃肠等均有致癌作用。
加工过程中苯并[a]芘对食品的污染主要是针对熏制、烘烤和煎炸等食品而言的，该类
食品中的苯并[a]芘一方面来源于煤、煤气等不完全燃烧，另一方面来源于食品中的脂肪、
胆固醇等成分的高温热解或热聚。据研究报道，在烤制过程中动物食品所滴下的油滴中苯
并[a]芘含量是动物食品本身的10～70倍。当食品经烟熏或烘烤而发生烤焦或炭化时，苯
并[a]芘生成量随着温度的上升而急剧增加。
二、该类有害物质的检测
1．食品中?一亚硝基化合物的测定
GB／T 5009．26—1996规定了食品中?一亚硝胺类的检测方法。 2．食品中苯并[a]芘的测定
GB／T 5009．27—1996
该法先将样品用有机溶剂提取或皂化后提取，再将提取液经液一液分配或层析柱净化，然
后经乙酰化滤纸层析分离后，在365 nln或254 nln的紫外光下圈出相应蓝紫色斑点，用溶
剂溶出后，用荧光分光光度法比色测定。
第九节 食品中其他有害物质及其检测
一、食品中二噁英及其检测
二噁英的全名为多氯代二噁英，英文名称为Dioxins或PoIychlorodibenzodioxins，
简称PCDDs，是一类三环芳香族化合物。
与多氯代二英共存的常常有多氯代苯并呋喃，简称PCDFs，其母核的结构式见图14—11。
按苯上氯原子的数目和位置不同，多氯代二噁英共有75种同系物和异构体，多氯代苯并
呋喃共有135种同系物和异构体。
二噁英 (Dioxin),又音译为戴尔辛 ,是多氯甲苯和多氯乙苯类有机化学品的俗称 ,因其毒性是氰化钠的 1 3 0倍、砒霜的 90 0倍 ,故被称为―毒中之毒‖。
1998年 3月 ,比利时一些养鸡场出现鸡不生蛋、肉鸡生长异常等现象 ,遂怀疑饲料有问题。经调查发现 ,这是由于比利时 9家饲料公司生产的饲料中含有致癌物质二噁英
所致。其中一家饲料厂的饲料用脂肪的二噁英含量超过允许限量 2 0 0倍以上。买走这批饲料的养殖场超过 1 50 0家 ,包括比利时的 40 0多家养鸡厂、70家养牛场和 50 0余家养猪场。这批饲料也已售往德国、法国、荷兰等国。
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1 997年 2月 1 4日世界卫生组织宣布二噁英家族中的 2、3、7、8—四氯乙苯是已知致癌物中的头号致癌物质。
自然界中不存在天然的二噁英。二恶英完全是由于人为污染造成的。二噁英中毒是逐步积
累引起的 ,如果人大量食用此类―污染鸡‖,就有可能导致癌症。由于二噁英具有脂溶性 ,可在肉、奶制品和鱼类的脂肪中富集。因哺乳期婴儿需要乳制品的量较大 ,故较易受到二噁英的危害。
二噁英污染事件使比利时蒙受了巨大的经济损失。据比利时政府公布的材料 ,比利时共有 50 0 0个养鸡场 ,只有 90 0个养鸡场使用了被二噁英污染的饲料 ,就是说大多数鸡肉和蛋并没有受到污染。由于检测鸡肉和蛋中的二噁英必须使用超微量方法 ,费时费钱 ,所以不可能普遍检测 ,所以比利时全国的鸡肉和蛋只好不分青红皂白全部销毁 ,经济损失之大不言而喻。而且破坏了公众的消费信心 ,造成技术性失业 ,冲击出口市场 ,最终对比利时经济增长产生负面影响。
据比利时农业工会统计 ,比利时有 1 0 0 0万只被认为是受污染的肉鸡和蛋鸡被屠宰销毁。
这一事件造成的直接损失达 3 . 55亿欧元 ,如果加上与此关联的食品工业 ,损失已超过 1 0亿欧元。
(二)二噁英的主要来源
? 含氯化合物的生产和使用。这些含氯化合物主要包括：作为农药或防腐剂的氯酚类、
作为除草剂的氯代苯氧酸型除草剂、被广泛用于电器设备的多氯联苯(PCBs)类、造纸行业的纸浆加氯漂白等。
?垃圾的焚烧。垃圾的不充分燃烧可产生大量的有害化合物。如含有聚氯乙烯塑料的垃圾
在焚烧过程中可能产生酚类化合物和强反应性的氯和氯化氢等，这些物质是合成二嗯英的
前体物。医院废弃物中含有卤代化合物，焚烧时释放的二噁英含量高于生活垃圾，废水处
理后的污泥经脱水后进行焚烧处理也可释放二噁英，其含量较生活垃圾稍低。
? 煤、石油、汽油、沥青等的燃烧。汽油的不完全燃烧致使汽车排出的尾气中也含有二
噁英。
?含除草剂的枯草残叶的燃烧及森林大火也会产生二噁英。
(三) 二噁英的检测
二噁英含量最常用的分析方法是高分辨率气相色谱一质谱法，对氯取代基小于7个的PCDDs和PCDFs的测定，选用极性毛细管色谱柱，质谱仪分辨率至少要在10000以上 。 现在的分析方法还不能完全将其所有的异构体进行分离检测。
二噁英检测的一般性方法。
1．二噁英的提取方法
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? 碱分解法
针对于蛋白质或脂肪含量高的样品。
? 丙酮一正己烷提取法
针对蔬菜类样品
? 草酸钠一乙醇一乙醚一正己烷提取法 针对于牛奶样品
2．常用的净化方法
?浓硫酸与多层硅胶柱处理法
?硅胶柱层析处理法
?其他净化方法：氧化铝柱层析法、聚酰胺色谱分离方法或透析法等 3．分析方法
GC—MS分析法。
二、食品中氯丙醇及其检测
(一)氯丙醇的种类及性质
丙三醇和盐酸反应可产生4种氯丙醇产物即3一氯一1，2一丙二醇(3一MCPD)、 2一氯一1，3一丙二醇(2一MCPD)、
l，3一二氯一2一丙醇(1，3一DCP)
2，3一二氯一l一丙醇(2，3一DCP)。
其中主要的产物是3一氯一1，2一丙二醇。
氯丙醇微溶于水，易溶于有机溶剂。不同的氯丙醇其毒性不一样， 3一MCPD会影响肾脏及生育，还可引发癌症；
1，3一DCP会引起肝、肾脏、甲状腺等的癌变；
2，3一DCP对肾脏、肝脏和精子也有一定的毒性。
(二)氯丙醇的来源
食品中的氯丙醇主要来源于酸水解动植物蛋白，在酸水解蛋白的同时，原料的脂肪或
油脂中存在的三酰甘油也被水解成丙三醇，并进一步与盐酸反应生成氯丙醇。
在国外，水解植物蛋白作为风味剂在食品中大量使用，包括许多加工和预加工食品、
汤、肉 汁混合物、风味快餐和固体汤料中，其典型的添加水平大致在0.1％～0.8％之间；在我国，允许用水解植物蛋白来生产配制酱油，因此，有可能导致一些酱油制品中氯丙醇
含量过多。
我国《食品卫生法》中对食品生产使用的原料和辅料提出了明确的规定，指出非食品用原
料不准用于食品生产。因此，使用人发、猪毛、畜蹄角等非食用原料生产所谓的―氨基酸调味液‖作为配制酱油是一种违法行为。
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另外，氯丙醇的其他来源还包括：袋泡茶的包装袋，以含氯凝聚剂做成的净水剂，被包装
工业称为―第三代‖食品包装材料的聚3一氯一1，2一环丙烷树脂等。 (三)酸水解植物蛋白调味液中氯丙醇的测定(商业部标准SB 10338——2000)
1．氯丙醇提取与净化
用20％NaCl溶液调节酸水解植物蛋白调味液至固形物含量为36％的溶液后，取适量上弗罗里硅藻土柱，用乙酸乙酯洗脱，洗脱液在50?下浓缩至近干，用乙酸乙酯定容后，
用GC法测定，内标法定量。
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浙公网安备 33021202002483