农产品中其它成分分析.ppt
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1、第7章 农产品中其它成分分析,本章重点和难点:酸度、维生素和其他成分的测定7.1 有机酸的分析(掌握)7.2 酸度的测定7.3 维生素的测定(掌握)7.4 其它成分分析(掌握)7.3.1 单宁 7.3.2 硫甙 7.3.3 其它7.5 黄曲霉素测定7.6 防腐剂的测定,概述,农产品中其它成分分析包括:有机酸维生素单宁咖啡碱儿茶酸叶绿素柠檬苦素吲哚,7.1 有机酸的分析(掌握),有机酸包括植物:苹果酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、乙酸、草酸等。肉类和鱼类:乳酸,Lactic acid,食品中常见的有机酸 食品中常见的有机酸有柠檬酸,苹果酸,酒石酸,草酸,琥珀酸,乳酸,及醋酸等有机酸在食品中的分布极不
2、均衡,果蔬中所含有机酸种类较多,但不同果蔬中所含的有机酸种类也不同;酿造食品(如酱油,果酒,食醋)中也含有多种有机酸。,1.食品中有机酸的种类与分布,食品中常见有机酸分布 果蔬中有机酸含量取决于其品种,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于其原料种类,产品配方以及工艺过程等。,品种成熟度气候,植物性食品,加工食品,原料种类产品配方工艺过程,2.有机酸组分的色谱测定,气相色谱法原理:在硫酸催化下,使有机酸成为丁酯衍生物,用气相色谱法分别定量。,气相色谱法具有选择性好、柱效高、灵敏度高等特点。气相色谱法可以分析各种气体,以及在适当温度下能气化的液体或定量裂解的固体,应用范围很广
3、。,气相色谱法进行定性分析时,一般要将试样的色谱图与纯物质的色谱图进行对照以确定试样的组成。如果缺乏纯物质,定性就比较困难。但是,将气相色普法与质谱、红外光谱、核磁共振谱、激光拉曼光谱等技术联用则能克服这一缺点。,气相色谱法虽然优点很多,但是这种方法主要是用于测定较易挥发的物质。70%以上的化合物是低挥发性、相对分子量大或热不稳定性的,不进行衍生化就不能直接用气相色谱测定。高效液相色谱法恰好弥补了这方面的不足,所以后者在分析化学中得到广泛的应用。,高效液相色谱法中可供选择的流动相种类较多,从有机溶剂到水溶液,既能用纯溶剂,也可用二元或多元混合溶剂,并可任意调配比例,通过改变溶剂极性或强度进而改
4、变色谱柱效能、分离选择性和组分的容量因子,最后实现改变色谱系统分离度的目的。,此外,高效液相色谱法易于收集流出组分,可为红外、核磁等方法确定化合物结构提供纯试样,并可利用制备柱进行较大量的制备。由于高效液相色谱仪器设备昂贵,柱填料和流动相价格高,因此它的普及受到一定限制。,戊酸,己酸,庚酸,5-20烷酸,7.2.酸度的测定,1 概述(1)酸度的概念:总酸度 有效酸度 挥发酸(2)测定酸度的意义2 酸度的测定2.1 总酸度的测定2.2 挥发酸的测定2.3 有效酸度(pH值)的测定,1概述,(1)酸度的概念,总酸度是指食品中所有酸性成分的总量。它包括未离解的酸的浓度和已离解的酸的浓度其大小可借碱滴
5、定来测定故总酸度又可称为“可滴定酸度”。,总酸度,有效酸度,有效酸度是指被测液中H+的浓度,准确地说应是溶液中H+的活度,所反映的是已离解的那部分酸的浓度,常用pH值表示。其大小可借酸度计(即pH计)来测定。,挥发酸是指食品中易挥的有机酸,如甲酸,醋酸及丁酸等低碳链的直链脂肪酸。其大小可通过蒸馏法分离,再借标准碱滴定来测定。,挥发酸,(2)测定酸度的意义,食品中的酸不仅作为酸味成分,而且在食品的加工贮运及品质管理等方面被认为是重要的成分,测定食品中的酸度具有十分重要的意义。,(2)测定酸度的意义,有机酸影响食品的色、香、味及稳定性;食品中有机酸的种类和含量是判断其质量好坏的一个重要指标;利用有
6、机酸的含量与糖的含量之比,可判断某些果蔬的成熟度。,有机酸在果蔬中的含量,因其成熟度及其生长条件不同而异一般随成熟度的提高,有机酸含量降低,而糖含量增加,糖酸比增大,故测定酸度可判断某些果蔬的成熟度,对于确定果蔬收获期及加工工艺条件很有意义。,2 酸度的测定 2.1总酸度的测定(1)原理,样品中的有机酸用标准碱滴定被中和成盐类。RCOOH+OH-=RCOO-+H2O用酚酞做指示剂,在pH 8.2达终点。,(2)适用范围,本法适用于各类色浅的食品中总酸含量的测定。,(3)试剂,0.1mol/LNaOH标准溶液:称取氢氧化钠(AR)120g于250mL烧杯中,加入蒸馏水100mL,摇振使其溶解,冷
7、却后置于聚乙烯塑料瓶中,密封,放置数日澄清后,取上清液5.6ml,加新煮沸过的并已冷却的蒸馏水1000ml,摇匀。1%酚酞乙醇溶液:称取酚酞1g溶解与100 ml 95%乙醇中。问题:一定要用贮于聚乙烯塑料瓶吗?用玻璃瓶装,应用什么塞?,NaOH标定 精密称取0.6g(准确至0.0001g)在1051100C干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾,加50ml新煮沸的冷蒸馏水,摇振使其溶解,加二滴酚酞指示剂,用配制的NaOH标准溶液滴定到溶液呈微红色30秒不褪。同时做空白实验。问题:滴定后放置一段时间溶液褪色,是否需要再滴定?,计算:式中:c-氢氧化纳标准溶液的摩尔浓度,mol/L;m-基准邻苯二甲酸氢
8、钾的质量,g;V1-标定时所耗用氢氧化钠标准溶液的体积,mL;V2-空白实验中所耗用氢氧化钠标准溶液的体积,mL;204.2-邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量,g/mol;,(4)操作方法样液制备 固体样品、干鲜果蔬、蜜饯及罐头样品:将样品用粉碎机或高速组织捣碎机捣碎并混合均匀。取适量样品(按其总酸含量而定),用15ml无CO2蒸馏水(果蔬干品须加89倍无CO2蒸馏水)将其移入250ml容量瓶中在75800C的水浴上加热0.5小时(果脯类沸水浴加热1小时),冷却后定容,用干燥滤纸过滤,弃去初始滤液25mL收集滤液备用。问题:1、为什么要用无CO2蒸馏水?如何制备?2、弃去初始滤液后,会影响测定的结果吗
9、?,含CO2的饮料、酒类:将样品置于400C水浴加热30分钟,以除去CO2,冷却后备用。调味品及不含CO2的 饮料、酒类:将样品混匀后直接取样,必要时加适量水稀释(若样品浑浊,则需过滤)。,咖啡样品:将样品粉碎通过40目筛,取10g粉碎的样品于锥形瓶中,加入75ml 80%乙醇,加塞放置16小时,并不时摇动,过滤。固体饮料:称取510g样品,置于研钵中,加少量无CO2蒸馏水,研磨成糊状,用无CO2蒸馏水移入250ml容量瓶中,充分振摇,过滤。,测定 准确吸取上法制备滤液50ml,加酚酞指示剂34滴,用0.1mol/L NaOH标准溶液滴定致微红色30秒不褪,记录消耗0.1mol/LNaOH标准
10、溶液mL数。,(5)结果计算 总酸度(%)式中:c-标准NaOH溶液的浓度,mol/L V-滴定消耗标准NaOH溶液的体积,mL m-样品质量或体积,g或ml V0-样品稀释液总体积,mL;V1-滴定时吸取的样液体积,mL;K-换算为主要酸的系数,即1毫摩尔氢氧化钠相当于主要酸的克数。,因食品中含有多种有机酸,总酸度测定结果通常以样品中含量最多的那种酸表示。一般分析葡萄及其制品时,用 酒石酸表示,其K=0.075;分析柑桔类果实及其制品时,用柠檬酸表示,K=0.06或0.070(带一分子水);分析苹果、核桃类果实及其制品时,用苹果酸表示,K=0.067;分析乳品、肉类、水产品及其制品时,用乳酸
11、表示,K=0.090;分析酒类、调味品时,用乙酸表示,K=0.060。,(6)说明 样品浸渍、稀释用蒸馏水不能含有CO2,因为CO2溶于水会生成酸性的H2CO3形式,影响滴定终点时酚酞颜色变化。无CO2的蒸馏水的制备方法为:将蒸馏水煮沸20分钟后,用碱石灰保护冷却;或将蒸馏水在使用前煮沸15分钟并迅速冷却备用。必要时须经碱液抽真空处理。样品中CO2对测定也有干扰,故对含有CO2饮料、酒类等样品在测定之前须除去CO2.,(6)说明,样品浸渍、稀释之用水量应根据样品中总酸含量来慎重选择,为使误差不超过允许范围,一般要求滴定时消耗0.1 mol/LNaOH溶液不得少于5ml,最好在1015ml.,由
12、于食品中有机酸均为弱酸,在用强碱(NaOH)滴定时,其滴定终点偏碱,一般在pH8.2左右,故可选用酚酞做终点指示剂。,(6)说明,(6)说明,若样液有颜色(如带色果汁等),则在滴定前用与样液同体积的不含CO2蒸馏水稀释之或采用试验滴定法,即对有色样液,用适量无CO2蒸馏水稀释,并按100ml样液加入0.3mL酚酞比例加入酚酞指示剂,用标准NaOH滴定近终点时,取此溶液23ml移入盛有20mL无CO2蒸馏水中(此时,样液颜色相当浅,易观察酚酞的颜色),若实验表明还没有达到终点时,将特别稀释的样液倒回原样液中,继续滴定直至终点出现为止。用这种在小烧杯中特别稀释的办法,能观察几滴0.1mol/LNa
13、OH滴液所产生的酚酞颜色差别。若样液颜色过深或浑浊,则宜用电位滴定法。,(6)说明,各类食品的酸度都以主要酸表示,但是有些食品(如乳品,面包等)亦可用中和100g(mL)样品所需0.1mol/L(乳品)或1mol/L(面包)NaOH溶液mL数表示,符号为0T。鲜牛乳的酸度为16180T,面包酸度一般为390T.,2.2挥发酸的测定 挥发酸是食品中含低碳链的直链脂肪酸,主要是醋酸和痕量的甲酸、丁酸等,不包括可用水蒸汽蒸馏的乳酸、琥珀酸、山梨酸及CO2和SO2等。正常生产的食品中,其挥发酸的含量较稳定,若在生产中使用了不合格的原料,或违背正常的工艺操作,则会由于糖的发酵而使挥发酸的含量增加,降低了
14、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。,总挥发酸可用直接法或间接法测定。直接法是通过水蒸气蒸馏或溶剂萃取把挥发酸分离出来,然后用标准碱滴定。间接法是将挥发酸蒸发排除后,用标准碱滴定不挥发酸,最后从总酸度中减去不挥发酸即为挥发酸含量。前者操作方便,较常用,适用于挥发酸含量较高的样品。若蒸馏液有所损失或被间接法污染,或样品挥发酸含量较少,宜用后者。,水蒸气蒸馏法,原理,样品经适当处理后,加适量磷酸使结合态挥发酸游离出来,用水蒸气蒸馏分离出总挥发酸,经冷凝,收集后,按酸的测定操作。,问题:1、加磷酸的目的是什么?2、整个装置的操作要点的什么?,(2)适用范围 本方法适用于各类饮
15、料、果蔬及其制品(如发酵制品、酒等))中总挥发酸含量的测定。,水蒸汽蒸馏装置 蒸汽发生瓶 样品瓶 接受瓶,0.1mol/L NaOH标准溶液:同总酸度的测定。1%酚酞乙醇溶液:同总酸度的测定。10%磷酸溶液:称取10.0g磷酸,用少许无CO2蒸馏水溶解并稀释至100ml.,(3)试剂,(4)仪器,水蒸汽蒸馏装置电磁搅拌器,(5)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,方法是取80100ml(g)样品于锥形瓶中,在用电磁搅拌器的同时,于低真空下抽气24分钟以除去CO2 固体样品(如干鲜果蔬及其制品)及冷冻、粘稠等制品,先取可食部分加入定量水(冷冻制品须先解
16、冻),用高速组织捣碎机捣成浆状,再称取处理样品10克,加无CO2蒸馏水溶解并稀释至25ml。,肉类制品:称取10克已除去油脂并捣碎的样品于250ml锥形瓶中,加入100ml无CO2蒸馏水,浸泡15分钟并随时摇动,过滤后取滤液测定。鱼类等水产品:称取10g切碎样品,加无CO2蒸馏水100mL浸泡30分钟(随时摇动),过滤后取滤液测定。,皮蛋等蛋制品:取皮蛋数个,洗净剥壳,按皮蛋:水为2:1的比例加入无CO2蒸馏水,于组织捣碎机捣成匀浆。再称取15g匀浆(相当于10g样品),加无CO2蒸馏水至150ml,搅匀,纱布过滤后称取滤液测定。,罐头制品(液固混合样品):先将样品沥汁液,取浆汁液测定;或将液
17、固混合捣碎成浆状后,取浆状物测定。若有油脂,则应先分离出油脂。含油或油浸样品:先分离出油脂,再把固形物经组织捣碎机捣成浆状,必要时加少量无CO2蒸馏水(20mL/100g样品)搅匀后进行pH值测定。,(6)测定,样品蒸馏:取25mL经上述处理的样品移入蒸馏瓶中,加入25mL无CO2蒸馏水和1mL10%H3PO4溶液,加热蒸馏至馏出液约300 mL为止。于相同条件下作一空白实验。滴定:将馏出液加热至60650C(不可超过),加入3滴酚酞指示剂,用0.1mol/LNaOH标准溶液滴定到溶液为微红色30秒不褪色即为终点。,(7)结果计算,食品中总挥发酸通常以醋酸的重量百分数表示,计算公式如下:挥发酸
18、 以醋酸计,g/100g(mL)样品=公式中:m-样品质量或体积,g或mL;V1-样液滴定消耗标准NaOH的体积,mL;V2-空白滴定消耗标准NaOH的体积,mL;c-标准-NaOH溶液的浓度,mol/L;0.06-换算为醋酸的系数,即1毫摩尔 氢氧化钠相当于醋酸的克数,3 有效酸度(pH)测定,果蔬食品的pH变动取决于原料品种和成熟度,以及加工方法。pH与总酸度没有严格的关系测定:pH仪、试纸法、标准色管。以pH仪为推荐方法,电位法(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,该电池电动势大小与溶液pH值有直线关系:E=E0-0.0591pH(250C
19、)即在250C时,每相差一个pH值单位就产生59.1mV的电池电动势,利用酸度计测量电池电动势动势并直接以pH表示,故可从酸度计上读出出样品溶液的pH值。,操作方法,样 品 处 理,酸度计的校正,样液pH值的测定,酸 度 计 的 使 用 操 作 规 程活化电极 取出酸度计,检查仪器短路插插入指示电极插座,调节开关,拔掉短路插 安装仪器和电极 用标准溶液标定所需的范围,清洗电极 擦干电极 把电极插入被测溶液中,测定 清洗并擦干电极,7.3 维生素的测定(掌握),据估计,维生素有30余种,其中有20种被确知为与人和动物健康有关。常需测定的维生素有:维生素A,维生素B1,B2;维生素C维生素D,维生
20、素E,胡萝卜素,维生素C的测定方法,2.4-二硝基苯肼法测定维生素全量2.6-二氯靛酚滴定法测定还原性维生素荧光法测定活性维生素比浊法,7.2.1 维生素C总量的测定(2.4-二硝基苯肼法),The U.S.AI for vitamin C is 90 milligrams per day for men and 75 milligrams per day for women.AI:Adequate Intake,还原性 脱氢型 2,3-二酮古乐糖酸,维生素C不能在人体内合成,必须依靠膳食供给。当人体中缺少维生素C时,就会出现牙龈出血、牙齿松动、骨骼脆弱、粘膜及皮下易出血、伤口不易愈合等症状。
21、维生素C能阻止亚硝酸盐和仲胺在胃内结合成致癌物质,从而减低癌的发病率。,植金虎尾,2.4-二硝基苯肼法测定原理,总抗坏血酸包括还原型、脱氢型抗坏血酸和二酮古乐糖酸。2.4-二硝基苯肼法用于测定其总量。,2.4-二硝基苯肼法测定原理,其原理:首先将样品中还原型的抗坏血酸氧化为脱氢型抗坏血酸,进一步水解生成二酮古乐糖酸。二酮古乐糖酸与2.4-二硝基苯肼法偶连生成红色的脎。其颜色强度与二酮古乐糖酸成正比。,7.2.2 还原性维生素C的测定(2.6-二氯靛酚滴定法),一、实验目的食品中的维生素C含量是食品品质的重要指标,通过本实验掌握2,6二氯靛酚滴定法测定维生素C。,二、实验原理,维生素C结构中有烯
22、二醇结构的存在,因此具有还原性,能将蓝色染料2,6二氯靛酚还原为无色的化合物,维生素C则被氧化为脱氢维生素C。,二、实验原理,2,6二氯靛酚具备酸碱指示及氧化还原指示两种特性;在碱性介质中呈蓝色,酸性介质中呈浅红色。氧化态时为深蓝色(碱性介质)或浅红色(酸性介质),还原态变为无色。根据这种特性,用蓝色的碱性染料标准溶液,对含维生素 C的酸性浸出液进行氧化还原滴定,染料被还原为无色,当到达滴定终点时,多余的染料在酸性介质中则表现为浅红色,由染料用量计算样品中还原型抗坏血酸的含量。,实验注意事项,1、样品取样后,立即浸泡在2%的草酸溶液中,以免维生素C发生变化。2、对动物性样品可用10%三氯乙酸代
23、替2%草酸提取。对含有大量铁如久贮的罐头食品可用8%醋酸提取。,实验注意事项,3、若滤液有颜色可用白陶土去色。加白陶土脱色过滤后要迅速滴定。4、滴定是要不断摇动三角瓶。整个滴定过程必须迅速。5、测定样品时要同时做空白。,7.2.3 维生素C的测定(荧光法),原理样品中还原型抗坏血酸经活性炭氧化为脱氢抗坏血酸后,与邻苯二胺(OPDA)反应生成有荧光的喹喔啉(quinoxaline),其荧光强度与脱氢抗坏血酸的浓度在一定条件下成正比,以此测定食物中抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的总量。,脱氢抗坏血酸与硼酸可形成复合物而不与邻苯二胺(OPDA)反应,以此排除样品中荧光杂质产生的干扰,最小检出限0.022g/
24、mL。,7.2.4 维生素C的测定(比浊法),原理:在酸性介质中,抗坏血酸与亚硒酸定量的进行氧化还原反应,1mol的抗坏血酸能将2mol的亚硒酸还原生成元素硒。在抗坏血酸浓度在0-4mg/25-50ml范围内,溶液的浊度与抗坏血酸浓度成正比。,7.4 其它成分分析(掌握),农产品中含有许多与品质有关的成分,如单宁、棉酚、硫甙、咖啡碱等。有些成分还与产品的功效有关,是至关重要的“功效成分”。如人参根中主要功效:人参皂甙,7.4.1 单宁,单宁(Tannin)亦称鞣质,广泛存在植物界,它是一种结构复杂的高分子多元酚类化合物。某些粮食或饲料中的单宁含量直接决定着它们的品质,因此在品质分析中需要检测单
25、宁的含量。,Characteristics of tannins,Oligomeric(寡聚)compounds with multiple structure units with free phenolic groups,molecular weight ranging from 500 to 20,000,soluble in water,with exception of some high molecular weight structures,ability to bind proteins and form insoluble or soluble tannin-protein
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