食品质量与安全实验技术2食品营养成分综合测定技术(武汉工业学院).ppt
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1、第二章营养成分综合测定技术,第一节 水分和水分活度的测定,一、水分的测定,(一)测定意义及方法 1、意义(1)保持食品良好性状(感观)如新鲜面包 水分 32-42%28%则干瘪 失去光泽 饼干 2.5-4.5%各种食品都含有各自的含水量要求(2)控制水分含量,增加保存期 如脱水蔬菜 6-9%,高了易发生非酶促褐变(3)保证产品质量 对于果汁、番茄酱、糖水、糖浆 等质量标准中列入固形物含量 固形物%=100%-水分%,2、测定方法 烘箱干燥 红外干燥 直接法 重量法 干燥剂法 蒸馏法 卡尔费休法 比重 间接法 折射法 电导 介电常数 化学干燥法 气相色谱法 其它法 微波法 红外线吸收光谱法,(二
2、)水分含量测定,1、直接干燥法(1)105 恒重法(1-3 mg)(2)130 定温定时烘干法(热稳定的谷物等)1-2h(3)二步干燥法(先称重量,自然风干15-20h)当水分16%固态样品 可采用 浓稠态样品,加入精制海砂 或无水硫酸钠,使其增大蒸发面积,防止结硬壳焦化,内部水蒸发受阻。液态样品:为防止沸腾造成损失,先低温浓缩-再干燥(热水浴)或 用比重法,折光法测固形物。水分%=100%-固形物%,2、减压干燥法 使用范围:易发生热分解,变质,不易除去结合水的食品(糖浆,果糖,味精,麦乳糖,果蔬制品)原理:低压下,沸点下降,即低温下干燥.测定方法:减压干燥 果酱 脱水蔬菜 糖制品 P mm
3、Hg 100 100 50 温度 70 70 70 h 2 6 2,3、红外线干燥法 特点及适用范围 快速(10-30min)精密度差,一定允许范围,偏差 原理:红外灯管为热源,利用辐射热及直射热加热试样,快速蒸去水分,并同时称重。,4、蒸馏法 原理:二互不相溶的液体沸点低于各组分的沸点,将食品中的水分与有机溶剂甲苯、二甲苯等沸蒸出、冷凝、收集、分层,即可测水分含量。有机溶剂的物理常数表 特点及适用范围:高效换热,水分迅速移去。密封,加热温度低,设备简单,操作方便。适用于因加热易氧化,分解,含有大量挥发性组分的样品。特别适用于香料、油类水分的测定,测定方法:试剂制备:新蒸馏甲苯或二甲苯(以水饱
4、和,蒸馏,收集液备用)样品-烧瓶 以50-75ml 甲苯浸没样品 从冷凝管上口蒸馏至水分量不再增加(水被集中在计量管下部,溢出的甲苯又被蒸馏)读水的容量 计算 H2O%=V/W*100(Vml,Wg),5、卡尔.费休法(Karl.Fischer)11(1)原理 根据下列反应能定量进行 SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI 为使反应顺利进行,需加入吡啶(C5H5N),中和H2SO4,甲醇(CH3OH),防止硫酸吡啶于H2O发生副反应 总反应:(I2+SO2+3 C5H5N+CH3OH)+H2O 2 C5H5NHI+C5H5NHSO4CH3 终点滴定方法:1%,过量I2棕黄色;电极安培滴定法
5、 适用于深色样品,微量水分测定(2)适用范围 是测定痕量水分的理想方法 可测1ppm H2O 适用范围广,固、液、气 1ppm-100%H2O,(3)测定 卡尔.费休试剂的制备及标定 a 配比:85gI2,670ml CH3OH,270ml C5H5N,60-70gSO2;暗处24h b 标定:向水分测定仪的反应器中加入50ml CH3OH,用卡尔费休试剂滴入,使其作用无水CH3OH 中痕量水分,使其微安表指向一定刻度值,(45或 48A)用微量注射器注入10g 水,滴入卡尔费休试剂,记录用量 卡尔费休试剂对H2O的滴定度T(mg/ml),T=G1000/V(G-水重,V-卡尔.费休试剂ml)
6、测定:称样0.3-0.5g(H2O 20-40 mg)(代替10g H2O 标定中)加入反应器中,以下同标定(CH3OH 作萃取剂)计算 H2O%=(TV100)/(w1000)(w-样重)说明:快速,准确,含维生素C 等还原性组分的样品不适宜用此法.测得水分为总水分=自由水+结合水,二、水分活度的测定,1、测定意义及测定方法 测定方法有:蒸汽压力法、电湿度计法、附敏感器的湿动仪法、水分活度测定仪法、扩散法、溶剂萃取法,常用的为后三种。2、AW测定仪法(1)原理:一定温度下,AW测定仪中的传感器,对蒸汽压力的变化,指针偏转,恒定时,读取AW读数。(2)测定:仪器校正,在饱和BaCl2 溶液中浸
7、入两张滤纸,浸湿后,放入样品盒内,传感感器表头放在盒上,置于20恒温箱中,恒温3h。拧动,使指针指向0.900,重复。样品测定,取样,经20恒温后,置于样品盒内,均匀放平(2cm厚)不高出垫圈底部,将传感器表头置于样品盒上,拧紧,放2h,待指针不变时,读出Aw值(3)说明:经常用饱和BaCl2溶液校正仪器,表头勿沾上样品,Aw的温度校正,3、扩散法(1)原理:样品在康威氏微量扩散器的密封和恒温条件下,分别在Aw较高和较低的标准饱和溶液中扩散平衡后,根据样品的增减量求Aw。(标准试剂Aw值见P48 表4-2)(2)测定方法:准确称取样品1.000g,装入铝皿或玻璃皿中,迅速放入康威氏扩散皿内室中
8、,室外放入标准饱和溶液5ml,边缘涂凡士林,加盖密封,在250.5放置20.5h(平行作2-4份不同Aw值的标准饱和溶液及样品),取出,迅速称重,计算各样品每克质量的增减数。以Aw标准为横坐标 mg样品量为纵坐标 在方格坐标纸上作图,交点处为样品Aw,示例:某食品样品在硝酸钾(0.924)中增重7mg,在溴化钾(0.807)中减重15 mg,可求得其Aw=0.878 0.924 0.878 0.807,4、溶剂萃取法(1)原理:用苯萃取样品中的水分,其萃取出水量与样品中水分活度成正比,用卡尔费休法测定食品和纯水中萃取的水量,其比之即为Aw(2)测定:卡尔费休试剂制备(代替吡啶)CH3OH CH
9、3COONa KI I2 SO2 甲液 100ml 8.5g 5.5g 3-10g 乙液 500ml 42.25g 27.8g 37.65g 甲乙二液混合于棕色瓶中,并套薄膜,置于冰浴中,静置一昼夜干燥器中准确称取试样1.0000g与磨口三角瓶中加入苯100ml,盖塞,振摇1h.,静置10min,加入100ml无水乙醇混合,取50ml用卡尔费休试剂滴至微橙红,记录Vn ml数;同样用1.0000ml重蒸馏水,代替样品作试样,记录V0(3)计算:Aw=Vn/V0,作业:1、一般食品中的水分含量如何测定?(写出具体的测定步骤)2、痕量水分的食品中的水分含量用什么方法测定?(只写出测定方法的名称)3
10、、扩散法测定食品中的水分活度如何测定?(写出具体的测定步骤),第二节 酸度的测定,一、概念及分类有不同概念的酸度:有总酸度、有效酸度、挥发酸、牛乳酸度1、总酸度总酸度食品中所有酸性成分的总量。又可称为滴定酸度。包括已离解的和未离解的酸的浓度2、有效酸度有效酸度被测溶液中H+的浓度(准确说是H+的活度)。即已离解的酸的浓度,用酸度计(pH计)测定,3、挥发酸挥发酸易挥发的有机酸(甲、乙、丁酸等)4、牛乳酸度固有酸度(外表酸度)新鲜牛乳的酸度(酪、白蛋白;柠檬酸、磷酸盐),一般占0.150.18(以乳酸计)发酵酸度(真实酸度)牛乳放置后,酸度升高的那部分酸度(乳糖发酵乳酸)发酵酸度=总酸度固有酸度
11、含酸量0.2为不新鲜牛乳,二、测定意义1、有机酸与食物的色、香、味及稳定性有关色:叶绿素、花青素与酸度有关香:挥发酸给予食品特定香气味:甜酸比适当各自独特味道稳定性:pH低抑制细菌生长,防止Vc氧化2、判断质量好坏的重要指标挥发酸种类及含量可判断腐败程度发酵制品:甲酸细菌性腐败水果发酵品:0.1醋酸(挥发酸)腐败牛乳(啤酒)乳酸0.2 腐败油脂(酸价)游离脂肪酸腐败3、判断果蔬成熟程度确定加工工艺条件;果蔬 酸度甜度则成熟度加工工艺与酸度有关,三、总酸度的测定1、直接滴定法 a 样液制备固 碎 液 定容 过滤 取液(含酸0.0350.07g)使耗0.1mol/L NaOH5ml,一般最好102
12、5mL(除CO2)b 滴定取制备液50ml,酚酞34d,以0.05mol/L或者0.1mol/L NaOH滴定2、电位滴定法(适用于颜色深的样品)以电位突变确定终点,pH=(E0-E)/0.059总酸度()=(VCK100)/m(V/Vo)K主要酸换算系数,3、说明各类食品的酸度常以主要酸表示 K为中和1mmol NaOH相当于酸的克数 葡萄及制品 酒石酸 K=0.075 柑橘及制品 柠檬酸 K=0.064 苹果 苹果酸 K=0.067 乳、肉 乳酸 K=0.090 酒类、调味品 HAc K=0.060乳品、面包等食品以T表示 即中和100g(ml)样品所需0.1mol/L NaOH的毫升数
13、一般 新鲜牛乳1618T;面包39T 标准:婴儿配方乳粉(GB10766-89)优级 一级 合格 乳酸度 14T 15T 16T,四、有效酸度的测定1、电位法(1)样品处理 液态样品:除CO2后测定 固态样品:捣碎,10g样品/100ml水,过滤后测定(110)含油量较高的样品:先分离油后再测定(2)测定 预热、调零 校正(以接近的标准缓冲溶液校正)测定 2、比色法(1)试纸法:快,不准确(2)标准管比色法:要求色度低 0.1pH 标准酸色管系列(加指示剂),不准确,五、挥发酸的测定正常食品挥发酸含量较稳定,糖的发酵可使挥发酸含量增加,降低品质,所以是质量控制指标。1、直接法 直接法是通过水蒸
14、气蒸馏或溶剂萃取把挥发酸分离出来,再用标准碱溶液滴定(用于挥发酸含量高的样品)例:水蒸气蒸馏法a 原理 样品处理后,加入适量(1.00mL10)H3PO4,使结合态挥发酸游离出来,用水蒸气蒸馏出总挥发酸,冷凝收集液滴定,下同总酸度测定,作空白试验,B.滴定:流出液加热至6065,加入酚酞三滴,用0.1MNaOH滴定至微红色。C.计算:醋酸=(V1-V2)C0.06100/m 0.06换算系数,即0.06g醋酸/1mmoLNaOHD.说明:若含CO2及SO2应排除干扰 CO2在电磁搅拌下,低真空抽气 SO2用I2滴定(淀粉指示剂),扣除滴定量2、间接法 用碱滴定不挥发酸(用于挥发酸含量少或蒸馏液
15、有损失或被污染的样品)挥发酸=总酸不挥发酸挥发酸的测定还可用色谱法测定,作业:1、写出有总酸度、有效酸度、牛乳发酵酸度的概念。2、中和牛乳样品50.00ml,用去0.085mol/L NaOH 10.00ml,该牛乳的酸度为多少T?3、分析柑橘类果实及其制品时,用()酸表示,K=0.064,K是换算为主要酸的系数,即指()。,第三节 脂类的测定,一、概述1、脂类 脂肪(不同的三酰甘油酯)类脂(磷脂、糖脂、甾醇、固醇、V脂)2、重要营养成分之一(热能、必需脂肪酸、V脂载体、调节生理)3、影响食品的品质、质构及风味4、测定意义:评价品质、营养价值、质量管理、贮藏方式5、提取剂的选择 常用溶剂:乙醚
16、(溶解强、沸点低、易燃、可含2H2O易抽出糖分 石油醚(溶解弱于乙醚、含H2O少)以上两种均不能提取结合态脂 氯仿甲醇(可提取脂蛋白、磷脂,适合于水产品、家禽、蛋制品),6、预处理 碎、烘干、加海砂(防结块)、无水Na2SO4(H2O高时)(减小水量)7、脂类的常用测定方法食品的种类不同、脂肪含量及存在形式不同,测定方法也就不同。(1)索氏提取法(2)氯仿甲醇提取法(3)酸水解法(4)罗紫哥特里法(5)巴布科克法(6)盖勃法,二、索氏抽提法,1、原理 干燥样品用无水乙醚或石油醚回流提取,游离脂肪、磷脂、糖脂;色素、蜡、树脂等粗脂肪进入溶剂中,再回收溶剂,即得残留物粗脂肪2、适用范围 脂肪含量较
17、高,结合态脂肪少,能烘干、磨细、不易吸湿结块的样品。(结合态脂肪测不出来),3、测定()将索氏抽提器各部件洗净,烘干,其中抽提瓶烘到恒重。()用烘盒称取样品2-5g。()将试样转入滤纸筒内。,()将抽提器安装妥当,然后将装有试样的滤纸筒置于抽提管内,同时注入溶剂至虹吸管高度以上,待其流净后,再加至虹吸管高度三分之一处,用一小块脱脂棉轻轻塞入冷凝管上口,打开冷凝管水管,开始加热抽提。加热温度控制在每分钟回流的溶剂为120-150滴,每小时回流7次以上,抽提的时间须视试样及含油率高低而定,一般约4-8小时及以上,抽提至抽提管内的乙醚用玻璃片检查(点滴试验)无油迹为止。,()抽净脂肪后,用长柄摄子取
18、出滤纸筒,再加热使乙醚回流2次,洗下可能留在抽提管上的粗脂肪后回收乙醚。()溶剂回收完毕,取下冷凝管和抽提管,用脱脂棉蘸溶剂揩净抽提瓶外部后,置抽提瓶在105下先烘90分钟,冷却称重,再烘20分钟,烘至恒重为止(前后二次重量差不大于0.0002g以内即为恒重)。抽提瓶增加的重量即为所得粗脂肪的重量。4、计算 X=(m1-m0)/w 100%,三、酸水解法(酸性乙醚提取法)1、原理试样+HCl(水解)游离脂乙醚(石油醚)提取称重(游离脂肪+结合脂肪总量2、适合范围及特点适用于不能用索氏抽提法的易吸湿结块、不易烘干、加工后混合食品(含结合脂)。但不适用于含磷脂较多的鱼、贝、蛋及含食糖高的食品。磷脂
19、脂肪酸+碱,分解损失;糖+HCl 碳化 影响结果,3、测定方法试样+HCl(75水浴,45min)消化多次提取 消化试样+10ml乙醇具塞量筒中(+乙醚)摇、静置取上清液(+乙醚、石油醚)洗(+乙醚)摇、静置再提取上清液已称重的锥形瓶内蒸干、烘干(回收溶剂后,水浴上蒸干,100105下烘干)称重4、计算 m2-m1 脂肪(%)=-100 m5、说明:样品充分磨碎,样液混匀,消化至无块状碳粒。加入乙醇、石油醚作用:乙醇:沉淀蛋白质促进脂肪球聚合石油醚:降低乙醇在乙醚中溶解度使乙醇溶解物留在水层。残留物若有黑色焦状杂质,可用乙醚石油醚溶解、过滤,四、氯仿甲醇提取法(CM法)1、适用范围及特点适用于
20、结合态脂类(如磷脂、蛋白脂)如:鱼、贝、肉、禽、蛋、豆及制品并适用于高H2O试样测定(干燥样品加H2O)(索氏法不提结合脂、酸水解法使磷脂分解损失)2、原理(P66图4-5提取装置)试样分散于氯仿甲醇水(试样中的)三种溶剂中,可提取全部脂类(氯仿层),滤去(甲醇层)非脂部分,回收溶剂,用石油醚提取(包括残留)脂类,去石油醚后,称脂重。,3、测定方法5g样品(+CM液60ml)具塞三角瓶(65水浴)回流1h过滤滤液(70水浴)蒸发(回收溶剂)(+25ml石油醚+15g无水Na2SO4)离心 取醚层10ml除醚称重4、计算 m1-m0 脂肪(%)=-100 m10/255、说明溶剂回收时,不能蒸发
21、至完全干涸(否则石油醚难溶解脂肪)从加入到吸收石油醚中,应避免其挥发(保证体积准确),五、罗紫哥特里法(Rose-Gottlieb)(碱性乙醚提取法)1、适用范围 液状乳、乳制品 GB/T5009.46-19962、原理(重量法)利用氨乙醇溶液破坏乳的胶体性状及脂肪球膜,使非脂肪成分溶解于氨乙醇溶液中,脂肪游离出来。再用乙醚石油醚提取脂肪,去溶剂称重乳脂肪。,3、测定10ml或1g样品(+1.25ml氨水)提脂瓶(65水浴5min)振摇(+10ml乙醇)振摇 冷却(+25ml乙醚)摇(+25ml石油醚)摇 静置30min 读V醚(总体积)放V1醚层(部分)烧瓶m1 去醚烘干称重m24、计算 m
22、2-m1 脂肪(%)=-100 mV1/V,5、说明因为脂肪球被酪蛋白钙盐包裹,所以需用氨水处理成为可溶性盐。乙醇使蛋白质沉淀,防止乳化,溶解醇性物质进入水层。石油醚可使提出液中水分减少,在乙醇及石油醚作用下,使可溶性非脂成分(如糖分等)减少,分层清晰。可用100ml具塞量筒代替抽脂瓶,用移液管吸取醚层。,六、巴布科克法和盖勃法 Babcock、Gerber GB/T5009.46-19961、适用范围及特点糖少(不加糖)的鲜乳及乳制品(糖多的易焦化,误差大)此法简便、迅速、不如重量法准确但能满足精度要求(标准方法)2、原理(容量法)(湿法提取)浓H2SO4乳(溶解糖、蛋白质、结合脂肪破坏)游
23、离脂肪离心读取脂肪层数值,3、巴布科克法(P67图4-6)17.6ml鲜乳巴氏瓶 17.5mLH2SO4 混合(至无凝块)离心(1000r/min5min)(80水至颈部)离心2min(80水至刻度间)离心1min 静置5min读数脂肪解释:牛乳=1.03g/ml17.5ml=18g脂肪=0.9g/ml0.2ml(1大格)10格=1.8g/10大格每大格 1(1.8/18)10),4、盖勃法 10mlH2SO4+11ml乳+1ml异戊醇盖氏乳脂汁 口向下 振摇静置5min 水浴(65705min)调橡皮塞(脂肪在刻度内)离心水浴(65705min)取出读数(上下差)脂肪说明如下:a.硫酸破坏乳
24、脂肪球膜,增加密度低脂肪易析出、浮出;b.异戊醇促使脂肪析出,降低脂肪球表面张力,使形成连续脂肪层。c.加热(水浴)离心的目的是促使脂肪离析 d.刻度数=脂肪三种测定乳脂肪方法的准确度比较:罗紫哥特里法巴布科克法盖勃法,七、过氧化值的测定1称取混合均匀的油样2-3g于碘量瓶中,或先估计过氧化值,再按表称样。2加入氯仿-冰乙酸混合液30ml,充分混合。3加入饱和碘化钾溶液1ml,加塞后摇匀,在暗处放置3分钟。4加入50ml蒸馏水,充分混合后立即用0.01mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色时,加淀粉指示剂1ml,继续滴定至蓝色消失为止。5同时做不加油样的空白试验。,油样的过氧化值按下式计算
25、过氧化值(I2%)=(V1-V2)N0.1269/W 100 V1-油样用去的硫代硫酸钠溶液体积mlV2-空白试验用去的硫代硫酸钠溶液体积mlN-硫代硫酸钠溶液的当量浓度W-油样重g0.1269-1mg当量硫代硫酸钠相当于碘的克数用过氧化物氧的毫克当量数表示时,可按下式计算过氧化值(meq/kg)=(V1V2)N/W1000两种表示法间的换算关系 meq/kg=I2%78.9,八、酸价的测定1称取均匀的油样注入锥形瓶。2加入中性乙醚-乙醇溶液50ml,摇动,使油样完全溶解。3加2-3滴酚酞指示剂,用0.1mol/L的碱液滴定至出现微红色在30秒内不消失,记下消耗的碱液毫升 四、结果计算以酸价表
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