检测用样品的采集、制备、保存及预处理

样品的采集
采样：从大量的分析对象种抽去有代表性的一部分样品作为分析材料，此过程称为采样。

1．正确采样的重要性：
采样是食品分析工作的重要环节。同一种类的食品成品或原料，由于品种产地，成熟期，加工和保藏条件不同，其成分及含量也可能有较大差异。同一分析对象，不同部位的成分和含量也可能有较大差异。从大量的，成分不均匀的，所含成分不一致的被检物质种采集能代表全部被检物质的分析样品，必须科学的采样技术，以防止成分的逸散和被污染的情况下，均衡地采集有代表性的样品，否则，即使后期检测等环节非常精密，准确，其检测结果也毫无价值。

2．正确采样的原则：
①采集地样品要均匀，有代表性，能反映全部被检食品的组成，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，防止成分的逸散或带入杂质。
③采样的步骤
检样→原始样品→平均样品
检样：由分析对象大批物料的各个部分采集的少量物料。
原始样品：许多份检样综合在一起称为原始样品。
平均样品：原始样品经过技术处理，再抽取其中的一部分供分析检验的样品。

3．采样的方法：
① 随机采样：按照随机原则,从大批物料中抽取部分样品。
②代表性取样：是用系统抽样法进行采样,即已经了解样品随空间和时间而变化的规律，按此规律进行采样，以便采集的样品能代表其相应部分的组成和质量。例如：分层取样，随生产过程的各个环节采样，定期抽取货架上陈列不同时间的食品的采样等。
随机采样可以避免人为的倾向性，但是，在有些情况下，如难以混匀的食品（如粘稠液体，蔬菜）的采样，仅仅用随机采样法是不行的，必须结合代表性取样，从有代表性的各个部分分别取样。因此，采样通常采用随机采样和代表性取样相结合的方式。具体的采样方法，因分析对象的性质而异。
均匀固体物料（如粮食，粉状食品）
a．有完整包装的（袋， 桶，箱等）
确定采样件数→从堆放的不同部位取样。
b．无包装的散堆样用四分法得平均样品
较稠的半固体物料（如稀奶油，动物油脂，果酱等）
混匀→取出检样→缩减至所需样品数量的平均样品。
液体物料（如植物油，鲜乳等）
充分混合→分层取样（虹吸管）→缩减至所需样品数量的平均样品组成不均匀的固体食品（肉，鱼，果品，蔬菜等）。
小包装食品（罐头，袋或听装奶粉，瓶装饮料等）
这类食品一般按班次或批号连同包装一起采样。

4．采样的数量：
样品应一式三份分别供检验，复检及备查使用。每份数量一般不少于0.5公斤。
5．采样的注意事项：
① 一切采样工具都清洁，不应将影响测定结果的物质带入。供微生物检验用的样品,应严格遵守无菌操作规程。设法保持原有微生物状况和理化指标。
②感官性质极不系统的样品切不可混在一起,应另行包装并注其性质。
③样品采集完后，应迅速送往检测室进行分析，以免发生变化。盛装样品的器具上要贴牢标签,注明样品名称,采样地点,采样日期，样品批号，采样方法，采样数量，分析项目及采样人，包装情况，现场卫生状况，运输贮藏条件，外观。

样品的制备
一.样品的制备：
①样品制备：对采取的样品的分取、粉碎、混匀、缩分等过程。
②目的：保证样品十分均匀。
注：防止易挥发性成分的逸散和避免样品组成和理化性质发生变化。
做微生物检验的样品，必须根据微生物学的要求，按照无菌操作规程制备。
③方法：（因产品类型不同而异）。
液体，浆体或悬浮液体：一般是将样品摇动和充分搅拌。
互不相溶的液体：使不相溶的成分分离，再分别进行采样。
固体样品：切细，粉碎，捣碎，研磨等方法将样品制成均匀。
罐头：水果罐头在捣碎前须清除果核；肉禽罐头应预先清除。
骨头：鱼罐头要将调味品分出后在捣碎。

样品的预处理
总原则：
1．消除干扰因素。
2．完整保留被测组分。
3．使被测组分浓缩，以获得可靠的分析结果。
（一）有机物破坏法：
适用：主要用于食品中无机元素的测定。
有机物：为碳水化合物 ；组成C.H.O.N ,卤素, 硫,磷。
性质：可燃烧；高温分解；极性弱；分子间反应副反应多。
无机物：非碳水化合物。
原理：采用高温或高温加强氧化条件，使有机物质分解，呈气态逸散，而被测组分残留下来。

根据具体操作条件的不同，又可分为干法和湿法两大类。
1．干法灰化
（1)操作方法：炭化（可加入固定剂例：碱性或酸性物质）→灰化至残留物为白色或浅灰色为止（灰化炉 550℃）。
（2）特点：
①空白值低；
②可富集被测组分，降低检测下限；
③有机物分解彻底,需工作者经常看管；
④所需时间长；
⑤挥发元素易损失；
⑥测定结果和回收率偏低。
(3)提高回收率的措施：
根据被测组分的性质，采取适宜的灰化温度。加入助灰化剂，防止被测组分的挥发损失和坩埚吸收。例如加氯化镁或硝酸镁可使磷元素，硫元素转变成磷酸镁和硫酸镁。防止它们损失；加入氢氧化钠或氢氧化钙可使卤素转为难挥发的碘化钠或氟化钙；加入氯化镁及硝酸镁可使砷转变为不挥发的焦砷酸镁；加硫酸可使一些易挥发的氯化铅，氯化镉等转变为难挥发的硫酸盐。

近年来新开发了低温灰化技术，此法是将样品放在低温灰化炉中，先将空气抽至，0-133.3Pa ，然后不断通入氧气，每分钟0.3-0.8O2 ，用射频照射使氧气活化，在 ＜150 ℃的温度下，便可使样品完全灰化。
新型样品消化技术：高压密封罐消化法。此法是在聚四氟烯容器中加入适量样品和氧化剂，在密封罐内并置120-150 ℃烘箱中保温数小时然后冷却至室温。
2．湿法消化
（1）操作方法：样品→加强氧化剂→加热消煮。
（2）常用强氧化剂：浓硝酸，浓硫酸，高氯酸，高锰酸钾，过氧化氢。
（3）特点：
①分解快，时间短。
②减少挥发损失，容器吸留少。
③常产生大量有害气体。
④消化初期易产生大量泡沫外溢，故需操作人员随时照管。
⑤试剂用量大，空白值偏高。
（4）常用湿法消化法：
① 硝酸-高氯酸-硫酸法
称取粉碎好的样品5~10 g放入250~500 mL凯氏烧瓶中，用少许水湿润，加数粒玻璃珠，加3:1的硝酸-高氯酸混合液10~15 mL，放置片刻，小火缓缓加热，反应稳定后放冷，沿瓶壁加入5~10 mL浓硫酸，继续加热至瓶中液体开始变成棕色时，不断滴加硝酸-高氯酸混合液(3:1)至有机物分解完全。加大火力至产生白烟，溶液应澄清、无色或微黄色。操作中注意防爆。冷却后，转入容量瓶中定容。
② 硝酸-硫酸法
将粉碎好的样品放入250~500 mL凯氏瓶中(样品量可称10~20 g)，加入浓硝酸20 mL，小心混匀后，先用小火使样品溶化，再加浓硫酸10 mL，渐渐加强火，保持微沸状态并不断滴加浓硝酸，至溶液透明不再转黑为止。每当溶液变深时，立即添加硝酸，否则会消化不完全。待溶液不再转黑后，继续加热数分钟至冒出浓白烟，此时消化液应澄清透明。消化液放冷后，小心用水稀释，转入容量瓶，同时用水洗涤凯氏瓶，洗液并入容量瓶，调至刻度后混匀供待测用。
③干湿法比较

（二）溶剂提取法：
原理：利用样品各组分在某溶剂中溶解度的差异，将各组分完全或部分的分离。
适用：维生素，重金属，农药及黄曲霉毒素的测定。
分类：溶剂分层法，浸泡法，盐析法。
（1）溶剂分层法（溶剂萃取法）
1．原理：利用某组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同，使其从一种溶剂转移到另一种溶剂中，而使其与其他组分分离。
分配系数：在一定温度下一组分B溶于不相溶的两液相时，当两相达平衡后此组分将以一定比例分配于两相中。
KB=B组分在E中的含量/B组分R中的含量
2．萃取溶剂的选择：
与原溶剂不互溶；
对被测组分有最大的溶解度，而对杂质有最小的溶解度；
应考虑两种溶剂分层的难易以及是否会产生泡沫等问题；
3．仪器：分液漏斗，连续液体萃取器。
4．萃取方法：
分液漏斗：一般需4-5次萃取，才能基本达到完全分离。
连续液体萃取器：烧瓶A内的溶剂被加热，产生的蒸汽经过管B上升至冷凝器C被冷却，冷凝液化后滴入中央的管内并沿中央管下降，从下端成为小滴，使萃取的液层D上升，此时发生萃取作用。萃取液经回流至烧瓶A内后，溶剂再次气化，这样继续反复萃取，可把被测组份全部萃入A中。
（2）浸泡法（浸提法）
1．原理：利用固体混合物在提取剂中的溶解度的不同使被提取物得到分离。
2．提取剂的选择：
① 所选择的提取剂既能大量溶解被提取物，又要不破坏被提取物的性质。例如糖类提取剂选用乙醇水溶液。
② 根据被提取物的极性强弱来选择提取剂。对极性弱的成分（如有机氯农药）可用极性小的溶剂（如石油醚）提取；对记性强的成分（如黄曲霉毒素）可用极性大的溶剂（如甲醇与水的混合物）提取。
溶剂的沸点宜在45-80℃之间，沸点太低易挥发，沸点太高不易浓缩，且对热稳定性差的被提取成分不利。
溶剂要稳定，不与样品发生作用。
3．仪器：常用索克斯特式提取器。

（三）盐析法：
盐析：想溶液中加入某一物质，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。
注：① 所加入的物质不破坏所要析出的物质。
②选择适当的分离方法（如过滤，离心分离，蒸发等，这要根据溶液，溶剂,析出物质的性质和实验要求来决定）。
③ 注意pH值，温度等条件的要求。

（四）磺化法和皂化法：
这是处理油脂或含脂肪样品时经常使用的方法，常用于农药分析中样品的净化。
（1）磺化法
适用：对酸稳定的有机氯农药例：DDT，六六六。
（2）皂化法
1．皂化：酯的碱性水解。
2．适用：对碱稳定的农药。

（五）沉淀分离法：
沉淀分离法是利用沉淀反应进行分离的方法。在试样中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来，经过过滤或离心将沉淀与母液分开，从而达到分离的目的。
例：测定冷饮中糖精钠含量时，可在试剂中加入碱性硫酸铜，将蛋白质等干扰杂质沉淀下来，而糖精钠仍留在试液中经过滤除去沉淀后，取滤液进行分析。

（六）掩蔽法：
此法时利用掩蔽剂与样液中的干扰成分作用，使干扰成分转变为不干扰测定的状态，既被掩蔽起来。运用这种方法可以不经过分离干扰成分的操作而消除干扰作用。简化了分析步骤。常用与金属元素的测定。
例：双硫腙比色法测定铅时，在测定条件下（PH=9），Cu2+，Cd2+等对测定有干扰，可加入氰化钾和柠檬酸掩蔽，消除它们的干扰。

（七）浓缩：
常压浓缩法：用于非挥发性的样品净化液的浓缩。
减压浓缩法：K-D浓缩器。

（八）蒸馏：
原理：利用液体混合物中各组分挥发度的不同而进行分离。
特点：具有分离和净化双重效果，仪器装置和操作较为复杂。

分类：常压，减压，水蒸气蒸馏。
（1）常压蒸馏
适用于受热后不发生分解或沸点不太高的物质。
加热：沸点＜90℃用水浴加热 沸点＞90℃用油浴，沙浴，盐浴或石棉浴加热。
冷凝：沸点＜150℃用冷水冷凝器 沸点＞150℃用空气冷凝器
注：1.如采用加热浴加热浴温度T应大于沸点T1，T—T1＜30℃。
2．高沸点物质选用短颈蒸馏瓶。
3．必须了解被蒸馏物质的性质。

（2）减压蒸馏
适用于受热后易分解或沸点太高的物质。

（3）水蒸气蒸馏
1．适用：在沸点时易分解，沸点较高的物质。
2．原理：在一定温度下，两组分混合液体的蒸汽压，等于每种液体各自单独存在时的蒸汽压之和，因此混合液的沸点低于两种液体各自的沸点。在水蒸气蒸馏中，若水蒸气通过双组分的液体混合物，且混合物中组分为不挥发，则因水蒸气份压的存在而降低另一组分沸腾汽化所需的蒸汽压。故蒸馏可在较低的温度下进行。物料在蒸馏时水蒸气带出挥发物质，颈冷凝后就分成互不相溶的水相和挥发的液体相。

（4）分馏
1．适用：互溶且沸点相差不大的混合液体。
2．原理：将液体混合物在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝将液体混合物分离为各组分。

（5）扫集共蒸馏法
1．适用：蔬菜，水果，食用油脂和乳制品中的有机氯和有机磷农药都可用此法。
2．原理：食品提取液→注入施特勒管→转变成蒸汽→氮气流吹入冷凝管→通过微层析柱进入收集器。

样品的保存
制备好的样品应放在密封洁净的容器内，置于阴暗处保存。易腐败变质的样品应保存在0-5℃的冰箱里，但保存时间不宜过长。易光分解的分析成分为分析项目的样品，必须避光保存。特殊情况下，样品中可加入适量的不影响分析结果的防腐剂，或将样品置于冷冻干燥器内进行升华干燥来保存。食物在保存过程中，要避免受潮，风干，变质以保证其外观和组成不发生变化。