食品分析简介 化学 6 班 林琳

引言 食品是人类生活的必需品，是人类生命活动能 源的来源。随着科学技术的发展。人们对食品 的组成更加关注，因此，食品被测成分的范围 也逐渐扩大。食品剖析的目的包含两方面。一 方面是确切了解营养成分，如维生素，蛋白质， 氨基酸和糖类；另一方面是对食品中有害成分 进行监测，如黄曲霉毒素，农药残余，多核芳 烃及各类添加剂等。对于这些成分的检测，其 中使用较多的是色谱法，其中，液相色谱的应 用最广。

水分少的食品 一. 食品样品的前处理 为了得到有代表性的均匀样品，必须根据水分含量、物理 性质和不破坏待测组分等要求采集试样。采集的试样还须经过 粉碎、过筛、磨均、溶于溶液等步骤，进行样品制备。 水分多的新鲜食品 用研磨方 法混匀 水分少的食品 用粉碎方法 混匀 液体食品... 将其溶于水或用适当 溶剂使其成为溶液， 以溶液作为试样 ( 一 ) 样品的制备

.. ( 二 ) 样品的前处理 常用的样品前处理方法有溶剂萃取法，沉淀法、水蒸气蒸馏法等 将切碎的样品加入适当的溶剂，在振荡器中振荡提取或静止放置一 段时间，过滤出溶剂后，再重复提取一次或数次，合并提取液。这 种方法，对于蔬菜、水果、小麦、谷物样品以及其他生物材料样品 都可应用。 1. 振荡浸取法 2, 乙醚萃取法 用乙醚萃取（也可用氯仿、石油醚、苯等）使脂溶性化合物与蛋白 质、碳水化合物及其他水溶性化合物分离。 (1) 脂溶性酸性化合物 用碱性水溶液萃取，移入水层。 (2) 脂溶性碱性化合物 用盐酸萃取，移入水层。 (3) 脂溶性中性化合物 若中性化合物不与碱发生作用， 则可用碱使脂肪皂化，用乙醚萃取，使皂化产物与不 皂化产物分离（例如维生素 A 和 D ）。 用上述方法从脂肪中分离出来的各种脂溶性化合物和混合 物，可根据需要用柱色谱等进一步分离纯化。

3. 用乙醇将微量组分与主要组分分离 小分子有机化合物、水溶性维生素、糖类、有机酸类、氨基酸、生物 碱等不溶于石油醚，但溶于乙醇。用不同浓度的乙醇萃取。可将它们与 高分子多糖类及蛋白质分离。 常用方法 (1) 在水浸液中加入蛋白质沉淀剂，使每个蛋白质沉淀除去 (2) 再在上层澄清液中加入等体积乙醇，沉淀多糖类。得 到的是酸性、中性、碱性、两性水溶性化分物的混合物 (3) 再用柱色谱法等进行分离纯化。柱色谱分离纯化的 关键是要选用合适的填充材料，根据分析对象，可选择 硅胶、氧化铝、活性炭、离子交换剂和键合型固定相等 作分离介质。 食品分析中常用的固相抽提柱见下表.

待测化合物类型食品基质材料抽提柱类型 碳水化合物糖类 葡萄糖、果糖、蔗糖 混合物 甘草、谷类 巧克力 各种食品 葡萄酒 C18 酸性氧化铝 SAX 脂类甘油三酸酯 磷脂 大豆油 巧克力、大豆油 巧克力 硅胶 腈基柱 类固醇胆固醇 维生素 B 胡萝卜素 菸碱酸 维生素 C 维生素 E 牛奶 各种食品 柠檬果 谷类 水果、蔬菜 粮食、谷类 硅胶 C18 硅胶 C18 硅胶 农药各种氨基甲酸酶 莠去 谷类食品 玉米油 C18 diol 毒物黄曲霉毒素 赭曲霉毒素 A 黄曲霉毒素 玉米、花生、牛 奶大麦 花生、牛奶 硅胶 C18 食品分析中常用的固相抽提柱

二食用化学品分析 食品中的营养素比较复杂，有蛋白质、脂肪、维生素、糖类及无机盐 。 现举 维生素 的例子进行说明。 维生素是调节人体各种新陈代谢过程必不可少的营养素， 在强化食品中占有重要地位。进行分类时，须按脂溶性及水溶 性两大类进行区分 维生素的分析方法很多，样品分析的一般程序是：（ 1 ）用酸、碱或酶 分解样品，使其中维生素游离出来；（ 2 ）用溶剂进行提取；（ 3 ）对 样品进行分离提纯，去除干扰物质；（ 4 ）选用合适的方法进行定性及 定量分析。 1. 维生素的提取及纯化 (1) 脂溶性维生素的提取 首先对样品进行皂化，然后用适溶剂萃取 不皂化物，进行真空浓缩，为排除干扰有时还需进行柱色谱分离。

(2) 水溶性维生素的提取 一般采用不同的水溶液提取，有 时也需要通过柱色谱法纯化 。 一些遇光、氧易破坏的维生素，全部操作应尽可能在暗处迅速进行。脂溶 性维生素在皂化、萃取、浓缩过程中可加入苯三酚、抗坏血酸或充氮气以 防止氧化破坏。 2. 维生素的分离与检测 （ 1 ）在介绍维生素的分离之前，有必要先介绍一下其中用到的薄层色谱法 （ A ）原理：薄层色谱法（ TLC ）是把固定相（吸附剂）均匀地涂 铺在表面光洁的薄层板上，把待分析的试样溶液点在薄层板一端 的适当位置上（称点样），然后放在密闭的层析缸（展开槽）里， 将点样端浸入适当的溶剂（展开剂）中，借助于薄层板上吸附剂 的毛细管作用，溶剂会在载带被分离组分向前移动，这一过程称 为展开，所用溶剂称为 展开剂 。展开时，各组分在吸附剂和展 开剂之间发生连续不断的吸附、解吸、再吸附、再解吸。由于吸 附剂对不同极性组分的吸附力不同，易被吸附的组分相对移动得 慢些，而难被吸附的组分则相对移动得快一些。经过这段时间， 当溶剂前沿到达预定位置后，取出薄层板，吸附能力不同的组分 在薄层板上可形成彼此分离的斑点，如组分为无色物质，可用物 理或化学方法显色定位。

（ B ） Rf 及分离度 试样中各组分斑点在薄层板上的位置，通常用 Rf 来 表示， Rf 又称为比移值， 可用来衡量各组分的分离情况。定义为： Rf=d1/d2 ： d1: 原点至斑点中心的距离； d2 原点至溶剂前沿的距离） 某 A 、 B 混合物 Rf 的测量见下图，原点为 A 、 B 试样点样的位置， A 、 B 组 分的 Rf 分别为 Rf （ A ） =a/c ， Rf （ B ） =b/c a. 若 Rf=0 ，表示斑点留在原点不动，即该组 分不随展开剂移动； b.Rf=1 时，表示斑点不被吸附剂保留，而随 展开剂迁移到溶剂前沿 c. 故 Rf 在 0~1 之间变化。在相同条件下，不 同组分各有其 Rf ，适于分离的 Rf 0.2~0.8 。

2. 脂溶性维生素的分离和检测 对于脂溶性维生素，用硅胶薄层可以将维生素 A 的各种异构体分开， 展开剂为石油醚；甲基庚酮（ 1 ： 2 ），斑点在紫外灯下显黄色荧光。 维生素 D2 及维生素 D3 在乙烷：乙酸乙酯（ 9 ： 1 ）中展开后，用 20% 磷钨酸乙醇溶液显色，在 70C 加热 20min 后，斑点呈黄褐色。维生素 E 在硅胶薄层上用氯仿展开，喷 20% 的磷钨酸乙醇溶液，再用氨熏，斑 点为深蓝色 脂溶性维生素的展开剂及 Rf 展开剂 Rf 值 化合物 S1 S2 S3 五氯 化锑显色 β- 胡萝卜素 0 ． 840 ． 871 ． 00 蓝 维生素 A- 醇 0．10．10 ． 350 ． 22 蓝 维生素 A 乙酸酯 0 ． 450 ． 650 ． 69 蓝 维生素 A 棕榈酸酯 0 ． 720 ． 840 ． 94 蓝 维生素 D2 及 D30 ． 150 ． 450 ． 14 紫 α- 生育酚 0 ． 320 ． 660 ． 56 紫红 维生素 K10 ． 610 ． 680 ． 81 黄绿 维生素 K20 ． 380 ． 750 ． 49 黄绿 注：展开剂 S1 为环己烷：乙醚 =80 ： 20 ； S2 为环己烷：乙酸酯 =75 ： 25 ； S3 为氯仿。

（ 3 ）水溶性维生素的分离与检测 水溶性维生素包括 B 族、 C 族维生素，菸酸及菸酸酰胺等。它们用硅胶 G 薄层，在苯：甲醇：丙酮：乙酸（ 14 ： 4 ： 1 ： 1 ）中分离后的 Rf 值，见 表。 水溶性维生素在硅胶层上的 Rf 值 展开 Rf 值 剂 化合物 S1S2 紫外灯 254nm 维生素 B1-HCl0 ． 05 0 紫 维生素 B20 ． 400 ． 29 黄 泛酸（钠盐、钙盐） 0 ． 890 ． 40 菸酸 0 ． 78 —— 暗 菸酰胺 0 ． 490 ． 44 暗 维生素 B6-HCl0 ． 520 ． 12 棕 维生素 B120 ． 22 0 暗 叶酸 0 0 ． 07 暗 维生素 D0 ． 960 ． 25 棕 生物肌 0 ． 700 ． 50

在紫外灯下观察斑点颜色，维生素 B6 显黄色荧光。喷以 5% 的碘铂酸 钾水溶液，在玫瑰红色背景上，维生素 B1 显灰色，维生素 E 显黄色， 菸酸酰胺为淡黄色。当薄层用 0.1% 的二氯醌氯亚胺醇溶液显色然后 在氨蒸气中熏，维生素 B6 形成蓝色斑点。泛酸钙则需用 0.5% 的水合 茚三酮喷雾后，在 160 ℃加热才形成紫色斑点 检测菸酰胺时，先用水进行萃取，制备浓度为 2mg/ml 的溶液，然后 用氯仿：乙醇（ 65 ： 25 ）在硅胶薄层上进行色谱，再用 BrCN 及苯胺试剂 显色，得到黄色斑点，在 468nm 波长下测定。当菸酰胺中混有脂溶性维 生素时，可先用石油醚将其萃取掉，水溶性维生素等对测定结果无影响。 展开剂可用丙酮：氯仿：丁醇： 25% 的氨水 [30 ： 30 ： 40 ： 5] ，也可用苯： 甲醇：丙醇：冰乙酸（ 7 ； 20 ： 25 ； 5 ），分离后在 262nm 波长下测定 食品添加剂是食品在加工、生产过程中，为了改善其品质而加入 的各种物质，如 色素 、 香料 及 防腐剂 等。大部分添加剂为化 学合成，也有天然合成，其中有的具有一定毒性或者在一定条件 下转换为其他有毒物质，因此必须严格控制其用量。 现仅举 色 素 的例子进行说明。

检测食品中的人工合成色素，必须将样品进行提纯和分离，其目的是将 食品中干扰组分除去，提纯色素。 (1) 提纯方法很多，常用的有 聚酰胺 粉吸附法 。聚酰胺粉在酸性溶液中能与人工合成色素牢固结合，并能 在很稀的溶液中吸附色素，天然色素的吸附不紧密，能被甲醇 — 甲酸洗 脱下来。 (2) 常用的分离方法是 色谱法 及 溶剂提取法 等 1. 色素的提纯与分离 2. 色素的鉴定 色素的鉴定方法有：纸色谱法、薄层色谱法、极谱分析法、 HPLC 法及分光 光度法 。 关于使用色素的薄层色谱分析，常用的固定相有硅胶、纤维素及聚酰胺，使 用的展开剂有： S1 ：正丁醇：吡啶： 5% 氨水 =6 ： 6 ： 4 S2 ：乙酸乙酯：甲醇： 28% 氨水 =3 ： 1 ： 1 S3 ：异丁醇：异戊醇：吡啶：乙醇： 25% 氨水 =15 ： 15 ： 15 ： 20 ： 30 S4 ：丙酮：水：氨水 =80 ： 27 ： 0.5 S5 ：丁酮：甲醇： 28% 氨水 =10 ： 5 ： 1.25 S6 ：丁醇：乙酸：水 =4 ： 1 ： 5 但是，用以上方法分离常会产生拖尾现象。用 C18 反相薄层色谱分离，则效 果较好。

1. 食品中残留农药的分离提取 由于农药的种类不同，提取纯化的方法亦不相同。 有机氯农药 可 用有机溶剂提取，然后用柱色谱分离纯化，但油脂往往除不干净；也可 用蒸馏法，然后用苯或氯仿提取馏出液，可得到较纯的农药。 有机磷 农药 的提取应在中性或酸性的条件下进行，用苯或氯仿提取，用薄层 色谱法法分离纯化，先用石油醚展开剂展开，然后用正乙烷：丙酮（ 4 ： 1 ）混合溶剂再展开，刮取相应斑点，用相同的提取剂洗脱。从水、食 物中提取 有机氟农药 ，可用 氯仿直接提取，在 60 ℃水浴上挥去溶剂， 用骨炭脱色即可。 2. 红外光谱法鉴定 分离提纯后的农药，可用红外法进行鉴定，以下是几种常用农药 的红外光谱特征。 （ 1 ）有机氯农药 DDT 为白色晶体，有 750 ㎝－ ㎝－ １ （ C— Cl ） 强吸收峰； 1590 ㎝－ １ 、 3050 ㎝－ １ 为苯环特征吸收峰。另外， 1000 ㎝ － １ 、 1100 ㎝－ １ 和 840 ㎝－ １ 、 500 ㎝－ １ 有两个较强的吸收峰。

666 为白色晶体， 3000 ㎝－１有一个特征吸收峰，在指纹区的吸收峰分 布均匀，强度较强，分别位于 1230 ㎝－ １ 、 1100 ㎝－ １ 、 1320 ㎝、 920 ㎝ －１ 、 950 ㎝ －１ 、 850 ㎝ －１ 、 770 ㎝ －１ 、 750 ㎝ －１ 、 620 ㎝ －１ 、 680 ㎝ －１ ，在 650 ㎝ －１ 有一强吸收峰。 （ 2 ）有机磷农药 3911 硫代磷酸酯类，红外吸收峰较少，是典型的 硫代磷酸酯吸收，表现为 1010 ㎝－ １ 、 950 ㎝－ １ （ P-O-C ）有强吸收峰； 820 ㎝－ １ 、 780 ㎝－ １ （ P=S ）双强吸收峰： 640 ㎝－（ P=S ）吸收峰；在 1090 ㎝－ １ 、 1150 ㎝－ １ 1190 ㎝－ １ 、 1260 ㎝－ １ 有 4 个较弱吸收峰.. (3) 氟乙酰胺 氟乙酰胺为白色晶体，易溶于水及醇，可溶于乙酸乙 酯和氯仿，红外光谱有 1620 ㎝－ 强吸收峰； 830 ㎝－（ C-F ）弱吸收峰； 1030 ㎝－ 1110 ㎝－（ C-F ）强吸收峰 （ 4 ）敌鼠 敌鼠为黄色粉末，敌鼠钠在 ㎝－区间有三个 强吸收峰（ 1630 ㎝－ １ 、 1580 ㎝－ １ 、 1420 ㎝－ １ ）： ㎝－ １区间有 730 ㎝－ １ 、 690 ㎝－ １ 、 600 ㎝－ １ 、 520 ㎝－ １ 4 个强吸收 峰。；在 3025 ㎝－ １ 、 3075 ㎝－ １ 有弱吸收峰。

民以食为天 吃得好, 睡得好, 健康快乐每一天 ! 祝大家 --- 参考书目 : > >