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食品的营养成分分析

1掌握恒重、粗蛋白、粗脂肪、总脂肪、还原糖、膳食纤维、灰分的概念;
粗蛋白:由凯氏定氮法测得的蛋白质称为粗蛋白。
粗脂肪:用有机溶剂在索氏提取器中直接提取食品中的脂肪时,因少量脂溶性成分,如脂肪酸、高级醇、固醇、蜡质、色素等与脂肪混在一起,故用这种方法测得的脂肪称为粗脂肪。
总脂肪:用有机溶剂提取前,先加酸或碱进行处理,使食品中的结合脂肪游离出来,再用有机溶剂萃取,这种方法测得的脂肪称为总脂肪。
膳食纤维:不能被人体消化的多糖和木质素的总和,包括纤维素、半纤维素、戊聚糖、果胶物质、木质素和二氧化硅等
灰分:食品经高温灼烧后残留的无机物称为灰分,主要是金属氧化物或无机盐类(无机物或矿物质)。
**2掌握直接干燥法、减压干燥法、蒸馏法、卡尔-费休法测定水分的原理、适用范围等;
1)直接干燥法 
原理:在常压下于95℃~100℃干燥食品样品,使其中的水分蒸发逸出,至食品样品质量达到恒重,然后根据样品所减少的质量,计算样品中水分的含量。
说明:适宜于干燥温度下不易分解、不易被氧化的食品样品和含较少挥发性物质的样品中水分的测定,如谷物及其制品、豆制品、卤制品、肉制品等。
2)减压干燥法
原理:减压干燥法通常将食品样品在压力为40~55kpa,温度为 50℃~60℃的条件下烘烤23h;根据样品所减少的质量,计算样品中水分的含量。
此法适宜于易分解的样品以及水分含量较多,挥发较慢的食品样品中水分的测定,如淀粉制品、蛋制品、罐头食品、油脂、糖浆、味精、水果、蔬菜等。
3)蒸馏法
原理:在样品中加人某些比水轻且与水互不相溶的有机溶剂,样品中的水分与加入的有机溶剂组成二元体系,在低于各组分沸点的温度下进行蒸馏,水分和有机溶剂共同蒸出,收集馏出液,根据水的体积计算样品中水分的含量。
常用的有机溶剂有甲苯和二甲苯等。
蒸馏法适用于含水量较多,又有较多挥发性成分的样品。
由于蒸馏时冷凝的水分呈小珠状粘附在冷凝管上,不能全都进入接收管中会造成读数误差;此外,由于甲苯或二甲苯能溶解少量水分,故甲苯或二甲苯应先以水饱和,弃水层后蒸馏,取蒸馏液使用。
4)卡尔-费休法
原理:利用碘氧化二氧化硫时,需要定量的水参与反应的原理测定液体、固体和气体中的含水量。
2h2o i2 so2=2hi h2so4
h2o so2 i2 3c5h5n→2c5h5n·hi c5h5n·so3
c5h5n·so3 ch3oh→ c5h5n·hso4ch3
观察溶液颜色突变的目视法(游离碘,棕红色);
观察电流表偏转突变至一定值并稳定一段时间作为滴定终点。
3掌握凯氏定氮法测定蛋白质的依据与原理、操作步骤以及方法说明;
凯氏定氮的依据:蛋白质中的氮含量较恒定,只要能准确测定食物中的含氮量,就可以推算出蛋白质的含量。多数蛋白质的平均含氮量为16%,即每克氮相当于6.25克蛋白质。
原理:样品与浓硫酸和催化剂一同加热消化;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计算出蛋白质的含量。(滴定所用无机酸的量(mol)相当于被测样品中氨的量(mol),根据所测得的氨量即可计算样品的含氮量,乘以蛋白质换算因子即可计算蛋白质含量。)
操作步骤:消化、蒸馏与吸收、滴定

(2)蒸馏与吸收
蒸馏:消化液 40%氢氧化钠加热蒸馏,放出氨气。
吸收:4%硼酸 混合指示剂(红色)吸收蒸馏液(绿色)
混合指示剂:亚甲蓝 甲基红


(3)滴定
盐酸标准液滴定吸收液,吸收液由绿色变为桃红色时为滴定终点。做两份平行样。
方法说明:①所用试剂溶液应用无氨蒸馏水配制。
②消化时不要用强火,应保持和缓沸腾,以免粘附在凯氏瓶内壁上的含氮化合物在无硫酸存在的情况下未消化完全造成氮损失。    
③样品中若含脂肪或糖较多时,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。
④消化时应不时转动凯氏烧瓶,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。
⑤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 2~3ml 后再继续加热消化。
⑥—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。
⑦若取样量较大,如干试样超过5g可按每克试样5 ml的比例增加硫酸用量。
⑧ 蒸馏装置不能漏气,蒸馏前应检查气密性。
⑨ 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。
⑩蒸馏完毕后,应先将冷凝管下端提离吸收液液面,清洗管口后再蒸1min后关掉热源.否则可能造成吸收液倒吸。
4熟悉柱前和柱后opa衍生法测定氨基酸的原理以及邻苯二甲醛(opa)、9-芴基甲氧基羰酰氯(fmoc-cl)、巯基丙酸(3-mpa)在测定中的作用;
①柱前衍生高效液相色谱法:原理:食品中的蛋白质经盐酸水解后,用邻-苯二甲醛(opa)和9-芴基甲氧基羰酰氯( fmoc-cl )分别对一级氨基酸和二级氨基酸进行衍生化,再经高效液相色谱反相c18柱分离后,用紫外或荧光检测器检测。
②柱后opa衍生-高效液相色谱法:原理:蛋白质经盐酸水解成游离氨基酸,经氨基酸分析专用柱(钠型离子交换柱),在流动相的梯度洗脱下,随流动相的ph逐渐增高,氨基酸逐渐失去正电荷,与离子交换树脂间的结合逐渐减弱,从树脂上被洗脱下来。由于各种氨基酸的结构和性质不同,对树脂的亲和力也不同,从而达到分离的目的。分离后的氨基酸经次氯酸将二级胺氧化成一级胺,在巯基乙醇存在下用opa衍生,荧光检测器检测。
邻-苯二甲醛(opa)/巯基丙酸与一级氨基酸(伯胺)在ph10.4的介质中反应,能生成有较强荧光和紫外吸收的异吲哚衍生物,但不与二级氨基酸(仲胺)反应;如需同时测定样品中二级氨基酸的含量,可在一级氨基酸与opa反应后,再加入9-芴基甲氧基羰酰氯(fmoc-cl)与二级氨基酸反应。
5掌握索氏提取法测定粗脂肪的原理与应注意问题;
原理:在索氏抽提器中,用有机溶剂如乙醚、石油醚等提取样品中的脂肪,称残留物的质量,根据样品提取前后的质量差来确定样品的脂肪含量。
注意事项:①样品需先粉碎和干燥,因为水分的存在使有机溶剂不能进入食品内部,另外被水分饱和的乙醚提取效率降低。
②滤纸筒一定要严密,不能往外漏样品,但也不要包得太紧以免影响溶剂渗透。放入滤纸筒时高度不要超过回流弯管。 
③在抽提时,冷凝管上端最好连接二个氯化钙干燥管,这样可防止空气中水分进入,也可避免乙醚挥发在空气中。
④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,若留下油迹说明抽提不完全。
⑤无水乙醚中不应含有过氧化物,以免脂肪氧化。
6掌握直接滴定法测定还原糖的原理、样品处理(去除杂质)及关键试剂亚铁氰化钾和次甲基蓝的作用。
原理:在加热条件下,用还原糖标准溶液(浓度为0.1%)标定斐林试剂(10ml),以亚甲基蓝作为指示剂,确定斐林试剂与还原糖反应的定量关系;然后用处理好的样品溶液直接滴定标定过的斐林试剂(10ml),根据样液消耗体积,可计算出样液中还原糖的含量。
样品处理:
① 提取液的制备: 利用还原糖的水溶性,加水提取。
含脂肪的食品:先加乙醚脱脂后再加水进行提取;
含大量淀粉和糊精的食品:用水提取会使部分淀粉、糊精溶出而影响测定,宜采用70%-75%的乙醇先沉淀淀粉和糊精,离心去除沉淀后,提取液再蒸发除去乙醇。
含酒精和二氧化碳的样品:蒸发至原体积的1/3~1/4以除去二氧化碳和酒精,酸性食品加热前应用naoh调至中性ph,以防止低聚糖被水解。
② 提取液的澄清:提取液中除含有单糖和低聚糖等可溶性糖类外,还含有少量影响测定的杂质,如色素、蛋白质、可溶性果胶、可溶性淀粉、氨基酸等,测定前必须加澄清剂沉淀这些杂质。常用的澄清剂:中性醋酸铅、乙酸锌和亚铁氰化钾溶液
③ 样液除铅:用醋酸铅作为澄清剂时样液残留的铅离子在加热条件下与还原糖反应生产铅糖,会干扰测定。
除铅剂:草酸钠、草酸钾、硫酸钠、磷酸氢二钠等
固体除铅剂在定容后再加入
液体除铅剂应先定容前加入
除铅剂的加入量应适当
亚铁氰化钾的作用:碱性硫酸铜氧化还原糖后生成红色的氧化亚铜沉淀,影响滴定终点的观察。加入亚铁氰化钾后可与氧化亚铜反应生成无色的配合物,从而消除对滴定终点的干扰。
次甲基蓝指示剂的作用原理:次甲基蓝是比碱性硫酸铜更弱的氧化剂,氧化态时呈蓝色,还原态时为无色。当用糖液滴定时,因碱性硫酸铜的氧化能力高于次甲基蓝,还原糖先与碱性硫酸铜发生氧化还原反应而将二价铜离子还原为一价铜。当达到滴定终点时,稍过量的还原糖可与次甲基蓝反应将蓝色的次甲基蓝还原使其呈无色,从而指示滴定的终点。
7掌握荧光法测定维生素b1、b2的原理,关键性试剂(碱性铁氰化钾、连二亚硫酸钠等)的作用。
维生素b1原理:硫胺素在碱性铁氰化钾溶液中被氧化成硫色素,硫色素在紫外线照射下,发出蓝色荧光。在一定的条件下,其荧光强度与硫色素浓度成正比,与标准比较定量。
维生素b2原理:核黄素在440nm~500nm波长光照射下产生黄绿色荧光,在稀溶液中其荧光的强度与核黄素的浓度成正比,在 525nm 发射波长处测定其荧光强度;同时在样品液中加入连二亚硫酸钠,将核黄素还原成无荧光的物质,再测定溶液中荧光杂质的荧光强度,两者之差即为食品中核黄素所产生的荧光强度。
碱性铁氰化钾:净化液定容后取二份,避光条件下,一份加入碱性铁氰化钾溶液中使形成硫色素
连二亚硫酸钠:将核黄素还原成无荧光的物质
8掌握荧光法测定总抗坏血酸的原理,还原型抗坏血酸的测定原理。
总抗坏血酸原理: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)衍生物,其荧光强度与抗坏血酸的浓度在一定条件下成正比,以此测定食品中抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的总量。
还原型抗坏血酸原理:还原型抗坏血酸分子中有烯二醇结构,因而具有较强的还原性,在中性或弱酸性条件下能还原2,6-二氯靛酚染料,而本身被氧化成脱氢抗坏血酸。2,6-二氯靛酚染料在中性或碱性溶液中呈蓝色,在酸性溶液中呈红色,被还原后红色消失;滴定时,还原型抗坏血酸将2,6-二氯靛酚还原为无色,滴定终点时稍过量的2,6-二氯靛酚染料使溶液呈现微红色。根据滴定时消耗的2,6-二氯靛酚体积,计算含量。
9 还原糖的测定原理
原理:碱性条件下,利用还原糖的醛基或酮基将铜盐还原为氧化亚铜,再根据氧化亚铜的量测定糖量。
方法:直接滴定法、高锰酸钾滴定法。