卫生理化检验第九章

讲 稿 纸 第九章 食品营养成分的检验

食品中营养成分

蛋白质 ：是生命和机体的重要物质基础，生命现象总是和蛋白质同时存在。食物来源：肉类、鱼类、豆类、蛋类等。

碳水化合物：又称糖类或醣。是由碳、氢、氧三种元素组成的多羟基醛类和多羟基酮类化合物。食物来源：粮谷类和薯类食物。

脂肪：是一大类具有重要生物学作用的化合物，都能溶于有机溶剂而不溶于水为特征。食物来源：动物的脂肪组织、肉类、植物种子。

维生素：在能量产生的反应中以及调节机体物质代谢过程中起着十分重要的作用。

矿物质 ：如：钙和磷是构成骨骼和牙齿的成分；铁维持正常的造血功能；锌可以促进生长发育等。 营养成分的测定意义

1、了解食品中各营养素的含量，评价食品的优劣和营养价值 。

2、指导人们对不同食物的合理搭配，平衡膳食 。

3、了解人群的营养状况，评价膳食营养质量，推行健康营养膳食计划 。

4、监控食品营养素含量和质量在运输、加工、包藏中的变化，提高食品的生产和管理水平 。

第一节 水分

保证生产的食品品质；在食品监督管理中，评价食品的品质；在食品生产中，给计算生产中的物料平衡提供数据，指导工艺控制。

常见的水分测定方法

常压干燥法

减压干燥法

蒸馏法

常压干燥法

[原理]：在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下， 将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。

[适用范围]：① 水分是样品中唯一的挥发物质；

② 样品中水分排除情况很完全；

③ 样品中组分在加热过程中发生的化学反应 引起的重量改变可忽略不计。

讲 稿 纸 [样品的制备]

a. 采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。 b. 固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他30～40目。

c. 液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，不然烘箱受不了。

d. 浓稠液体（糖浆、炼乳等）：加水稀释，最后要把加入的水除去。加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。

e. 含水量﹥16%的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，自然风干15 ～ 20h，再称量，磨碎，过筛，烘干。

[操作步骤]

烘箱预热→称量皿恒重m3 →准确称样+称量皿重 m1→干燥1h →冷却30min →称量→干燥1h →冷却30min →称量→ 反复至恒重准确称样+称量皿重 m2 。

[结果计算]

水分% ＝

减压干燥法

(1) 原理

利用在低压下水的沸点降低的原理, 将取样后的称量皿置于真空烘箱内, 在选定的真空度于加热温度下干燥到恒重。干燥后样品所失去的质量即为水分含量。

(2) 适用范围

适用于在较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食品，如糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测定。

(3) 仪器及装置

真空烘箱(带真空泵、干燥瓶、安全瓶）。设备流程如图：

蒸馏法

[原理]：两种互不相溶的液体，二元体系的沸点低于其中各组份分沸点，将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等，共沸蒸出，冷凝并收集馏出液，由于水与其他组分密度不同，馏出液在有刻度的接收管中分层, 根据水的体积计算水分含量。

[适用]：易氧化、分解、热敏性及易挥发组分。

[特点]：此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅速的移去，加热温度比直接干燥法低。另外是在密闭的容器中进行的，设备简单，操作方便。

讲 稿 纸 第二节 灰分的测定

在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。它标示食品中无机成分总量的一项指标。

分类

水溶性灰分——反映可溶性K 、Na 、Ca 、Mg 等的氧化物和盐类的含量。可反映果酱、果冻等制品中果汁的含量。

酸溶性灰分——反映Fe 、Al 等氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐的含量。 酸不溶性灰分——反映污染的泥沙及机械物和食品中原来存在的微量SiO 2的含量。 灰分的测定

灼烧法

原理：把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，转化，称量残留物的重量至恒重，计算出样品总灰分的含量。

注意事项：灼烧温度不超过600℃，否则钾、钠、氯等易挥发损失而造成误差；灰化时间以灼烧至灰分完全呈白色或浅灰色并达恒重为度。

第三节 脂 肪

脂肪的功能：

1、热能营养素

2、提供必需脂肪酸 和脂溶性维生素

3、保护内脏和保持体温

4、细胞结构的重要组成成分

5、食品加工的原料

脂肪测定的意义：

在食品加工生产过程中，原料，半成品，成品的脂类含量对产品的风味、组织结构、品质、外观、口感等都有直接影响，所以脂肪含量是一项重要的控制指标，也为食品的营养评定提供科学依据。

常用的测定脂肪的方法

1、索氏提取法

2、酸分解法

讲 稿 纸 3、罗紫-哥特里法

4、巴布科克氏法

5、盖勃氏法

6、氯仿－甲醇提取法

索氏提取法

[原理] 将经前处理的、分散且干燥的样品用乙醚或石油醚等溶剂回流提取，使样品中的脂肪进入溶剂中，回收溶剂后所得到的残留物，即为粗脂肪。

[适用范围] 适用于脂类含量较高，结合态脂类含量少或经水解处理过的，（结合态已转变成游离态），样品应能烘干，磨细，不易吸湿结块。

[特点]此法经典，对大多数样品的测定结果比较可靠。但费时长（8—16 h）溶剂用量大，需要专门的仪器, 索氏提取器，且测得的只是游离态脂肪。

酸水解法

[原理] 利用强酸在加热的条件下将试样成分水解，使结合的脂肪游离出来，再用有机溶剂提取，经回收溶剂并干燥后，称量提取物质量即为试样中所含脂类。

第四节 糖类

糖类物质是多羟基(2个或以上) 的醛类或酮类化合物，在水解后能变成以上两者之一的有机化合物。在化学上，由于其由碳、氢、氧元素构成，在化学式的表现上类似于“碳”与“水”聚合，故又称之为碳水化合物。是食品，特别是植物性食品的主要成份之一。 是人体所必需的一种营养素，也是人体热能最主要、最经济的来源，人体活动热能的70%来自于糖类。

碳水化合物的分类

单糖：不能被水解成更小分子的糖类，常见的是5C 和6C 糖，核糖，葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖。

寡糖：水解时生成几个单糖（2—10个），有用的是双糖（蔗糖、麦牙糖、乳糖）。 多糖：水解时产生20个以上单糖分子的糖类。如淀粉、纤维素，杂多糖。 复合糖：糖蛋白和糖脂

糖衍生物：糖胺、糖酸和糖酯

还原糖：

分子结构中含有还原性基团（如游离醛基或游离酮基）的糖，叫还原糖。能直接还

讲 稿 纸 原斐林试剂、托伦斯试剂。所有的单糖都是还原糖。大部分双糖如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等也是还原糖，蔗糖例外。

碳水化合物的生理功能

1、 构成机体的重要物质；

2、 提供热能；

3、 维持大脑功能必须的能源；

4、 调节脂肪代谢；

5、 提供膳食纤维。

碳水化合物的测定意义

1、 碳水化合物是食品工业的主要原料, 也是大多数食品的重要组成成分。

2、 各种食品中, 碳水化合物存在形式和含量各不相同。

3、 在食品加工工艺中, 糖类对食品的形态、组织结构、理化性质及其色、香、味等都有 很大的影响, 同时, 糖类的含量还是食品营养价值高低的重要标志, 也是某些食品重要的质量指标。

还原糖的测定

还原糖的常用测定方法主要有直接滴定法和高锰酸钾法。测定的原理是利用还原糖的醛基和酮基在碱性环境下将铜盐还原为氧化亚铜，再根据氧化亚通的量测定糖量。

1、直接滴定法

原理：将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色变为无色，即为滴定终点。

2、高锰酸钾滴定法

原理：样品经除去蛋白质后，其中还原糖把铜盐还原为氧化亚铜，加硫酸铁后，氧化亚铜被氧化为铜盐，以高锰酸钾溶液滴定氧化作用后生成的亚铁盐，根据高锰酸钾消耗量，计算氧化亚铜含量，再查表得还原糖量。

蔗糖的测定－酸水解法

原理：样品脱脂后，用水或乙醇提取，提取液经澄清处理以除去蛋白质等杂质，再用盐

讲 稿 纸 酸进行水解，使蔗糖转化为还原糖。然后按还原糖测定方法分别测定水解前后样品液中还原糖含量，两者差值即为由蔗糖水解产生的还原糖量，乘以一个换算系数0.95即为蔗糖含量。

第五节 蛋白质检测

蛋白质是复杂的含氮有机化合物，所含的主要化学元素为C 、H 、O 、N, 在某些蛋白质中还含有 微量的P 、Cu 、Fe 、I 等元素，但含氮则是蛋白质区别其他有机化合物的主要标志。

蛋白质的分类：

1、必需氨基酸

人体不能合成，只能从食物中摄取：如亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸。这类蛋白质长期摄入不足，体内缺乏时易出现疲倦、贫血、免疫力低下，甚至出现营养性水肿等症状。

2、非必需氨基酸

蛋白质系数

含氮是蛋白质区别其他有机化合物的主要标志 。各种蛋白质的含氮量略有差异，但多数蛋白质的平均含氮量为16%，即1g 氮元素相当于6.25g 的蛋白质，称为蛋白质系数。 测定：凯氏定氮法

[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总氮量，乘以蛋白质系数，得到蛋白质含量。

N/16 = N×6.25 = 蛋白质含量

[操作步骤]：

消化 - 蒸馏、吸收 - 滴定

第六节 无机盐

矿物质（无机盐）可以分为宏量元素和微量元素，以占体重0.1%为分界。宏量元素：钙、镁、钠、硫、磷、氯等，因为地球的含量丰富，正常情况不容易出现缺乏。微量元素有铁、锌、碘、硒、钴和铜、氟等。

无机元素的测定方法：化学分析法、原子吸收分光光度法、极谱法、荧光光度法等。

讲 稿 纸 钙

钙是构成人体的重要组分，其中大部分集中于骨、齿组织，只有0.1%的钙存在于细胞外液，全身软组织含钙量总共占0.6%-0.9%。缺钙可以导致儿童的软骨病和老年人的骨质疏松等。常见的测定钙的方法有：原子吸收分光光度法和EDTA 滴定法。 食物中钙的测定：原子吸收分光光度法

原理：样品经湿消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化后，吸收422.7nm 的共振线，其口吸收量与含量成正比，与标准系列比较定量。

步骤：样品处理→样品消化→测定→计算

EDTA 滴定法

原理：钙与氨羧络合剂能定量地形成金属络合物，其稳定性较钙与指示剂所形成的络合物为强。在适当的pH 值范围内，以氨羧络合剂EDTA 滴定，在达到当量点时，EDTA 就自指示剂络合物中夺取钙离子，使溶液呈现游离指示剂的颜色（终点）。根据EDTA 络合剂用量，可计算钙的含量。

步骤：样品处理→样品消化→测定→计算

铁

广泛存在于自然界；是人体不可缺少的元素。是血红蛋白、肌球蛋白、肌红蛋白、细胞色素中的重要成份；参与氧的运输和组织呼吸；促进生物氧化还原反应。成人每天需求量为1~2g

检测方法：原子吸收分光光度法

原理：样品经湿消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化后，铁吸收248.3nm 的共振线，其口吸收量与含量成正比，与标准系列比较定量。

步骤：样品处理→样品消化→测定→计算

磷

广泛存在于动植物性食品中，大部分以有机磷化合物状态存在，少量以无机磷形式存在；是人体含量较多的元素之一；是构成骨骼和牙齿的重要元素；主要以磷酸盐的形式存在；参与能量代谢和调节酸碱平衡；

测定方法：钼蓝分光光度法

原理：食品中的有机物经酸破坏以后，磷在酸性条件下与钼酸铵结合生成磷钼酸铵。用氯化亚锡、硫酸肼还原磷钼酸铵生成蓝色化合物——钼蓝。蓝色强度与磷含量成正比，

讲 稿 纸 可进行比色定量。

步骤：样品处理→样品消化→测定→计算

第七节 维生素

维生素是维持人体正常生命活动所必需的一类天然有机化合物。其种类很多，目前已确认的有30余种，其中被认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种。人体如从膳食中摄入维生素的量不足或者机体由于某种原因吸收或合成发生障碍时，就会引起各种维生素缺乏症。近几年已经查明仅有少数几种维生素可以在体内合成，大多数维生素都必须由食物供给。 维生素（特别是水溶性维生素）在人体内不能大量的存储，应该每天或经常补充。当食物中的维生素摄入不足，或消耗增加，便会发生维生素的缺乏。维生素缺乏会影响正常的生理功能出现缺乏症。如，坏血病、夜盲症、佝偻病等。 食品加工不当也会影响维生素的摄取或损失。

维生素C 的测定

维生素C 又称抗坏血酸。它对氧敏感，氧化后成脱氢型抗坏血酸，水解为2，3-二酮古洛糖酸。维生素C 不仅具有广泛的生理功能，而且在食品工业上常用作抗氧化剂。因此测定食品中维生素C 的含量用以评价食品品质及食品加工过程中维生素C 的变化情况具有重要的意义。测定维生素C 的方法有2，4-二硝基苯肼氧化法、极谱法、荧光法、色谱法等，气相色谱法很少应用，现在多使用高效液相色谱法。

缺乏症为：坏血病。

食物来源: 新鲜蔬菜、水果等富含维生素C 。

维生素C 检测－固蓝盐B 分光光度法

原理：在乙酸溶液中，维生素C 与固蓝盐B 反应生成黄色的草酰肼－2－羟基丁酰内酯衍生物。在最大吸收波长420nm 处测定吸光度，与标准系列比较定量。

注意事项：维生素C 具有较强的还原性，因此，操作过程要迅速，并尽量避免与金属离子接触。

维生素B 1的测定

维生素B 1又称硫胺素，溶于水，耐酸、耐热，不易被氧化，但在碱性环境下加热时

可迅速分解破坏。典型缺乏症为脚气病，主要损害神经血管系统。 粮谷食物、豆类、动物内脏、蛋类的含量高。水洗、加碱、高温可以损失维生素B 1。

维生素B 1检测－荧光分光光度法

讲 稿 纸 原理：样品经酸提取、净化后，其中的维生素B1被碱性铁氰化钾溶液氧化生成噻嘧色素，噻嘧色素被紫外线照射发出荧光。在给定的条件下，去除其它荧光物质干扰后，噻嘧色素发出的荧光强度与溶液中维生素B1的信号成正比。将样品与标准发出的荧光强度比较定量，计算维生素B1的含量。

注意事项：

实验中所用的玻璃仪器禁用洗涤剂洗涤，最好用铬酸洗液洗涤

应避光操作

维生素A

维生素A 类是指含有视黄醇结构，并有生物活性的一大类物质（视黄醇、视黄醛、视黄酸），主要存在于动物性食物。视黄醇当量（retinol equivalent，RE ）食物中全部具有视黄醇活性的物质。维生素A 对酸、碱、热稳定，但易被氧化和受紫外线破坏。缺乏症：暗适应时间延长、夜盲症; 干眼病; 上皮干燥、增生及角化; 儿童生长发育迟缓。

维生素A 检测－高效液相色谱法

原理：样品中的维生素A 经皂化提取处理后，将其从不可皂化部分提取至有机溶剂中。用高效液相色谱法C 18反相柱将维生素A 分离，经紫外检测器检测，并用内标法定量测

定。

• 思考题

• 1、食品中的六大营养素？

• 2、脂肪常用的测定方法有哪些？

• 3、维生素C 检测固蓝盐B 分光光度法原理？