第一章 绪论

第一节 食品检测与分析

食品分析工作是食品质量管理过程中的一个重要环节,在确保原材料供应方面起着保障作用,在最终产品检验方面起着监督和标示作用。食品质量的优劣,不仅要看其色、香、味是否令人满意,还要看它所含的营养成分的质量高低,更重要的是有毒有害的物质是否存在,了解这一切都需要对食品进行分析。食品分析贯穿于产品开发、研制、生产和销售的全过程。作为分析检验工作者,应根据待测样品的性质和项目的特殊要求选择合适的分析方法,分析结果的成功与否取决于分析方法的合理选择、样品的制备、分析操作的准确以及对分析数据的正确处理和合理解释。而要正确地做到这一切,食品分析工作者必须有坚实的理论基础知识,对分析方法了解全面,且熟悉各种法规、标准和指标,还须具备熟练的操作技能和高度的责任心。

一、食品分析的性质和作用

食品分析是专门研究各种食品组成成分的检测方法及有关理论,进而评定食品品质的一门技术性学科。

食品分析是分析化学的一个分支,其作为整个食品工业质量管理程序的重要组成部分,贯穿于食品开发、生产、贮藏以及销售的全过程。

食品分析利用物理、化学、生化等学科的基本理论及其他学科的基础,对食品工业生产中的物料、半成品、成品的主要成分及其含量和有关工艺参数进行检测,其作用是:①控制和管理生产,保证和监督食品的质量;②为新产品的开发,以及新技术、新工艺的探讨提供可靠的数据。

二、食品分析的内容

食品分析的范围很广,分析项目也有所差异,主要包括以下内容。

(1)食品营养成分的分析 食品营养成分的分析是食品分析的经常性项目和主要内容。食品必须含有人体所需的营养成分,才能保证人体的营养需要,因此,必须对各种食物进行营养成分分析,根据食物中各种营养成分的含量,以营养学的观点来评价食品的营养价值,以便做到合理营养。此外,在食品工业生产中,对工艺配方的确定、工艺合理性的鉴定、生产过程的控制及成品质量的监测等都离不开营养成分分析。食品中主要的营养成分分析包括常见的七大营养素,以及食品营养标签所要有的所有项目的检测。按照食品标签法规要求,所有食品商品标签上都应注明该食品的主要配料、营养要素和热量。对于保健食品和功能食品,还须有特殊成分的含量及其介绍。食品中主要的营养成分有:水分(及水分活度值)、灰分及矿物质元素、有机酸、脂肪、糖类、蛋白质与氨基酸、维生素等。

(2)食品中污染物质的分析 食品在生产、加工、运输、贮藏、销售等各个环节中,常产生、引入或污染某些对人体有害的物质,按其性质分为化学性污染和生物性污染两大类。化学性污染的来源主要是环境污染造成的,有农药残留、兽药残留、有毒重金属等;此外,还有来源于包装材料中的有害物质,如塑化剂、印刷油墨中的多氯联苯、荧光增白剂等。生物性污染指微生物及其毒素,如黄曲霉毒素;有害生物如寄生虫及虫卵、蝇、蛾、螨等。该课程的主要内容包括食品分析的基本知识、食品的感官检验和物理检验、食品中营养成分的分析以及食品中限量成分的检测等。本书除了介绍国内外常用的分析方法外,还包括一些新的分析方法,增加了现代仪器分析方法所占的比重。

三、食品分析方法的选择

食品分析相关课程重点介绍国家标准分析方法,突出分析方法的理论解释适用范围及特点,方法间的比较与选择,以及应用中的注意事项等内容,使学生能充分理解方法原理,并能有所选择地应用。作为一门实践性较强的课程,必须保证学生熟练掌握相关食品分析方法,并能在实际工作中合理运用。

目前常用的食品分析方法主要有下列四类。

(1)食品的感官鉴定法 各种食品都具有各自感官特征,如色、香、味等,如液态食品有澄清、透明等感官指标,固体食品有软、硬、韧性、黏、滑、干燥等能为人体感官判定和接受的指标。感官分析又称感官检验或感官评价,是主要依靠检验者的感觉器官(眼、耳、鼻、舌、皮肤)的功能,如视觉、嗅觉、味觉和触觉等的感觉,结合平时积累的实践经验,并借助一定的器具对食品的色泽、气味、滋味、质地、口感、形状和组织结构等质量特性和卫生状况进行判定和客观评价的方法。感官检验具有简便易行、快速灵敏等特点。感官鉴定是食品质量鉴定的主要内容之一,在食品分析中占有重要地位,应用非常广泛。

(2)物理分析方法 是根据食品的某些物理指标如密度、折射率、旋光度等与食品的组成成分及其含量之间的关系进行检测,进而判断被检食品纯度和组成的方法。如密度法可测定酒精和蔗糖的含量等。

(3)化学分析方法 是以物质的化学反应为基础,对食品中某组分的性质和数量进行测定的一种方法,包括定性分析和定量分析。定性分析主要是确定某种物质在食品中是否存在;定量分析是确定某种物质在食品中的准确含量。化学分析法使用仪器简单,在常量分析范围内结果较准确,有完整的分析理论,计算方便,所以是常规分析的主要方法。

(4)仪器分析方法 仪器分析方法是在物理、化学分析的基础上发展起来的一种快速、准确的分析方法。这种方法灵敏、快速、准确,尤其对微量成分分析所表现出的优势是理化分析无法比拟的,但必须借助特殊的仪器,如分光光度计、气相色谱仪、液相色谱仪、红外光谱等。食品中很多复杂成分含量较低,例如在相应的标准中,农药残留、兽药残留、食品添加剂和一些有毒物质的残留量等限定在很低的级别,通常需要大型仪器才能完成分析工作。因此,仪器分析方法对于食品质量与安全的管理和监控,具有非常重要的意义。

食品分析方法的选择通常要考虑到样品的分析目的、分析方法本身的特点,如专一性、准确度、精密度、分析速度、设备条件、成本费用、操作要求等,以及方法的有效性和适用性。用于生产过程指导或企业内部的质量评估,可选用分析速度快、操作简单、费用低的快速分析方法,而对于成品质量鉴定或营养标签的产品分析,则应采用法定分析方法。采用标准的分析方法,利用统一的技术手段,对于比较与鉴别产品质量,在各种贸易往来中提供统一的技术依据,提高分析结果的权威性具有重要的意义。

食品分析的目的在于为生产部门和市场管理监督部门提供准确、可靠的分析数据,以便生产部门根据这些数据对原料的质量进行控制,制定合理的工艺条件,保证生产的正常进行,以较低的成本生产出符合质量标准和卫生标准的产品;市场管理和监督部门则根据这些数据对被检食品的品质和质量做出正确而客观的判断和评定,防止质量低劣食品危害消费者的身心健康。因此为达到以上目的,除了需要采用正确的方法采集样品,并对采集的样品进行合理的制备和预处理外,选择正确的分析方法是保证分析结果准确的又一关键环节。

对样品中待测成分的分析方法往往很多,选择最恰当的分析方法是需要周密考虑的,一般地讲,应该综合考虑以下各因素:

①根据生产和科研工作对分析结果要求的准确度和精密度来选择适当的分析方法。

②根据待测样品的数目和要求取得分析结果的时间来选择适当的分析方法。在满足分析结果要求的准确度和精密度的前提下,尽量达到简便、快速的效果。

③根据样品的具体特征来选择制备待测液、定量某成分和消除干扰的适宜方法。

④根据实验室具体的设备条件和技术条件来选择适当的分析方法。

四、分析检测标准

我国的法定分析方法有中华人民共和国国家标准(GB)、行业标准和地方标准等,其中国家标准为仲裁法。对于国际间的贸易,采用国际标准则具有更有效的普遍性。

食品标准是经过一定的审批程序,在一定范围内必须共同遵守的规定,是企业进行生产技术活动和经营管理的依据。根据标准性质和使用范围,食品技术标准可分为国际标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准等。

1.国际标准

国际标准是指国际上有权威的区域标准、世界上主要经济发达国家的国家标准和通行的团体标准,包括知名跨国企业标准在内的其他国际上公认先进的标准。这些国际组织中与食品质量安全有关的主要有以下几个。

(1)国际标准化组织(ISO)国际标准化组织(International Organization for Standardization)简称ISO,是一个国际标准化组织,其成员由来自世界上100多个国家的标准化团体组成,ISO是全球性的非政府组织,是国际标准化领域中的一个十分重要的组织。其宗旨是:在世界范围内促进标准化工作的开展,以利于国际间物资交流和互助,并扩大知识、科学、技术和经济方面的合作。其主要任务是:制定国际标准,协调世界范围内的标准化工作,与其他国际性组织合作研究有关的标准化问题。

(2)国际食品法典委员会 国际食品法典委员会(Codex Alimentarius Commission,CAC)是由联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)共同建立,以保障消费者的健康和确保食品贸易公平为宗旨的一个制定国际食品标准的政府间组织。自1961年第11届粮农组织大会和1963年第16届世界卫生大会分别通过了创建CAC的决议以来,已有173个成员国和1个成员国组织(欧盟)加入该组织,覆盖全球99%的人口。宗旨是保护消费者的健康,促进食品的国际贸易。所有国际食品法典标准都是在其各下属委员会中讨论和制定,然后经CAC大会审议后通过的。CAC标准都是以科学为基础,并在获得所有成员国的一致同意的基础上制定出来的。CAC成员国参照和遵循这些标准,既可以避免重复性工作又可以节省大量人力和财力,而且有效地减少了国际食品间的贸易摩擦,促进了贸易的公平和公正。

(3)官方分析化学家协会(AOAC)是世界上最早的农产品、食品行业性国际标准化组织。1884年成立于美国,称为“官方农业化学家协会”(Association of Official Agricultural Chemists),1965年更名为“官方分析化学家协会”(Association of Official Analytical Chemists),1991年第二次更名为“国际AOAC分析化学家协会”(AOAC International)。AOAC制定的食品分析标准方法,在国际食品分析领域有较大的影响,被许多国家所采纳。AOAC是世界性的会员组织,其宗旨在于促进分析方法及相关实验室品质保证的发展及规范化。它的主要职责之一是组织实施分析方法的有效性评价。AOAC建立了一套完整、系统、严密的分析方法效率评价程序,100多年来,批准了2700多个分析方法,作为国际AOAC标准方法被世界各国广泛采用,被称为“金标准”,这是AOAC对国际标准化建设的最大贡献,也是它100多年誉满全球的基础。要使企业生产与国际接轨,我们必须逐步采用国际标准排除贸易技术堡垒。

2.国家标准

(1)中国标准 《中华人民共和国标准化法》将中国标准分为国家标准、行业标准、地方标准(DB)、企业标准(QB)四级。

①国家标准 国家标准分为强制性国标(GB)和推荐性国标(GB/T)。强制性国标是保障人体健康以及人身和财产安全的标准和法律及行政法规规定强制执行的国家标准;推荐性国标是指生产、检验、使用等方面,通过经济手段或市场调节而自愿采用的国家标准。但推荐性国标一经接受并采用,或各方商定同意纳入经济合同中,就成为各方必须共同遵守的技术依据,具有法律上的约束性。

国家标准是全国范围内的统一技术要求,由国务院标准化行政主管部门编制。我国国家标准中又分为强制执行标准和推荐执行标准。国家强制执行标准是要求所有进入市场的同类产品(包括国产和进口)都必须达到的标准,也是关系到人的健康与安全的重要指标。

国家标准的编号由国家标准的代号、国家标准发布的顺序号和标准发布的年号构成。用“GB XXX(该标准序号)—XXXX(制定年份)”来表示,如:GB 2719—2003《食醋卫生标准》。

国家推荐执行标准是建议企业参照执行的标准,用“GB/T XXX—XXXX”表示,如:GB/T 5009.39—2003《酱油卫生标准的分析方法》。

另外,对于技术尚在发展中,需要有相应的标准文件引导其发展或具有标准化价值,尚不能制定为标准的项目,以及采用国际标准化组织、国际电工委员会及其他国际组织的技术报告的项目,可以制定国家标准化指导性技术文件,代号为GB/Z。

②行业标准 对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求,可以制定行业标准,在全国某个行业范围内统一技术要求,由国务院有关行政主管部门编制的标准,如中国轻工业联合会颁布的轻工行业标准为QB,中国商业联合会颁布的商业行业标准为SB(如SB/T 10337—2012《配制食醋》),农业部颁布的农业行业标准NY,国家质量监督检验检疫总局颁布的商检标准为SN。如为推荐标准,同样在字头后添加“/T”字样,如NY/T 447—2001《韭菜中甲胺磷等七种农药残留检测方法》。

③地方标准及企业标准 地方标准又称为区域标准,对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的工业产品的安全、卫生要求,可以制定地方标准。和国务院有关行政主管部门备案,在公布国家标准或者行业标准之后,该地方标准即应废止。地方标准属于我国的四级标准之一。编号由四部分组成:“B(地方标准代号)”+“省、自治区、直辖市行政区代码前两位”+“/”+“顺序号”+“年号”。

对企业生产的产品,尚没有国际标准、国家标准、行业标准及地方标准的,如某些新开发的产品,企业必须自行组织制定相应的标准,报主管部门审批、备案,作为企业组织生产的依据。企业标准开头字母为Q,其后再加本企业及所在地拼音缩写、备案序号等。对已有国家标准、行业标准或地方标准的,鼓励企业制定严于国家标准、行业标准或地方标准要求的企业标准。

标准经制定、审批、发布、实施,随着生产发展、科学的进步,当原标准已不再长期利于产品质量的进一步提高时,就要对原标准进行修订或重新制定。为促进生产发展应尽量采用国际标准和国外先进标准。

行业标准和企业标准原则上必须严于国家标准,否则便没有意义。国家对食品企业的最低要求是其产品必须达到国家强制性标准,但企业也可执行行业或企业标准,说明其产品质量更优。无论食品外包装上标明的产品标准号属哪一级别的标准,都应当是很郑重、严肃的行为,都是企业向消费者做出的保证和承诺,表明本产品的各项指标均达到了相关标准要求。

国家监督执法部门在监督检查中,对未达到国家强制性标准和未达到产品外包装上所标明的标准者,一律判为不合格产品。

(2)其他国家标准代号 世界经济技术发达国家的国家标准主要指美国(ANS)、德国(DIN)、英国(BS)、法国(NS)、瑞典(SIS)、瑞士(SNV)、意大利(UNI)、俄罗斯(TOCIP)、日本(日本工业标准,JIS)共9个国家的国家标准。