食品采樣的新技術(shù)
閱讀:1578 發(fā)布時間:2007-4-13
所有的食品分析,或者說,所有的食品質(zhì)量控制都是通過從食品生產(chǎn)線中采集一定份量的食品樣品,然后進行檢測分析的方式來進行的。采樣是質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié),正確的采樣是反應食品質(zhì)量的重要保證。
盡管在食品工業(yè)中,食品分析的目的有許多,包括:配合法規(guī)和標簽標識、評定產(chǎn)品質(zhì)量、判定營養(yǎng)成份、檢測摻雜成份,或是出于研發(fā)的目的等。樣品也可能被用于各種各樣的檢測,例如農(nóng)藥殘留分析,營養(yǎng)成分分析,但是取樣的原則與檢測的原則是*一致的。在食品工業(yè)中樣品的采集,存放和分析都有著特別的規(guī)定。
分析的結(jié)果與采樣技術(shù)和樣品的方法有緊密的關(guān)系。如果不了解總體數(shù)目和采樣子集的關(guān)系,可能會得出錯誤的結(jié)果。
采樣技術(shù):概率采樣常應用一些隨機選擇的方法。在隨機選擇方法中,分析員必須建立特定的程序和過程以保證在總樣品集中每個樣品有同等的被選概率。相反的,當不能選擇到具有代表性樣品時,需要進行非概率抽樣。
下面是各種概率抽樣方法的簡要描述。
簡單隨機抽樣:這種方法要求樣品集中的每一個樣品都有相同的被抽選概率,首先需要定義樣品集,然后再進行抽選,當樣品簡單,樣品集比較大時,基于這種方法的評估存有一定的不確定性。雖然這種方法易于操作,是簡化的數(shù)據(jù)分析方式,但是被抽選的樣品可能不能*代表樣品集。
分層隨機抽樣:在這種方法中,樣品集首先被分為不重疊的子集,稱為層。如果從層中的采樣是隨機的,則整個過程稱為分層隨機抽樣。這種方法通過分層降低了錯誤的概率,但當層與層之間很難清楚的定義時,可能需要復雜的數(shù)據(jù)分析。
整群抽樣:在簡單隨機抽樣和分層隨機抽樣中,都是從樣品集中選擇單個樣品。而整群抽樣則從樣品集中一次抽選一組或一群樣品。這種方法在樣品集處于大量分散狀態(tài)時,可以降低時間和成本的消耗。這種方法不同于分層隨機抽樣,它的缺點也是有可能不代表整個樣品集。
系統(tǒng)抽樣:在這種方法中,首先在一個時間段內(nèi)選取一個開始點,然后按有規(guī)律的間隔抽選樣品。例如,從生產(chǎn)開始時采樣,然后樣品按一定間隔采集一次,如每十個采集一次。由于采樣點更均勻的分布,這種方法比簡單隨機抽樣更,但是如果樣品有一定周期性變化,則容易引起誤導。
混合抽樣:這種方法從各個散包中抽取樣品,然后將二個或更多的樣品組合在一起,以減少樣品間的差異。
樣品準備:
食品樣品的差異性比較大,在分析之前通常需要將樣品均質(zhì),在這方面有專門的設備用于均質(zhì)處理或是混合處理。達到均質(zhì)的*步是減少樣品的顆粒。有許多設備可供選擇:錘磨機常用于磨碎谷物、油粕和大多數(shù)干的糧食。球磨機適用于小樣品,樣品被裝入球形的容器內(nèi),當容器持續(xù)轉(zhuǎn)動時,對樣品起到?jīng)_擊研磨的作用。冷凍球磨機用于研磨冷凍的樣品,有助于減少樣品的化學變化。
美國俄亥俄州的Union Process公司,提供超微研磨機。該設備是一個內(nèi)含攪拌介質(zhì)的磨碎機。它的特點是由一個旋轉(zhuǎn)的球形錘為動力,使攪拌介質(zhì)運動,從而起到研磨的作用。
美國伊里諾斯州的Eiger 機械公司提供,水平式小型研磨機用于精磨或濕磨。樣品從研磨頭攪拌床上倒入,并利用壓力將顆粒磨碎。
濕樣品的制備可以使用切片設備和混合設備。柔軟的樣品可以放入組織磨碎機磨碎。膠體磨設備則將樣品懸浮液倒入夾層以分離顆粒。
國賓夕法尼亞州的RETSCH公司提供一系列先端的研磨設備和粉碎設備,滿足從粗磨,精磨到極精細的要求。其極精細離心研磨機適于用柔軟或中硬度的纖維食品。該公司還提供用于過篩分析的搖篩機。
對于微生物和無菌化采樣方面的要求還需要在分析系統(tǒng)中使用的采樣袋和容器。這樣就不需要每次采樣后清潔設備了,使用者可以得到均化的樣品而不必擔心發(fā)生交叉污染。系統(tǒng)利用機械運動使用波形漿對樣品袋施加壓力可以有效的洗出微生物。除了細菌采樣,這種系統(tǒng)還可以處理許多傳統(tǒng)混合機不能處理的材料。
食品樣品中的問題:
食品樣品的分析需要注意許多問題。從采樣到樣品分析的整個過程中食品不能發(fā)生明顯的特性改變。
酶的活動: 酶的活動是許多食品采樣過程中普遍存在的問題。如果需要分析食品中的成份,如糖、脂肪、蛋白質(zhì)的含量,在準備樣品時不能激活任何種類的酶,否則成分會發(fā)生改變。根據(jù)樣品、期望的結(jié)果和酶的類型不同,
脂肪保護: 食品中的脂肪是很難研磨處理的,一般需要冷凍。非飽和脂肪酸可能發(fā)生各種氧化反應。光照、高溫、氧氣或過氧化劑都可能增加被氧化的幾率。因此通常將這種含有高不飽和脂肪的樣品保存在氮氣等惰性氣性中,并且低溫存放于暗室或深色瓶子里,在不影響分析的前提下還可以加入抗氧化劑減緩氧化的發(fā)生。
微生物的生長和交叉污染: 微生物普遍存在于大多數(shù)食品中,如果不加控制可能改變樣品的成分。冷凍,烘干,熱處理和化學防腐劑常常用于控制食品中微生物的增長。防腐劑的使用需要根據(jù)存儲條件,時間和將要進行的分析項目而定。
物理變化: 樣品中也可能發(fā)生幾種物理變化,例如,由于蒸發(fā)或者濃縮,水分可能有所損失;脂肪或冰可能融化或者結(jié)晶;結(jié)構(gòu)屬性可能混亂。通過控制溫度和外力可以將物理變化控制到zui小程度。
自動采樣系統(tǒng):
在樣品制備過程中,可以使用一些采樣輔助系統(tǒng)。包括液體處理系統(tǒng)和樣品加工設備。
液體處理系統(tǒng)通過自動的移液和調(diào)配提供快速的可重復的液體處理。典型的方法是利用程序設計控制檢測液體的體積,移液管的類型和使用的試管。
機器人樣品處理設備與其它一些分析儀器配合,可以完成復雜的實驗室自動分析工作。樣品處理設備的應用包括全自動直接噴射式卡爾費希爾分析法,電位滴定和環(huán)境樣品分析等。這些設備檢測的樣品非常廣泛。
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