食品理化检验中常用的方法可以分为五大类:感官检查、物理检测、化学分析法、仪器分析法、生物化学分析法。
一、感官检查
各种食品都具有其内在和外在特征,人们在长期的生活实践中对各类食品的特征形成了固有的概念。食品感官性状包括食品的外观、品质和风味,即食品的色、香、味、形、质,是食品质量的重要组成部分。
感官检查(sensorytest)是指利用人体的感觉器官(眼、耳、鼻、口、手等)的感觉,即视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等,对食品的色、香、味、形和质等进行综合性评价的一种检验方法。如果食品的感官检查不合格,或者已经发生明显的腐败变质,则不必再进行营养成分和有害成分的检验,直接判断为不合格食品,因此,感官检查必须首先进行。感官检查简便易行、直观实用,具有理化检验和微生物检验方法所不可替代的功能。它也是食品消费、食品生产和质量控制过程中不可缺少的一种简便检查方法。
1、视觉检查首先用肉眼观察食品样品的包装是否完整无损;标签和说明书是否符合食品安全国家标准“预包装食品营养标签通则”,是否与食品的内容物相符,有无异物或沾污;食品的新鲜程度和成熟程度;食品有无人工着色等,某些情况下可利用放大镜、可见光,甚至用紫外光检查有无荧光斑点。
2、嗅觉检查检查时距离食品样品要由远而近,防止强烈气味的突然刺激。对于味淡的食品或液体食品可以加盖温热至60℃或振摇后闻其气味。要辨别气味的性质和强度,记录香、臭、腥、燥味及其刺激性的强弱,仔细判别有无异常气味,特别是腐烂、霉变、酸败及发酵等气味。一般嗅觉的敏感度远高于味觉。
3、味觉检查通常是在视觉、嗅觉检查基本正常的情况下进行。检查时取少量食品样品放入口中,慢慢咀嚼,反复品味,最后咽下。评价食品入口到下咽全过程中的味道种类和强度,记录食品在口中的感觉。食品样品应保持在温热状态下进行品尝,如遇味道强烈,应用温水漱口,如遇有腐败变质臭味的食品,则应立即停止味觉检查。
人的味觉从接受刺激到感受到滋味的速度比视觉、听觉和触觉的反应快得多。因此,味觉有助于快速判断食物的优劣,在食品感官鉴定中占有重要的地位。味道有多种分类,我国通常分为酸、甜、苦、咸、辣、鲜、涩七类。
4、听觉检查听觉与食品感官评价有一定的联系。如在罐头食品可用特制的敲检棍进行敲检,听其声音的虚、实、清、浊,从而判断罐头内食品的质量,必要时才打开罐头检查:食品的质感特别是咀嚼时发出的声音,在决定某些食品质量方面有重要作用。例如,焙烤食品中的酥脆薄饼、爆玉米花和某些膨化食品,在咀嚼时应发出特有的脆声,否则可认为其质量已经发生了变化。
5、触觉检查通过手接触食品,用触、摸、捏、揉、按等动作,检查食品的轻重、软硬、弹性、黏稠、滑腻等性质。对于鱼、肉制品、海产品等,应检查食品的组织状态、新鲜程度、保存效果等现象。
各类食品的感官检查指标,在我国的食品标准中都有明确规定,可以按照有关规定进行检查。
二、物理检测
食品的物理检测法是根据食品的一些物理常数,如相对密度、折射率和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的方法。本书主要介绍相对密度测定。
相对密度测定(determinationofrelativedensity):密度是指物质在一定温度下单位体积的质量,以符号ρ表示,单位为g/cm3。物质具有热胀冷缩的性质,密度随物质温度的改变而改变,所以应标明密度测定时物质的温度。而相对密度是指在一定的温度下物质的质量与同体积纯水的质量之比,以d表示。通常应在d的右下角标明水的温度,右上角表明待测物的温度,如:d204表示某液体在20℃时对4℃水的相对密度。相对密度是物质重要的物理常数之一。我国规定液态食品密度测定时的标准温度为20℃,所以食品理化检验中相对密度通常是指20℃时,某物质的质量与同体积20℃纯水质量的比值,以d表示。
液态食品的相对密度可反映其浓度和纯度。在正常情况下,各种液态食品都有一定的相对密度范围。例如,全脂牛奶:1.027~1.032;脱脂牛奶:1.033~1.037;酒(60度):0.9046~0.9136;植物油(压榨法):0.9090~0.9295。相对密度的测定是食品分析中常用的一种简便检测方法,是食品生产过程中经常采用的工艺控制指标,常用于监控原料、成品、半成品的质量。测定过相对密度的食品样品,可做其他项目的分析。
当液态食品中有掺杂、脱脂、浓度改变或品种改变时,均会出现相对密度的变化。因此,测定液体食品的相对密度可初步判断该食品质量是否正常。但相对密度只是物质的一种物理性质,不能全面反映物质本质的变化,只依靠密度判断食品的质量和卫生状况是不可靠的。因此,当食品的相对密度异常时,可肯定食品质量出现问题,但是食品的相对密度正常时,则不能判定食品的质量合格。必须在测定相对密度的同时,结合感官检查和其他理化指标检测,才能正确评价食品的质量。例如,牛乳的相对密度与其脂肪含量、总乳固体含量有关。脱脂乳的相对密度比全牛乳高;掺水牛乳相对密度降低,故测定牛乳的相对密度可检查牛乳是否脱脂,是否掺水。但是当牛乳中既加水又脱脂时,则难于从相对密度的变化来判断牛奶的质量。测定相对密度的常用方法有密度瓶法和相对密度天平法(GBIT5009.2)及密度计法。
1、密度瓶法
(1)原理:在20℃时分别测定同一密度瓶的纯水和样品的质量,根据密度瓶、纯水和试液的质量,计算待测试样的密度。
(2)分析步骤:准确称取洗净、干燥密度瓶(图1-1)的质量。先装满纯水,密塞,浸入20℃的恒温水浴中,放置0.5小时,用滤纸条擦干瓶外壁,加盖后称重,得空瓶与纯水的质量;然后将水全部倾出,装满样液后,密塞,按上法操作,称取空瓶和样液的质量,计算待测样液的密度。
(3)方法说明:水和样液应完全装满密度瓶,不得留有气泡,多余液体可从瓶塞顶部小孔溢出,用滤纸吸去。在达到恒温后取拿密度瓶时,不得用手接触密度瓶的球部,以免受热使液体流出,最好用工具夹取。水浴中的水必须清洁无油污,避免污染密度瓶外壁。天平室温度不得高于20℃,否则瓶中的液体会膨胀溢出。
2、相对密度天平法
是以阿基米德原理制成的特种天平测定液体相对密度的一种方法。在20℃时分别测定相对密度天平的玻锤在水及试样中的浮力。由于玻锤所排开水的体积与排开试样的体积相同,根据水的密度及玻锤在水和试样中的浮力,即可计算出试样的相对密度。
3、密度计法
密度计是由上部带有刻度读数,下部装铅粒或汞的玻璃管组成,测得的相对密度读数应经过校正。使用时,将密度计洗净擦干,缓缓放入盛有待测试液的量筒中,待其静止后,轻轻下按,待其自然上升,静止后读数:由于液体的密度不同,密度计将在液体中沉入不同的深度,根据密度计沉入液体的深度,从水平位置观察并读取与液面相交处的刻度,即得该液体的密度。
按国家标准方法规定,待测样液温度应为20℃。在测定密度的同时应测量试液的温度。若不是20℃,可查表校正相对密度的读数。在操作中应注意,密度计不得接触量筒的器壁和底部,待测液中不得有气泡,读数时视线应与液面保持在同一水平上。该法测定简便,但所需样液量较多,测定结果不如密度瓶法准确。
除上述通用的密度计直接读取密度外,还有将密度刻度换算成浓度刻度的浓度密度计,如酒精密度计,可直接读出酒中乙醇的含量。如60度的酒是指酒中乙醇的含量为60%(V/V)。如果测定时,酒样的温度不是20℃,应按表1-1进行校正。乳稠计专门用于测定牛奶的密度,如读数为29度,是指牛奶的密度为1.029,读数为32度是指牛奶的密度为1.032。如果测定时,牛奶试液的温度不是20℃,则应按表1-2进行校正。锤度计用于测定蔗糖溶液的浓度,锤度为1度(1oBx)是指100g蔗糖溶液中含蔗糖1g。此外,还有波美密度计:波美计以波美度“oBe'”表示,用以测定溶液中溶质的质量分数,IoBe'表示质量分数为1%,其刻度方法以20℃为标准,在蒸馏水中为0oBe',在15%食盐溶液中为15oBe'。波美度与溶液相对密度之间可以进行换算。
三、化学分析法
化学分析法是食品理化检验的基础。许多样品的预处理和检测都是采用化学方法,而且仪器分析的原理大多数也是建立在化学分析的基础上的。因此,化学分析法仍然是食品理化检验中最基本的、最重要的分析方法。
四、仪器分析法
仪器分析法是以物质的物理或物理化学性质为基础,主要是利用物质的光学、电学和化学等性质来测定物质的含量,包括物理分析法和物理化学分析法。食品中微量成分或低浓度的有毒有害物质的分析常采用仪器分析法进行检测。仪器分析方法一般灵敏、快速、准确,但所用仪器设备较昂贵,分析成本较高。目前,食品理化检验常用的仪器分析方法有紫外-可见分光光度法、原子光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、荧光光度法、薄层色谱法、电化学分析法,以及气相色谱-质谱、液相色谱-质谱和等离子发射光谱-质谱联用法等,这些分析方法的原理在《仪器分析》课程中已经详细讲解,它们在食品理化检验中的具体应用将在有关的章节中介绍。
五、生物化学分析法
生物化学分析法在食品理化检验中应用较多的主要是酶分析法和免疫学分析法。酶分析法是利用酶作为生物催化剂,具有高效和专一的特征,进行定性或定量的分析方法。在食品理化检验中,酶分析法对于基质复杂的食品样品抗干扰能力强,具有简便、快速、灵敏等优点。可用于食品中维生素及有机磷农药的快速检验。免疫学分析法是利用抗原与抗体之间的特异性结合来进行检测的一种分析方法。在食品理化检验中,可制成免疫亲和柱或试剂盒,用于食品中霉菌毒素、农药残留的快速检测。
上述各种分析方法都有各自的优点和局限性,并有一定的适用范围。在实际工作中,需要根据检验对象、检验要求及实验室的条件等选择合适的分析方法。随着科学技术的发展和计算机的广泛应用,食品理化检验所采用的分析方法将会不断完善和更新,以达到灵敏、准确、快速、简便和绿色环保的要求。