二、理化检验法

二、理化检验法
图示

茶叶的感官检验

(一)理化检验法及其特点

理化检验法是在实验室的一定环境条件下,借助各种仪器、设备和试剂,运用物理、化学的方法来检测评价商品质量的一种方法。它主要用于检验商品的成分、结构、物理性质、化学性质、安全性、卫生性以及对环境的污染和破坏性等。

理化检验法的优点:

①检验结果精确,可用数字定量表示(如成分的种类和含量、某些物理化学、机械性能等)。

②检验的结果客观。它不受检验人员的主观意志的影响,使对商品质量的评价具有客观而科学的依据。

③能深入地分析商品成分内部结构和性质,能反映商品的内在质量。

理化检验法的局限性:

①需要一定仪器设备和场所,成本较高,要求条件严格。

②往往需要破坏一定数量的商品,消耗一定数量的试剂,费用较大。

③检验需要的时间较长。

④要求检验人员具备扎实的基础理论知识和熟练的操作技术。因此,理化检验法在商业企业直接采用较少,多作为感官检验之后、必要时进行补充检验的方法,或委托商检机构做理化检验,主要有物理检验法、化学检验法。

(二)理化检验法分类

1.物理检验法

物理检验法因其检验商品的性质和要求不同、采用的仪器设备不同可以分为一般物理检验法、力学检验法、光学检验法、电学检验法、热学检验法等。

①一般物理检验法是借助量具、量仪、天平、秤或专业仪器来测定商品的一些基本物理量的检验方法,如长度、细度、面积、体积、厚度、重量、密度、容重、表面光洁度等,这些基本的物理量指标往往是商品贸易中的重要交易条件。

②力学检验法是通过各种力学仪器测定商品的力学性能的检验方法。这些性能主要包括商品的抗拉强度、抗压强度、抗弯曲强度、抗冲击强度、抗疲劳强度、硬度、弹性、耐磨性等。

③光学检验法是通过各种力学仪器如显微镜、折光仪等检验商品光学性能方面质量指标的方法。

④电学检验法是利用电学仪器测定商品的电学方面质量特性的检验方法。当然通过有些电学性能的测定也可以测定商品的材质、含水等多方面性能。

⑤热学检验法是利用热学仪器测定商品的热学质量特性检验商品质量的方法。商品的热学特性主要包括熔点、凝固点、沸点、耐热性、导热性、热稳定性等。商品的很多热学性质与商品的使用条件及使用性能有很大的关系。

2.化学检验法

化学检验法是用化学试剂或化学仪器对商品的化学成分及其含量进行测定,进而判定商品是否符合规定的质量要求的方法。依据操作方法的不同,化学检验法可分为化学分析法和仪器分析法。

(1)化学分析法

它是根据检验过程中商品再加入某种化学试样和试剂后所发生的化学反应来测定商品的化学组成成分及含量的一种检验方法。该方法不仅设备简单、经济易行,而且结果准确,是其他化学分析方法的基础。它适用于食品检验,包括营养素、食品添加剂、有毒有害物质及发酵、酸败、腐败等食品变质的成分变化指标测定;纺织品与工业品主要有效成分、杂质成分、有害成分的含量,以及耐水、耐酸碱、耐腐蚀等化学稳定性质方面的测定。

化学分析法分为定性分析法和定量分析法两种。

①定性分析法。这是根据反应结果所呈现的特殊颜色或组合,在化学反应中生成的沉淀、气体等来判定商品成分的种类及其性质的一种方法。在定性分析中,多使用灵敏度高的鉴定反应。为了能正确判断结果,往往还要做空白试验和对照试验,同时还应注意反应溶液的温度、浓度、酸度干扰物质等影响。

②定量分析法。定量分析法是在定性分析的基础上,准确测定试样中商品的成分含量的分析方法。按测定方法的不同,定量分析分为容量分析和重量分析。重量分析是根据一定量的试样,利用相应的化学反应,使被测的成分析出或转化为难溶的沉淀物,再将沉淀物滤出,经洗涤、干燥或灼烧后,准确地称出其重量而计算出试样中某成分含量的分析方法。容量分析即用一种已知精确浓度的标准溶液与被测试样发生作用,由滴定终点测出某一种组分含量的分析方法。常用的分析方法有氧化还原法、综合滴定法、沉淀法、酸碱滴定法等。

(2)仪器分析法

它是采用光、电等方面比较特殊或复杂的仪器,通过测量商品的物理性质或物理化学性质来确定商品的化学成分的种类、含量和化学结构以判断商品质量的检验方法。它包括光学分析法和电化学分析法。

①光学分析法。这是通过被测成分吸收或发射电磁辐射的特性差异来进行化学鉴定的。常见的方法有:比色分析法、分光光度法、发射光谱法、色谱分析法。(https://www.daowen.com)

比色分析法是用比较有色物质溶液的颜色作为确定含量多少的分析方法。它包括目视比色法和光电比色法。目视比色法是用眼睛比较被测溶液与标准溶液颜色深浅差异的方法。该法可以在复合光下进行测定,但标准溶液不能久存,经常需要在测定时同时配制。光电比色法是采用光电比色计测试的,即利用光电效应测量光线通过有色溶液的强度的方法。这两种方法都是在可见光区内通过测定物质对光吸收强度进行分析的。

分光光度法包括原子吸收光谱、红外光谱等。原子吸收分光光度法是一种基于物质所产生的原子蒸汽对特定谱线(通常是待测元素的特征谱线)具有吸收作用而进行分析的方法。由于这种方法测定灵敏度高,特效性好,抗干扰能力强,稳定性好,适用范围广,加之仪器较简单,操作方便,因而应用日益广泛。

发射光谱法是根据原子所发射的光谱测定物质的化学组成的方法。即试样在外界能量的作用下转变成气态原子,并使气态原子的外层电子激发至高能态;当从较高的能级跃到较低的能级时,原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线;对所产生的辐射经过摄谱仪进行色散分光,按波长顺序记录在感光板上,就可呈现出有规则的光谱线条,即光谱图;然后根据所得光谱图进行定性分析和定量分析。

色谱分析是一种分离技术。它的分离原理是:使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是固定不变的,称为固定相;另一相是携带混合物流过此固定相的流体,称为流动相;当流动相中所含混合物流过固定相时,就会与固定相发生作用;由于各组分在结构和性质上的差异,流动相与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此,在同一推力作用下,不同组分在固定相的停留有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出,达到分离的目的。试样中各组分被分离后,再分别检测,最后记录仪记录,得到色谱图。气相色谱仪应用相当广泛,但对于难挥发和热稳定性能差的物质,此法的应用仍受到一定限制。

近年来,随着基础理论研究和新技术的应用,还出现了许多其他新型的光学仪器法,如核磁共振波谱法、红外线检验法、紫外线检验法、X 射线检验法、质谱仪检验法、荧光光谱法等。它们大都用于测定商品的成分和构成,其优点是快速简便、准确、自动、灵敏。但由于样品处理费时,仪器价格昂贵,对操作人员要求高,故其应用受到一定的局限性。

②电化学分析法是根据溶液中物质的电化学性质及其变化规律,建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量之间的计量关系的基础之上,对组分进行定性和定量的仪器分析方法。

电化学分析法概括起来一般可以分为三大类:

第一类是通过试液的浓度在特定实验条件下与化学电池某一电参数之间的关系求得分析结果的方法。这类方法主要包括电导分析法、库仑分析法、电位法、伏安法和极谱分析法等。

第二类是利用电参数的变化来指示容量分析终点的方法。这类方法仍然以容量分析为基础,根据所用标准溶液的浓度和消耗的体积求出分析结果。这类方法根据所测定的电参数不同而分为电导滴定法、电位滴定法和电流滴定法。

第三类是电重量法,也称电解分析法。这类方法是将直流电流通过试液,使被测组分在电极上还原沉积析出与共存组分分离,然后再对电极上的析出物进行重量分析以求出被测组分的含量。

电化学分析法主要具有以下特点:

a.灵敏度较高。最低分析检出限可达10 ~12 摩尔/升。

b.准确度高。如库仑分析法和电解分析法的准确度很高,前者特别适用于微量成分的测定,后者适用于高含量成分的测定。

c.测量范围宽。电位分析法及微库仑分析法等可用于微量组分的测定;电解分析法、电容量分析法及库仑分析法则可用于中等含量组分及纯物质的分析。

d.仪器设备较简单,价格低廉。仪器的调试和操作都较简单,容易实现自动化。

e.选择性差。除离子选择性电极法、极谱法及控制阴极电位电解法选择性较高之外,电化学分析的选择性一般都较差。

图示

真假蜂蜜的鉴别方法

蜂蜜主要分为原质蜜和精制蜜。原质蜜是蜂农在野外采集获得的原始蜂蜜。由于受野外条件限制,原质蜜杂质含量较高(蜂尸、蜡渣、植物杂质等),浓度偏低,成熟度差异较大,状态很不稳定。但原质蜜中的营养成分保持较完整,价格较实惠。精质蜜是以原质蜜做原料,采用低温热处理等工艺流程,经浓缩、精滤、杀菌、破晶核后获得的高浓度纯净成熟蜜。精质蜜通常经严格包装后以成品形式上市,特点在于:品质纯净;状态相对稳定;水分得到充分散失,浓度大大提高,口感更加浓厚,保质期远远超过原质蜜。

真假蜂蜜鉴别的简单方法:

①色泽:各种蜂蜜有固定的颜色,如椴树蜜为浅琥珀色,清澈半透明,向日葵蜜为琥珀色,杂花蜜的颜色不固定,一般为黄红色。

②闻:真蜂蜜甜香,假蜂蜜无任何气味,掺有香料的蜂蜜有异常香味。

③尝:优质蜂蜜芳香甜润,入口后回味长。掺假的蜂蜜没有花香味,有的假蜂蜜有熬糖味,细品有白糖水味。

④比重法:蜂蜜的比重约为水的1.5 倍,1 000 毫升的容器能装约1.5 千克蜜,如果购得的蜂蜜比重明显低于正常值,此蜂蜜含水太高。

⑤拉丝法:对于新鲜的非结晶态蜂蜜可用盛具挑起蜂蜜,常温下浓度较高的蜂蜜其流下蜜液呈现柔韧状,并可以拉成很细的蜜丝,而且丝头最终回弹有力,浓度较低的蜂蜜液无法拉成细丝,蜂蜜液易断流,一滴一滴下落。

⑥化学检验:掺有淀粉的蜂蜜汇入碘液颜色会变蓝;掺有饴糖的蜂蜜加入高浓度乙醇后出现白色絮状物;掺有其他杂质的蜂蜜,用烧红的铁丝插入蜜中,铁丝上附有黏物,积碳较多,这是因为蜂蜜主要成分为单糖,燃烧较为彻底,极少留灰粉,而蔗糖、糊精、淀粉烧后灰粉较多。

⑦冷藏结晶:蜂蜜在4 ℃~14 ℃的环境下保存一段时间后会变成结晶体。真蜂蜜的结晶体用筷子一扎一个眼,很柔软,假蜂蜜扎不动。真蜂蜜用手捏,其结晶体很快溶化。假蜂蜜有硌手的感觉,溶化慢或不溶化。真蜂蜜结晶体用牙咬如酥,而假蜂蜜结晶体则如吃豆沙,清脆响亮。

问题:上述案例中都用了哪些检验方法?

分析:上述案例中,色泽、闻、尝、冷藏结晶检验四种鉴别方法,分别为感官检验中的视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、触觉检验;比重法、拉丝法为理化检验;还有化学检验。