食品采样的新技术
时间：2007-04-13 阅读：1569
尽管在食品工业中，食品分析的目的有许多，包括：配合法规和标签标识、评定产品质量、判定营养成份、检测掺杂成份，或是出于研发的目的等。样品也可能被用于各种各样的检测，例如农药残留分析，营养成分分析，但是取样的原则与检测的原则是*一致的。在食品工业中样品的采集，存放和分析都有着特别的规定。
分析的结果与采样技术和样品的方法有紧密的关系。如果不了解总体数目和采样子集的关系，可能会得出错误的结果。
采样技术：概率采样常应用一些随机选择的方法。在随机选择方法中，分析员必须建立特定的程序和过程以保证在总样品集中每个样品有同等的被选概率。相反的，当不能选择到具有代表性样品时，需要进行非概率抽样。
下面是各种概率抽样方法的简要描述。
简单随机抽样：这种方法要求样品集中的每一个样品都有相同的被抽选概率，首先需要定义样品集，然后再进行抽选，当样品简单，样品集比较大时，基于这种方法的评估存有一定的不确定性。虽然这种方法易于操作，是简化的数据分析方式，但是被抽选的样品可能不能*代表样品集。
分层随机抽样：在这种方法中，样品集首先被分为不重叠的子集，称为层。如果从层中的采样是随机的，则整个过程称为分层随机抽样。这种方法通过分层降低了错误的概率，但当层与层之间很难清楚的定义时，可能需要复杂的数据分析。
整群抽样：在简单随机抽样和分层随机抽样中，都是从样品集中选择单个样品。而整群抽样则从样品集中一次抽选一组或一群样品。这种方法在样品集处于大量分散状态时，可以降低时间和成本的消耗。这种方法不同于分层随机抽样，它的缺点也是有可能不代表整个样品集。
系统抽样：在这种方法中，首先在一个时间段内选取一个开始点，然后按有规律的间隔抽选样品。例如，从生产开始时采样，然后样品按一定间隔采集一次，如每十个采集一次。由于采样点更均匀的分布，这种方法比简单随机抽样更，但是如果样品有一定周期性变化，则容易引起误导。
混合抽样：这种方法从各个散包中抽取样品，然后将二个或更多的样品组合在一起，以减少样品间的差异。
样品准备：
食品样品的差异性比较大，在分析之前通常需要将样品均质，在这方面有专门的设备用于均质处理或是混合处理。达到均质的*步是减少样品的颗粒。有许多设备可供选择：锤磨机常用于磨碎谷物、油粕和大多数干的粮食。球磨机适用于小样品，样品被装入球形的容器内，当容器持续转动时，对样品起到冲击研磨的作用。冷冻球磨机用于研磨冷冻的样品，有助于减少样品的化学变化。
美国俄亥俄州的Union Process公司，提供超微研磨机。该设备是一个内含搅拌介质的磨碎机。它的特点是由一个旋转的球形锤为动力，使搅拌介质运动，从而起到研磨的作用。
美国伊里诺斯州的Eiger 机械公司提供，水平式小型研磨机用于精磨或湿磨。样品从研磨头搅拌床上倒入，并利用压力将颗粒磨碎。
湿样品的制备可以使用切片设备和混合设备。柔软的样品可以放入组织磨碎机磨碎。胶体磨设备则将样品悬浮液倒入夹层以分离颗粒。
国宾夕法尼亚州的RETSCH公司提供一系列先端的研磨设备和粉碎设备，满足从粗磨，精磨到极精细的要求。其极精细离心研磨机适于用柔软或中硬度的纤维食品。该公司还提供用于过筛分析的摇筛机。
对于微生物和无菌化采样方面的要求还需要在分析系统中使用的采样袋和容器。这样就不需要每次采样后清洁设备了，使用者可以得到均化的样品而不必担心发生交叉污染。系统利用机械运动使用波形浆对样品袋施加压力可以有效的洗出微生物。除了细菌采样，这种系统还可以处理许多传统混合机不能处理的材料。
食品样品中的问题：
食品样品的分析需要注意许多问题。从采样到样品分析的整个过程中食品不能发生明显的特性改变。
酶的活动： 酶的活动是许多食品采样过程中普遍存在的问题。如果需要分析食品中的成份，如糖、脂肪、蛋白质的含量，在准备样品时不能激活任何种类的酶，否则成分会发生改变。根据样品、期望的结果和酶的类型不同，
脂肪保护： 食品中的脂肪是很难研磨处理的，一般需要冷冻。非饱和脂肪酸可能发生各种氧化反应。光照、高温、氧气或过氧化剂都可能增加被氧化的几率。因此通常将这种含有高不饱和脂肪的样品保存在氮气等惰性气性中，并且低温存放于暗室或深色瓶子里，在不影响分析的前提下还可以加入抗氧化剂减缓氧化的发生。
微生物的生长和交叉污染： 微生物普遍存在于大多数食品中，如果不加控制可能改变样品的成分。冷冻，烘干，热处理和化学防腐剂常常用于控制食品中微生物的增长。防腐剂的使用需要根据存储条件，时间和将要进行的分析项目而定。
物理变化： 样品中也可能发生几种物理变化，例如，由于蒸发或者浓缩，水分可能有所损失；脂肪或冰可能融化或者结晶；结构属性可能混乱。通过控制温度和外力可以将物理变化控制到zui小程度。
自动采样系统：
在样品制备过程中，可以使用一些采样辅助系统。包括液体处理系统和样品加工设备。
液体处理系统通过自动的移液和调配提供快速的可重复的液体处理。典型的方法是利用程序设计控制检测液体的体积，移液管的类型和使用的试管。
机器人样品处理设备与其它一些分析仪器配合，可以完成复杂的实验室自动分析工作。样品处理设备的应用包括全自动直接喷射式卡尔费希尔分析法，电位滴定和环境样品分析等。这些设备检测的样品非常广泛。