营养素和成分测定分析方法

营养素和成分测定分析方法是用于量化食品所含物质的实验室技术——从蛋白质、脂肪和碳水化合物等近似组分到单个维生素、矿物质和生物活性化合物。这些方法的选择和验证决定了最终填充食品成分数据库和标签的数值的准确性。

Definition

营养素和成分测定分析方法是用于分离、鉴定和量化食品化学成分的经过验证的程序，经过选择和标准化，以确保其结果准确、可重现和可比较。

Scope

本主题涵盖了主要的方法类别——经典（重量法和滴定法）测定、色谱和光谱技术以及快速光谱方法——以及方法验证、准确性和可追溯性的概念。它是对测量原理的参考概述，不提供实验室方案或分步程序。

Core questions

• 哪种方法适用于测量给定的营养素或成分？
• 如何确定方法的准确性、精密度和可追溯性？
• 经典、色谱和光谱方法在能力和用途上有何不同？
• 官方（参考）方法如何达成一致并验证以用于监管？

Key concepts

• 近似分析（凯氏定氮法、索氏提取法、灰化法）
• 色谱法（HPLC、GC）
• 光谱法和光谱学（MS、AAS、NIR）
• 方法验证（准确性、精密度、检测限）
• 参考物质和可追溯性
• 官方和协调方法
• 快速和无损技术

Mechanisms

不同的成分需要不同的测量原理。近似组分传统上通过经典测定法测量——氮通过凯氏定氮法作为蛋白质的替代指标，脂肪通过溶剂萃取法，矿物质通过灰化法。维生素、糖和脂肪酸等单个有机化合物通过色谱法（HPLC或GC）分离，并通过吸光度、荧光或质谱法检测，而矿物质则通过原子吸收或发射技术进行量化。近红外光谱等快速光谱方法在参考分析校准后，可无损地估计成分。在所有方法中，通过认证参考物质进行验证和使用公认的官方方法可确立准确性和可比性。

Clinical relevance

用于膳食评估、标签和食品法规的营养素数值的可靠性取决于其背后的分析方法，因此了解测量能力和局限性是评估成分数据的一部分。本主题是对实验室测量的描述，不作为临床或膳食决策的基础。

Evidence & guidelines

AOAC International官方分析方法等官方方法集提供了在法规和参考背景下使用的经过验证、协同测试的程序，而Nielsen等食品分析文本则对基本原理进行了编纂。对快速技术（例如用于水果和蔬菜质量的近红外光谱）的评论记录了速度和准确性之间的权衡，这些权衡指导着方法的选择。

History

食品分析始于19世纪的经典化学——用于近似成分的重量法和滴定法——并在20世纪通过色谱法和原子光谱法得到扩展，这使得单个维生素、脂肪酸和微量矿物质的常规测量成为可能。通过AOAC International等机构的协同验证确立了公认的官方方法，近几十年来又增加了快速、无损的光谱和质谱技术。

Debates

快速光谱方法与参考测定法

近红外光谱等技术快速且无损，但依赖于参考分析的校准，并且在校准范围之外可能会失去准确性，这引发了关于它们何时可以替代较慢的参考方法的持续问题。

Key figures

• David A. T. Southgate
• S. Suzanne Nielsen
• Bart Nicolaï

Seminal works

• greenfield-southgate-1992
• aoac-2019
• nielsen-2017

Frequently asked questions

为什么食品分析有官方（参考）方法？

官方方法是经过协同测试和验证的程序，以便实验室和监管机构获得可比较的结果，并且可以根据商定的标准解决成分或标签争议。

一种方法可以测量食品中的所有物质吗？

不能。不同的成分需要不同的原理——例如凯氏定氮法用于蛋白质氮，色谱法用于维生素，原子光谱法用于矿物质——因此完整的成分分析需要结合多种经过验证的方法。