Post on 25-Jul-2016
description
Principles of Food Analysis
หลกการวเคราะหอาหาร
1 1
อาจารย ผสอน
2
1. รศ.ดร. อนชตา มงงาม 35%
2. รศ.ดร. ศรธร ศรอมรพรรณ 30%
3. ผศ.ดร. ทตดาว ภาษผล (ผประสานงาน) 35%
บทท 1
บทนา : Introduction to Food Analysis
3
การศกษาทางดาน Food science and technology ไมวา
หนวยงานใดกตาม ตองเกยวของกบ การวเคราะหคณภาพของ
อาหาร องคประกอบของอาหาร
พนฐานทวๆ ไปคอ การวเคราะห องคประกอบทางเคม และ
คณคาทางโภชนาการ
การวเคราะหอาหารใหความสาคญในเรอง
4
1. หลกการและวธการวเคราะหสารอาหารทงทางคณภาพและปรมาณ
2. การวเคราะหสงเจอปนและวตถเจอปนในอาหาร
เปนการจดการคณภาพ เพอใหเกดความเชอมนแกผบรโภคหรอผซอวาอาหารทบรโภคหรอซอ มคณภาพตรงตามขอกาหนด ทงในดานกายภาพ เคม และชวภาพ ดงนนจงมการกาหนดวธการวเคราะหมาตรฐานขนเพอใชในการวเคราะหเทยบหาองคประกอบและคณสมบตของอาหารเปนแนวทางเดยวกน
โดยทวไปการวเคราะหอาหาร มจดประสงค
5
1. เพอเปนสวนของงานวจย
2. เพอวเคราะห New food products เชน หาคณคาทาง
โภชนาการ
3. เพอเปน Quality assurance program
4. เพอหาองคประกอบทางเคม เชน เพอบอก Nutritive value
5. เพอใหใหเปนไปตามหลกเกณฑหรอตามมาตรฐานและตามท
กฎหมายและขอบงคบ (Food laws and regulations)
การเลอกวธวเคราะหใหพจารณา Choice of methods
6
1. คณสมบตของวธวเคราะห เชน ความจาเพาะ ความแมนยา
และความถกตองของวธวเคราะห
2. การประยกตใชไดกบหองทดลองทมอย โดยดจากขนาดของ
ตวอยาง สารเคมทใช อปกรณเครองมอ และตนทนในการวเคราะห
3. ประโยชนทไดรบ เชน มความจาเปนหรอไม ใชเวลานานแคไหน
เหมาะสมหรอไม ผลทออกมาเชอถอไดแคไหน เปนตน
4. บคลากรททาการวเคราะห ตองคานงถงความปลอดภยของผ
วเคราะห และตองมความรความชานาญในวธวเคราะหนน ๆ
7
5. ควรทราบองคประกอบทางเคม และกายภาพ ของ
อาหาร พอสงเขป
6. ควรมความคนเคยกบวธการวเคราะห และทราบ
หลกการ เชน Kjeldalh method เปนการวเคราะห
ปรมาณโปรตน โดยคานวณจาก ปรมาณ nitrogen ทมใน
อาหาร
8
Precision = ความใกลเคยงกนของขอมลทวดไดในแตละครง โดย
ในทางวทยาศาสตรจะดทคา Reproducibility
Reproducibility = วดสงเดยวกน แลวไดผลอยางเดยวกน ขอมล
แตกตางกนนอย
หมายถงการวดนนม Reproducibility สง และ ม Precision สง
Accuracy = คาความถกตองของคาจากการทดลองและคาจรง
(True value) ของสงนนๆ คาจรงไดจากการวเคราะหทไดรบการ
ยอมรบแลวและ ใชอางองได
ขนตอนการวเคราะหอาหาร Steps in Analysis
9
1. Select and prepare sample เลอกวธการวเคราะหและ
เตรยมตวอยาง
2. Perform the assays: วเคราะหแตละองคประกอบ
3. Calculation and Interpret the data: คานวณ และแปร
ผลขอมล แลว ตดสนใจ และ สรป
Official Method of Analysis
10
เปนวธการมาตรฐาน ทไดรบการยอมรบทวไป
1. Association of Official Analytical Chemists
International (AOAC) เปนองคกรท พฒนาวธการวเคราะห และ
พมพเผยแพร
2. American Association of Cereal Chemists (AACC) สวน
ใหญ เปนวธการเคราะห ธญพช และผลตภณฑ
3. American Oil Chemists Society (AOCS) สวนใหญ เปน
วธการเคราะห Fat and Oil
4. อนๆ 34
แหลงขอมลงานวเคราะห
11
ชนดของขอมล
1. ขอมลทวไป
2. วารสารทางวทยาศาสตร (Scientific Journal)
3. Advanced Textbooks
รายชอหนวยงานทเกยวของกบการวเคราะหอาหาร
12
The International Organization for Standardization (ISO)
The International Union of Pure and Applied Chemistry
(IUPAC)
The Codex Alimentarius Commission
The Association of Analytical Communities (AOAC)
The British Standards Institution (BSI)
The American Association for Clinical Chemistry (AACC)
The American Oil Chemist’s Society (AOCS)
13
http://www.aoac.org/
http://www.aaccnet.org/
14
http://www.aocs.org/Methods
15
Official Methods and Recommended Practices of the
AOCS, 6th Edition
Fats, Oils and Lipid Related Analytical Methods
AOCS methods are used in hundreds of laboratories on
all six continents
The 6th Edition contains 400 fats, oils and lipid related
methods critical for processing and trading
16
บทท 2
Sampling and Sample Preparation
การสมตวอยาง และ การเตรยมตวอยาง
ประเภทของตวอยาง
Types of samples analyzed
17
Sample Types and Critical questions
1. Raw material sample
Questions
Specification ไดตามตองการหรอไม
ไดตาม กฎหมายหรอไม
ตองปรบเปลยนกระบวนการแปรรปหรอไม
คณภาพเหมอนครงกอนๆ หรอไม และ
ความแตกตางระหวาง supplier เกา และ ใหม
Questions
ขนตอนการแปรรป มผลตอการยอมรบหรอไม
จะตองปรบเปลยน หรอดดแปลงขนตอนการผลต หรอไม
เพอใหได product ตามตองการ
2. Process control samples
3. Finished product
19
ไดตามมาตรฐานหรอ กฎหมาย หรอไม
Nutritive value ไดตาม label หรอไม
ผบรโภค ยอมรบ หรอไม และ Shelf life เปน
อยางไร
Questions
20
Questions
องคประกอบ และลกษณะ ของอาหารจากบรษทคแขง
เปนอยางไร
นาขอมลมาใชประโยชน เพอพฒนา New products
4. Competitor's samples
5. Complaint sample
21
Questions
องคประกอบและลกษณะของอาหารทเปน ปญหา
ความแตกตางระหวางตวอยางทมปญหา และ ไมม
ปญหา
การสมตวอยาง
22
คาศพททเกยวของกบการชกตวอยาง ดงน
23
คาศพท ความหมาย
Sample ตวอยางจานวนหนงซงเอามาจากอาหารเพอใหไดตวอยางทม
คณสมบต
เหมอนกบอาหารนน ๆ
Sampling procedure
วธการชกตวอยางใหไดตวอยางทเปนตวแทนของอาหารนนๆ
Sample unit
ขนาดตวอยางตาสดทตองเกบมา (จานวน package)
Increment จานวนตวอยางทเกบมาจาก Sample unit
Gross sample จานวนรวมของ Increment ทงหมด
Subsample
จานวนทนอยกวาเมอแบงจาก Gross sample โดย
subdivision มลกษณะของ Gross sample
Analytical sample
ปรมาณทนกเคมจะเอาไปวเคราะห เพอดผลทางสถต
24
Table 5.1 Definition of terms used in sampling of food for a nutritional database
Term Definition Comments on application in food composition studies
Sample A portion selected from a larger quantity of material
A general term for a unit taken from the total amount (the population) of a food
Sampling protocol A predetermined procedure for the selection, withdrawal, preservation and preparation of the sample
Sometimes called a sampling plan
Characteristic The property or constituent that is to be measured or noted
Description of the food, nutrient and other analyses
Homogeneity The extent to which a property or constituent is uniformly distributed
Foods are usually heterogeneous or must be assumed to be so
Sampling error The part of the total error associated with using only a fraction of the total population of food and extrapolating it to the whole population. This arises from the heterogeneity of the population
Because of the heterogeneous nature of foods, replicate samples must always be taken when estimating the composition of the population of a food
25
Batch A quantity of food that is known, or assumed, to be produced under uniform conditions
Batch numbers should always be noted when sampling foods
Unit Each of the discrete, identifiable units of food that are suitable for removal from the population as samples and that can be individually described, analysed or combined
These units form the basis of most food analysis work (e.g. an apple, a bunch of bananas, a can of beans, a prepared dish)
26
27
เปนขนตอนทสาคญทสด ขนตอนหนง ในการวเคราะห อาหาร
ตวอยาง อาหารทนามาวเคราะห เปนตวแทน ของประชากร
ทงหมด
การเอาอาหารทงหมดมาวเคราะห (100% inspection)
ไมมใครทา เนองจาก
Sampling and Sample Preparation
การสมตวอยาง และ การเตรยมตวอยาง
28
ไมสะดวก
สนเปลอง
เสยเวลา
ดงนนจงตอง Sampling จาก Population สวนของตวอยาง
อาหารทไดมาเรยก Sample
ลกษณะสาคญของ Sampling คอ Random
29
Sample: Only a fraction of the population is usually selected for analysis, which is referred to as the “sample”. The sample may be comprised of one or more sub-samples selected from different regions within the population
Population: The whole of the material whose properties we are trying to obtain an estimate of is usually referred to as the “population”
30
Laboratory Sample. The sample may be too large to conveniently analyze using a laboratory procedure and so only a fraction of it is actually used in the final laboratory analysis. This fraction is usually referred to as the “laboratory sample”.
Sampling Procedures
31
สม ตาม standard method เชน AOAC
โดยทวไป คอ
ตองผสมใหเปนเนอเดยวกน
ทราบขอมลของ Sample
จานวน ตวอยาง
Lot number
วน เดอน ป ทผลตอาหาร
เจาของ สถานท
Sampling Procedures
32
1. Manual sampling
1.1 อาหารทเปนเนอเดยวกน (homogenous)
อาหารเหลว ตองผสมใหเขากนดกอนสมโดยเขยาในภาชนะปด
ฝา หรอเทไปมาหลายครงจนเปนเนอเดยวกน
อาหารผง ใชวธ quartering หรอใชเครอง Boerner sampler
1.2 อาหารทไมเปนเนอเดยวกน (heterogenous)
อาจแบงออกเปนกองๆ เหมอนกนกอนแลวคอยสมตวอยางมาจาก
แตละกอง (subsample) โดยขนาดจะตามสดสวนของ lot แลว
อาจจะบดผสมกน จากนนคอยสมตวอยางตรวจวเคราะห
2. Continuos Sampling จะใชเครองมอ
33
2.1 Riffle cutter เปนการชกตวอยางแบบสาย ในขณะทตวอยาง
เคลอนทเปนสายแบบตอเนอง ใชสาหรบตวอยางทมปรมาณมาก มนจะ
แบงตวอยางออกเปนสวน ๆ เทากน
2.2 Circular sampler จะตดผานตวอยางทไหลลงมาทกรอบทมนหมน
ไปตามวงรอบ นยมใชกบตวอยางเปยกและแหง
2.3 Straight–line sampler นยมและถกทสด ทาไดทงแบบตอเนอง
และแบบไมตอเนอง โดยเครองจะเคลอนทเปนเสนตรงในอตราความเรว
สมาเสมอเพอชกตวอยางจากตวอยางทงหมดในทางตรงขาม
34
Small sample (5-10 kg) แนะนาQuartering
ใชเฉพาะ A+D
ใชเฉพาะ F+G
A
A B
C D
E F
G H
I J
K L
ใชเฉพาะ I+L
35
ในระหวางการเกบ อาหารเพอการวเคราะห ระวง ความรอน แสง แบคทเรย และ enzyme
เกบตวอยางในท แหง สะอาด ปดมดชด อาจเกบในตเยน หรอแชแขง
ผลตภณฑ สวนใหญ อยใน กลอง กระปอง ขวด ถง
ถาตวอยางบรรจในภาชนะ และมจานวนมากในแตละครงของการผลต ใหสม 10-20%
ถา lot ใหญมากๆ สม = Square root of population number เชน 900 กระสอบ สมมา = 30
ตวอยางการ Sampling
36
37
Figure 2 : Taking more primary samples from a bulk lot of grain decreases sampling uncertainty.
When a non-GM lot contains a relatively small amount of GM grain (as shown in (a)), unless the GM seed is evenly distributed, a small number of primary samples (such as the three samples shown in (b)) may not accurately represent the composition of the entire lot.
Taking more primary samples (as shown in (c)) increases the confidence level that the composite (or bulk) sample accurately represents the original lot.
38
39
The main sampling methods used for
nutrient composition databases are
summarized in Table
40
Methods of sampling
Table Main sampling methods used in nutrient composition studies
Method Definition and characteristics Notes on application
Random sampling Samples are taken in a way that ensures that any one unit has an equal chance of being included
The theoretical ideal but rarely practicable when sampling foods for nutritional databases
Stratified sampling Units of sampling are taken from defined strata (subparts) of the parent population. Within each stratum the samples are taken randomly
Often the most suitable method for use in database work. Strata may be regional, seasonal, retail sale point, etc., as defined by knowledge of the food being studied
Selective sampling Samples are taken according to a sampling plan that excludes material with certain characteristics or selects only those with defined characteristics
Most commonly used in the analysis of contaminants. Can be used, with caution, for database work
Convenience sampling Samples are taken on the basis of accessibility, expediency, cost or other reason not directly concerned with sampling parameters
Rarely suitable for database work but may be the only practicable way to sample wild or uncultivated foods or composite dishes from households 41
Choice of sampling method
42
Table Summary of stages in sampling and preparation of samples in food composition studies
Terms Description Main use in food composition studies
Primary sample The collection of one or
more units initially taken from the total population of the food
The usual starting point in compositional studies. The ideal is the collection of several replicates that are treated separately. Primary samples are often mixed to form composites
Reduced sample
A representative part of the primary sample obtained by a division or reduction process
Frequently used to reduce the primary sample to a more manageable weight
Composite sample
Mixtures formed by combining primary samples
Frequently used in food composition studies. Composites may be samples of the same food or combinations of different brands or cultivars 43
Laboratory sample
The sample sent to or received by the laboratory
The primary sample (or a reduced sample) often requires further handling in the laboratory (e.g. thawing, cooking, separation of inedible matter). The edible portion may need further reduction or mixing
Analytical sample
The portion prepared from the laboratory sample from which the portions for analysis are taken
This is usually the form in which the food samples are prepared for analysis
Analytical portion
The quantity of food of the proper weight for each analytical measurement
The analysis of duplicate analytical portions is the minimum acceptable; several replications are preferable
44
Table 5.5a deals with the identification of the food
sets out the information required. The first section constitutes a label that should be securely and permanently attached to the sample. The laboratory may subsequently add an acquisition number. Most of the information required is self-evident.
45
Table 5.5a Suggested food sample record for food composition studies: identification
Common name of food
Sample code number
Date of receipt in laboratory
Food identification Examples of record
Alternative names Other common names (in language of country of origin) and English equivalent where possible
Scientific name Genus, species, variety
Plant food Entire plant, or part of plant (root, stem, leaves, flower, fruit, seeds)
Animal food Entire animal, or part (leg, head, internal organ)
State of maturity Immature, ripe, etc.
Grade Where appropriate
Other details Any details that the collector thinks may be relevant
46
Record of collection Table sets out the information to be recorded during
sample collection. The items recorded correspond to the sampling plan as set out in the combined protocols. This indicates the designed stratification and the method for achieving randomization within the strata. The use of random number tables is one useful approach. The protocol must also specify the procedure to be followed if the defined sample item is not available for collection. This may be the nomination of a replacement item or the need to choose an alternative sampling point.
47
Table Suggested food sample record for food composition studies: record of collection Common name of food Sample code number Date of receipt in laboratory Collection details Examples of record Date and time of collection Name of collector Place of origin If known, (village, district, province, map reference) Sampling point Type (field, garden, roadside stall, farm market, shop,
warehouse, supermarket, take-away food bar, restaurant, household, deep sea, shoreline)
Address(es) of sampling point(s) Conditions of cultivation Where known (altitude, rainfall, fertilizer treatment,
irrigation, feed regime) Season Time of year, dry or rainy season Purchase price If relevant Graphical record Visual record with scale; line drawing may be sufficient Transport conditions Details, including mode and conditions of transport and
storage Other details Any details that the collector considers relevant 48
Table 5.5d Suggested food sample record for food composition studies: record of handling in laboratory
Common name of food
Sample code number
Date of receipt in laboratory
Handling stage Examples of record
Weight and nature of inedible matter Prior to further preparation (e.g. head and feet of poultry, outer wilted leaves)
Weight and nature of edible matter Prior to further preparation (e.g. remainder of poultry carcass)
Method of preparation Preparation of raw sample or cooking method, type, time, temperature and end-point temperature of foodstuff
Weight before cooking Ingredients added, if any Weight after cooking Weight and nature of edible portion of prepared food Weight and nature of inedible material Bone, gristle, etc. Method of mixing and reduction Grinding, homogenizing in blender (type of blades)
Details of preparation of composite sample, if applicable Simple mixing of equal weights or weighting of primary samples from the designated strata
Type of storage Addition of preservatives, temperature of storage, etc. Method used to take analytical samples Storage of analytical samples or further processing Name and signature of person completing record Date of record Other details Any details that the collector thinks may be relevant 49
อปกรณสาหรบ Sampling
50
51
Manual
52
ภาชนะ และอปกรณเกบตวอยางอาหาร
55
Sample preparation
56
แตกตางกนไปตาม ชนดของอาหาร และ วธการวเคราะห
อาจ แบง อาหารเปนกลมๆดงน
อาหารแหง
อาหารเหลว
เนอสตว
ไขมน
อนๆ
อาหารแหง
57
อาหารแหงทวๆไป ทาการบดละเอยด โดยเครองบดแหง,
Mortar แลวรอนผานตะแกรงรอน
58
1. Powders เชน แปง ผงฟ ใหรอน ผานตะแกรง 20 mesh
แลวผสมใหเขากน แลวทา Quartering เกบใสภาชนะสะอาด รอ
การวเคราะห
59
2. ผก ผลไมแหง เชน ถวเหลอง ธญพช เชน ขาว
ใหบดละเอยด รอน เกบใสภาชนะสะอาด รอการ
วเคราะห
3. เครองเทศ สบ บด รอนผานตะแกรง ระวง
อากาศเขาทาปฏกรยา
อาหารเหลว
60
1. Beer เทใส flask ขนาดใหญ เขยาไล CO2 (room temp)
แลวกรอง
61
2. นาผลไมเขมขน
ผสมใหเขากน ใหมเนอผลไมกระจายทวๆ แลวแบงมาวเคราะห
62
3. นานม
ผสม/กวน ถาตวอยางอยในขวด หรอ กลอง ใหกลบกลองไปมาชาๆ หรอเท
ใส Beaker กลบไปกลบมา ระวงการเกดฟองอากาศ
64
Meat and Fish
65
เนอสด เนอหมกเคม เนอรมควน บดใหละเอยด เกบใสขวด
รอวเคราะห ทนท หรอ เกบ -10°C ถาตองเกบ มากกวา 7 วน
ใหแชแขง แลว Thaw กอนนามาวเคราะหไสกรอก ถาเปนแบบ
บรรจไส ลอกไสออก บดดวยเครองปน ผสม เกบใสขวด
ถาตองการวbเคราะห SO2 ระวงการบดท อณฯสง และให
วเคราะหหา SO2 กอน
เนอปลา แยกกาง ครบ ออก แลวจงบด
ปญหาทมกเกดขนระหวางการสมและการเตรยมตวอยาง
66
ตวอยางทนามาวเคราะหอาจไมไดเปนตวแทนทดของตวอยางทงหมด
การทตองใชวธการเตรยมตวอยางเฉพาะ ตองใชความรหรอเครองมอ
เฉพาะ
ในการเตรยมตวอยางหรอระหวางการวเคราะห อาจมการเปลยนแปลงของ
เอนไซมในอาหาร
ในระหวางการบดตวอยาง อาจมการเปลยนแปลงขององคประกอบหรอ
การปนเปอนของโลหะ
การขจดสารปนเปอนอน ๆ โดยไมทาใหตวอยางสญเสยทาไดยาก
เกดการเจรญของเชอจลนทรยและการปนเปอนของตวอยาง
บทท 3
67
กฎหมายและขอบงคบเกยวกบอาหาร
Food Laws and Government
regulations
กฎหมายและขอบงคบเกยวกบอาหาร
68
สาคญมากใน อก. อาหาร ใชกฎหมาย ผลกดนผผลต ให
ผลตอาหารทมคณภาพ และ ปลอดภย
ประเทศไทย
มกฎหมายอาหาร โดย กระทรวงสาธารณสข (อย.)
มาตรฐานอาหาร โดย กระทรวงอตสาหกรรม
มาตรฐานอาหารสากล
GMP (Good Manufacturing Practice) หลกเกณฑวธการทดในการ
ผลตอาหาร เปนเกณฑหรอขอกาหนดขนพนฐานทจาเปน ในการผลตและ
ควบคมเพอใหผผลตปฏบตตาม และทาใหสามารถผลตอาหารไดอยาง
ปลอดภย โดยเนนการ ปองกนและขจดความเสยงทอาจจะทาใหอาหาร
เปนพษ เปนอนตราย หรอเกดความไมปลอดภยแกผบรโภค
มาตรฐานอาหารระหวางประเทศ FAO/WHO (Codex)
General Principles of Food Hygiene
HACCP
กฎหมายของแตละประเทศ ฯลฯ
69