灰分及几种重要矿物元素的测定PPT课件.ppt

1灰分的测定一 灰分测定的意义1 判断食品受污染程度 2 评价食品的质量指标 3 反映植物生长的成熟度和自然条件对其的影响 4 反映动物品种 资料组分对其的影响 1 例 面粉生产 往往在分等级时要用灰分指标 因小麦麸皮的灰分含量比胚乳高20倍 富强粉应为0 3 0 5 标准粉应为0 6 0 9 2 6 由纤维素 半纤维素组成 含较高矿物质和脂肪 6 7 含丰富的蛋白质 脂肪和VitB 矿物质 83 含大量的淀粉和一定量的蛋白质 2 3 富含脂肪 蛋白质 矿物质 VitB VitE 结构和营养素分布 3 案例 河南某地用黄豆粉为原料生产豆制品时 为了牟取暴利 加入某种矿物质使生产出的伪劣豆制品比正常的豆制品重10 15 检验人员经初步燃烧试验发现有大量的白色残灰 4 二 概述1 食品的组成十分复杂 由大量有机物质和丰富的无机成分组成 5 2 灰分的概念 在高温灼烧时 食品发生一系列物理和化学变化 最后有机成分挥发逸散 而无机成分 主要是无机盐和氧化物 则残留下来 这些残留物称为灰分 它标示食品中无机成分总量的一项指标 食品的灰分与食品中原有的无机成分在数量与组成上是否完全相同 6 3 粗灰分的概念灰分不完全或不确切地代表无机物的总量 如某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的CO2而形成碳酸盐 使无机成分增多了 有的又挥发了 如Cl I Pb为易挥发元素 P S等也能以含氧酸的形式挥发散失 从这个观点出发通常把食品经高温灼烧后的残留物称为 粗灰分 总灰分 酸溶性灰分酸不溶性灰分 总灰分 水溶性灰分水不溶性灰分 7 4 水溶性灰分 反映可溶性K Na Ca Mg等的氧化物和盐类的含量 可反映果酱 果冻等制品中果汁的含量 5 酸溶性灰分 反映Fe Al等氧化物 碱土金属的碱式磷酸盐的含量 6 酸不溶性灰分 反映污染的泥沙及机械物和食品中原来存在的微量SiO2的含量 8 1 为什么将灼烧后的残留物称为粗灰分 2 粗灰分与无机盐的含量有什么区别 3 灰分测定的意义是什么 9 三 总灰分的测定 一 原理 把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧 转化 称量残留物的重量至恒重 计算出样品总灰分的含量 10 二 灰化条件的选择灰化容器 坩埚坩埚盖子与坩埚要配套 坩埚材质有多种 常用的有 素瓷 铂金 石英 11 素瓷坩埚优点 耐高温可达1200 内壁光滑 耐酸 价格低廉 缺点 耐碱性差 灰化成碱性食品 如水果 蔬菜 豆类等 坩埚内壁的釉质会部分溶解 反复多次使用后 往往难以得到恒重 温度骤变时 易炸裂破碎 12 铂坩埚优点 耐高温达1773 导热良好 耐碱 耐HF 吸湿性小 缺点 价格昂贵 约为黄金的9倍 要有专人保管 免丢失 使用不当会腐蚀或发脆 13 2 灰化温度灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大 由于各种食品中无机成分的组成 性质及含量各不相同 灰化温度也应有所不同 一般为525 600 谷类的饲料达600 以上 温度太高 将引起K Na Cl等元素的挥发损失 磷酸盐 硅酸盐也会熔融 将碳粒包藏起来 使元素无法氧化 14 温度太低 则灰化速度慢 时间长 不宜灰化完全 也不利于除去过剩的碱性食物吸收的CO2 所以要在保证灰化完全的前提下 尽可能减少无机成分的挥发损失和缩短灰化时间 加热速度不可太快 防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气体 而使微粒飞失 易燃 15 3 灰化时间 一般不规定灰化时间 而是观察残留物 灰分 为全白色或浅灰色 内部无残留的碳块 并达到恒重为止 两次结果相差 0 5mg 对于已做过多次测定的样品 可根据经验限定时间 总的时间一般为2 5小时 个别样品有规定温度 时间 应指出 对某些样品即使灰化完全 残灰也不一定呈白色或浅灰色 如铁含量高的食品 残灰呈褐色 锰 铜含量高的食品 残灰呈蓝绿色 16 三 取样量根据试样种类和性状来定 一般控制灼烧后灰分为10 100mg 通常 乳粉 麦乳精 大豆粉 调味料 水产品等取1 2g 谷物及制品 肉及制品 糕点 牛乳等取3 5g 蔬菜及制品 砂糖及制品 蜂蜜 奶油等取5 10g 水果及制品取20g 油脂取50g 17 18 四 总灰分的测定方法 以瓷坩埚为例 19 瓷坩埚的准备 高温炉 马福炉 的准备 谷物及其制品550 或700 样品的预处理液体样品 称量 蒸干高水分样品 匀浆后 称量 烘干低水分谷物 豆类等固体样品 粉碎后 称量高脂肪样品 匀样 称样 抽脂高糖样品 匀样 称样 蒸干 加1 2d橄榄油等消泡剂 20 3 炭化 4 灰化 500 550 2 16h 6 结果计算 电炉 有机化合物在隔绝空气下热分解为碳和其他产物 21 灰化炭化后 把坩埚移入已达规定温度的高温炉口 稍停片刻 再慢慢移入炉膛内 以下操作同求坩埚恒重时一样 至恒重 22 三 水溶性灰分和水不溶性灰分的测定 水不溶性灰分的测定 将测定所得的总灰分称量 计算后 约加25ml热无离子水 分多次洗涤坩埚 滤纸及残渣 将残渣及滤纸一起移回原坩埚中 在水浴上蒸发至干涸 入干燥箱中干燥 再进行炭化 灼烧 冷却 称量 至恒重 23 坩埚 24 四 酸不溶性灰分的测定 取水不溶性灰分或总灰分的残留物 加入25ml0 1mol L的HCl 放在小火上轻微煮沸 用无灰滤纸过滤后 再用热水洗涤至不显酸性为止 将残留物连同滤纸置坩埚中进行干燥 炭化 灰化 直到恒重 25 坩埚 26 加速灰化的方法样品经初步灼烧后 取出冷却 加入无离子水溶解水溶性盐类灰分 暴露碳粒 蒸去水分 再灼烧至恒重 样品经初步灼烧后 取出冷却 加入几滴硝酸或双氧水加速氧化 蒸干后再灼烧至恒重 加入10 碳酸铵等疏松剂 促进未灰化的碳粒灰化 加入醋酸镁 硝酸镁等助灰化剂 疏松样品 防止残灰熔融 27 1 以下各化合物不可能存在于灼烧残留物中的是 A 氯化钠B 碳酸钙C 蛋白质D 氧化铁2 用马弗炉灰化样品时 下面操作不正确的是 A 用坩埚盛装样品B 将坩埚与样品在电炉上消息炭化后放入C 将坩埚与坩埚盖同时放入炭化D 关闭电源后 开启炉门 降低至室温时取出3 通常把食品经高温灼烧后的残留物称为 A 有效物B粗灰分C 无机物D 有机物 28 2019 12 29 29 4 测定食品中的灰分时 不能采用的助灰化方法是 A 加过氧化氢B 提高灰化温度至800 C 加水溶解残渣后继续灰化D 加灰化助剂5 粗灰份测定 下面 加速灰化方法需做空白实验 A 去离子水B 硝酸C 双氧水D 硝酸镁6 测定灰分时 应先将样品置于电炉上炭化 然后移入马沸炉中于 中灼烧 A 400 500 B 500 550 C 600 D 800 以下 30 灰化前为什么要先炭化 A 直接高温灰化 试样中的水分急剧蒸发会使样品飞扬B 直接高温灰化 易发泡膨胀的物质会发泡而溢出C 减少碳粒被包裹住的可能性 31 2几种重要矿物元素的测定 一 概述食品中除含有大量有机物外 还含有丰富的矿物质 它们都存在于灰分之中 要先灰化处理 然后再测定 32 常量元素含量 0 01 Ca Mg K Na P S Cl 占总灰分80 微量元素 痕量元素 含量 0 01 Fe Co Ni Zn Cr Mo Al Si Se Sn I F 33 矿物元素的测定方法 化学分析法 比色法 原子吸收分光光度法 极谱法 离子选择性电极法 荧光法等等 34 二 钙的测定 钙的生理功能 钙是构成机体骨骼 牙齿的主要成分 钙参与凝血过程和维持毛细管正常渗透压 并影响神经肌肉的兴奋性 食品中钙的来源 乳及乳制品最好豆及豆制品蛋 鱼 虾皮等 35 食品中有效钙量 有效钙量 钙重 钙相对分子质量 草酸重 草酸相对分子质量 钙相对分子质量含草酸多的蔬菜有时不仅要测定钙的量 还要测定草酸的量 36 目前钙制剂产品 第一代 以无机盐为主A 动物鲜骨 珍珠粉 贝壳 多羟基磷酸钙 B 碳酸钙矿石 化学合成碳酸钙 碳酸氢钙 氯化钙第二代 以有机盐为主乳酸钙 葡萄糖酸钙 乙酸钙 柠檬酸钙等第三代 具有生物活性结构的有机钙L 苏糖酸钙 L 天冬氨酸钙及甘氨酸钙 37 钙的测定方法 高锰酸钾法EDTA络合滴定法原子吸收分光光度法 38 一 KMnO4法 原理 样品经灰化后 用盐酸溶解 在酸性溶液中 钙与草酸生成草酸钙沉淀 沉淀经洗涤后 加入硫酸溶解 把草酸游离出来 用高锰酸钾标准溶液滴定与钙等量结合的草酸 稍过量一点的高锰酸钾使溶液呈微红色 即为滴定终点 根据高锰酸钾标准溶液消耗的量 可计算出样品中钙的含量 39 灰分 HCl溶解CaCl2 NH4 2C2O4 CaC2O4 2NH4ClCaC2O4 H2SO4 CaSO4 H2C2O45H2C2O4 2KMnO4 3H2SO4K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O高锰酸钾法的优点是KMnO4氧化能力强 本身呈深紫色 用它滴定无色或浅色溶液时 不需另加指示剂 高锰酸钾法的主要缺点是试剂常含有少量杂质 使溶液不够稳定 又由于KMnO4的氧化能力强 可以和很多还原性物质发生作用 所以干扰比较严重 40 二 EDTA滴定法 乙二胺四乙酸 原理 先向系统中加入钙红指示剂 pH 11 纯蓝色 它与二价钙离子络合 生成酒红色的络合物 再用EDTA滴定 它先与游离的钙离子络合 因其络合能力强 当与游离二价钙离子结合完以后 又夺取指示剂已络合的二价钙离子 使指示剂又显原来颜色 生成纯蓝色 用以指示终点 41 注意事项 滴定是用的样品量随钙含量而定 最适合的范围是5 50 g 加钙红指示剂后 不能放置过久 否则终点发灰 不明显 氰化钾用来消除锌 铜 铁 铝 铅等的干扰 柠檬酸钠防止钙和磷结合形成磷酸钙 滴定时的pH应为12 14 过高过低指示剂变红 滴不出终点 42 三 原子吸收分光光度法样品经灰化后 加酸使无机元素全部溶解 直接吸入空气和乙炔的火焰中原子化 在光路中测定钙原子对钙空心阴极灯 242 7nm 吸收 测定钙时 需加镧作为稀释剂 以消除磷酸等物质的干扰 43 44 水的硬度有暂时性硬度和永久性硬度之分 这两者之和就称为总硬度 什么是暂时性硬度 水的硬度原来指沉淀肥皂的程度 使肥皂沉淀的原因主要是水中存在的钙盐和镁盐 如果钙镁以重碳酸盐的形式存在 它们在加热的情况下会析出沉淀 而降低水的硬度 这就是暂时性硬度Ca HCO3 2 CaCO3 CO2 H2O 什么是永久性硬度 如果钙镁以硫酸盐 硝酸盐或氯化物等形式存在 它们在加热的情况下不会析出沉淀 这就是永久性硬度 45 我国规定以每升水中含碳酸盐钙的毫克数作为总硬度的单位硬度大的水 称为硬水硬水会使洗衣服的时候消耗较多的肥皂 烧水的时候形成锅垢 影响热的传导 浪费燃料 引起肠胃不适测定总硬度常用EDTA滴定法 46 三 铁的测定 铁是人体必须的微量元素 是血红蛋白和肌红蛋白的组成成分 人体缺铁会引起贫血等疾病 铁过量会引起血红症等疾病 食品在加工及储存过程常常会污染了大量的铁而产生金属味 色泽加深并导致食品脂肪氧化和维生素D分解 影响食品的品质和风味 铁的测定不但具有营养学意义 而且具有卫生意义 47 铁的测定方法 一 硫氰酸钾比色法 二 磺基水杨酸比色法 三 邻菲罗啉 邻二氮菲 比色法 四 原子吸收分光光度法 48 一 硫氰酸钾比色法 原理 样品经消化后 各种铁均以三价铁盐的形式存在 在酸性溶液中 三价铁与硫氰酸钾溶液作用 生成红色的硫氰酸铁配合物 在485nm下有最大吸收 其吸光度与铁的含量呈正比 Fe3 3SCN Fe SCN 3 49 注意 为了防止三价铁转变呈二价铁 加入少量过硫酸钾作为氧化剂 硫氰酸铁的稳定性差 时间稍长 红色逐渐消退 故应在规定时间内比色 当三价铁浓度低时 可用戊醇萃取富集 以提高吸光度值 50 二 磺基水杨酸比色法 原理 磺基水杨酸在碱性条件下与三价铁离子生成黄色络合物 在465nm下有最大吸收 其吸光度与铁含量成正比 51 说明 在碱性溶液中二价铁能迅速被空气中氧氧化 不需另外添加氧化剂 本法与硫氰酸盐法比较 稳定性高 方法准确度高 干扰离子少 铝离子与铜离子也能和磺基水杨酸络合干扰测定 由于生成的是无