食品检验灰分xin

1、第四章第四章 灰分及几种重要矿灰分及几种重要矿 物物 元素的分析元素的分析 一一. .灰分的测定灰分的测定 二二. .矿物质的测定矿物质的测定 一灰分的测定一灰分的测定（一）灰分定义（一）灰分定义食品中有机物被灼烧灼烧或被试剂氧化试剂氧化彻底挥发,而无机成分则残留下来,这些残留物称为灰分灰分。灰分是反映灰分是反映 成分总量的一项指标。成分总量的一项指标。酸溶性灰分酸溶性灰分 酸不溶性灰分酸不溶性灰分总灰分总灰分水溶性灰分水溶性灰分水不溶性灰分水不溶性灰分水溶性灰分水溶性灰分反映的是可溶性的反映的是可溶性的K K、NaNa、CaCa、MgMg等的含量；等的含量；水不溶性灰分水不溶性灰分反映的是污

2、染的泥沙和反映的是污染的泥沙和FeFe、A1A1等氧化物及碱等氧化物及碱土金属的碱性磷酸盐的含量；土金属的碱性磷酸盐的含量；酸不溶性灰分酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量。量氧化硅的含量。（二）（二）灰分分析在食品分析中的重要性灰分分析在食品分析中的重要性（1 1）灰分含量代表食品中总的矿物质含量，是营养评估分析）灰分含量代表食品中总的矿物质含量，是营养评估分析的一部分。的一部分。（2 2）测定灰分可以判断食品受污染的程度。）测定灰分可以判断食品受污染的程度。谷物及豆类为谷物及豆类为1 14 4，蔬菜为，蔬菜为0.50.5一一

3、2 2，水果为，水果为0.50.51 1，鲜鱼、贝为，鲜鱼、贝为1 15 5，而精糖只有，而精糖只有0.010.01。（3 3）灰分还可以评价食品的加工精度和食品的品质。）灰分还可以评价食品的加工精度和食品的品质。 富强粉应为富强粉应为 0.3 0.5 %， 标准粉应为标准粉应为 0.6 0.9 %。( (三）灰分测定方法三）灰分测定方法1 1、干法灰化、干法灰化原理原理 样品在样品在500500600600的马福炉中的马福炉中灼烧，称量残留物的重量至灼烧，称量残留物的重量至恒重，计算出样品总灰分的含量。（重量法）恒重，计算出样品总灰分的含量。（重量法）。v水分、挥发成分蒸发；水分、挥发成分蒸

4、发；v有机物有机物 二氧化碳、氮的氧化物；二氧化碳、氮的氧化物；v大部分的矿物质大部分的矿物质 金属氧化物和无机盐金属氧化物和无机盐( (硫酸盐、磷酸硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、氯化物盐、硅酸盐、碳酸盐、氯化物) )；v一些元素如铁、硒、铅和汞可被部分挥发。一些元素如铁、硒、铅和汞可被部分挥发。判断：判断：干法灰化法测得的灰分是干法灰化法测得的灰分是粗灰分（粗灰分（ ）。 此灰分不完全或不确切地代表无机物的总量此灰分不完全或不确切地代表无机物的总量。某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的CO2而形成而形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了（如碳酸盐，使

5、无机成分增多了，有的又挥发了（如Cl、I、Pb为易挥发元素为易挥发元素; P、S等也能以含氧酸的形式挥等也能以含氧酸的形式挥发散失）。发散失）。设备设备 马福炉马福炉 坩埚坩埚 坩埚分素瓷坩埚、铂坩埚、石英坩埚、钢坩埚等多种。坩埚分素瓷坩埚、铂坩埚、石英坩埚、钢坩埚等多种。总灰分的测定过程（以瓷坩埚为例）总灰分的测定过程（以瓷坩埚为例） 恒重恒重取出取出入干燥器冷却入干燥器冷却 30 分钟分钟结果计算结果计算不恒重不恒重灰化灰化1小时小时炭化样品炭化样品瓷坩埚瓷坩埚的准备的准备马福炉马福炉的准备的准备称样品称样品 酸洗酸洗v结果计算结果计算 式中：X为灰分含量()； m0为空坩埚质量(g)；

6、m1为样品加空坩埚质量(g)； m2为残灰加空坩埚质量(g)。0102mmmmX * *炭化炭化u 炭化操作一般在电炉上进行。炭化操作一般在电炉上进行。u少量样品，可直接在高温炉中分二阶段炭化。首先在少量样品，可直接在高温炉中分二阶段炭化。首先在150150炭炭化至无烟，然后在化至无烟，然后在300300炭化至无烟。炭化至无烟。防止高温灼烧时试样中的水分急剧蒸发使试样飞扬；防止高温灼烧时试样中的水分急剧蒸发使试样飞扬；防止易发泡物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚；防止易发泡物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚； 不经炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。不经炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。

7、 灰化条件的选择灰化条件的选择 a.a.取样量取样量 根据试样的种类和性状来决定取样量。根据试样的种类和性状来决定取样量。灼烧后得到的灰分量应为灼烧后得到的灰分量应为1010100mg,100mg,一般取样一般取样2 210g10g。通常：通常： 乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等取乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等取 1 12 g 2 g 。谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取 3 35 g 5 g 。蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取5 510g 10g 。水果及制品取水果及制品取 20g 20g 、油脂

8、取、油脂取50 g 50 g 。 b. 灰化温度灰化温度 一般一般525600，谷类饲料，谷类饲料 600以上以上。灰化温度对灰分测定结果影响很大。（？）灰化温度对灰分测定结果影响很大。（？）u温度太高，将引起温度太高，将引起K K、NaNa、ClCl等元素的挥发损失，磷酸等元素的挥发损失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，使元素无法氧化。盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，使元素无法氧化。u温度太低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化完全。温度太低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化完全。 c. 灰化时间灰化时间u一般不规定灰化时间，而是观察残留物（灰分）为一般不规定灰化时间，而是观察残留物（

9、灰分）为全白色或浅灰色，内部无残留的碳块，并达到全白色或浅灰色，内部无残留的碳块，并达到恒重恒重为为止止。u对某些样品即使灰化完全，残灰也不一定呈白色或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，残灰浅灰色，如铁含量高的食品，残灰呈褐色呈褐色。 锰、铜锰、铜含量高的食品，残灰呈含量高的食品，残灰呈蓝绿色蓝绿色。d.加速灰化的方法加速灰化的方法 有些样品难于灰化，如有些样品难于灰化，如含磷较多含磷较多的谷物及其制品。的谷物及其制品。灰化过程中易形成灰化过程中易形成KHKH2 2POPO4 4、NaHNaH2 2POPO4 4等，会熔融而包住等，会熔融而包住C C粒，即使

10、灰化相当长时间也达不到恒重。粒，即使灰化相当长时间也达不到恒重。.加入少量无离子水。加入少量无离子水。使水溶性盐类溶解，被包住的使水溶性盐类溶解，被包住的C C粒暴露出来。粒暴露出来。.加入几滴加入几滴HNOHNO3 3、H H2 2O O2 2。利用利用HNOHNO3 3、H H2 2O O2 2的氧化作用来加速的氧化作用来加速C C粒灰化。粒灰化。.加入加入1010（NHNH4 4）2 2COCO3 3等疏松剂。等疏松剂。疏松剂在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，促进灰化。疏松剂在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，促进灰化。.加入加入 MgACMgAC2 2、Mg(NOMg(N

11、O3 3) )2 2 等助灰化剂。等助灰化剂。这类镁盐随灰化而分解，与过剩的磷酸结合，残灰不熔融而呈松散状态，避这类镁盐随灰化而分解，与过剩的磷酸结合，残灰不熔融而呈松散状态，避免了碳粒被包裹，可缩短灰化时间，但产生了免了碳粒被包裹，可缩短灰化时间，但产生了MgOMgO会增重，应做空白试验。会增重，应做空白试验。. .添加添加 MgOMgO、CaCOCaCO3 3 等惰性不熔物质。等惰性不熔物质。它们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起，使它们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起，使C C粒不受覆盖，它们使残粒不受覆盖，它们使残灰增重，应做空白试验。灰增重，应做空白试验。注意事项注意事项a

12、.a.把坩埚放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉口停留片刻。把坩埚放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉口停留片刻。 b.b.灼烧后的坩埚应冷却到灼烧后的坩埚应冷却到200200以下再移入干燥器中。以下再移入干燥器中。否则因热的对流作用，易造成残灰飞散，且冷却速度慢，冷却否则因热的对流作用，易造成残灰飞散，且冷却速度慢，冷却后干燥器内形成较大真空，盖子不易打开。后干燥器内形成较大真空，盖子不易打开。c.c.从干燥器内取出坩埚时，应注意使空气缓缓流入。从干燥器内取出坩埚时，应注意使空气缓缓流入。内部成真空，开盖恢复常压时，防残灰飞散。内部成真空，开盖恢复常压时，防残灰飞散。 干法灰化优缺点干法灰化优缺

13、点 优点：优点：安全；通常坩埚可处理大量样品；灰化后的灰分可用于安全；通常坩埚可处理大量样品；灰化后的灰分可用于测定大多数的微量元素。测定大多数的微量元素。缺点：缺点：时间长；设备昂贵；挥发性元素有损失；矿物质组分和时间长；设备昂贵；挥发性元素有损失；矿物质组分和坩埚之间的可相互作用坩埚之间的可相互作用。 水溶性灰分和水不溶性灰分的测定水溶性灰分和水不溶性灰分的测定 2. 2. 湿法灰化湿法灰化v原理原理 湿法灰化是一种使用酸、氧化剂或两者的混合湿法灰化是一种使用酸、氧化剂或两者的混合物氧化有机物的方法物氧化有机物的方法。 v优点优点 挥发物质损失小；氧化时间短。v缺点缺点 需要操作人员经常看

14、管；需要氧化剂；每次仅消化少量样品；用高氯酸做氧化剂时操作必须在高氯酸通风橱内进行。 二矿物质的测定二矿物质的测定 常量元素：常量元素：Ca、P、Na、K、Mg、C1、S，100mg/每天 微量元素微量元素：Fe、I、Zn、Cu、Cr、Mn、Mo、F、Se、Siv改良重量法测定钙含量改良重量法测定钙含量 灰化样品，用稀盐酸溶解灰分灰化样品，用稀盐酸溶解灰分 加入草酸铵，使钙形成草酸钙沉淀加入草酸铵，使钙形成草酸钙沉淀 然后再将草酸钙沉淀反复洗涤干净然后再将草酸钙沉淀反复洗涤干净 第二次灰化，形成第二次灰化，形成CaOCaO，利用，利用CaOCaO的质量计算钙含量的质量计算钙含量1. 重量分析法

15、重量分析法缺点缺点：草酸钙转变成氧化钙需要的灰化时间较长；草酸钙转变成氧化钙需要的灰化时间较长；洗涤草酸钙沉淀时，可能使部分沉淀溶解。洗涤草酸钙沉淀时，可能使部分沉淀溶解。灵敏度低，只限于测定待测元素含量较高的灵敏度低，只限于测定待测元素含量较高的样品。样品。 2. 2. EDTA（乙二胺四乙酸）（乙二胺四乙酸）络合滴定法络合滴定法 它有氮和氧原子作为供体，因此可以和碱金属以外的其他金属形它有氮和氧原子作为供体，因此可以和碱金属以外的其他金属形成多达成多达6 6个五元环状的络合物。常用的为它的二钠盐，写作个五元环状的络合物。常用的为它的二钠盐，写作NaNa2 2H H2 2Y Y。通常通常ED

16、TAEDTA与金属离子以与金属离子以1 1：1 1的比例形成络合物，的比例形成络合物，EDTAEDTA络合物非常络合物非常稳定。稳定。m2+ + H2Y2- MY2- + 2H+m3+ + H2Y2- MY- + 2H+m4+ + H2Y2- MY + 2H+ vEDTAEDTA滴定法测定钙含量滴定法测定钙含量指示剂为钙指示剂指示剂为钙指示剂(R)(R)。R R水溶液在水溶液在pH pH 1111时为纯蓝色时为纯蓝色，可与可与CaCa2+2+结合生成结合生成酒红色的酒红色的R-CaR-Ca2+2+，其稳定性比，其稳定性比EDTA-EDTA-CaCa2+2+小。小。在滴定过程中，在滴定过程中，E

17、DTAEDTA首先与游离首先与游离CaCa2+2+结合，结合，接近终点时接近终点时EDTAEDTA夺取夺取R-CaR-Ca2+2+中的中的CaCa2+2+，溶液从（溶液从（ ）色变成（）色变成（ ）色，即为滴定终点。）色，即为滴定终点。3. 3. 比色法比色法 比色法测定磷含量（钼蓝比色法）比色法测定磷含量（钼蓝比色法）24(NH24(NH4 4) )2 2MoOMoO4 4+2H+2H3 3POPO4 4+21H+21H2 2SOSO4 4 2(NH2(NH4 4) )3 3POPO4 4 12MoO12MoO3 3+21(NH+21(NH4 4) )2 2SOSO4 4+24H+24H2

18、2O O(NH(NH4 4) )3 3POPO4 4 12MoO12MoO3 3+SnCl+SnCl2 2+5HCl+5HCl3NH3NH4 4Cl+SnClCl+SnCl4 4+2H+2H2 2O+(MoO+(Mo2 2O O5 54MoO4MoO3 3) )2 2HPOHPO4 4钼酸铵钼酸铵磷酸盐磷酸盐在酸性溶液中在酸性溶液中磷钼酸铵（淡蓝色）磷钼酸铵（淡蓝色）氯化亚锡氯化亚锡钼蓝（亮蓝色）钼蓝（亮蓝色） 4. 4.沉淀滴定沉淀滴定v原原 理理 当滴定产物至少有一个产物是不溶沉淀物时，当滴定产物至少有一个产物是不溶沉淀物时，被称作沉淀滴定法。被称作沉淀滴定法。 目前至少有两种沉淀滴定法广

19、泛应用于食品工目前至少有两种沉淀滴定法广泛应用于食品工业中测定氯化物含量（业中测定氯化物含量（MohrMohr法法和和VolhardVolhard法）法）。 v方法一：方法一：MohrMohr滴定法测定黄油中的食盐滴定法测定黄油中的食盐 称取约称取约5g5g黄油，加入黄油，加入l00mLl00mL煮沸的去离子水溶解煮沸的去离子水溶解 间或振荡间或振荡5 510min10min 加入加入2mL 52mL 5重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液( (用去离子水溶解用去离子水溶解) )用用0.1mo1/L0.1mo1/L硝酸银标准溶液滴定至橘红色，并保持硝酸银标准溶液滴定至橘红色，并保持30s30s不褪色不褪色AgAg+ + + Cl + Cl- - AgCl AgCl ( (至所有至所有ClCl- -全部结合全部结合) ) 2Ag 2Ag+ + + CrO+ CrO4 42- 2- AgAg2 2CrOCrO4 4 ( (只有在所有的只有在所有的ClCl- -被被反应完后才形成橘红色沉淀反应完后才形成橘红色沉淀) ) v方法二：方法二： VolhardVolhard法法 测定植物样品中氯含量的测定植物样品中氯含量的Vo1hardVo1hard滴