灰分及几种矿物元素的测定ppt课件

1、第四章灰分及几种矿物元素的测定第一节第一节 灰分的测定灰分的测定v灰分及其测定的意义灰分及其测定的意义v总灰分的测定总灰分的测定v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v酸不溶性灰分的测定酸不溶性灰分的测定一、灰分及其测定的意义一、灰分及其测定的意义v灰分灰分v 食品在高温灼烧时，其组分发生一系列物理食品在高温灼烧时，其组分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那么残留下来，这分主要是无机盐和氧化物那么残留下来，这些残留物称为灰分。它是标示食品中无机成分总些残留物称为灰分。它是标示食品中无机

2、成分总量的一项目的。量的一项目的。v 但是：灰分含量但是：灰分含量无机成分的含量无机成分的含量一、灰分及其测定的意义一、灰分及其测定的意义v粗灰分总灰分粗灰分总灰分v 灰分不完全或不确切地代表无机物的总量，如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某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的CO2CO2而构而构成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了如成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了如ClCl、I I、PbPb为易挥发元素。为易挥发元素。P P、S S等也能以含氧酸的等也能以含氧酸的方式挥发散失。从这个观念出发通常把食品经高方式挥发散失。从这个观念出发通常把

3、食品经高温灼烧后的残留物称为温灼烧后的残留物称为粗灰分总灰分粗灰分总灰分总灰分的分类总灰分的分类v 总灰分按其溶解性可分为：水溶性灰分水溶性灰分水不溶性灰分水不溶性灰分总总灰灰分分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的分类总灰分的分类n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n水不溶性灰分n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n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的含量一、灰分及其测定的意义一、灰分及其测定的意义n可以调查食品的原料及添加剂的运用情况，以及食品受污染程度 n灰分可作为评价食品的质量目的n 例

4、：面粉消费，往往在分等级时要用灰分目的，因小麦麸皮的灰分含量比胚乳高20倍n富强粉应为 0.3 0.5 %n规范粉应为 0.6 0.9 %n反映动物、植物的生长条件二、总灰分的测定二、总灰分的测定参见：GB / T 5009.4 2003 1、原理把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，转化，称量残留物的分量至恒重，计算出样品总灰分的含量2、灰化条件的选择n灰化容器n取样量n灰化时间n灰化温度 灰化容器灰化容器坩埚坩埚素烧瓷坩埚素烧瓷坩埚优点：耐高温达优点：耐高温达 1200 ，内壁光滑，耐酸，价钱低廉，内壁光滑，耐酸，价钱低廉缺陷：内壁的釉质耐碱性差缺陷：内壁的釉质耐碱性差 温度骤变时，易破裂

5、温度骤变时，易破裂铂坩埚铂坩埚n优点：耐高温达1773，导热好，耐碱，耐HF，吸湿性小n缺陷：价钱昂贵；运用不当会腐蚀或发脆n此外，还有石英、铁、镍等材质坩埚，个别情况也可运用蒸发皿瓷质资料 取样量取样量根据试样的种类和性状来决议。以灼烧后得到的灰分量为10l00mg为宜奶粉、大豆粉、调味料、鱼类及海产品等取12g谷物及其制品、肉及其制品、糕点等 取35g蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取510g水果及其制品取20g油脂取50g 灰化温度灰化温度普通为500550，由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量各不一样，灰化温度也有所不同黄油500海产品、果蔬制品、砂糖制品、肉

6、制品525谷类及其制品、乳制品550大豆粉、谷类饲料等个别样品可以到达600添加乙酸镁的快速灰化法可达700 灰化时间灰化时间 普通以灼烧至灰分呈白色或浅灰色，无碳粒存在普通以灼烧至灰分呈白色或浅灰色，无碳粒存在并到达恒重为止。灰化至到达恒重的时间因试样并到达恒重为止。灰化至到达恒重的时间因试样不同而异，普通需不同而异，普通需25小时小时 这里的恒重指两次称量之差不超越这里的恒重指两次称量之差不超越0.5mg3 3、加速灰化的方法、加速灰化的方法n含磷较多的食品如谷物及其制品，磷酸过剩于阳离子，随灰化的进展，磷酸将以磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等方式存在，在比较低的温度下会熔融而包住碳粒，难以完全灰

7、化，即使灰化相当长时间也达不到恒重。对这类难灰化的样品，可采用下述方法来加速灰化3 3、加速灰化的方法、加速灰化的方法加去离子水：样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容加去离子水：样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘渐渐参与少量无离子水，使残灰充分潮湿不可器边缘渐渐参与少量无离子水，使残灰充分潮湿不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失，用玻璃棒研碎，直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失，用玻璃棒研碎，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粒暴显露来，把玻璃棒粒暴显露来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干，置上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干，置120 13

8、0烘箱内枯燥，再灼烧至恒重烘箱内枯燥，再灼烧至恒重 加加HNO3、H2O2等氧化剂：样品初步灼烧后，放冷，等氧化剂：样品初步灼烧后，放冷，参与几滴参与几滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼烧至恒重，利等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作用来加速用它们的氧化作用来加速C粒灰化粒灰化参与NH42CO3等疏松剂：在样品灼烧前，混入约10%的疏松剂，灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散形状，促进灰化 硫酸灰化法：糖类样品残灰中参与硫酸，可以进一步加速，结果以硫酸灰分表示参与 MgAc2、Mg(NO3)2 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形状，防止了碳粒被包裹，可缩

9、短灰化时间，但产生了MgO会增重，应做空白实验注：方法中参与的这些物质在灼烧后完全消逝，因此不会添加残灰的质量，不需做空白实验4 4、总灰分的测定方法以瓷坩埚为例、总灰分的测定方法以瓷坩埚为例恒重恒重取出取出入枯燥器冷却入枯燥器冷却 30 分钟后称量分钟后称量结果计算结果计算不恒重不恒重灰化灰化炭化样品炭化样品瓷坩埚瓷坩埚的预备的预备马福炉马福炉的预备的预备样品处置样品处置与称样与称样 瓷坩埚的预备瓷坩埚的预备n种类与大小的选择：根据样品的性质、取样量的大小来选取n洗涤：1:4的HCl煮沸12小时，洗净凉干n编号：用FeCl3 + 蓝墨水混合物编号(埚外壁及盖子)n灼烧恒重：于规定温度5006

10、00灼烧至恒重两次称重之差不大于0.5 mg )n 注：每次开场放入炉内或取出时，都要放在门口缓冲一下温差，以免坩埚破裂 高温炉马福炉的预备高温炉马福炉的预备普通由箱式电阻炉和温度控制仪两部分组成接通电源，调好要运用的温度，预热至所需温度 注：马福炉功率大2000-4000W电线容量要大，以免失火。同时室内配电容量也要足够大 样品的预处置样品的预处置可用测定水分之后的样品富含脂肪的样品：先提取脂肪后再测灰分液体样品：先在水浴上蒸干(直接炭化易呵斥沸腾溅失)果蔬、动物组织等含水分较多的样品：先制备成均匀样品，再准确称取样品置于知分量坩埚中，放烘箱中枯燥先6070，后105，再炭化谷物、豆类等水分

11、含量较少的固体样：粉碎均匀后可直接称取、炭化 炭化样品炭化样品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能够性如何炭化？称样于坩埚中，半盖坩埚盖，在电炉上小心加热使样品在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生注：对易膨胀、发泡的样品(如富含糖和蛋白)，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油消泡剂，再进展炭化 灰化灰化炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，稍炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，稍停片刻，再渐渐移入炉膛内，灰化至恒重停片刻，再渐渐移入炉膛内，灰化至恒重 计算：结果普通保管计算：结果普通保

12、管1 1位小数位小数4 4、总灰分的测定方法几点阐明、总灰分的测定方法几点阐明 从枯燥器中取出 冷却的坩埚时，因内部成负压，开盖恢复常压时应让空气渐渐进入，以防残灰飞散 灰化后的残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析 用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用粗HCl(废浸泡1020分钟，再用水冲刷洗净 测定值()中小数点后保管一位小数 测定食糖中总灰分可用电导法，简单、迅速、准确，免泡沫的费事三、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定三、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定v测定方法：测定方法：结果计算结果计算水浴水浴蒸干蒸干滤渣、纸滤渣、纸移回坩埚移回坩埚已恒重已恒重总灰分总灰分热去离子热去离子水溶解并

13、水溶解并多次洗涤多次洗涤无灰滤无灰滤纸过滤纸过滤炭化炭化灰化至恒重灰化至恒重滤纸的分类滤纸的分类v滤纸根据所含杂质或灰分的多少，可分为定性滤纸和定量滤纸(无灰滤纸)v无灰滤纸也称定量滤纸，定量为80g/m2。灼烧后灰分含量在0.01以下。可作定量分析v一次过滤的滤纸用量，其灰分不超越0.5mgv根据滤水速度不同，还可分为快速、中速、慢速不同规格三、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定三、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定v结果计算结果计算n 水不溶性灰分水不溶性灰分 =100%4121mmmm m4 水不溶性灰分水不溶性灰分 + 原坩埚质量原坩埚质量 g m1 原坩埚质量原坩埚质量 g m2 样品样品

14、+ 原坩埚质量原坩埚质量 g 水溶性灰分水溶性灰分 = 总灰分总灰分 - 水不溶性灰分水不溶性灰分四、酸水不溶性灰分的测定四、酸水不溶性灰分的测定v测定方法：取水不溶性灰分或总灰分的残留物测定方法：取水不溶性灰分或总灰分的残留物，参与，参与25mL 0.1mol/L的的HCl，放在小火上细微，放在小火上细微煮沸，用无灰滤纸过滤后，再用热水洗涤至不煮沸，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展显酸性为止，将残留物连同滤纸置坩埚中进展枯燥、炭化、灰化，直到恒重枯燥、炭化、灰化，直到恒重v计算计算: 酸不溶性灰分酸不溶性灰分= 100% v 式中：式中：m5酸不溶性

15、灰分酸不溶性灰分+坩埚质量坩埚质量v m1原坩埚质量原坩埚质量v m2样品样品+原坩埚质量原坩埚质量5121mmmm第二节第二节 几种矿物元素的测定几种矿物元素的测定v概述概述v钙的测定钙的测定v铁的测定铁的测定v碘的测定碘的测定v磷的测定磷的测定一、概述一、概述v矿物质：食品中除碳、氢、氧和氮四种组成矿物质：食品中除碳、氢、氧和氮四种组成有机化合物的元素外，其他的元素通称为矿物有机化合物的元素外，其他的元素通称为矿物质。质。v矿物质分类：矿物质分类：v常量元素：含量大于常量元素：含量大于0.010.01的，有钙、磷、的，有钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫钠、钾、氯、镁、硫7 7种，约占总灰分的种，

16、约占总灰分的80%80%。v微量元素痕量元素：含量小于微量元素痕量元素：含量小于0.010.01的，的，有有FeFe、CoCo、NiNi、ZnZn、CrCr、MoMo、AlAl、SiSi、SeSe、SnSn、I I、FF一、概述一、概述v矿物质测定的样品预处置矿物质测定的样品预处置有机物破坏法有机物破坏法v干法灰化干法灰化v湿法消化湿法消化v紫外光分解法：高压汞灯照射紫外光分解法：高压汞灯照射+ +加热加热8585左右左右+ +氧化剂氧化剂H2O2H2O2，1-2h1-2h即可完全分解。即可完全分解。v微波密闭消解法：微波快速加热微波密闭消解法：微波快速加热 + + 密闭高压密闭高压v优点：消

17、解速度是传统方法的优点：消解速度是传统方法的1010100100倍，消解倍，消解完全彻底，回收率高，易挥发元素损失少，环境完全彻底，回收率高，易挥发元素损失少，环境污染少，操作方便等。污染少，操作方便等。微波加热原理微波加热原理微波微波300 300 300000 Mhz300000 Mhz间的电磁波。微波密间的电磁波。微波密闭消解常用闭消解常用 2450 Mhz 2450 Mhz 为任务频率。微波产生的为任务频率。微波产生的电磁场正负信号变换电磁场正负信号变换 24.5 24.5亿次亿次/ /每秒钟，溶液中每秒钟，溶液中极性分子在微波电场作用下，以极性分子在微波电场作用下，以24.524.5

18、亿次亿次/ /每秒钟每秒钟的速度改动其正负方向，使分子产生高速的碰撞和的速度改动其正负方向，使分子产生高速的碰撞和摩擦而产生高热。同时还有离子的导电作用。摩擦而产生高热。同时还有离子的导电作用。一、概述一、概述v矿物质的测定方法矿物质的测定方法v化学分析法：分量法、容量法化学分析法：分量法、容量法v仪器分析法：比色法、原子吸收分光光度仪器分析法：比色法、原子吸收分光光度法、极谱法、离子选择性电极法、荧光法等法、极谱法、离子选择性电极法、荧光法等二、钙的测定二、钙的测定1 1、 KMnO4 KMnO4法法p73p73 原理原理: : 灰分灰分 + HCl + HCl 溶解溶解 CaCl2+(NH

19、4 )2C2O4 CaCl2+(NH4 )2C2O4 CaC2O4 +2NH4ClCaC2O4 +2NH4Cl CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 + H2C2O4 + H2C2O4 5H2C2O4 +2KMnO4 +3 5H2C2O4 +2KMnO4 +3 H2SO4 H2SO4 K2SO4 K2SO4 +2MnSO4 +10CO2 +8H2O+2MnSO4 +10CO2 +8H2O 即：即： 2KMnO4 2KMnO4相当于相当于5H2C2O45H2C2O4，相当，相当于于5 CaC2O45 CaC2O4此法需求沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费

20、力，此法需求沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费力，较为少用。较为少用。二、钙的测定二、钙的测定2、 EDTA滴定法滴定法原理原理: Ca2+ + 钙指示剂钙指示剂NNpH11,纯蓝色纯蓝色CaNN 酒红色酒红色 EDTA+ CaNN 酒红色酒红色 Ca-EDTA + NN纯蓝色纯蓝色本卷须知：本卷须知：样品参与钙指示剂后，不能久置，否那么终点发样品参与钙指示剂后，不能久置，否那么终点发灰，不明显灰，不明显样品中的样品中的Fe、Al、Ni、Zn等干扰测定，可用等干扰测定，可用KCN消除消除滴定时控制滴定时控制pH为为12-14，过高过低指示剂都变红，过高过低指示剂都变红，不显示终点不显示终点三、铁的

21、测定三、铁的测定1 1、硫氰酸钾比色法、硫氰酸钾比色法原理：在酸性条件下，三价铁离子与硫氰酸钾作用，原理：在酸性条件下，三价铁离子与硫氰酸钾作用，生成血红色的硫氰酸铁络合物，在生成血红色的硫氰酸铁络合物，在485nm485nm有最大吸有最大吸收，吸光度与铁离子浓度成正比。收，吸光度与铁离子浓度成正比。 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3本卷须知：本卷须知：为防止为防止Fe3+Fe3+转变为转变为Fe2+Fe2+，应参与少量，应参与少量K2S2O8K2S2O8作氧作氧化剂化剂Fe(SCN)3Fe(SCN)3稳定性差，易褪色，应及时测定吸光度稳定

22、性差，易褪色，应及时测定吸光度三、铁的测定三、铁的测定2 2、邻菲罗啉邻二氮菲比色法、邻菲罗啉邻二氮菲比色法原理：微酸性条件下，原理：微酸性条件下， Fe2+ Fe2+与邻二氮菲生成稳定的与邻二氮菲生成稳定的橙红色络合物，橙红色络合物， max 510nm max 510nm，吸光度与铁含量，吸光度与铁含量成正比。成正比。留意：留意：显色前需加盐酸羟胺将显色前需加盐酸羟胺将Fe3+Fe3+复原为复原为Fe2+ Fe2+ ；其他离子可用柠檬酸盐和其他离子可用柠檬酸盐和EDTAEDTA掩蔽；掩蔽；显色稳定，选择性好、灵敏度高。显色稳定，选择性好、灵敏度高。三、铁的测定三、铁的测定3 3、磺基水杨酸

23、比色法、磺基水杨酸比色法原理：碱性条件下，原理：碱性条件下， Fe3+ + 3Sal2- Fe(Sal)33-( Fe3+ + 3Sal2- Fe(Sal)33-(黄色，黄色，max max 465nm)465nm)留意：显色稳定性好，碱性条件不需外加氧化剂留意：显色稳定性好，碱性条件不需外加氧化剂4 4、原子吸收光度法、原子吸收光度法四、碘的测定四、碘的测定1、氯仿萃取比色法、氯仿萃取比色法原理：原理：样品在碱性条件下灰化，碘被有机物复原成样品在碱性条件下灰化，碘被有机物复原成I-离子；离子；I-离子在酸性条件下被重铬酸钾复原，定量析出离子在酸性条件下被重铬酸钾复原，定量析出I2； Cr2O2-+6I- +14H+ 2Cr2+ +3I2+7H2O 氯仿萃取氯仿萃取I2 ，I2溶于氯仿中呈粉红色，当碘含量低时，溶于氯仿中呈粉红色，当碘含量低时，颜色深浅与碘含量成正比；比色测定。颜色深浅与碘含