第九章灰分及几种矿物元素的测定

1、第九章第九章 灰分及几种矿物元素含量的测定灰分及几种矿物元素含量的测定第一节第一节 灰分的测定灰分的测定一一 、 概述概述1.食品的组成十分复杂，由大量有机物质和丰富的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。无机成分组成。2.灰分的概念灰分的概念 在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，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，盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。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。它标示食品中无机成分总量的一项指标

2、。3.粗灰分的概念粗灰分的概念 灰分不完全或不确切地代表无机物的总量灰分不完全或不确切地代表无机物的总量，如，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CO2而而形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了（如（如Cl、I、Pb为易挥发元素。为易挥发元素。P、S等也能以含等也能以含氧酸的形式挥发散失）。从这个观点出发通常把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食品经高温灼烧后的残留物称为粗灰分粗灰分（总总灰分灰分）。）。 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总灰分水溶性灰分水

3、溶性灰分水不溶性灰分水不溶性灰分4水溶性灰分水溶性灰分反映可溶性反映可溶性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。制品中果汁的含量。 5. 酸溶性灰分酸溶性灰分反映反映Fe、Al等氧化物、碱土金属等氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐的含量。的碱式磷酸盐的含量。6. 酸不溶性灰分酸不溶性灰分反映污染的泥沙及机械物和食反映污染的泥沙及机械物和食品中原来存在的微量品中原来存在的微量SiO2的含量。的含量。7灰分测定的意义灰分测定的意义 考察食品的原料及添加剂的使用情况；考察食品的原料及添加剂的使用情况； 灰分指标是一项有效的

4、控制指标；灰分指标是一项有效的控制指标；例：面粉生产，往往在分等级时要用灰分指标，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因小麦麸皮的灰分含量比胚乳高20倍。倍。 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 %，反映动物、植物的生长条件。反映动物、植物的生长条件。其他食品灰分含量可查其他食品灰分含量可查163页表页表9-1或有关手册。或有关手册。 生产明胶、果胶类胶制品，灰分是胶冻性生产明胶、果胶类胶制品，灰分是胶冻性能的标志。同时还可检验食品加工过程的能的标志。同时还可检验食品加工过程的污染情况。所以，灰分是食品成分全分析污

5、染情况。所以，灰分是食品成分全分析的项目之一。的项目之一。 二、总灰分的测定二、总灰分的测定GB / T 5009.4 2010 食品中灰分的测定食品中灰分的测定 (一一) 原理：（原理：（P163） 将食品经炭化后置于将食品经炭化后置于500-600 高温炉内灼烧，高温炉内灼烧，食品中的水分及挥发物质以气态放出，有机物质中的食品中的水分及挥发物质以气态放出，有机物质中的碳、氢、氮等元素与有机物质本身的氧及空气中的氧碳、氢、氮等元素与有机物质本身的氧及空气中的氧生成二氧化碳、氮的氧化物及水分而散失；无机物质生成二氧化碳、氮的氧化物及水分而散失；无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和

6、金属以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留物的重量，即可计算出样品总灰分的含量。残留物的重量，即可计算出样品总灰分的含量。（二）灰化条件的选择（二）灰化条件的选择灰化容器灰化容器坩埚。坩埚。 坩埚盖子与埚要配套。坩埚盖子与埚要配套。 坩埚材质有多种：坩埚材质有多种： 素瓷素瓷 铂铂 石英石英 铁铁 镍镍 素瓷坩埚素瓷坩埚优点：优点： 耐高温可达耐高温可达 1200 ，内壁光滑，耐酸，价格低廉。，内壁光滑，耐酸，价格低廉。 缺点：缺点： 耐碱性差，灰化呈碱性食品（如水果、蔬菜、豆耐碱性差，灰化

7、呈碱性食品（如水果、蔬菜、豆类等）时，坩埚内壁的釉质会部分溶解，反复多次类等）时，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。使用后，往往难以得到恒重。 温度骤变时，易炸裂破碎。温度骤变时，易炸裂破碎。 铂坩埚铂坩埚优点：优点： 耐高温耐高温 达达1773，导热良好，耐碱，耐，导热良好，耐碱，耐HF,吸湿性吸湿性小。小。 缺点：缺点： 价格昂贵，约为黄金的价格昂贵，约为黄金的9倍，要有专人保管，免丢失。倍，要有专人保管，免丢失。 使用不当会腐蚀或发脆。使用不当会腐蚀或发脆。 取样量取样量 根据试样种类和性状来定，因为样品中灰分含量较根据试样种类和性状来定，因为样品中灰分含量较少

8、，取样时应考虑称量误差，一般控制灼烧后灰分为少，取样时应考虑称量误差，一般控制灼烧后灰分为 10 100 mg 决定取样量。决定取样量。国标规定：灰分含量大于国标规定：灰分含量大于10g/100g的试样称取的试样称取2-3g； 灰分小于灰分小于10g/100g的试样称取的试样称取3-10 g 。 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 12 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 35 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510g 。水果及制品取水果及制

9、品取 20g 、油脂取、油脂取50 g 。 具体见具体见163页表页表9-2。3. 灰化温度灰化温度 灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大。由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，一般为不相同，灰化温度也应有所不同，一般为525 600，谷类的饲料达，谷类的饲料达 600以上。以上。 温度太高，将引起温度太高，将引起K、Na、Cl等元素的挥发损等元素的挥发损失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，使元素无法氧化。来，使元素无法氧化。 温度太

10、低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化完温度太低，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。体，而使微粒飞失、易燃。4. 灰化时间灰化时间 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（灰分）为全白色或浅灰色，内部无残留的

11、碳块，并达到全白色或浅灰色，内部无残留的碳块，并达到恒重恒重为止。两次结果相差为止。两次结果相差 0.5 mg。对于已做过多次测。对于已做过多次测定的样品，可根据经验限定时间。定的样品，可根据经验限定时间。 总的时间一般为总的时间一般为 2 5 h，个别样品有规定温度、时，个别样品有规定温度、时间。间。 应指出，对某些样品即使灰化完全，残灰也不一定应指出，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。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。锰、铜含量高的食品，残灰呈蓝绿色。（三）加速灰化的方法（三）加速灰化的方法 有

12、些样品难于灰化，如含磷较多的谷物及其制有些样品难于灰化，如含磷较多的谷物及其制品。磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易形成品。磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易形成KH2PO4、NaH2PO4等，会熔融而包住等，会熔融而包住C粒，粒，即使灰化相当长时间也达不到恒重。对这类样即使灰化相当长时间也达不到恒重。对这类样品，可采用下述方法加速灰化：品，可采用下述方法加速灰化： 样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰充分湿润边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰充分湿润（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失），（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失）

13、，用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶解，被包住的用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶解，被包住的C粒暴露出来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进粒暴露出来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干涸，至容器里，在水浴上蒸发至干涸，至 120 130烘箱内干燥，再灼烧至恒重。烘箱内干燥，再灼烧至恒重。 经初步灼烧后，放冷，加入几滴经初步灼烧后，放冷，加入几滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作用来加速用来加速C粒灰化。也可加入粒灰化。也可加入10（NH4）2CO3等疏松剂，在灼烧时分解为气体逸等疏松剂，在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，促

14、进灰化。出，使灰分呈松散状态，促进灰化。 这些物质的添加不会增加残灰的质量，灼烧后这些物质的添加不会增加残灰的质量，灼烧后完全消失。完全消失。 糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。加入加入 MgAC2、Mg(NO3)2 等助灰化剂，这类等助灰化剂，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，但产生了缩短灰化时间，但产生了MgO会增重，也应做会增重，也应做空白试验。空白试验。添加添加 MgO、CaCO3 等惰性不熔物质，

15、它们等惰性不熔物质，它们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起，的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起，使使C粒不受覆盖，应做空白试验，因为它们使粒不受覆盖，应做空白试验，因为它们使残灰增重。残灰增重。（四）总灰分的测定方法（以瓷坩埚为例）（四）总灰分的测定方法（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n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瓷坩埚的准备瓷坩埚的准备 根据取样量的大小、样品的性质（如易膨根据取样量的大小、样品的性质（如易膨胀等）来选取坩埚的大小。有时样品太多，宜胀等

16、）来选取坩埚的大小。有时样品太多，宜选素瓷蒸发皿。使用的容器大会使称量的误差选素瓷蒸发皿。使用的容器大会使称量的误差增大（有的蒸发皿在光电天平中放不下）。增大（有的蒸发皿在光电天平中放不下）。 将四个坩埚用（将四个坩埚用（1:4）的）的HCl煮沸煮沸12h，用，用水洗净凉干。水洗净凉干。 用用FeCl3 + 蓝墨水的混合物在坩埚外壁及盖子上蓝墨水的混合物在坩埚外壁及盖子上编号。打开马福炉，用坩埚钳夹住，先放在炉编号。打开马福炉，用坩埚钳夹住，先放在炉口预热，因炉内各部位的温度不一致，假如设口预热，因炉内各部位的温度不一致，假如设定定 600，炉内热电偶附近为，炉内热电偶附近为 60010，中间

17、，中间部位为部位为 59010，前面部分为，前面部分为 56010，不，不论炉子大小，门口部分温度最低。论炉子大小，门口部分温度最低。 真正灼烧时不能放在靠近门口部分，每次开始放真正灼烧时不能放在靠近门口部分，每次开始放入炉内或取出时，都要放在门口缓冲一下温差，入炉内或取出时，都要放在门口缓冲一下温差，不然就会破裂，然后慢慢往里面放，把盖子搭在不然就会破裂，然后慢慢往里面放，把盖子搭在旁边。旁边。 关好炉门，于规定温度（关好炉门，于规定温度（50025）灼烧）灼烧0.5h，再移至炉口冷却到，再移至炉口冷却到 200以下后，取出，以下后，取出，放入干燥器中，冷却至室温，准确称量。再放入放入干燥器

18、中，冷却至室温，准确称量。再放入高温炉中灼烧高温炉中灼烧 0.5h，取出冷却称重，直至恒重，取出冷却称重，直至恒重（两次称重之差不大于（两次称重之差不大于0.5 mg ), 记录数据备用。记录数据备用。高温炉（马福炉、蒙弗炉）高温炉（马福炉、蒙弗炉）的准备的准备 SRTX-4-9型箱式电阻炉、型箱式电阻炉、 DRZ-4型温度控制仪。型温度控制仪。 接通电源，调好要使用的温度，电线容量要大，接通电源，调好要使用的温度，电线容量要大，因为功率为因为功率为 2000-4000W，不然会失火。如室内，不然会失火。如室内配电容量小，其他电器都不得与它同时使用。配电容量小，其他电器都不得与它同时使用。电加

19、热电加热管式（分管式（分1、2、3段），少量样品方便。段），少量样品方便。 箱式（有不同体积），要预热，用电量大。箱式（有不同体积），要预热，用电量大。注意事项：注意事项： 1、高温炉必须放置在稳固的水泥台上，将热电偶棒从高温、高温炉必须放置在稳固的水泥台上，将热电偶棒从高温炉背的小孔插入炉膛内，将热电偶的专用导线接至温度控制炉背的小孔插入炉膛内，将热电偶的专用导线接至温度控制器的接线柱上。注意正负极不要接错，以免温度指针反向而器的接线柱上。注意正负极不要接错，以免温度指针反向而损坏。损坏。 2、灼烧完毕后，应先拉下电闸，切断电源。但不可立即打、灼烧完毕后，应先拉下电闸，切断电源。但不可立即打

20、开炉门，以免炉膛骤然受冷碎裂。一般可先开一条小缝，让开炉门，以免炉膛骤然受冷碎裂。一般可先开一条小缝，让其降温快些，最后用长柄坩埚钳取出被烧物件。其降温快些，最后用长柄坩埚钳取出被烧物件。 3、高温炉在使用时，要经常照看，防止自控失灵，造成电、高温炉在使用时，要经常照看，防止自控失灵，造成电炉丝烧断等事故。晚间无人在时，切勿启用高温炉。炉丝烧断等事故。晚间无人在时，切勿启用高温炉。 4、炉膛内要保持清洁，炉子周围不要堆放易燃易爆物品。、炉膛内要保持清洁，炉子周围不要堆放易燃易爆物品。 5、高温炉不用时，应切断电源，并将炉门关好，防止耐火、高温炉不用时，应切断电源，并将炉门关好，防止耐火材料受潮

21、侵蚀。材料受潮侵蚀。 样品的预处理样品的预处理 可用测定水分之后的样品。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。富含脂肪的样品先提取脂肪后再测灰分。 一般食品：一般食品：对于液体和半固体试样应先在沸水浴上蒸干，否则对于液体和半固体试样应先在沸水浴上蒸干，否则直接炭化，液体沸腾易造成溅失。直接炭化，液体沸腾易造成溅失。 含磷量较高的豆类及其制品、肉禽制品、蛋制品、水产品、乳含磷量较高的豆类及其制品、肉禽制品、蛋制品、水产品、乳及乳制品：及乳制品：称取试样后，加入称取试样后，加入240g/L240g/L乙酸镁溶液乙酸镁溶液1.00mL1.00mL或或80g/L80g/L乙酸镁

22、溶液乙酸镁溶液3.0mL3.0mL，使样液完全润湿。放置，使样液完全润湿。放置10min10min后，在水浴上后，在水浴上将水分蒸干。将水分蒸干。同时做同时做3 3次试剂空白试验。次试剂空白试验。 果蔬、动物组织等含水分较多的样品果蔬、动物组织等含水分较多的样品, ,先制备成先制备成均匀样品，再准确称取样品置于已知重量坩埚中，均匀样品，再准确称取样品置于已知重量坩埚中，放烘箱中干燥（先放烘箱中干燥（先60607070，后，后105105），再炭），再炭化。化。谷物、豆类等水分含量较少的固体样，粉碎均谷物、豆类等水分含量较少的固体样，粉碎均匀后可直接称取、炭化。匀后可直接称取、炭化。 炭化样品炭

23、化样品 准确称量一定量处理好的样品，放在高温炉之准确称量一定量处理好的样品，放在高温炉之前，要先进行炭化处理。前，要先进行炭化处理。目的：目的： 防止在灼烧时试样中的水分急剧蒸发而使样品飞扬防止在灼烧时试样中的水分急剧蒸发而使样品飞扬损失。损失。 避免含糖、蛋白质、淀粉量多的样品在高温下发泡避免含糖、蛋白质、淀粉量多的样品在高温下发泡膨胀而溢出。膨胀而溢出。 不经碳化而直接灰化，碳粒易被包裹，灰化不完全。不经碳化而直接灰化，碳粒易被包裹，灰化不完全。 炭化操作一般在电炉或煤气灯或电炭化操作一般在电炉或煤气灯或电热板上进行，半盖坩埚盖，小火加热使热板上进行，半盖坩埚盖，小火加热使样品在通气情况下

24、逐渐炭化，直至无黑样品在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。对易膨胀、发泡的如含糖多的，烟产生。对易膨胀、发泡的如含糖多的，含蛋白多的样品，可在样品中加数滴辛含蛋白多的样品，可在样品中加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。醇或纯植物油，再进行炭化。4.灰化灰化 炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，稍停片刻，再慢慢移入炉膛内灼烧温炉口，稍停片刻，再慢慢移入炉膛内灼烧4h。冷却至。冷却至200左右，取出，放入干燥器左右，取出，放入干燥器中冷却中冷却30min30min，称量前如发现灼烧残渣有碳粒，称量前如发现灼烧残渣有碳粒时，应向试样中滴入少许水润湿，使结块松时

25、，应向试样中滴入少许水润湿，使结块松散，蒸干水分再次灼烧至无碳粒即表示灰化散，蒸干水分再次灼烧至无碳粒即表示灰化完全，方可称重。重复灼烧至前后两次称量完全，方可称重。重复灼烧至前后两次称量相差不超过相差不超过0.5mg0.5mg为恒重。为恒重。 m 1空坩埚质量，空坩埚质量，g m 2样品样品+空坩埚质量，空坩埚质量，g m 3残灰残灰+空坩埚质量，空坩埚质量，g B 空白试验残灰重，空白试验残灰重，g试样中灰分含量试样中灰分含量10g/100g时，保留三位有效数字；时，保留三位有效数字；试样中灰分含量试样中灰分含量10 g/100g时，保留两位有效数字。时，保留两位有效数字。有的样品如面粉等

26、粮食样品是以干物质的灰分来有的样品如面粉等粮食样品是以干物质的灰分来计算的，从总重中减去水分。计算的，从总重中减去水分。5.结果计算结果计算100 %灰分灰分 =3121mmmm100 %如有空白试验为如有空白试验为3121mmBmm6.说明：说明： 从干燥器中取出从干燥器中取出 冷却的坩埚时，因内部成真空，冷却的坩埚时，因内部成真空，开盖恢复常压时应让空气缓缓进入，以防残灰开盖恢复常压时应让空气缓缓进入，以防残灰飞散。飞散。 灰化后的灰化后的 残渣可留作残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。等成分的分析。 用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用

27、粗用粗HCl(废）浸泡废）浸泡1020分钟，再用水冲刷洗净。分钟，再用水冲刷洗净。 日本有采用自制铝箔杯直接灰化的。日本有采用自制铝箔杯直接灰化的。特点：杯子不吸湿好恒重，本身重量轻，特点：杯子不吸湿好恒重，本身重量轻，好冷却，减小误差。在好冷却，减小误差。在600以下，可以下，可稳定使用，用圆形铝箔套在塑料瓶上向稳定使用，用圆形铝箔套在塑料瓶上向上捻成杯状。上捻成杯状。 测定值中小数点后保留一位小数。测定值中小数点后保留一位小数。三、三、 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 将测定所得的总灰分称量、计算后，约加将测定所得的总灰分称量、计算后，约加25mL热无离子热无

28、离子水，加热至沸，用无灰滤纸过滤，用热去离子水水，加热至沸，用无灰滤纸过滤，用热去离子水25mL分多次分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣。将残渣及滤纸一起移回原坩埚中，洗涤坩埚、滤纸及残渣。将残渣及滤纸一起移回原坩埚中，在水浴上蒸干，放入干燥箱中干燥，再进行炭化、灼烧、冷在水浴上蒸干，放入干燥箱中干燥，再进行炭化、灼烧、冷却、称量，至恒重。却、称量，至恒重。 m4 不溶性灰分不溶性灰分 + 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 + 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计算：水不溶性灰分计算：水不溶性灰分 =100%

29、4121mmmm四、四、 酸不溶性灰分的测定酸不溶性灰分的测定 取水不溶性灰分或总灰分的残留物，加入取水不溶性灰分或总灰分的残留物，加入25ml 0.1mol/L的的HCl，放在小火上轻微煮沸，用无灰滤纸，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，直到恒连同滤纸置坩埚中进行干燥、炭化、灰化，直到恒重。重。计算计算: 酸不溶性灰分酸不溶性灰分= 100% m5酸不溶性灰分酸不溶性灰分+坩埚质量坩埚质量 m1原坩埚质量原坩埚质量 m2样品样品+原坩埚质量原坩埚质量5121mmmm无灰滤

30、纸（定量滤纸）无灰滤纸（定量滤纸）按灰分分为三个等级按灰分分为三个等级 甲甲0.01 乙乙0.03 丙丙0.06 是化学纯度高度纯洁，疏松多孔，有一定过滤是化学纯度高度纯洁，疏松多孔，有一定过滤速度，显中性，耐稀酸。速度，显中性，耐稀酸。 第二节第二节 几种重要矿物元素的测定几种重要矿物元素的测定一、一、 概述概述 食品中除含有大量有机物外，还含有丰富食品中除含有大量有机物外，还含有丰富的矿物质的矿物质,它们都存在于灰分之中，要先灰化处它们都存在于灰分之中，要先灰化处理，然后再测定。理，然后再测定。 其中：其中： 常量元素含量常量元素含量0.01 （Ca、Mg、K、Na、P、S、Cl）占总灰分

31、）占总灰分80%， 微量元素（痕量元素）含量微量元素（痕量元素）含量0.01 （Fe、Co、Ni、Zn、Cr、Mo、Al、Si、Se、Sn、I、F）矿物元素的测定方法很多：矿物元素的测定方法很多：化学分析法、比色法、原子吸收分光光度法、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。极谱法、离子选择性电极法、荧光法等等。 介绍一种新的样品处理技术介绍一种新的样品处理技术 微波密闭消解微波密闭消解高压消解高压消解+微波快速加热微波快速加热微波加热原理：微波加热原理：微波微波300 30 0000 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 245

32、0 Mhz 为工作频率。微波产生的为工作频率。微波产生的电磁场正负信号变换电磁场正负信号变换 24.5亿次亿次/每秒钟，溶液中极每秒钟，溶液中极性分子在微波电场作用下，以性分子在微波电场作用下，以24.5亿次亿次/每秒钟的每秒钟的速度改变其正负方向，使分子产生高速的碰撞和速度改变其正负方向，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。 样品和溶剂放在密闭容器里进行微波加热，样品和溶剂放在密闭容器里进行微波加热，产生高压。消解速度是传统方法的产生高压。消解速度是传统方法的10100倍，倍，消解完全彻底，回收率高，易挥发元素损失少，消解完全

33、彻底，回收率高，易挥发元素损失少，环境污染少，劳动强度低等优点。环境污染少，劳动强度低等优点。 操作简便：只需把样品及溶剂防入消解操作简便：只需把样品及溶剂防入消解罐，调整好所需要的压力，设定好加热时间，罐，调整好所需要的压力，设定好加热时间，即可进行微波消解。即可进行微波消解。微波密闭消解仪器：微波密闭消解仪器：1. 上海新仪微波化学科技有限公司生产的上海新仪微波化学科技有限公司生产的 MDS 2002A 型压力自控密闭微波溶样系统。型压力自控密闭微波溶样系统。2. 美国美国CEM公司生产的公司生产的 MARS 5 型微波消解系统型微波消解系统实际消解速度：实际消解速度：食品样品最多只要食品

34、样品最多只要 10 分钟（分钟（2.5 MPa);化妆品样品有的要化妆品样品有的要 12 分钟（分钟（3 MPa);药、保健品最多只要药、保健品最多只要 10 分钟（分钟（2.0 MPa);冶金类样品最多要冶金类样品最多要 20 分钟（分钟（2.5 MPa);二、二、 钙的测定钙的测定（一）（一） KMnO4法法 （169页）页） 原理原理: 灰分灰分 + HCl 溶解溶解 CaCl2+(NH4 )2C2O4 CaC2O4 +2NH4Cl CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 + H2C2O4 5H2C2O4 +2KMnO4 +3 H2SO4 K2SO4 +2MnSO4 +10CO2 +8

35、H2O此法需要沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费力，此法需要沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费力，较为少用。较为少用。( (二）二）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）滴定法（乙二胺四乙酸） 原理：原理： 先向系统中加入钙红指示剂（先向系统中加入钙红指示剂（pH11,纯蓝纯蓝色），它与二价钙离子络合，生成酒红色的络合色），它与二价钙离子络合，生成酒红色的络合物，再用物，再用EDTA滴定，它先与游离的钙离子络合，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，使指示后，又夺取指示剂已络合的二价钙离子，使指示剂

36、又显原来颜色，生成蓝色，用以指示终点。剂又显原来颜色，生成蓝色，用以指示终点。注意：注意：滴定用的样品量随钙含量而定，最适合的范围是滴定用的样品量随钙含量而定，最适合的范围是5-50g；加钙红指示剂后，不能放置过久，否则终点发灰，加钙红指示剂后，不能放置过久，否则终点发灰，不明显；不明显；氰化钾用来消除锌、铜、铁、铝、镍、铅等离子的氰化钾用来消除锌、铜、铁、铝、镍、铅等离子的干扰，而柠檬酸钠则可以防止钙和磷结合形成磷酸干扰，而柠檬酸钠则可以防止钙和磷结合形成磷酸钙沉淀；钙沉淀；滴定时，滴定时，pH应为应为12-14，过高或过低，指示剂变红，过高或过低，指示剂变红，滴不出终点。滴不出终点。( (

37、三）原子吸收分光光度法三）原子吸收分光光度法 将处理后的样液直接吸入空气和乙炔焰将处理后的样液直接吸入空气和乙炔焰中原子化，在光路中直接测定钙原子对其空中原子化，在光路中直接测定钙原子对其空心阴极等发射谱线（心阴极等发射谱线（242.7nm）的吸收。）的吸收。三、三、 铁的测定（铁的测定（170页）页） 铁是人体内不可缺少的微量元素，它与蛋白质结合铁是人体内不可缺少的微量元素，它与蛋白质结合形成血红蛋白，参与了血液中氧的运输作用，缺乏铁会形成血红蛋白，参与了血液中氧的运输作用，缺乏铁会引起缺铁性贫血。引起缺铁性贫血。 测定食品中铁的含量除了有营养学意义外，还可以测定食品中铁的含量除了有营养学意

38、义外，还可以鉴定食品中铁的污染程度，控制食品的质量。鉴定食品中铁的污染程度，控制食品的质量。 （一）硫氰酸钾比色法（一）硫氰酸钾比色法(1)原理原理 在酸性条件下，三价铁离子与硫氰酸在酸性条件下，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，钾作用，生成血红色的硫氰酸铁络合物，溶液颜色深浅与铁离子浓度成正比，于溶液颜色深浅与铁离子浓度成正比，于485nm波长处测溶液的吸光度，与标准曲波长处测溶液的吸光度，与标准曲线比较进行定量。反应式如下：线比较进行定量。反应式如下：Fe2（SO4）3+6KCNS2Fe（CNS）3+3K2SO4(2) 试剂试剂 20g/L高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液 20

39、0g/L KCNS溶液溶液 K2S2O7溶液溶液(过硫酸钾溶液过硫酸钾溶液)浓浓H2SO4 10gmL铁标准溶液：称取铁标准溶液：称取0.0498g硫酸亚铁硫酸亚铁溶于溶于100mL水中，加浓硫酸水中，加浓硫酸5mL，微热，溶解后，微热，溶解后随即加入随即加入20g/L高锰酸钾溶液至最后一滴红色不褪高锰酸钾溶液至最后一滴红色不褪色为止。用水稀释至色为止。用水稀释至1000mL，摇匀。此溶液铁，摇匀。此溶液铁浓度为浓度为10gmL。(3)操作步骤操作步骤样品处理：称取均匀样品样品处理：称取均匀样品10.0g，置于瓷坩埚，置于瓷坩埚中，在小火上炭化后，移入中，在小火上炭化后，移入550马弗炉中马弗

40、炉中灰化成白色灰烬，取出，加入灰化成白色灰烬，取出，加入2mL1+1盐酸，盐酸，在水浴上蒸干，再加入在水浴上蒸干，再加入5mL水，加热煮沸后水，加热煮沸后移入移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。同时做试剂空白试验。匀。同时做试剂空白试验。标准曲线绘制：准确吸取标准曲线绘制：准确吸取10gmL铁标准溶液铁标准溶液0.0、0.2、0.6、0.8、1.00mL，分别移入，分别移入25mL比比色管中，各加入色管中，各加入5mL水，加浓硫酸水，加浓硫酸0.5mL，再加，再加入入20gL过硫酸钾溶液过硫酸钾溶液0.2mL和和200gL硫氰酸硫氰酸钾溶液钾溶液2mL，混

41、合均匀后用水定容至，混合均匀后用水定容至25mL，摇匀。，摇匀。在在485nm波长处，测定各溶液的吸光度，绘制标波长处，测定各溶液的吸光度，绘制标准曲线。准曲线。测定：准确吸取消化好的样品溶液及试剂空白溶测定：准确吸取消化好的样品溶液及试剂空白溶液各液各5-10mL，置于，置于25mL比色管中，各加比色管中，各加0.5mL硫酸，硫酸，0.2mL 20gL过硫酸钾溶液，过硫酸钾溶液，2mL 200gL硫氰酸钾溶液，用水稀释至硫氰酸钾溶液，用水稀释至25mL，摇匀。以空，摇匀。以空白液为参比，在白液为参比，在485nm波长处，测定吸光度。波长处，测定吸光度。 结果计算结果计算 样品中铁的质量分数可

42、由下式计算得出：样品中铁的质量分数可由下式计算得出： m1V10-6 WFe= 100 mV1 式中式中WFe样品中铁的质量分数样品中铁的质量分数()； m1 测定时扣除空白后样液中铁的质量测定时扣除空白后样液中铁的质量(g) V1测定时吸取样液的体积测定时吸取样液的体积(mL)； V样品溶液的体积样品溶液的体积(mL)； m样品的质量样品的质量(g)。 (4)注意事项注意事项1)测定过程中应加入过硫酸钾作为氧化剂，以防止测定过程中应加入过硫酸钾作为氧化剂，以防止三价铁转变为二价铁。三价铁转变为二价铁。2)硫氰酸铁稳定性差，如时间稍长，红色便会逐渐硫氰酸铁稳定性差，如时间稍长，红色便会逐渐消退

43、，因此应在规定时间内完成比色。消退，因此应在规定时间内完成比色。3)随硫氰酸根浓度增加，随硫氰酸根浓度增加，Fe3+可与之形成可与之形成FeSCN2+，直至直至Fe(SCN)63-等一系列化合物，溶液颜色由橙等一系列化合物，溶液颜色由橙黄色至血红色，影响测定，因此应严格控制硫氰黄色至血红色，影响测定，因此应严格控制硫氰酸钾的用量。酸钾的用量。（二）（二） 邻菲罗啉（邻二氮菲）比色法邻菲罗啉（邻二氮菲）比色法 (1) 原理原理 在在pH为为2-9的溶液中，二价铁离子能与邻二的溶液中，二价铁离子能与邻二氮菲生成稳定的橙红色络合物，在氮菲生成稳定的橙红色络合物，在510nm有最大有最大吸收，其吸光度

44、与铁的含量成正比，故可比色测吸收，其吸光度与铁的含量成正比，故可比色测定。反应式如下：定。反应式如下： 4Fe3+2NH2OHHCl4Fe2+4H+N2O+H2O+2Cl- pH2时反应进行较慢，而酸度过低又会引起二价铁离时反应进行较慢，而酸度过低又会引起二价铁离子水解，故应通常在子水解，故应通常在pH=5左右的微酸条件下进行。同时左右的微酸条件下进行。同时样品制备液中铁元素常以三价离子形式存在，可用盐酸样品制备液中铁元素常以三价离子形式存在，可用盐酸羟胺先还原成二价离子再作反应，羟胺先还原成二价离子再作反应， 本法选择性高，干扰少，显色稳定，灵敏度和精密度都本法选择性高，干扰少，显色稳定，灵敏度和精密度都较高。较高。 (2) 试剂试剂10%盐酸羟胺（盐酸羟胺（NH2OHHCl ）溶液）溶液0.12%邻二氮菲水溶液（新鲜配制）邻二氮菲水溶液（新鲜配制）10%醋酸钠溶液醋酸钠溶液1mol/L盐酸溶液盐酸溶液铁标准溶液：同硫氰酸钾比色法铁标准溶液：同硫氰酸钾比色法 (3) 测定方法测定方法样品处理：称取均匀样品样品处理：称取均匀样品10.0g，干法灰化后，