中药材灰分及水、酸不溶性灰分检测

1、中药材灰分及水、酸不溶性灰分检测执业药师 江梦露 毫源药业公司实验室1 概述1.1 概念1. 1.1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。它是食品中无机成分总量的一项指标。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）。通常把食品经高温灼烧后的残留物称为粗灰分 （总 灰分）。水溶性灰分反映可溶性 K、 Na、 C

2、a、 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。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。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。1.2灰分测定的意义 （1）考察药品的原料及添加剂的使用情况； （2）灰分指标是一 项有效的控制指标； 中药饮片的加工精度要正确评价某中药 的药用价值，其无机盐含量是一个评价指标。水溶性灰分和酸 不溶性灰分可作为药品生产的一项控制指标。 （ 3）反映动物、植 物的生长条件。2 灰分的检测2.1原理把一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧， 使有机物质被氧化 分解，以二氧化碳、氮的氧化物

3、及水等形式逸出，而无机物质以无机 盐和金属氧化物的形式残留下来， 这些残留物即为灰分， 称量残留物 的重量即可计算出样品中总灰分的含量。2.2仪器天平（感量为0.1 mg）、马弗炉（温度600 C）、干燥器（内附有有效硅胶为干燥剂） 、坩埚、电热板或电热炉、水浴锅2.3灰化条件的选择2.3.1 灰化容器坩埚。坩埚盖子与埚要配套。坩埚材质有多种：素瓷；铂；石英；铁；镍等，个别情况也可使用蒸发皿。素瓷坩埚：【优点】耐高温可达1200 C，内壁光滑，耐酸， 价格低廉。【缺点】 耐碱性差，灰化成碱性食品，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。铂坩埚：【

4、优点】耐高温，达1773C，导热良好，耐碱，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。取样量测定灰分时， 取样量的多少应根据试样的种类和性状来决定， 食 品的灰分与其他成分相比，含量较少，所以取样时应考虑称量误差， 以灼烧后得到的灰分量为10100mg来决定取样量。灰化温度一般为 525 600C温度太高： 1）引起 K 、Na、 Cl 等元素的挥发损失； 2）磷酸盐、 硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，灰化不完全。温度太低： 1）灰化速度慢，时间长，不易灰化完全； 2）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，

5、 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。灰化时间 一般不规定灰化时间，一是观察残留物颜色（灰分）为全白色或 浅灰色，内部无残留的碳块；二是达到恒重即两次结果相差 <0.5 mg。 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；有时即使灰的表面呈白色，内部仍残留有碳块。所以应根据样品 的组成、性状注意观察残灰的颜色，正确判断灰化程度。2.4 加速灰化的方法 有些样品难于灰化，磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易形成KH2PO4

6、、NaH2PO4等，会熔融而包住C粒，即使灰化相当长时间 也达不到恒重。对于难以灰化的样品，可采用下述方法加速灰化：样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少 量无离子水，使残灰充分湿润，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容器里， 在水 浴上蒸发至干涸，至120 130C烘箱内干燥，再灼烧至恒重。 经初步灼烧后，放冷，加入几滴 HNO3 、 H2O2 等，蒸干 后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作用来加速 C 粒灰化。也可加入 10（NH4）2CO3 等疏松剂，在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈 松散状态，促进灰化。糖类样品残灰中加入硫

7、酸，可以进一步加速。加入 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状态，避免了碳粒被包 裹，可缩短灰化时间，但产生了 MgO 会增重，应做空白试验。添加MgO、CaCO3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 C 粒不受覆盖， 应做空白试验，因为 它们使残灰增重。2.4 总灰分的测定方法高温炉（马福炉、蒙弗炉）的准备SRTX-4-9型箱式电阻炉、DRZ-4型温度控制仪。接通电源,调好要使用的温度，电线容量要大，因为功率为2000-4000W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。瓷坩埚

8、的准备 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，宜选素瓷蒸发皿。使用的容器大会使称量的误 差增大。将两个坩埚用（ 1:4）的 HCl 煮沸 12 小时，洗净凉干。用 FeCl3 + 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，先放在炉口预热再移入马福炉灼烧；后移至炉 口冷却到2000C左右后，再移入干燥器中，冷却至室温后，准确称重, 再放入高温炉内灼烧 30分钟，取出冷却称重，直至恒重（两次称量 之差不超过 0.5mg）。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， 不然就会破裂， 然后慢慢往

9、里面放， 把盖子搭在旁边。稍停一下在关炉门，于规定温度（500600C）灼烧半小时, 再移至炉口冷却到200C左右，再移入干燥器中，冷却至室温，准确 称量，再入高温炉中烧 30分钟，取出冷却称重，直至恒重（两次称 重之差不大于 0.5 mg ）,记录数据备用。样品的预处理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。对于液体样品应先在水浴上蒸干，否则直接炭化，液体沸腾易造成溅失。含水分较多的样品，先制备成均匀样品，再准确称 取样品置于已知重量坩埚中，放烘箱中干燥（先6070C,后105C）, 再炭化。水分含量较少的固体样，粉碎均匀后可直接称取、炭化。244炭化样品a以防温度高

10、，试样中的水分急剧蒸发使样品飞扬；b.防止易发泡膨胀的物质在高温下发泡而溢出；c.减少碳粒被包裹住的可能 性。炭化操作一般在电热炉或加热板上进行，半盖坩埚盖，小心加热使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 如含糖多的样品，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。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。结果计算公式样品中灰分的含量,%X=（m2-m1）/m*100%式中：m2坩埚和灰分的质量,gml坩埚的质量,gm样品的质量，g试样中灰分含量10 g/100 g时，保留三位有效数字；试样中灰分含 量

11、V 10 g/100 g时，保留二位有效数字。精密度在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的 5 %。除盐干基计灰分计算公式 X=<(m2-m1)/m-X1>/<(100-X1-X2)/100> *100%式中： X1 样品中盐分的含量， X2样品中水分的含 量,%m2坩埚和灰分的质量,g ml坩埚的质量,gm样品的质量，g2.5说明样品炭化时要注意热源强度， 防止产生大量泡沫溢出坩埚。 把坩埚放入高温炉或从炉中取出时， 要放在炉口停留片刻， 使坩埚预 热或冷却。灼烧后的坩埚应冷却到200C以下再移入干燥器中，否 则因热的对流作用，易造成残灰飞

12、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。 从干燥器中取出 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 HCI(废)浸泡1020分钟， 再用水冲刷洗净。2.7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，好冷却，减小误差。3水溶性灰分和水不溶性灰分的测定3.1 方法将测定所得的总灰分称量、计算后，约加 25mI 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

13、， 再进行炭化、 灼烧、冷却、称量， 至恒重。3.2结果计算水不溶性灰分的含量， %X=（m3-m1）/m *100%式中： m 3坩埚和灰分的质量 ,gml坩埚的质量,gm样品的质量，g4 酸不容性灰分检测4.1 酸不溶灰分的测定有两个分别称为 4N 盐酸不溶灰分法 （简称 4N AIA 法）与 2N 盐酸不溶 灰分法 （简称 2NAIA 法）。其中 2N AIA 在饲料与粪中的含量均较 4N AIA 多，有利于提高试验结果的准确性。但 2N AIA 法中样品 经盐酸处理后的残渣较多，过滤洗涤时比较繁琐。因此，可根据条件 及试验精度任选。本处介绍 2NAIA 的测定方法如下。4.2 2N 盐

14、酸溶液（稀盐酸）的配制准确量取164.8ml浓盐酸定容至1000ml混匀即可。4.3 酸不溶性灰分测定法取上项所得的灰分，在坩埚中小心加入稀盐酸约10ml，用表面皿覆盖坩埚，置水浴上加热 10 分钟，表面皿用热水 5ml 冲洗，洗液 并入坩埚中，用无灰滤纸滤过，坩埚内的残渣用水洗于滤纸上，并洗 涤至洗液不显氯化物反应为止（洗液用硝酸银溶液 （5.2）检查证明不存 有氯离子CL )。滤渣连同滤纸移至同一坩埚中，在高温电热炉上灼 烧1h,在干燥器中冷却并称量。(重复进行灼烧、冷却并称量这一操 作过程，直到两次连续称量的质量差小于 O.OOIg即为炽灼至恒重。) 记录最低质量数，根据残渣重量，计算供试品中酸不溶性灰分的含量(%)。4.4结果计算441公式 酸不溶灰分的含量，%X = ( m4-m1)/m*100%。m4：坩埚和酸不溶灰分的总重量，单位为 g；ml：坩埚重量，单位为g; m：样品质量，单位为g；精准度结果取平行的算术平均值并保留到小数点后两位；允许误差：由同一分析者同时或相继进行的两次测定结果之差 , 当酸不溶性灰分大于1%时，绝对偏差不超过0