食品分析讲义02

1、食品分析食品分析 Food Analysis食品学院 丛 健Tel：61900381Email：J第四章第四章 食品的一般成分分析食品的一般成分分析n水分的测定水分的测定n灰分的测定灰分的测定n脂类的测定脂类的测定n碳水化合物的测定碳水化合物的测定n蛋白质和氨基酸的测定蛋白质和氨基酸的测定n维生素的测定维生素的测定n酸性物质的测定酸性物质的测定第一节第一节 水分的测定水分的测定 水分是食品分析的重要项目之一。水分测定水分是食品分析的重要项目之一。水分测定对于计算生产中的物料平衡，和实行工艺监督对于计算生产中的物料平衡，和实行工艺监督等方面，有很重要的意义。各种食品水分的含等方面，有很重要的意义

2、。各种食品水分的含量差别很大。例如，鲜果为量差别很大。例如，鲜果为69.7%-92.5%，鲜，鲜菜为菜为79.7%-97.1%，鲜瘦肉，鲜瘦肉52.6-77.4%，面粉，面粉12-14%。面包水分随品种不同略有差异，一。面包水分随品种不同略有差异，一般为般为32-42%。人体中的水分人体中的水分胎儿胎儿婴儿婴儿成年女性成年女性成年男性成年男性老人老人90%80%70%65%5060%n水不仅是人体排除毒素、老废物的最佳清洁剂和最佳的溶水不仅是人体排除毒素、老废物的最佳清洁剂和最佳的溶剂，而且水中亦含有人体非常需要的矿物质和种种微量元剂，而且水中亦含有人体非常需要的矿物质和种种微量元素。尤其是钙

3、离子，因为钙在骨骼中的含量占素。尤其是钙离子，因为钙在骨骼中的含量占51左右，左右，这些钙离子或其他微量元素必须在生水中才呈离子状态，这些钙离子或其他微量元素必须在生水中才呈离子状态，所有物质必须呈离子状态才能透过细胞膜的离子通道，才所有物质必须呈离子状态才能透过细胞膜的离子通道，才能让细胞吸收和利用。能让细胞吸收和利用。 水分的存在形式水分的存在形式n自由水（游离水）自由水（游离水）是靠分子间力形成的吸附水。是靠分子间力形成的吸附水。n亲和水亲和水 强极性基团单分子外的水分子层。强极性基团单分子外的水分子层。n结合水（束缚水）结合水（束缚水）以氢键结合的水，结晶水。以氢键结合的水，结晶水。

4、食品中的固形物食品中的固形物指食品内将水分排除后的全部指食品内将水分排除后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。灰分等。 固形物固形物 (%) = 100 % 水份（水份（%）水分的存在形式水分的存在形式n微生物在食品上生长繁殖，能利用的水是游离微生物在食品上生长繁殖，能利用的水是游离水，因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不水，因而微生物在食品中的生长繁殖所需水不是取决于总含水量（是取决于总含水量（%），而是取决于水分活），而是取决于水分活度（度（Aw，也称水活性）。，也称水活性）。n因为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些因

5、为一部分水是与蛋白质、碳水化合物及一些可溶性物质，如氨基酸、糖、盐等结合，这种可溶性物质，如氨基酸、糖、盐等结合，这种结合水对微生物是无用的。因而通常使用水分结合水对微生物是无用的。因而通常使用水分活度来表示食品中可被微生物利用的水。活度来表示食品中可被微生物利用的水。 水分的存在形式水分的存在形式n一般食品水分的测定方法定量地测定的水分即一般食品水分的测定方法定量地测定的水分即含水量，不能说明这些水是否都能被微生物所含水量，不能说明这些水是否都能被微生物所利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力作用；而水分活度则

6、反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可用价值。应和微生物生长的可用价值。肉松：太仓式肉松20% 福建式肉松8% 水分含量的测定方法水分含量的测定方法n在食品中，以自由水形态存在的水分在加热时在食品中，以自由水形态存在的水分在加热时容易蒸发；而以另外两种形态存在的水分，却容易蒸发；而以另外两种形态存在的水分，却不如前者来得容易，若对其进行长时间的加热，不如前者来得容易，若对其进行长时间的加热，非但不能将其去除，反而会使食品发生质变，非但不能将其去除，反而会使食品发生质变，影响分析结果。所以水分测定要在一定的温度、影

7、响分析结果。所以水分测定要在一定的温度、时间和规定的操作条件下进行方能得到满意的时间和规定的操作条件下进行方能得到满意的结果结果水分含量的测定方法水分含量的测定方法 直接法直接法利用水分本身的物理性质、化学利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔费休费休法、化学方法。法、化学方法。 间接法间接法利用食品的物理常数通过函数关利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含量。如测相对密度、折射率、电系确定水分含量。如测相对密度、折射率、电导、旋光率等。导、旋光率等。 一般认为：直接法比间接法准确度高。一般认为：直接法比间接法准确度高。特点特点n重量

8、法：水分是试样中主要挥发成分，其它逸重量法：水分是试样中主要挥发成分，其它逸失少，水分易于排除完全，其它成分在干燥过失少，水分易于排除完全，其它成分在干燥过程中稳定。程中稳定。n蒸馏法：试样与有机溶剂共热，汽化水分。适蒸馏法：试样与有机溶剂共热，汽化水分。适合挥发型成分和脂肪含量高的试样，适用于饲合挥发型成分和脂肪含量高的试样，适用于饲料、啤酒花、调味品、香料中水分的测定。料、啤酒花、调味品、香料中水分的测定。nKarl-Fischer法：利用水与法：利用水与Karl-Fischer试剂试剂反应，适合热不稳定性、组成均匀样品中的微反应，适合热不稳定性、组成均匀样品中的微量水分，适用于脱水蔬菜、

9、糖果、巧克力、油量水分，适用于脱水蔬菜、糖果、巧克力、油脂、乳与乳制品、香料中水分测定。脂、乳与乳制品、香料中水分测定。干燥法干燥法n常压干燥常压干燥n减压干燥减压干燥 操作条件的选择：操作条件的选择： （1 1）称量瓶的选择）称量瓶的选择 （铝制、玻璃）（铝制、玻璃）n玻璃称量皿玻璃称量皿能耐酸碱，不受样品性质的限能耐酸碱，不受样品性质的限 制，常用于常压干燥法。制，常用于常压干燥法。n铝制称量盒铝制称量盒质量轻，导热性强，但质量轻，导热性强，但 对酸性食品不适宜，对酸性食品不适宜，常用于常用于 减压干燥法或原粮水分的测定。减压干燥法或原粮水分的测定。n选择称量皿的大小要合适，一般样品选择称

10、量皿的大小要合适，一般样品1/31/3高度。高度。称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。称样量称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为样品一般控制在干燥后的残留物为1.53克；克；固态、浓稠态样品控制在固态、浓稠态样品控制在 35 克；克；含水分较高的样品控制在含水分较高的样品控制在 1520 克；克；干燥设备干燥设备烘箱烘箱 电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风式。电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风式。 普通；普通； 真空真空

11、干燥条件干燥条件干燥温度：干燥温度：一般是一般是 95105 ；对含还原糖较多的食品应；对含还原糖较多的食品应 先（先（5060）干燥然后再）干燥然后再105加热。加热。2.对热稳定的谷物可用对热稳定的谷物可用120130 干燥。干燥。3.对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。干燥器干燥器干燥时间：干燥时间：恒重恒重最后两次重量之差最后两次重量之差 2 mg 。 基本保证水分蒸发完全。基本保证水分蒸发完全。规定时间规定时间根据经验，准确度要求不高的。根据经验，准确度要求

12、不高的。n对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。 1. 原理：原理： 在一定的温度（在一定的温度（95105）和压力（常压）下，将）和压力（常压）下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。的质量之差为样品的水分含量。2. 适用范围：适用范围：3.样品的制备、测定及结果计算。样品的制备、测定及结果计算。 样品的预处理（对分析结果影响较大）样品的预处理（对分析结果影响较大）a . 采集，处理，保存过程中，要防采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防止水分止组

13、分发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。的丢失或受潮。b. 固体样品要磨碎（粉碎），谷类达固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他目，其他3040目。目。c. 液态样品要在水浴上先浓缩，然后液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，不然烘箱受不了。进干燥箱，不然烘箱受不了。d. 浓稠液体（糖浆、浓稠液体（糖浆、炼乳等）：炼乳等）： 加水稀释，最后要加水稀释，最后要把加入的水除去。把加入的水除去。 加入海砂，海砂与加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要后入干燥箱，两者要知重量。知重量。e. 含水量含水量16%的的谷类食品，采用两谷类食品，采用两步干燥法。如面包，步

14、干燥法。如面包，切成薄片，自然风切成薄片，自然风干干1520h，再称量，再称量，磨碎，过筛，烘干磨碎，过筛，烘干 。n常压干燥法操作过程：常压干燥法操作过程： 烘箱预热烘箱预热 称量皿横重称量皿横重m3 准确准确称样称样+称量皿重称量皿重 m1 干燥干燥1h 冷冷却却30min 称量称量 干燥干燥1h 冷却冷却30min 称量称量 反复至恒重准确称样反复至恒重准确称样+称量皿重称量皿重 m2 。水分的计算：水分的计算：水分水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) 100%（1） 原理：利用水的沸点随原理：利用水的沸点随P的原理，将样品称量的原理，将样品称量后放入真空干燥箱内，在选

15、定的真空度与加热温度后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分比即下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量。为水分含量。（2）装置如）装置如 （下图）（下图）（3）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内，）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内，打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如烘箱打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如烘箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。 原理：原理：以红外线灯管做为热源（以红外线灯管做为热源（700700300000 nm300000 nm波波长），利用红外线的辐射热加热

16、式样长），利用红外线的辐射热加热式样 ，高效快，高效快速的使水分蒸发，据干燥前后的失重即可求出样速的使水分蒸发，据干燥前后的失重即可求出样品的水分。集烘箱于天平为一体。品的水分。集烘箱于天平为一体。装置装置MA30 MA30 水分测定仪（德），样品最大为水分测定仪（德），样品最大为30g30g。SCTSCT3 A 3 A 快速水分测定仪（中），样品最大快速水分测定仪（中），样品最大量为量为 100 g100 g。 操作方法操作方法特点：测定水分快速，简便，但其精密度较差，当特点：测定水分快速，简便，但其精密度较差，当样品份数较多时，效率反而降低。样品份数较多时，效率反而降低。蒸馏法蒸馏法（应用

17、广泛的为共沸蒸馏）（应用广泛的为共沸蒸馏）两种互不相溶的液体，二元体系的沸点低于其中各组份分沸两种互不相溶的液体，二元体系的沸点低于其中各组份分沸点，将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等，共点，将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等，共沸蒸出，冷凝并收集馏出液，由于水与其他组分密度不同，沸蒸出，冷凝并收集馏出液，由于水与其他组分密度不同，馏出液在有刻度的接收管中分层馏出液在有刻度的接收管中分层, ,根据水的体积计算水分含根据水的体积计算水分含量。量。 例：有关沸点：水例：有关沸点：水 100 100 苯苯 80.2 80.2 水水 + + 苯苯 69.25 69.25 有关相对密

18、度：有关相对密度：(20/4)(20/4) d水水 = 1.00000 d苯苯 = 0.87900 d甲苯甲苯 = 0.86694 特点和使用范围特点和使用范围 此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅速的移去，此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅速的移去，加热温度比直接干燥法低。另外是在密闭的容器中进行加热温度比直接干燥法低。另外是在密闭的容器中进行的，设备简单，操作方便，广泛用于各类果蔬、油类等的，设备简单，操作方便，广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。多种样品的水分的测定。 操作注意事项操作注意事项 a. 要先接好冷水，且先打开冷凝水。要先接好冷水，且先打开冷凝水。 b. 试剂

19、苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水分备试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水分备用。用。 c. 准确称量适量的样品（估计含水量准确称量适量的样品（估计含水量25ml）。）。 d. 加热慢慢蒸馏，使加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液滴馏出液/ /每秒。每秒。 计算：水分（计算：水分（%）= ( V W ) 100 V接收管内水的体积。接收管内水的体积。 W样品质量。样品质量。三、卡尔三、卡尔费休法（费休法（Karl Fischer) Karl Fischer) 简称费休法或简称费休法或 K KF F 法。法。19351935年由卡尔年由卡尔菲休提出的测定水分的定量方法，属菲休提出的测定水分的定量方法

20、，属于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法。于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法。多年来，许多分析工作者对此方法进行了较为全面多年来，许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究，在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定的研究，在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面，有许多改进，使该方法日趋成熟的自动化等方面，有许多改进，使该方法日趋成熟与完善。与完善。原理原理 利用利用I2氧化氧化SO2时需要有一定的水参加反应，（氧时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反应）化还原反应） I2+SO2+2H

21、2O H2SO4+2HI 此反应具有可逆性，当生成物此反应具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度浓度0.05 0.05 % % 时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶（C5H5N）可以。）可以。nI2+SO2+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI+C5H5NSO3 氢碘酸吡啶氢碘酸吡啶 硫酸吡啶硫酸吡啶硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。将将I

22、2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成为费配在一起成为费休试剂。休试剂。适用范围适用范围 费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些气体样费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些气体样品中水分含量的测定，也常作为水分痕量级标准分析品中水分含量的测定，也常作为水分痕量级标准分析方法，也可用于此法校定其他的测定方法。方法，也可用于此法校定其他的测定方法。 使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。n在食品分析中，能用于含水量从在食品分析中，能用于含水量从lppm lppm 到接近到接近l00l00的样品的测定，已应用于面粉、砂糖、人造奶的样品的测

23、定，已应用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优于直接干燥食品中的水分测定，结果的准确度优于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。法，也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。主要仪器：主要仪器： KFl 型水分测定仪型水分测定仪(上海化工研究院制上海化工研究院制) SDY一一84 型水分滴定仪型水分滴定仪(上海医械专机厂制上海医械专机厂制)试剂：试剂： 尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，加入尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选用费休

24、无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选用费休试剂滴一下，配好费休试剂后，放置试剂滴一下，配好费休试剂后，放置2424小时后，进小时后，进行标定且每天要标定。行标定且每天要标定。 标定有三种方法：标定有三种方法： 是用纯水进行标定。是用纯水进行标定。 用事先配好的水用事先配好的水甲醇标定。甲醇标定。 用二水合酒石酸钠标定。用二水合酒石酸钠标定。测定注意：测定注意： 甲醇有毒甲醇有毒 ，操作时注意；，操作时注意； 费休试剂可分为甲乙液储存。费休试剂可分为甲乙液储存。5.其它测定水分方法其它测定水分方法 化学干燥法化学干燥法 气相色谱法气相色谱法 微波法微波法 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 其它还有

25、声波和超声波法其它还有声波和超声波法 ，直流和交流电导率法，直流和交流电导率法，介电容量法，核磁共振波谱法，中子法。介电容量法，核磁共振波谱法，中子法。GB/T 5009.32003 食品的水分测定食品的水分测定 1. 直接干燥直接干燥 2. 减压干燥减压干燥 3. 蒸馏蒸馏水分活度值的测定水分活度值的测定一、水分活度表示食品中水分存在的状态，反应水与一、水分活度表示食品中水分存在的状态，反应水与食品的结合或游离程度，食品的结合或游离程度，AwAw结合程度结合程度，AwAw结结合程度合程度。 AwAw影响色、香、味保存期。一般，同影响色、香、味保存期。一般，同种食品水分含量种食品水分含量，Aw

26、Aw值值 。 定义：溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，可近似定义：溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，可近似表示为溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比。表示为溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比。逸度逸度溶液中水逸出的趋势、能力。溶液中水逸出的趋势、能力。 f=pf=p（逸度系数）。（逸度系数）。Aw = f水水/f纯水纯水 p水分压水分压/p纯水分压纯水分压= ERH/100 ERH 是平衡相对湿度（是平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity），它是指食品中水分蒸发达到平衡时，），它是指食品中水分蒸发达到平衡时，即单位时间内脱离食品的水的摩尔数等于返回食即单位时间内脱离

27、食品的水的摩尔数等于返回食品的水摩尔数的时候，食品上方恒定的水蒸汽分品的水摩尔数的时候，食品上方恒定的水蒸汽分压与在此温度下水的饱和蒸汽压的比值（乘以压与在此温度下水的饱和蒸汽压的比值（乘以100 用整数表示）。用整数表示）。二、水分活度值的测定方法二、水分活度值的测定方法（一）（一） AwAw测定仪法；测定仪法；（二）（二） 扩散法；扩散法；（三）（三） 溶剂萃取法。溶剂萃取法。扩散法扩散法n样品在康威氏（样品在康威氏（Conway）微量扩散皿的密封）微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在和恒温条件下，分别在Aw 较高和较低的标准较高和较低的标准饱和溶液中扩散平衡后，根据样品质量的增加饱和溶液

28、中扩散平衡后，根据样品质量的增加（在（在Aw 较高的标准溶液中平衡）和减少（在较高的标准溶液中平衡）和减少（在Aw 较低的标准溶液中平衡），以质量的增减较低的标准溶液中平衡），以质量的增减为纵坐标，各个标准试剂的水分活度为横坐标，为纵坐标，各个标准试剂的水分活度为横坐标，计算样品的水分活度值。该法适用于中等及高计算样品的水分活度值。该法适用于中等及高水分活度（水分活度（Aw0.5）的样品。）的样品。Aw 测定仪法测定仪法n在一定的温度下，用标准饱和溶液校正在一定的温度下，用标准饱和溶液校正Aw 测测定仪的定仪的Aw 值，在同一条件下测定样品，利用值，在同一条件下测定样品，利用测定仪上的传感器，

29、根据食品中的蒸汽压力的测定仪上的传感器，根据食品中的蒸汽压力的变化，从仪器上的表头上读出指示的水分活度。变化，从仪器上的表头上读出指示的水分活度。习题习题n根据你学习本章所掌握的测定水分的知识，根据你学习本章所掌握的测定水分的知识，指出下列各类食品水分测定的操作方法及要指出下列各类食品水分测定的操作方法及要点：乳粉、淀粉、香料、谷类、干酪、肉类、点：乳粉、淀粉、香料、谷类、干酪、肉类、果酱、糖果、笋、南瓜、面包和油脂。果酱、糖果、笋、南瓜、面包和油脂。n在水分测定过程中，干燥器有什么作用？怎在水分测定过程中，干燥器有什么作用？怎样正确地使用和维护干燥器？样正确地使用和维护干燥器？n请阐述水分活

30、度值的概念以及它在食品工业请阐述水分活度值的概念以及它在食品工业生产中的重要意义。生产中的重要意义。4. 在下列情况下，水分测定的结果是偏高还是在下列情况下，水分测定的结果是偏高还是偏低？为什么？偏低？为什么？n烘箱干燥法：样品粉碎不充分；样品中含较多烘箱干燥法：样品粉碎不充分；样品中含较多挥发性成分；脂肪的氧化；样品的吸湿性较强；挥发性成分；脂肪的氧化；样品的吸湿性较强；美拉德反应；样品表面结了硬皮；装有样品的美拉德反应；样品表面结了硬皮；装有样品的干燥器未密封好；干燥器中硅胶已受潮。干燥器未密封好；干燥器中硅胶已受潮。n蒸馏法：样品中的水分和溶剂间形成的乳浊液蒸馏法：样品中的水分和溶剂间形

31、成的乳浊液没有分离；冷凝器中残留有水滴；馏出了水溶没有分离；冷凝器中残留有水滴；馏出了水溶性成分。性成分。n卡尔费休法：玻璃器皿不够干燥；样品颗粒较卡尔费休法：玻璃器皿不够干燥；样品颗粒较大；样品中还有还原性物质如维生素大；样品中还有还原性物质如维生素C；样品；样品中富含不饱和脂肪酸。中富含不饱和脂肪酸。第二节第二节 灰分的测定灰分的测定n灰分的概念：灰分的概念：食品经高温（食品经高温（500500600600）灼烧）灼烧后的残留物，叫做灰分。是食品中无机成分总后的残留物，叫做灰分。是食品中无机成分总量的标志。量的标志。人体内的元素人体内的元素n标准健康成年人的元素组成为氧标准健康成年人的元素

32、组成为氧65、碳、碳18%、氢氢10、氮、氮3%、钙、钙1.5、磷、磷1%、钾、钾0.35、硫硫0.25%、钠、钠0.15、氯、氯0.15%、镁、镁0.05%等等11种含量大于种含量大于0.01的元素称为人体常量元素。的元素称为人体常量元素。n含量在含量在0.01以下的称为微量元素。如硒、铬、以下的称为微量元素。如硒、铬、锗、铁、锌等锗、铁、锌等14种为人体必需的微量元素。种为人体必需的微量元素。n铅、镉、汞、砷等为有害元素。铅、镉、汞、砷等为有害元素。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，如某，如某些金属氧化物会吸收有机物分解产生

33、的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等也能以含氧酸的形式挥发散失）。从这个观点出发通常把挥发散失）。从这个观点出发通常把食品经高温灼食品经高温灼烧后的残留物称为烧后的残留物称为粗灰分粗灰分（总灰分总灰分）。）。 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溶性灰分水不溶性灰分水不溶性灰分灰分测定的内容灰分测定的内容 按溶解性分为：总灰分、水溶性灰分、水不溶性灰分、按溶解性分为：总灰分、水溶性灰分、水不

34、溶性灰分、酸溶性灰分、酸不溶性灰分。酸溶性灰分、酸不溶性灰分。 其中其中: : 水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类的含量。化物和盐类的含量。 水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。 酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在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量氧化硅的含量。的微量氧化硅的含量。 酸溶性灰分反映酸溶性灰分反映Fe、Al等氧化物、碱土金属的碱等氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐的含量。式磷

35、酸盐的含量。测定的意义测定的意义前处理前处理评判食品的质量指标：如评定面粉等级、灰分是果胶、评判食品的质量指标：如评定面粉等级、灰分是果胶、明胶之类的胶质品的胶冻性能的标志、水溶性灰分指明胶之类的胶质品的胶冻性能的标志、水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的果汁含量。示果酱、果冻制品中的果汁含量。食品的重要组成部分：反应营养价值食品的重要组成部分：反应营养价值判断食品受污染的程度：不同的食品，因所用原料、判断食品受污染的程度：不同的食品，因所用原料、加工方法及测定条件的不同，各种灰分的组成和含量加工方法及测定条件的不同，各种灰分的组成和含量也不相同，当这些条件确定后，某种食品的灰分常在也不相同，当这

36、些条件确定后，某种食品的灰分常在一定范围内。如果灰分含量超过了正常范围，说明食一定范围内。如果灰分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原料或食品添品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原料或食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。例如：例如：n面粉生产，往往在分等级时要用灰分指标，因面粉生产，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 %，n生产明胶、果胶类胶制品，灰分是它胶冻性能生产明胶、果

37、胶类胶制品，灰分是它胶冻性能的标志。同时还可检验食品加工过程的污染情的标志。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的项目之一。况。所以，灰分是食品成分全分析的项目之一。总灰分的测定总灰分的测定原理：样品经炭化后放入高温炉内灼烧，有机原理：样品经炭化后放入高温炉内灼烧，有机物中的碳、氢、氮被氧化分解，以二氧化碳、物中的碳、氢、氮被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，另有少量的有机氮的氧化物及水等形式逸出，另有少量的有机物经灼烧后生成的无机物，以及食品中原有的物经灼烧后生成的无机物，以及食品中原有的无机物均残留下来，对残留物进行称量即可检无机物均残留下来，对残留

38、物进行称量即可检测出样品中总灰分的含量。测出样品中总灰分的含量。前处理前处理n可用测定水分之后的样品。可用测定水分之后的样品。n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。n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。成溅失。n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, ,先制备成均匀样品，再准确先制备成均匀样品，再准确称取样品置于已知重量坩埚中，放烘箱中干燥（先称取样品置于已知重量坩埚中，放烘箱中干燥（先60607070，后，后105105），再炭化。），再炭化。n

39、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、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。炭化。炭化样品炭化样品n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，以防温度高，试样中前，要先进行炭化处理，以防温度高，试样中的水分急剧蒸发使样品飞扬，防止易发泡膨胀的水分急剧蒸发使样品飞扬，防止易发泡膨胀的物质在高温下发泡而溢出，减少碳粒被包裹的物质在高温下发泡而溢出，减少碳粒被包裹住的可能性。住的可能性。n炭化操作一般在电炉或煤气灯下进行，半盖坩炭化操作一般在电炉或煤气灯下进行，半盖坩埚盖，小心加热使样品在通气情况下

40、逐渐炭化，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、发泡的如含糖多直至无黑烟产生。对易膨胀、发泡的如含糖多的，含蛋白多的样品，可在样品上加数滴辛醇的，含蛋白多的样品，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。或纯植物油，再进行炭化。灰化容器（坩埚）灰化容器（坩埚）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 镍等，镍等， 个别情况也可使用蒸发皿。个别情况也可使用蒸发皿。 注：坩埚盖子与埚要配套。注：坩埚盖子与埚要配套。 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

41、点： 耐碱性差，灰化成碱性食品（如水果、蔬菜、豆耐碱性差，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。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,吸湿性小。吸湿性小。 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。坩埚的选择坩埚的选择n常采用素烧瓷坩埚，它耐高温

42、，灼烧后失重极少，对酸常采用素烧瓷坩埚，它耐高温，灼烧后失重极少，对酸性食品稳定，一般不因温度迅速变化而破裂，且价钱便性食品稳定，一般不因温度迅速变化而破裂，且价钱便宜，但对碱性食品不稳定。当灰化碱性食品时，瓷坩埚宜，但对碱性食品不稳定。当灰化碱性食品时，瓷坩埚内壁的釉层会有部分溶解，反复使用多次后，往往难以内壁的釉层会有部分溶解，反复使用多次后，往往难以得到恒量而造成误差，在这种情况下，需采用新的瓷制得到恒量而造成误差，在这种情况下，需采用新的瓷制容器，或改用铂金坩埚等其他容器。容器，或改用铂金坩埚等其他容器。n近年来，某些国家采用铝箔杯作灰化容器，比较起来，近年来，某些国家采用铝箔杯作灰化

43、容器，比较起来，它本身质量轻，在它本身质量轻，在5255256006000 0C C 范围内，能稳定地使用，范围内，能稳定地使用，同时冷却效果好，且在一般温度下没有吸湿性，如果将同时冷却效果好，且在一般温度下没有吸湿性，如果将杯子上缘折叠封口，基本密封好，冷却时间可不放入干杯子上缘折叠封口，基本密封好，冷却时间可不放入干燥器内，几分钟后便可降到室温，缩短了冷却时间。燥器内，几分钟后便可降到室温，缩短了冷却时间。取样量取样量根据试样种类和性状来定，一般控制灼烧后灰分为根据试样种类和性状来定，一般控制灼烧后灰分为 10 100 mg 。通常：通常： 乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等取乳粉、麦

44、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品取 20g 、油脂取、油脂取50 g 。灰化温度灰化温度n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。n温度太

45、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。灰化时间灰化时间n一般不规定灰化时间，而是观察残留物（灰分）为全白色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，并达到或浅灰色，内部无残留的碳块，并达到恒重恒重为止。两次结为止。两次结果相差果相差 0.5 mg。对于已做过多次测定的样品，可根据经。对于已做过多次测定的样品，可根据经验限定时间。验限定时间。n总的时间一般为总的时间一般为 2 5 小时，个别样品有规定温度、时间。

46、小时，个别样品有规定温度、时间。n应指出，对某些样品即使灰化完全，残灰也不一定呈白色应指出，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。或浅灰色，如铁含量高的食品，残灰呈褐色。 锰、铜含锰、铜含量高的食品，残灰呈蓝绿色。量高的食品，残灰呈蓝绿色。加速灰化的方法加速灰化的方法u样品经初步灼烧后，取出冷却，从灰化容器边缘慢慢样品经初步灼烧后，取出冷却，从灰化容器边缘慢慢加入（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬）少量无加入（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬）少量无离子水，使水溶性盐类溶解，被包住的碳粒暴露出来，离子水，使水溶性盐类溶解，被包住的碳粒暴露出来，在水浴

47、上蒸发至干涸，置于在水浴上蒸发至干涸，置于1201201301300 0C C 烘箱中充分干烘箱中充分干燥（充分去除水分，以防再灰化时，因加热使残灰飞燥（充分去除水分，以防再灰化时，因加热使残灰飞散），再灼烧到恒重。散），再灼烧到恒重。u添加灰化助剂：硝酸、乙醇、过氧化氢、碳酸铵，这添加灰化助剂：硝酸、乙醇、过氧化氢、碳酸铵，这类物质在灼烧后完全消失，不致增加残留灰分的重量类物质在灼烧后完全消失，不致增加残留灰分的重量或添加过氧化镁、碳酸钙等惰性不熔物质：这类物质或添加过氧化镁、碳酸钙等惰性不熔物质：这类物质的作用纯属机械性的，它们和灰分混杂在一起，使碳的作用纯属机械性的，它们和灰分混杂在一起

48、，使碳微粒不受覆盖。此法应同时作空白试验。微粒不受覆盖。此法应同时作空白试验。 瓷坩埚的准备瓷坩埚的准备 将坩埚用盐酸（将坩埚用盐酸（1 1：4 4）煮）煮1 12 2小时，洗净晾干后，用三氯化铁与蓝墨水的小时，洗净晾干后，用三氯化铁与蓝墨水的混合液在坩埚外壁及盖上写上编号，置于规规定温度（混合液在坩埚外壁及盖上写上编号，置于规规定温度（5005505005500 0C C ）的高）的高温炉中灼烧温炉中灼烧1 1小时，移至炉口冷却到小时，移至炉口冷却到2002000 0C C 左右后，再移入干燥器中，冷却左右后，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至室温后，准确称重，再放

49、入高温炉内灼烧3030分钟，取出冷却称重，直至分钟，取出冷却称重，直至恒重（两次称量之差不超过恒重（两次称量之差不超过0.5mg0.5mg）。）。测定步骤：测定步骤：瓷坩埚的准备瓷坩埚的准备样品预处理样品预处理 炭化炭化 灰化灰化样品预处理样品预处理n果汁、牛乳等液体试样：准确称取适量试样于已知重量的瓷坩埚果汁、牛乳等液体试样：准确称取适量试样于已知重量的瓷坩埚（或蒸发皿）中，置于水浴上蒸发至近干，再进行炭化。这类样（或蒸发皿）中，置于水浴上蒸发至近干，再进行炭化。这类样品若直接炭化，液体沸腾，易造成溅失。品若直接炭化，液体沸腾，易造成溅失。n果蔬、动物组织等含水分较多的试样：先制备成均匀的试

50、样，再果蔬、动物组织等含水分较多的试样：先制备成均匀的试样，再准确称取适量试样于已知重量坩埚中，置烘箱中干燥，再进行炭准确称取适量试样于已知重量坩埚中，置烘箱中干燥，再进行炭化。也可取测定水分后的干燥试样直接进行炭化。化。也可取测定水分后的干燥试样直接进行炭化。n谷物、豆类等水分含量较少的固体试样：先粉碎成均匀的试样，谷物、豆类等水分含量较少的固体试样：先粉碎成均匀的试样，取适量试样于已知重量的坩埚中再进行炭化。取适量试样于已知重量的坩埚中再进行炭化。n富含脂肪的样品：把试样制备均匀，准确称取一定量试样，先提富含脂肪的样品：把试样制备均匀，准确称取一定量试样，先提取脂肪，再将残留物移入已知重量

51、的坩埚中，进行炭化。取脂肪，再将残留物移入已知重量的坩埚中，进行炭化。 炭化炭化n试样经预处理后，在放入高温炉灼烧前要先进行炭化处理。试样经预处理后，在放入高温炉灼烧前要先进行炭化处理。 （1 1）防止在灼烧时，因温度高试样中的水分急剧蒸发使试样飞）防止在灼烧时，因温度高试样中的水分急剧蒸发使试样飞 （2 2）防止糖、蛋白质、淀粉等易发泡膨胀的物质在高温下发泡膨胀而）防止糖、蛋白质、淀粉等易发泡膨胀的物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚；溢出坩埚； （3 3）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。n炭化操作一般在电炉或煤气灯上进行，把坩埚置于电

52、炉或煤气灯上，炭化操作一般在电炉或煤气灯上进行，把坩埚置于电炉或煤气灯上，半盖坩埚盖，小心加热使试样在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产半盖坩埚盖，小心加热使试样在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。生。 对特别容易膨胀的试样（如含糖多对特别容易膨胀的试样（如含糖多 的食品），可先于试样上加数滴的食品），可先于试样上加数滴 辛醇或纯植物油，再进行炭化。辛醇或纯植物油，再进行炭化。灰化灰化n炭化后，把坩埚移入已达规定温度（炭化后，把坩埚移入已达规定温度（525525600 600 ）的高）的高温炉炉口处，稍停留片刻，再慢慢移入炉膛内，坩埚盖斜温炉炉口处，稍停留片刻，再慢慢移入炉膛内，坩埚盖斜倚在坩

53、埚口，关闭炉门，灼烧一定时间（视样品种类、性倚在坩埚口，关闭炉门，灼烧一定时间（视样品种类、性状而异）至灰中无碳粒存在。打开炉门，将坩埚移至炉口状而异）至灰中无碳粒存在。打开炉门，将坩埚移至炉口处冷却至处冷却至200 200 左右，移入干燥器中冷却至室温，准确称左右，移入干燥器中冷却至室温，准确称重，再灼烧、冷却、称重，直至达到恒重。重，再灼烧、冷却、称重，直至达到恒重。注意事项注意事项样品炭化时要注意热源强度，防止产生大量泡样品炭化时要注意热源强度，防止产生大量泡沫溢出坩埚。沫溢出坩埚。把坩埚放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉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

54、却，防止因温度口停留片刻，使坩埚预热或冷却，防止因温度剧变而使坩埚破裂。剧变而使坩埚破裂。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，器中，否则因热的对流作用，易造成残灰飞散，且冷却速度慢，冷却后干燥器内形成较大真空，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。盖子不易打开。 从干燥器内取出坩埚时，因内部成真空，开盖从干燥器内取出坩埚时，因内部成真空，开盖恢复常压时，应注意使空气缓缓流入，以防残灰恢复常压时，应注意使空气缓缓流入，以防残灰飞散。飞散。 灰化后所得残渣可留作灰化后所得残渣可留作CaCa、P

55、P、FeFe等成分的分析。等成分的分析。 用过的坩埚经初步洗刷后，可用粗盐酸或废盐用过的坩埚经初步洗刷后，可用粗盐酸或废盐酸浸泡酸浸泡10102020分钟，再用水冲刷洁净。分钟，再用水冲刷洁净。 结果计算结果计算灰分（灰分（%）=m3m1m2m1100式中：式中： m1空坩埚质量，空坩埚质量，g； m2样品加空坩埚质量，样品加空坩埚质量，g； m3残灰加空坩埚质量，残灰加空坩埚质量，g。水溶性灰分和酸不溶性灰分的测定水溶性灰分和酸不溶性灰分的测定水溶性灰分的测定水溶性灰分的测定 向测定总灰分所得残留物中加入向测定总灰分所得残留物中加入25ml25ml无离子水，加热至沸，用无离子水，加热至沸，用

56、无灰无灰滤纸滤纸过滤，用过滤，用25ml25ml热的无离子水分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣，将热的无离子水分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣，将残渣连同滤纸移回原坩埚中，在水浴上蒸发至干涸，放入干燥箱中残渣连同滤纸移回原坩埚中，在水浴上蒸发至干涸，放入干燥箱中干燥，再进行灼烧、冷却、称重、直至恒重，残灰即为水不溶性灰干燥，再进行灼烧、冷却、称重、直至恒重，残灰即为水不溶性灰分。按下式计算水溶性灰分和水不溶性灰分含量。分。按下式计算水溶性灰分和水不溶性灰分含量。%1001214mmmmW水不溶性灰分含量式中：式中： w -水不溶性灰分含量，水不溶性灰分含量， m1 -空坩埚质量，空坩埚质量，g m2-样品和

57、空坩埚质量，样品和空坩埚质量，g m4 -灰化后样品和空坩埚质量，灰化后样品和空坩埚质量，g水溶性灰分含量（水溶性灰分含量（%）= 总灰分含量（总灰分含量（%）- 水不溶性灰分含量水不溶性灰分含量(%）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，或测定总灰分所得的残留物，加入取水不溶性灰分，或测定总灰分所得的残留物，加入2525毫升毫升0.1mol/L0.1mol/L盐酸，放在小火上轻微煮沸盐酸，放在小火上轻微煮沸5 5分钟，用无灰滤纸过滤后，再用热水洗分钟，用无灰滤纸过滤后，再用热水洗涤到洗液无氯离子反应为止。将残留物连同滤纸置坩埚中进行干燥、涤到洗液无氯离子反应为止。将残留物连同

58、滤纸置坩埚中进行干燥、灼烧、放冷并称重。灼烧、放冷并称重。%1001215mmmmW酸不溶性灰分含量式中：式中： w -酸不溶性灰分含量，酸不溶性灰分含量， m1 -空坩埚质量，空坩埚质量，g m2-样品和空坩埚质量，样品和空坩埚质量，g m5 -灰化后样品和空坩埚质量，灰化后样品和空坩埚质量，g高温炉（马福炉）：高温炉（马福炉）：n用于金属熔融、有机物灰化及重量分析的沉淀灼烧等。用于金属熔融、有机物灰化及重量分析的沉淀灼烧等。高温炉有加热部分、保温部分、测温部分等组成，有配高温炉有加热部分、保温部分、测温部分等组成，有配套的自动控温仪，用来设定、控制、测量炉内的温度。套的自动控温仪，用来设定、控制、测量炉内的温度。n结构：高温电炉的最高使用温度可达到结构：高温电炉的最高使用温度可达到100010000 0C C 左右。炉左右。炉膛以传热性能良好、耐高温而无胀碎裂性的碳化硅材料膛以传热性能良好、耐高温而无胀碎裂性的碳化硅材料制成，内嵌入电阻丝以供加热。耐火材料外围包裹一层制成，内嵌入电阻丝以供加热。耐火材料外围包裹一层很厚的绝缘耐热镁砖石棉纤维，以减少热量损失。钢质很厚的