食品中一般成分分析-矿物质的测定

原理原理

根据钙与氨羧络合剂能定量地形成金属络合物，该络合物的稳定性较钙与指示剂所形成的络合物强。在一定的pH范围内，以氨羧络合剂EDTA滴定，在达到化学计量点时，EDTA就从指示剂络合物中夺取钙离子，使溶液呈现游离指示剂的颜色。根据EDTA络合剂消耗量，可计算出钙的含量。Part02仪器与试剂仪器与试剂

滴定管；锥形瓶、分析天平等；1.25mol/LKOH溶液；10g/L氰化钠溶液；0.05mol/L柠檬酸钠溶液；高氯酸-硝酸消化液（1+4）；EDTA溶液：精确称取4.50gEDTA（乙二胺四乙酸二钠），用水稀释至1000mL。使用时稀释10倍。

仪器与试剂钙标准溶液（100ug/mL）：精确称取0.1248g碳酸钙（纯度大于99.99%，105-110℃烘干2h），加20mL水及3mL0.5mol/L盐酸溶解，移入500mL容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液每mL相当于100ug钙。钙红指示剂：称取0.1g钙红指示剂，用水稀释至100mL，溶解后使用。储存于冰箱中可保持一个半月。Part03操作步骤操作步骤1.样品处理精确称取均匀干样0.5g-1.5g（湿样2.0g-4.0g、饮料等液体样品5.0g-10.0g），置于250mL高型烧杯中，加混合酸20-30mL，盖上表面皿，置于电热板上加热消化。如未消化完全，则需补少量混合酸，继续加热消化至溶液无色透明为止。加几毫升水，加热，脱硝。当烧杯中液体剩余至2-3mL，取下冷却，用水转入10mL容量瓶中加水至刻度，混匀。同时做试剂空白试验。操作步骤2.EDTA标准溶液的标定吸取0.5mL钙标准溶液，用EDTA溶液滴定，根据滴定结果，计算出每毫升EDTA溶液相当于钙的质量（mg），即滴定度（T）。操作步骤3.样品及空白溶液测定分别吸取样液0.1-0.5mL（根据钙的含量而定）样品消化液和试剂空白液，置于试管中，加1滴氰化钠溶液和0.1mL柠檬酸钠溶液，用滴管加1.5mL氢氧化钾溶液。

加3滴钙指示剂，立即以稀释10倍的EDTA溶液滴定，至指示剂由紫红色变为蓝色为终点。Part04结果计算结果计算

式中：X---样品中钙的含量，mg/100g；m---样品的质量，g；T---EDTA滴定度，mg/mL；V---滴定样品时所消耗EDTA的体积，mL；V0---滴定空白时所消耗EDTA的体积，mL；f---样品稀释倍数；Part05说明说明1.样品处理时要防止污染，样品不得用石磨研碎。所用容器均应使用聚乙烯或玻璃制品。2.样品消化时，注意酸不要烧干，以免发生危险。3.加氰化钠和柠檬酸钠的目的是除去其他离子的干扰。4.加指示剂后，应立即滴定。5.该法测定食品中钙的含量，简便、快速、灵敏。但锌、铜等离子会对滴定过程产生干扰，可加入氰化钠掩蔽。6.柠檬酸钠可防止钙和磷结合生成磷酸钙沉淀。

定义定义

配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法。配位滴定法是用配位剂作为标准溶液直接或间接滴定被测物质，并选用适当的指示剂指示滴定终点。Part02基本原理基本原理

能够用于配位滴定的主要是氨羧配位体，是一类以氨基二乙酸基团为基体的有机配位体，分子中含有配位能力很强的氨基氮和羧基氧两种配位原子，能与大多数金属离子形成稳定配合物。氨羧配位体种类很多，在配位滴定中，应用最广泛的是乙二胺四乙酸（EDTA）。Part03EDTA及其配合物的特性EDTA及其配合物的特性

1.EDTA的性质EDTA为四元酸，常用H4Y表示。在水溶液中EDTA存在H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-等多种形式，只有Y4-能与金属离子直接配位。溶液的酸度越低，Y4-浓度越大。因此，EDTA在碱性溶液中配位作用强。EDTA在水中溶解度很小，其二钠盐，溶解度较大，因此EDTA标准溶液通常用其二钠盐配制，一般也简称EDTA。EDTA及其配合物的特性EDTA与大多数金属离子均形成1∶1型的配合物，便于计算。（1）计量关系简单（3）反应速度快，且在水中有较大的溶解度，使配位滴定可以在水溶液中进行。

几乎能与所有的金属离子形成稳定的配合物，应用广泛，但选择性差。（5）普遍性EDTA有6个配位原子，与大多数金属离子形成有多个五元环的螯合物，具有特殊的稳定性。（2）稳定性高无色的金属离子与EDTA配位时，形成无色的螯合物。有色的金属离子与EDTA配位时，则形成颜色较深的配合物。（4）配合物的颜色与金属离子有关2.EDTA与金属离子形成配合物的特点Part04金属指示剂的选择金属指示剂的选择

在配位滴定中，通常利用一种能与金属离子生成有色配合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化，这种显色剂称为金属离子指示剂,简称金属指示剂。

1.金属离子指示剂的作用原理金属指示剂多为有机配位剂，能与金属离子M反应，生成有色配合物，其颜色与指示剂本身的颜色有显著差别，从而指示滴定终点。金属指示剂的选择2.金属指示剂应具备的条件（1）显色配合物与指示剂的颜色应有显著的差异。（2）显色反应要求灵敏、迅速,有良好的变色可逆性。

金属指示剂的选择2.金属指示剂应具备的条件（3）显色配合物的稳定性要适当，既要有足够的稳定性，又要比该金属离子的EDTA配合物的稳定性小。（4）指示剂应具有一定的选择性,即在一定的条件下，一种或几种离子发生显色反应.（5）指示剂与金属离子所生成的配合物应是水溶性的，不应生成沉淀或形成胶体溶液使变色不明显。Part05常用的金属指示剂常用的金属指示剂

1.铬黑T（EBT）铬黑T在pH值为7-11的溶液里指示剂显蓝色，与金属离子（Ca2+、Mg2+、Zn2+）为红色，两者颜色有显著差异，可以用来作为指示剂，但必须选择合适的pH范围。2.钙指示剂钙指示剂也称钙红，黑紫色粉末,溶于水呈枣红色，钙指示剂在pH=12-14之间显蓝色，与Ca2+形成红色络合物，用于钙镁混合物中钙的测定，终点变色较铬黑T敏锐。Part06配位滴定法的应用配位滴定法的应用1.水的总硬度的测定水的硬度用溶解于水中钙盐和镁盐的含量来表示。称取一定水样，调节合适pH=10，以铬黑T为指示剂，采用EDTA标准溶液滴定，溶液颜色由红色变为蓝色时为终点。根据EDTA消耗量，计算出水的总硬度。2.钙的测定

取一定体积的水样，调节合适的pH值，加入钙指示剂，再用EDTA标准溶液滴定，当溶液由酒红色变为蓝色时为滴定终点，从消耗标准溶液的体积和浓度计算水样中钙的含量。钙的测定方法

钙是构成机体骨骼、牙齿的主要成分，长期缺钙会影响骨骼和牙齿的生长发育，严重时会产生骨质疏松、发生软骨病，缺钙时还会引起手足抽搐。钙的测定方法

食品中含钙较多的是乳类、豆类、蛋类、虾皮等，机体对钙的吸收受多种因素影响。

蛋白质、氨基酸、乳糖、维生素有利于钙的吸收，脂肪太多或含镁量过多不利于钙的吸收，草酸、植酸或脂肪酸的阴离子能与钙生成不溶性沉淀，也会影响钙的吸收。钙的测定方法食品中钙的来源以乳及乳制品为最好，不仅含量丰富，而且吸收率高。常见的钙含量测定方法有高锰酸钾滴定法、EDTA法和原子吸收分光光度法等。

Part01高锰酸钾滴定法高锰酸钾滴定法样品经灰化后，用盐酸溶解，在酸性溶液中，钙与草酸生成草酸钙沉淀，沉淀经洗涤后，加入硫酸溶解，把草酸游离出来。用高锰酸钾标准溶液滴定与钙等量结合的草酸，稍过量一点的高锰酸钾可使溶液呈现微红色，即为滴定终点。根据高锰酸钾标准溶液的消耗量，可计算食品中钙的含量。高锰酸钾滴定法同时测定蔬菜中钙和草酸的含量时，可采用硝酸浸取法，将蔬菜中的钙和草酸同时浸溶出来，并分别测定其含量。测定草酸以氯化钙作沉淀剂，测定钙用草酸铵作沉淀剂，其余操作原理相同。Part02EDTA络合滴定法

EDTA络合滴定法EDTA（乙二胺四乙酸二钠盐）滴定法测定钙含量，基于EDTA与样品消化液中的钙能形成比钙红指示剂与钙形成的络合物更加稳定的EDTA-Ca络合物。EDTA络合滴定法在pH13-14的含钙溶液中，同时有氰化钾和柠檬酸等掩蔽剂消除干扰离子（铜、铝、铁）影响的情况下，首先是钙红色指示剂与溶液中钙络合成酒红色。

EDTA络合滴定法随着滴入EDTA，由于形成更稳定的EDTA-Ca络合物，钙红指示剂变成蓝色的游离状态，终点时溶液呈纯蓝色，根据滴入的EDTA的量和它的滴定度即可算出消化液中钙的含量。Part03原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法1.原理样品经干法灰化，将有机物彻底分解后，加酸使无机元素全部溶解，直接吸入空气和乙炔中原子化，并在光路中直接测定钙原子对其空心阴极灯发射谱线（钙为242.7nm）的吸收。测定钙时，需加镧作为稀释剂，以消除磷酸等物质的干扰。原子吸收分光光度法2.注意事项所用玻璃仪器需用硫酸-重铬酸钾洗液浸泡数小时，充分洗刷后用水反复冲洗，最后用蒸馏水冲洗、烘干；样品制备时，湿样（如果蔬、鲜鱼、鲜肉等）用水冲洗干净后，用蒸馏水充分洗净。干粉状样品（如奶粉、面粉等）取样后立即装容器密封保存，防止空气中的灰尘和水分污染。定义定义

食品中的矿物质元素是指除去C、H、O、N这4种构成水分和有机物质的元素以外的存在于食品中的其他元素。Part02分类分类

存在于食品中的矿物质元素有50多种，从元素性质来分，可分为金属和非金属元素两类。从营养的角度，可分为必须元素，非必须元素和有毒元素三类。从人体需要量多少来分可分为常量元素和微量元素。

分类

人体含量较多的矿物元素有钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯等，含量都在0.01％以上，称为常量元素，约占矿物质总量的80％。人体必需的微量元素有铁、锌、锰、镍、钴、钼、硒、铬、碘、氟等，含量都在0.01%以下，称为微量元素或痕量元素。。分类

微量元素在人体含量甚微，但却能起到重要生理作用。若某种元素供给不足，会发生该元素缺乏症。若摄入过多，则可发生中毒。分类

某些元素在极小的剂量下即可导致机体呈现毒性反应，这类元素称为有害元素，如汞、铅、砷等。对于这类元素，必须严格控制其在食品中的含量。无论是人体必须的微量元素还是有害元素，在食品卫生要求中都有一定的限量规定，从食品分析的角度，我们统称为限量元素。Part03主要来源主要来源1.动植物生长、成熟过程中从自然界吸收的矿物元素，在体内富集导致食物中微量元素增加。既包括人体必需的微量元素，也包括由于工业污染、农药和化肥过量使用而造成的重金属及有害元素的增加。2.食品在生产加工、包装、储存时受到食品添加剂、包装材料、设备管道、容器等的污染而引入食品中的矿物质元素。人体中矿物质元素主要由食物补充，食品中矿物质元素主要来自于：

Part04矿物质元素的测定矿物质元素的测定

检测食品中矿物质元素的含量，对于评价食品营养价值、开发和生产强化食品，具有十分重要的意义，同时为了保证食品安全及人体健康，对食品中微量元素及有害元素进行检测也是非常必要的。

矿物质元素的测定

食品中矿物质元素的测定，常用方法主要有化学分析法、可见光分光光度法、原子吸收分光光度法等，极谱法、离子选择电极法、荧光法等也有一定应用。原理原理邻菲罗啉在微酸性条件下，能与二价铁离子生成橙红色的络合物，在510nm波长下有最大吸收，其吸光度与铁的含量成正比。样品经消化后，铁以三价形式存在，故显色以前应先加盐酸羟胺，将三价铁还原成二价铁。如有其他金属离子干扰，可加入柠檬酸盐或EDTA作掩蔽剂。Part02仪器与试剂仪器与试剂分光光度计；混合酸（硝酸+高氯酸，4+1）；1mol/L盐酸；10%盐酸羟胺；0.12%邻二氮菲；10%醋酸钠；仪器与试剂铁标准储备液（100ug/mL）：准确称取硫酸亚铁0.4979g溶于100mL水中，加入浓硫酸5mL微热，溶解即滴加2%高锰酸钾溶液，至最后一滴红色不褪色为止，用水定容至1000mL，摇匀，得标准储备液。铁标准使用液（10ug/mL）：取铁标准储备液10mL于100mL容量瓶中，加水至刻度，混匀。Part03操作步骤操作步骤1.样品处理准确称取均匀干燥试样0.5g-1.5g（湿样2.0-4.0g）于250mL高型烧杯，加混合酸消化液20-30mL，盖上表面皿。置于电热板上加热消化。

操作步骤1.样品处理如未消化好而酸液过少时，需要再加混合酸消化液，继续加热消化，至无色透明。加几mL水，加热，清除多余的酸，当烧杯中液体剩余至2-3mL，冷却，于100mL容量瓶中加水至刻度，混匀。同时做试剂空白试验。操作步骤2.标准曲线的制作吸取10ug/mL铁标准溶液0.0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL，分别置于50mL容量瓶中，加入1mol/L盐酸溶液1mL，10%盐酸羟胺1mL，0.12%邻二氮菲1mL，然后加入10%醋酸钠5mL，用水稀释至刻度，摇匀。

操作步骤2.标准曲线的制作以不加铁的试剂空白溶液作参比液，在510nm波长下，用1cm比色皿测定各标准溶液吸光度，以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，制作标准曲线。操作步骤3.样品溶液的测定准确吸取样液5-10mL（视含铁量高低而定），于50mL容量瓶中，以下按标准溶液测定方法，测定样品溶液吸光度，代入标准曲线，计算出样品中铁的含量。Part04结果计算结果计算式中：X---铁的含量，ug/100g；m1---从标准曲线上查得测定用样液相当的铁含量，ug；V1---测定用样液体积，mL；V2---样液总体积，mL；m---样品质量，g；Part05说明说明1.该法选择性高，干扰少，显色稳定，灵敏度和精密度都较高。2.邻菲罗啉与二价铁在微酸性条件下形成的红色络合物颜色相当稳定，比硫氰酸盐比色法稳定得多。

定义定义

分光光度法也称吸光光度法，是利用光的物理性质、光的物理量与物质结构和物质的量之间的关系进行分析的一种方法。

紫外-可见分光光度法是利用物质对200-800nm光谱区域内的光具有选择性吸收的现象，对物质进行定性和定量分析的方法。Part02特点特点

优点：1.灵敏度高。2.准确度好，满足微量组分测定要求。3.选择性好，多种组分共存，无需分离直接测定某物质。4.操作简便、快速、选择性好、仪器设备简单、便宜。5.应用广泛，无机、有机物均可测定。局限性：有些有机化合物在紫外-可见光区没有吸收谱带，更有个别的化合物紫外-可见吸收光谱图大致相似。所以根据紫外-可见光谱图不能完全决定这些物质的分子结构。Part03基本原理基本原理

当光照射到物体表面时会发生光的吸收、反射、折射、衍射等现象。若光以垂直于物体表面的角度入射，对透明的物体主要产生光的吸收作用。物质对光的吸收，实质上是物质中的分子对光的吸收。一定结构的分子只吸收一定波长的光。

基本原理物质对光吸收的量与物质的量之间的关系，是物质定量测定的依据。分光光度法就是基于物质对光的选择性吸收，其理论依据就是光的朗伯-比尔定律。Part04朗伯-比尔定律朗伯-比尔定律

1.概念朗伯-比尔定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可见分光光度法的理论基础。数学表达式为：A=lg(1/T)=Kbc其中，A为吸光度，T为透光度，是透过光强度与入射光强度之比。K为吸光系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。c为吸光物质的浓度，单位为mol/L，b为