食品分析檢驗---灰分xin

1、第四章第四章 灰分及幾種重要礦灰分及幾種重要礦 物物 元素的分析元素的分析 一一. .灰分的測定灰分的測定 二二. .礦物質(zhì)的測定礦物質(zhì)的測定 一灰分的測定一灰分的測定（一）灰分定義（一）灰分定義食品中有機物被灼燒灼燒或被試劑氧化試劑氧化徹底揮發(fā),而無機成分則殘留下來,這些殘留物稱為灰分灰分。灰分是反映灰分是反映 成分總量的一項指標。成分總量的一項指標。酸溶性灰分酸溶性灰分 酸不溶性灰分酸不溶性灰分總灰分總灰分水溶性灰分水溶性灰分水不溶性灰分水不溶性灰分水溶性灰分水溶性灰分反映的是可溶性的反映的是可溶性的K K、NaNa、CaCa、MgMg等的含量；等的含量；水不溶性灰分水不溶性灰分反映的是污

2、染的泥沙和反映的是污染的泥沙和FeFe、A1A1等氧化物及堿等氧化物及堿土金屬的堿性磷酸鹽的含量；土金屬的堿性磷酸鹽的含量；酸不溶性灰分酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原來存在的微反映的是污染的泥沙和食品中原來存在的微量氧化硅的含量。量氧化硅的含量。（二）（二）灰分分析在食品分析中的重要性灰分分析在食品分析中的重要性（1 1）灰分含量代表食品中總的礦物質(zhì)含量，是營養(yǎng)評估分析）灰分含量代表食品中總的礦物質(zhì)含量，是營養(yǎng)評估分析的一部分。的一部分。（2 2）測定灰分可以判斷食品受污染的程度。）測定灰分可以判斷食品受污染的程度。谷物及豆類為谷物及豆類為1 14 4，蔬菜為，蔬菜為0.50.5一一

3、2 2，水果為，水果為0.50.51 1，鮮魚、貝為，鮮魚、貝為1 15 5，而精糖只有，而精糖只有0.010.01。（3 3）灰分還可以評價食品的加工精度和食品的品質(zhì)。）灰分還可以評價食品的加工精度和食品的品質(zhì)。 富強粉應(yīng)為富強粉應(yīng)為 0.3 0.5 %， 標準粉應(yīng)為標準粉應(yīng)為 0.6 0.9 %。( (三）灰分測定方法三）灰分測定方法1 1、干法灰化、干法灰化原理原理 樣品在樣品在500500600600的馬福爐中的馬福爐中灼燒，稱量殘留物的重量至灼燒，稱量殘留物的重量至恒重，計算出樣品總灰分的含量。（重量法）恒重，計算出樣品總灰分的含量。（重量法）。v水分、揮發(fā)成分蒸發(fā)；水分、揮發(fā)成分蒸

4、發(fā)；v有機物有機物 二氧化碳、氮的氧化物；二氧化碳、氮的氧化物；v大部分的礦物質(zhì)大部分的礦物質(zhì) 金屬氧化物和無機鹽金屬氧化物和無機鹽( (硫酸鹽、磷酸硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、氯化物鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、氯化物) )；v一些元素如鐵、硒、鉛和汞可被部分揮發(fā)。一些元素如鐵、硒、鉛和汞可被部分揮發(fā)。判斷：判斷：干法灰化法測得的灰分是干法灰化法測得的灰分是粗灰分（粗灰分（ ）。 此灰分不完全或不確切地代表無機物的總量此灰分不完全或不確切地代表無機物的總量。某些金屬氧化物會吸收有機物分解產(chǎn)生的某些金屬氧化物會吸收有機物分解產(chǎn)生的CO2而形成而形成碳酸鹽，使無機成分增多了，有的又揮發(fā)了（如碳酸鹽，使

5、無機成分增多了，有的又揮發(fā)了（如Cl、I、Pb為易揮發(fā)元素為易揮發(fā)元素; P、S等也能以含氧酸的形式揮等也能以含氧酸的形式揮發(fā)散失）。發(fā)散失）。設(shè)備設(shè)備 馬福爐馬福爐 坩堝坩堝 坩堝分素瓷坩堝、鉑坩堝、石英坩堝、鋼坩堝等多種。坩堝分素瓷坩堝、鉑坩堝、石英坩堝、鋼坩堝等多種?？偦曳值臏y定過程（以瓷坩堝為例）總灰分的測定過程（以瓷坩堝為例） 恒重恒重取出取出入干燥器冷卻入干燥器冷卻 30 分鐘分鐘結(jié)果計算結(jié)果計算不恒重不恒重灰化灰化1小時小時炭化樣品炭化樣品瓷坩堝瓷坩堝的準備的準備馬福爐馬福爐的準備的準備稱樣品稱樣品 酸洗酸洗v結(jié)果計算結(jié)果計算 式中：X為灰分含量()； m0為空坩堝質(zhì)量(g)；

6、m1為樣品加空坩堝質(zhì)量(g)； m2為殘灰加空坩堝質(zhì)量(g)。0102mmmmX * *炭化炭化u 炭化操作一般在電爐上進行。炭化操作一般在電爐上進行。u少量樣品，可直接在高溫爐中分二階段炭化。首先在少量樣品，可直接在高溫爐中分二階段炭化。首先在150150炭炭化至無煙，然后在化至無煙，然后在300300炭化至無煙。炭化至無煙。防止高溫灼燒時試樣中的水分急劇蒸發(fā)使試樣飛揚；防止高溫灼燒時試樣中的水分急劇蒸發(fā)使試樣飛揚；防止易發(fā)泡物質(zhì)在高溫下發(fā)泡膨脹而溢出坩堝；防止易發(fā)泡物質(zhì)在高溫下發(fā)泡膨脹而溢出坩堝； 不經(jīng)炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。不經(jīng)炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。

7、 灰化條件的選擇灰化條件的選擇 a.a.取樣量取樣量 根據(jù)試樣的種類和性狀來決定取樣量。根據(jù)試樣的種類和性狀來決定取樣量。灼燒后得到的灰分量應(yīng)為灼燒后得到的灰分量應(yīng)為1010100mg,100mg,一般取樣一般取樣2 210g10g。通常：通常： 乳粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、水產(chǎn)品等取乳粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、水產(chǎn)品等取 1 12 g 2 g 。谷物及制品、肉及制品、糕點、牛乳等取谷物及制品、肉及制品、糕點、牛乳等取 3 35 g 5 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5 510g 10g 。水果及制品取水果及制品取 20g 20g 、油脂

8、取、油脂取50 g 50 g 。 b. 灰化溫度灰化溫度 一般一般525600，谷類飼料，谷類飼料 600以上以上?；一瘻囟葘曳譁y定結(jié)果影響很大。（？）灰化溫度對灰分測定結(jié)果影響很大。（？）u溫度太高，將引起溫度太高，將引起K K、NaNa、ClCl等元素的揮發(fā)損失，磷酸等元素的揮發(fā)損失，磷酸鹽、硅酸鹽也會熔融，將碳粒包藏起來，使元素?zé)o法氧化。鹽、硅酸鹽也會熔融，將碳粒包藏起來，使元素?zé)o法氧化。u溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化完全。溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化完全。 c. 灰化時間灰化時間u一般不規(guī)定灰化時間，而是觀察殘留物（灰分）為一般不規(guī)定灰化時間，而是觀察殘留物（

9、灰分）為全白色或淺灰色，內(nèi)部無殘留的碳塊，并達到全白色或淺灰色，內(nèi)部無殘留的碳塊，并達到恒重恒重為為止止。u對某些樣品即使灰化完全，殘灰也不一定呈白色或?qū)δ承悠芳词够一耆瑲埢乙膊灰欢ǔ拾咨驕\灰色，如鐵含量高的食品，殘灰淺灰色，如鐵含量高的食品，殘灰呈褐色呈褐色。 錳、銅錳、銅含量高的食品，殘灰呈含量高的食品，殘灰呈藍綠色藍綠色。d.加速灰化的方法加速灰化的方法 有些樣品難于灰化，如有些樣品難于灰化，如含磷較多含磷較多的谷物及其制品。的谷物及其制品?；一^程中易形成灰化過程中易形成KHKH2 2POPO4 4、NaHNaH2 2POPO4 4等，會熔融而包住等，會熔融而包住C C粒，即使

10、灰化相當長時間也達不到恒重。粒，即使灰化相當長時間也達不到恒重。.加入少量無離子水。加入少量無離子水。使水溶性鹽類溶解，被包住的使水溶性鹽類溶解，被包住的C C粒暴露出來。粒暴露出來。.加入幾滴加入幾滴HNOHNO3 3、H H2 2O O2 2。利用利用HNOHNO3 3、H H2 2O O2 2的氧化作用來加速的氧化作用來加速C C粒灰化。粒灰化。.加入加入1010（NHNH4 4）2 2COCO3 3等疏松劑。等疏松劑。疏松劑在灼燒時分解為氣體逸出，使灰分呈松散狀態(tài)，促進灰化。疏松劑在灼燒時分解為氣體逸出，使灰分呈松散狀態(tài)，促進灰化。.加入加入 MgACMgAC2 2、Mg(NOMg(N

11、O3 3) )2 2 等助灰化劑。等助灰化劑。這類鎂鹽隨灰化而分解，與過剩的磷酸結(jié)合，殘灰不熔融而呈松散狀態(tài)，避這類鎂鹽隨灰化而分解，與過剩的磷酸結(jié)合，殘灰不熔融而呈松散狀態(tài)，避免了碳粒被包裹，可縮短灰化時間，但產(chǎn)生了免了碳粒被包裹，可縮短灰化時間，但產(chǎn)生了MgOMgO會增重，應(yīng)做空白試驗。會增重，應(yīng)做空白試驗。. .添加添加 MgOMgO、CaCOCaCO3 3 等惰性不熔物質(zhì)。等惰性不熔物質(zhì)。它們的作用純屬機械性，它們和灰分混雜在一起，使它們的作用純屬機械性，它們和灰分混雜在一起，使C C粒不受覆蓋，它們使殘粒不受覆蓋，它們使殘灰增重，應(yīng)做空白試驗?；以鲋兀瑧?yīng)做空白試驗。注意事項注意事項a

12、.a.把坩堝放入高溫爐或從爐中取出時，要放在爐口停留片刻。把坩堝放入高溫爐或從爐中取出時，要放在爐口停留片刻。 b.b.灼燒后的坩堝應(yīng)冷卻到灼燒后的坩堝應(yīng)冷卻到200200以下再移入干燥器中。以下再移入干燥器中。否則因熱的對流作用，易造成殘灰飛散，且冷卻速度慢，冷卻否則因熱的對流作用，易造成殘灰飛散，且冷卻速度慢，冷卻后干燥器內(nèi)形成較大真空，蓋子不易打開。后干燥器內(nèi)形成較大真空，蓋子不易打開。c.c.從干燥器內(nèi)取出坩堝時，應(yīng)注意使空氣緩緩流入。從干燥器內(nèi)取出坩堝時，應(yīng)注意使空氣緩緩流入。內(nèi)部成真空，開蓋恢復(fù)常壓時，防殘灰飛散。內(nèi)部成真空，開蓋恢復(fù)常壓時，防殘灰飛散。 干法灰化優(yōu)缺點干法灰化優(yōu)缺

13、點 優(yōu)點：優(yōu)點：安全；通常坩堝可處理大量樣品；灰化后的灰分可用于安全；通常坩堝可處理大量樣品；灰化后的灰分可用于測定大多數(shù)的微量元素。測定大多數(shù)的微量元素。缺點：缺點：時間長；設(shè)備昂貴；揮發(fā)性元素有損失；礦物質(zhì)組分和時間長；設(shè)備昂貴；揮發(fā)性元素有損失；礦物質(zhì)組分和坩堝之間的可相互作用坩堝之間的可相互作用。 水溶性灰分和水不溶性灰分的測定水溶性灰分和水不溶性灰分的測定 2. 2. 濕法灰化濕法灰化v原理原理 濕法灰化是一種使用酸、氧化劑或兩者的混合濕法灰化是一種使用酸、氧化劑或兩者的混合物氧化有機物的方法物氧化有機物的方法。 v優(yōu)點優(yōu)點 揮發(fā)物質(zhì)損失小；氧化時間短。v缺點缺點 需要操作人員經(jīng)?？?/p>

14、管；需要氧化劑；每次僅消化少量樣品；用高氯酸做氧化劑時操作必須在高氯酸通風(fēng)櫥內(nèi)進行。 二礦物質(zhì)的測定二礦物質(zhì)的測定 常量元素：常量元素：Ca、P、Na、K、Mg、C1、S，100mg/每天 微量元素微量元素：Fe、I、Zn、Cu、Cr、Mn、Mo、F、Se、Siv改良重量法測定鈣含量改良重量法測定鈣含量 灰化樣品，用稀鹽酸溶解灰分灰化樣品，用稀鹽酸溶解灰分 加入草酸銨，使鈣形成草酸鈣沉淀加入草酸銨，使鈣形成草酸鈣沉淀 然后再將草酸鈣沉淀反復(fù)洗滌干凈然后再將草酸鈣沉淀反復(fù)洗滌干凈 第二次灰化，形成第二次灰化，形成CaOCaO，利用，利用CaOCaO的質(zhì)量計算鈣含量的質(zhì)量計算鈣含量1. 重量分析法

15、重量分析法缺點缺點：草酸鈣轉(zhuǎn)變成氧化鈣需要的灰化時間較長；草酸鈣轉(zhuǎn)變成氧化鈣需要的灰化時間較長；洗滌草酸鈣沉淀時，可能使部分沉淀溶解。洗滌草酸鈣沉淀時，可能使部分沉淀溶解。靈敏度低，只限于測定待測元素含量較高的靈敏度低，只限于測定待測元素含量較高的樣品。樣品。 2. 2. EDTA（乙二胺四乙酸）（乙二胺四乙酸）絡(luò)合滴定法絡(luò)合滴定法 它有氮和氧原子作為供體，因此可以和堿金屬以外的其他金屬形它有氮和氧原子作為供體，因此可以和堿金屬以外的其他金屬形成多達成多達6 6個五元環(huán)狀的絡(luò)合物。常用的為它的二鈉鹽，寫作個五元環(huán)狀的絡(luò)合物。常用的為它的二鈉鹽，寫作NaNa2 2H H2 2Y Y。通常通常ED

16、TAEDTA與金屬離子以與金屬離子以1 1：1 1的比例形成絡(luò)合物，的比例形成絡(luò)合物，EDTAEDTA絡(luò)合物非常絡(luò)合物非常穩(wěn)定。穩(wěn)定。m2+ + H2Y2- MY2- + 2H+m3+ + H2Y2- MY- + 2H+m4+ + H2Y2- MY + 2H+ vEDTAEDTA滴定法測定鈣含量滴定法測定鈣含量指示劑為鈣指示劑指示劑為鈣指示劑(R)(R)。R R水溶液在水溶液在pH pH 1111時為純藍色時為純藍色，可與可與CaCa2+2+結(jié)合生成結(jié)合生成酒紅色的酒紅色的R-CaR-Ca2+2+，其穩(wěn)定性比，其穩(wěn)定性比EDTA-EDTA-CaCa2+2+小。小。在滴定過程中，在滴定過程中，E

17、DTAEDTA首先與游離首先與游離CaCa2+2+結(jié)合，結(jié)合，接近終點時接近終點時EDTAEDTA奪取奪取R-CaR-Ca2+2+中的中的CaCa2+2+，溶液從（溶液從（ ）色變成（）色變成（ ）色，即為滴定終點。）色，即為滴定終點。3. 3. 比色法比色法 比色法測定磷含量（鉬藍比色法）比色法測定磷含量（鉬藍比色法）24(NH24(NH4 4) )2 2MoOMoO4 4+2H+2H3 3POPO4 4+21H+21H2 2SOSO4 4 2(NH2(NH4 4) )3 3POPO4 4 12MoO12MoO3 3+21(NH+21(NH4 4) )2 2SOSO4 4+24H+24H2

18、2O O(NH(NH4 4) )3 3POPO4 4 12MoO12MoO3 3+SnCl+SnCl2 2+5HCl+5HCl3NH3NH4 4Cl+SnClCl+SnCl4 4+2H+2H2 2O+(MoO+(Mo2 2O O5 54MoO4MoO3 3) )2 2HPOHPO4 4鉬酸銨鉬酸銨磷酸鹽磷酸鹽在酸性溶液中在酸性溶液中磷鉬酸銨（淡藍色）磷鉬酸銨（淡藍色）氯化亞錫氯化亞錫鉬藍（亮藍色）鉬藍（亮藍色） 4. 4.沉淀滴定沉淀滴定v原原 理理 當?shù)味óa(chǎn)物至少有一個產(chǎn)物是不溶沉淀物時，當?shù)味óa(chǎn)物至少有一個產(chǎn)物是不溶沉淀物時，被稱作沉淀滴定法。被稱作沉淀滴定法。 目前至少有兩種沉淀滴定法廣

19、泛應(yīng)用于食品工目前至少有兩種沉淀滴定法廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中測定氯化物含量（業(yè)中測定氯化物含量（MohrMohr法法和和VolhardVolhard法）法）。 v方法一：方法一：MohrMohr滴定法測定黃油中的食鹽滴定法測定黃油中的食鹽 稱取約稱取約5g5g黃油，加入黃油，加入l00mLl00mL煮沸的去離子水溶解煮沸的去離子水溶解 間或振蕩間或振蕩5 510min10min 加入加入2mL 52mL 5重鉻酸鉀溶液重鉻酸鉀溶液( (用去離子水溶解用去離子水溶解) )用用0.1mo1/L0.1mo1/L硝酸銀標準溶液滴定至橘紅色，并保持硝酸銀標準溶液滴定至橘紅色，并保持30s30s不褪色不褪色AgAg+ + + Cl + Cl- - AgCl AgCl ( (至所有至所有ClCl- -全部結(jié)合全部結(jié)合) ) 2Ag 2Ag+ + + CrO+ CrO4 42- 2- AgAg2 2CrOCrO4 4 ( (只有在所有的只有在所有的ClCl- -被被反應(yīng)完后才形成橘紅色沉淀反應(yīng)完后才形成橘紅色沉淀) ) v方法二：方法二： VolhardVolhard法法 測定植物樣品中氯含量的測定植物樣品中氯含量的Vo1hardVo1hard滴