灰分及幾種重要礦物元素的測定

灰分及幾種重要礦物元素的測定第1頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月§1灰分的測定一、灰分測定的意義1.判斷食品受污染程度；2.評價食品的質(zhì)量指標(biāo)；3.反映植物生長的成熟度和自然條件對其的影響；4.反映動物品種、資料組分對其的影響。第2頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月例：面粉生產(chǎn)，往往在分等級時要用灰分指標(biāo)，因小麥麩皮的灰分含量比胚乳高20倍。富強粉應(yīng)為0.3~0.5%，標(biāo)準(zhǔn)粉應(yīng)為0.6~0.9%，第3頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月6％，由纖維素、半纖維素組成，含較高礦物質(zhì)和脂肪6％～7％

，含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和VitB、礦物質(zhì)83％

，含大量的淀粉和一定量的蛋白質(zhì)2％～3％

，富含脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、VitB、VitE結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)素分布第4頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月案例河南某地用黃豆粉為原料生產(chǎn)豆制品時，為了牟取暴利，加入某種礦物質(zhì)使生產(chǎn)出的偽劣豆制品比正常的豆制品重10%～15%，檢驗人員經(jīng)初步燃燒試驗發(fā)現(xiàn)有大量的白色殘灰。

第5頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、概述1.食品的組成十分復(fù)雜，由大量有機物質(zhì)和豐富的無機成分組成。第6頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.灰分的概念

在高溫灼燒時，食品發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機成分揮發(fā)逸散，而無機成分（主要是無機鹽和氧化物）則殘留下來，這些殘留物稱為灰分。它標(biāo)示食品中無機成分總量的一項指標(biāo)。食品的灰分與食品中原有的無機成分在數(shù)量與組成上是否完全相同？第7頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月3.粗灰分的概念

灰分不完全或不確切地代表無機物的總量，如某些金屬氧化物會吸收有機物分解產(chǎn)生的CO2而形成碳酸鹽，使無機成分增多了，有的又揮發(fā)了（如Cl、I、Pb為易揮發(fā)元素。P、S等也能以含氧酸的形式揮發(fā)散失）。從這個觀點出發(fā)通常把食品經(jīng)高溫灼燒后的殘留物稱為——粗灰分（總灰分）。酸溶性灰分酸不溶性灰分總灰分水溶性灰分水不溶性灰分第8頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和鹽類的含量?？煞从彻u、果凍等制品中果汁的含量。5.酸溶性灰分——反映Fe、Al等氧化物、堿土金屬的堿式磷酸鹽的含量。6.酸不溶性灰分——反映污染的泥沙及機械物和食品中原來存在的微量SiO2的含量。第9頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、為什么將灼燒后的殘留物稱為粗灰分？

2、粗灰分與無機鹽的含量有什么區(qū)別？

3、灰分測定的意義是什么？第10頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月三、總灰分的測定

(一)原理：把一定的樣品經(jīng)炭化后放入高溫爐內(nèi)灼燒，轉(zhuǎn)化，稱量殘留物的重量至恒重，計算出樣品總灰分的含量。第11頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）灰化條件的選擇灰化容器——坩堝坩堝蓋子與坩堝要配套。

坩堝材質(zhì)有多種，常用的有：①素瓷②鉑金③石英第12頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月①素瓷坩堝優(yōu)點：耐高溫可達1200℃，內(nèi)壁光滑，耐酸，價格低廉。缺點：⑴耐堿性差，灰化成堿性食品（如水果、蔬菜、豆類等），坩堝內(nèi)壁的釉質(zhì)會部分溶解，反復(fù)多次使用后，往往難以得到恒重。⑵溫度驟變時，易炸裂破碎。第13頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月②鉑坩堝

優(yōu)點：耐高溫達1773℃，導(dǎo)熱良好，耐堿，耐HF,吸濕性小。缺點：價格昂貴，約為黃金的9倍，要有專人保管，免丟失。使用不當(dāng)會腐蝕或發(fā)脆。第14頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月2.灰化溫度灰化溫度的高低對灰分測定結(jié)果影響很大。由于各種食品中無機成分的組成、性質(zhì)及含量各不相同，灰化溫度也應(yīng)有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達600℃以上。溫度太高，將引起K、Na、Cl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。第15頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化完全，也不利于除去過剩的堿性食物吸收的CO2。所以要在保證灰化完全的前提下，盡可能減少無機成分的揮發(fā)損失和縮短灰化時間。加熱速度不可太快，防急劇干餾時灼熱物的局部產(chǎn)生大量氣體，而使微粒飛失、易燃。第16頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.灰化時間一般不規(guī)定灰化時間，而是觀察殘留物（灰分）為全白色或淺灰色，內(nèi)部無殘留的碳塊，并達到恒重為止。兩次結(jié)果相差<0.5mg。對于已做過多次測定的樣品，可根據(jù)經(jīng)驗限定時間?？偟臅r間一般為2~5小時，個別樣品有規(guī)定溫度、時間。應(yīng)指出，對某些樣品即使灰化完全，殘灰也不一定呈白色或淺灰色，如鐵含量高的食品，殘灰呈褐色。錳、銅含量高的食品，殘灰呈藍綠色。第17頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）取樣量根據(jù)試樣種類和性狀來定，一般控制灼燒后灰分為10～100mg。通常：乳粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、水產(chǎn)品等取1～2g。谷物及制品、肉及制品、糕點、牛乳等取3～5g。蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取5～10g。水果及制品取20g、油脂取50g。第18頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月食品種類灰分含量/%（按濕基計算）谷物、面包、面制品大米（糙米、大顆粒，生）玉米片（整粒，黃色）去胚玉米（整粒磨碎白色罐裝）白米（大顆粒、生的、強化）小麥粒（整粒）通心粉（干的、濃縮）黑麥面包1.51.10.90.61.60.71.5第19頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）總灰分的測定方法（以瓷坩堝為例）

恒重取出入干燥器冷卻

30分鐘結(jié)果計算不恒重灰化1小時炭化樣品瓷坩堝的準(zhǔn)備馬福爐的準(zhǔn)備稱樣品第20頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月①瓷坩堝的準(zhǔn)備②高溫爐（馬福爐）的準(zhǔn)備(谷物及其制品550℃或700℃)③樣品的預(yù)處理液體樣品：稱量，蒸干高水分樣品：勻漿后，稱量，烘干低水分谷物、豆類等固體樣品：粉碎后，稱量高脂肪樣品：勻樣，稱樣，抽脂高糖樣品：勻樣，稱樣，蒸干（加1~2d橄欖油等消泡劑）第21頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）炭化（4）灰化（500~550℃，2~16h）6.結(jié)果計算電爐有機化合物在隔絕空氣下熱分解為碳和其他產(chǎn)物第22頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月灰化炭化后，把坩堝移入已達規(guī)定溫度的高溫爐口，稍停片刻，再慢慢移入爐膛內(nèi)，以下操作同求坩堝恒重時一樣，至恒重。第23頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定水不溶性灰分的測定：將測定所得的總灰分稱量、計算后，約加25ml熱無離子水，分多次洗滌坩堝、濾紙及殘渣。將殘渣及濾紙一起移回原坩堝中，在水浴上蒸發(fā)至干涸，入干燥箱中干燥，再進行炭化、灼燒、冷卻、稱量，至恒重。第24頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月坩堝去離子水煮沸去離子水洗滌殘渣等過濾坩堝干燥灼燒稱重第25頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月四、酸不溶性灰分的測定

取水不溶性灰分或總灰分的殘留物，加入25ml0.1mol/L的HCl，放在小火上輕微煮沸，用無灰濾紙過濾后，再用熱水洗滌至不顯酸性為止，將殘留物連同濾紙置坩堝中進行干燥、炭化、灰化，直到恒重。第26頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月坩堝鹽酸溶液煮沸去離子水洗滌殘渣等過濾坩堝干燥灼燒稱重第27頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月加速灰化的方法樣品經(jīng)初步灼燒后，取出冷卻，加入無離子水溶解水溶性鹽類灰分，暴露碳粒，蒸去水分，再灼燒至恒重。樣品經(jīng)初步灼燒后，取出冷卻，加入幾滴硝酸或雙氧水加速氧化，蒸干后再灼燒至恒重。加入10％碳酸銨等疏松劑，促進未灰化的碳?；一＜尤氪姿徭V、硝酸鎂等助灰化劑，疏松樣品，防止殘灰熔融。第28頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月1、以下各化合物不可能存在于灼燒殘留物中的是（

）。A、氯化鈉 B、碳酸鈣 C、蛋白質(zhì) D、氧化鐵2、用馬弗爐灰化樣品時,下面操作不正確的是（

）A、用坩堝盛裝樣品B、將坩堝與樣品在電爐上消息炭化后放入C、將坩堝與坩堝蓋同時放入炭化D、關(guān)閉電源后,開啟爐門,降低至室溫時取出3、通常把食品經(jīng)高溫灼燒后的殘留物稱為()A．有效物B粗灰分C．無機物D．有機物第29頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月4、測定食品中的灰分時，不能采用的助灰化方法是（）A、加過氧化氫B、提高灰化溫度至800℃C、加水溶解殘渣后繼續(xù)灰化D、加灰化助劑5、粗灰份測定，下面（

）加速灰化方法需做空白實驗。A．去離子水B.硝酸C.雙氧水D.硝酸鎂6、測定灰分時，應(yīng)先將樣品置于電爐上炭化，然后移入馬沸爐中于()中灼燒。A：400～500℃B：500～550℃C：600℃D：800℃以下第30頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月灰化前為什么要先炭化？A.直接高溫灰化，試樣中的水分急劇蒸發(fā)會使樣品飛揚B.直接高溫灰化，易發(fā)泡膨脹的物質(zhì)會發(fā)泡而溢出C.減少碳粒被包裹住的可能性第31頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月§2

幾種重要礦物元素的測定一、概述食品中除含有大量有機物外，還含有豐富的礦物質(zhì),它們都存在于灰分之中，要先灰化處理，然后再測定。

第32頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月常量元素含量＞0.01％

（Ca、Mg、K、Na、P、S、Cl）占總灰分80%，微量元素（痕量元素）含量＜0.01％

（Fe、Co、Ni、Zn、Cr、Mo、Al、Si、Se、Sn、I、F……）第33頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月礦物元素的測定方法：

化學(xué)分析法、比色法、原子吸收分光光度法、極譜法、離子選擇性電極法、熒光法等等。第34頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鈣的測定鈣的生理功能：鈣是構(gòu)成機體骨骼、牙齒的主要成分。鈣參與凝血過程和維持毛細管正常滲透壓，并影響神經(jīng)肌肉的興奮性。食品中鈣的來源：乳及乳制品最好豆及豆制品蛋、魚、蝦皮等第35頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月食品中有效鈣量有效鈣量=（鈣重/鈣相對分子質(zhì)量—草酸重/草酸相對分子質(zhì)量）×鈣相對分子質(zhì)量含草酸多的蔬菜有時不僅要測定鈣的量，還要測定草酸的量。第36頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月目前鈣制劑產(chǎn)品第一代：以無機鹽為主

A：動物鮮骨、珍珠粉、貝殼（多羥基磷酸鈣、）

B：碳酸鈣礦石、化學(xué)合成碳酸鈣、碳酸氫鈣、氯化鈣第二代：以有機鹽為主

乳酸鈣、葡萄糖酸鈣、乙酸鈣、檸檬酸鈣等第三代：具有生物活性結(jié)構(gòu)的有機鈣

L-蘇糖酸鈣、L-天冬氨酸鈣及甘氨酸鈣第37頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月鈣的測定方法高錳酸鉀法EDTA絡(luò)合滴定法原子吸收分光光度法第38頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）KMnO4法原理：

樣品經(jīng)灰化后，用鹽酸溶解，在酸性溶液中，鈣與草酸生成草酸鈣沉淀，沉淀經(jīng)洗滌后，加入硫酸溶解，把草酸游離出來，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定與鈣等量結(jié)合的草酸，稍過量一點的高錳酸鉀使溶液呈微紅色，即為滴定終點。根據(jù)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的量，可計算出樣品中鈣的含量。第39頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

灰分+HCl溶解

CaCl2+(NH4)2C2O4→CaC2O4↓+2NH4ClCaC2O4+H2SO4→CaSO4+

H2C2O45H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O高錳酸鉀法的優(yōu)點是KMnO4氧化能力強,本身呈深紫色,用它滴定無色或淺色溶液時,不需另加指示劑.高錳酸鉀法的主要缺點是試劑常含有少量雜質(zhì),使溶液不夠穩(wěn)定;又由于KMnO4的氧化能力強,可以和很多還原性物質(zhì)發(fā)生作用,所以干擾比較嚴(yán)重.第40頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月(二）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）原理：

先向系統(tǒng)中加入鈣紅指示劑（pH﹥11,純藍色），它與二價鈣離子絡(luò)合，生成酒紅色的絡(luò)合物，再用EDTA滴定，它先與游離的鈣離子絡(luò)合，因其絡(luò)合能力強，當(dāng)與游離二價鈣離子結(jié)合完以后，又奪取指示劑已絡(luò)合的二價鈣離子，使指示劑又顯原來顏色，生成純藍色，用以指示終點。第41頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月注意事項：滴定是用的樣品量隨鈣含量而定，最適合的范圍是5-50μg；加鈣紅指示劑后，不能放置過久，否則終點發(fā)灰，不明顯；氰化鉀用來消除鋅、銅、鐵、鋁、鉛等的干擾，檸檬酸鈉防止鈣和磷結(jié)合形成磷酸鈣；滴定時的pH應(yīng)為12-14，過高過低指示劑變紅，滴不出終點。第42頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月(三）原子吸收分光光度法

樣品經(jīng)灰化后，加酸使無機元素全部溶解，直接吸入空氣和乙炔的火焰中原子化，在光路中測定鈣原子對鈣空心陰極燈（242.7nm）吸收。測定鈣時，需加鑭作為稀釋劑，以消除磷酸等物質(zhì)的干擾。第43頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

水的硬度有暫時性硬度和永久性硬度之分，這兩者之和就稱為總硬度。什么是暫時性硬度？

水的硬度原來指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是水中存在的鈣鹽和鎂鹽。如果鈣鎂以重碳酸鹽的形式存在，它們在加熱的情況下會析出沉淀，而降低水的硬度，這就是暫時性硬度

Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O什么是永久性硬度？

如果鈣鎂以硫酸鹽、硝酸鹽或氯化物等形式存在，它們在加熱的情況下不會析出沉淀，這就是永久性硬度第45頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月

我國規(guī)定以每升水中含碳酸鹽鈣的毫克數(shù)作為總硬度的單位硬度大的水，稱為硬水硬水會使洗衣服的時候消耗較多的肥皂；燒水的時候形成鍋垢，影響熱的傳導(dǎo)，浪費燃料；引起腸胃不適測定總硬度常用EDTA滴定法第46頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月三、鐵的測定

鐵是人體必須的微量元素，是血紅蛋白和肌紅蛋白的組成成分。人體缺鐵會引起貧血等疾病，鐵過量會引起血紅癥等疾病。食品在加工及儲存過程常常會污染了大量的鐵而產(chǎn)生金屬味，色澤加深并導(dǎo)致食品脂肪氧化和維生素D分解，影響食品的品質(zhì)和風(fēng)味。

鐵的測定不但具有營養(yǎng)學(xué)意義，而且具有衛(wèi)生意義。第47頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵的測定方法（一）硫氰酸鉀比色法（二）磺基水楊酸比色法

(三）鄰菲羅啉（鄰二氮菲）比色法

(四）原子吸收分光光度法第48頁，課件共55頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）硫氰酸鉀比色法原理：樣品經(jīng)消化后，各種鐵均以三價鐵鹽的形式存在，在