食品中一般成分分析-礦物質(zhì)的測(cè)定

原理原理

根據(jù)鈣與氨羧絡(luò)合劑能定量地形成金屬絡(luò)合物，該絡(luò)合物的穩(wěn)定性較鈣與指示劑所形成的絡(luò)合物強(qiáng)。在一定的pH范圍內(nèi)，以氨羧絡(luò)合劑EDTA滴定，在達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，EDTA就從指示劑絡(luò)合物中奪取鈣離子，使溶液呈現(xiàn)游離指示劑的顏色。根據(jù)EDTA絡(luò)合劑消耗量，可計(jì)算出鈣的含量。Part02儀器與試劑儀器與試劑

滴定管；錐形瓶、分析天平等；1.25mol/LKOH溶液；10g/L氰化鈉溶液；0.05mol/L檸檬酸鈉溶液；高氯酸-硝酸消化液（1+4）；EDTA溶液：精確稱取4.50gEDTA（乙二胺四乙酸二鈉），用水稀釋至1000mL。使用時(shí)稀釋10倍。

儀器與試劑鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液（100ug/mL）：精確稱取0.1248g碳酸鈣（純度大于99.99%，105-110℃烘干2h），加20mL水及3mL0.5mol/L鹽酸溶解，移入500mL容量瓶中，加水稀釋至刻度。此溶液每mL相當(dāng)于100ug鈣。鈣紅指示劑：稱取0.1g鈣紅指示劑，用水稀釋至100mL，溶解后使用。儲(chǔ)存于冰箱中可保持一個(gè)半月。Part03操作步驟操作步驟1.樣品處理精確稱取均勻干樣0.5g-1.5g（濕樣2.0g-4.0g、飲料等液體樣品5.0g-10.0g），置于250mL高型燒杯中，加混合酸20-30mL，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱消化。如未消化完全，則需補(bǔ)少量混合酸，繼續(xù)加熱消化至溶液無(wú)色透明為止。加幾毫升水，加熱，脫硝。當(dāng)燒杯中液體剩余至2-3mL，取下冷卻，用水轉(zhuǎn)入10mL容量瓶中加水至刻度，混勻。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。操作步驟2.EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定吸取0.5mL鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，用EDTA溶液滴定，根據(jù)滴定結(jié)果，計(jì)算出每毫升EDTA溶液相當(dāng)于鈣的質(zhì)量（mg），即滴定度（T）。操作步驟3.樣品及空白溶液測(cè)定分別吸取樣液0.1-0.5mL（根據(jù)鈣的含量而定）樣品消化液和試劑空白液，置于試管中，加1滴氰化鈉溶液和0.1mL檸檬酸鈉溶液，用滴管加1.5mL氫氧化鉀溶液。

加3滴鈣指示劑，立即以稀釋10倍的EDTA溶液滴定，至指示劑由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色為終點(diǎn)。Part04結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算

式中：X---樣品中鈣的含量，mg/100g；m---樣品的質(zhì)量，g；T---EDTA滴定度，mg/mL；V---滴定樣品時(shí)所消耗EDTA的體積，mL；V0---滴定空白時(shí)所消耗EDTA的體積，mL；f---樣品稀釋倍數(shù)；Part05說(shuō)明說(shuō)明1.樣品處理時(shí)要防止污染，樣品不得用石磨研碎。所用容器均應(yīng)使用聚乙烯或玻璃制品。2.樣品消化時(shí)，注意酸不要燒干，以免發(fā)生危險(xiǎn)。3.加氰化鈉和檸檬酸鈉的目的是除去其他離子的干擾。4.加指示劑后，應(yīng)立即滴定。5.該法測(cè)定食品中鈣的含量，簡(jiǎn)便、快速、靈敏。但鋅、銅等離子會(huì)對(duì)滴定過(guò)程產(chǎn)生干擾，可加入氰化鈉掩蔽。6.檸檬酸鈉可防止鈣和磷結(jié)合生成磷酸鈣沉淀。

定義定義

配位滴定法是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法。配位滴定法是用配位劑作為標(biāo)準(zhǔn)溶液直接或間接滴定被測(cè)物質(zhì)，并選用適當(dāng)?shù)闹甘緞┲甘镜味ńK點(diǎn)。Part02基本原理基本原理

能夠用于配位滴定的主要是氨羧配位體，是一類以氨基二乙酸基團(tuán)為基體的有機(jī)配位體，分子中含有配位能力很強(qiáng)的氨基氮和羧基氧兩種配位原子，能與大多數(shù)金屬離子形成穩(wěn)定配合物。氨羧配位體種類很多，在配位滴定中，應(yīng)用最廣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的性質(zhì)EDTA為四元酸，常用H4Y表示。在水溶液中EDTA存在H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-等多種形式，只有Y4-能與金屬離子直接配位。溶液的酸度越低，Y4-濃度越大。因此，EDTA在堿性溶液中配位作用強(qiáng)。EDTA在水中溶解度很小，其二鈉鹽，溶解度較大，因此EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液通常用其二鈉鹽配制，一般也簡(jiǎn)稱EDTA。EDTA及其配合物的特性EDTA與大多數(shù)金屬離子均形成1∶1型的配合物，便于計(jì)算。（1）計(jì)量關(guān)系簡(jiǎn)單（3）反應(yīng)速度快，且在水中有較大的溶解度，使配位滴定可以在水溶液中進(jìn)行。

幾乎能與所有的金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，應(yīng)用廣泛，但選擇性差。（5）普遍性EDTA有6個(gè)配位原子，與大多數(shù)金屬離子形成有多個(gè)五元環(huán)的螯合物，具有特殊的穩(wěn)定性。（2）穩(wěn)定性高無(wú)色的金屬離子與EDTA配位時(shí)，形成無(wú)色的螯合物。有色的金屬離子與EDTA配位時(shí)，則形成顏色較深的配合物。（4）配合物的顏色與金屬離子有關(guān)2.EDTA與金屬離子形成配合物的特點(diǎn)Part04金屬指示劑的選擇金屬指示劑的選擇

在配位滴定中，通常利用一種能與金屬離子生成有色配合物的顯色劑來(lái)指示滴定過(guò)程中金屬離子濃度的變化，這種顯色劑稱為金屬離子指示劑,簡(jiǎn)稱金屬指示劑。

1.金屬離子指示劑的作用原理金屬指示劑多為有機(jī)配位劑，能與金屬離子M反應(yīng)，生成有色配合物，其顏色與指示劑本身的顏色有顯著差別，從而指示滴定終點(diǎn)。金屬指示劑的選擇2.金屬指示劑應(yīng)具備的條件（1）顯色配合物與指示劑的顏色應(yīng)有顯著的差異。（2）顯色反應(yīng)要求靈敏、迅速,有良好的變色可逆性。

金屬指示劑的選擇2.金屬指示劑應(yīng)具備的條件（3）顯色配合物的穩(wěn)定性要適當(dāng)，既要有足夠的穩(wěn)定性，又要比該金屬離子的EDTA配合物的穩(wěn)定性小。（4）指示劑應(yīng)具有一定的選擇性,即在一定的條件下，一種或幾種離子發(fā)生顯色反應(yīng).（5）指示劑與金屬離子所生成的配合物應(yīng)是水溶性的，不應(yīng)生成沉淀或形成膠體溶液使變色不明顯。Part05常用的金屬指示劑常用的金屬指示劑

1.鉻黑T（EBT）鉻黑T在pH值為7-11的溶液里指示劑顯藍(lán)色，與金屬離子（Ca2+、Mg2+、Zn2+）為紅色，兩者顏色有顯著差異，可以用來(lái)作為指示劑，但必須選擇合適的pH范圍。2.鈣指示劑鈣指示劑也稱鈣紅，黑紫色粉末,溶于水呈棗紅色，鈣指示劑在pH=12-14之間顯藍(lán)色，與Ca2+形成紅色絡(luò)合物，用于鈣鎂混合物中鈣的測(cè)定，終點(diǎn)變色較鉻黑T敏銳。Part06配位滴定法的應(yīng)用配位滴定法的應(yīng)用1.水的總硬度的測(cè)定水的硬度用溶解于水中鈣鹽和鎂鹽的含量來(lái)表示。稱取一定水樣，調(diào)節(jié)合適pH=10，以鉻黑T為指示劑，采用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)為終點(diǎn)。根據(jù)EDTA消耗量，計(jì)算出水的總硬度。2.鈣的測(cè)定

取一定體積的水樣，調(diào)節(jié)合適的pH值，加入鈣指示劑，再用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)為滴定終點(diǎn)，從消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度計(jì)算水樣中鈣的含量。鈣的測(cè)定方法

鈣是構(gòu)成機(jī)體骨骼、牙齒的主要成分，長(zhǎng)期缺鈣會(huì)影響骨骼和牙齒的生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生骨質(zhì)疏松、發(fā)生軟骨病，缺鈣時(shí)還會(huì)引起手足抽搐。鈣的測(cè)定方法

食品中含鈣較多的是乳類、豆類、蛋類、蝦皮等，機(jī)體對(duì)鈣的吸收受多種因素影響。

蛋白質(zhì)、氨基酸、乳糖、維生素有利于鈣的吸收，脂肪太多或含鎂量過(guò)多不利于鈣的吸收，草酸、植酸或脂肪酸的陰離子能與鈣生成不溶性沉淀，也會(huì)影響鈣的吸收。鈣的測(cè)定方法食品中鈣的來(lái)源以乳及乳制品為最好，不僅含量豐富，而且吸收率高。常見的鈣含量測(cè)定方法有高錳酸鉀滴定法、EDTA法和原子吸收分光光度法等。

Part01高錳酸鉀滴定法高錳酸鉀滴定法樣品經(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(lái)。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(guò)量一點(diǎn)的高錳酸鉀可使溶液呈現(xiàn)微紅色，即為滴定終點(diǎn)。根據(jù)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，可計(jì)算食品中鈣的含量。高錳酸鉀滴定法同時(shí)測(cè)定蔬菜中鈣和草酸的含量時(shí)，可采用硝酸浸取法，將蔬菜中的鈣和草酸同時(shí)浸溶出來(lái)，并分別測(cè)定其含量。測(cè)定草酸以氯化鈣作沉淀劑，測(cè)定鈣用草酸銨作沉淀劑，其余操作原理相同。Part02EDTA絡(luò)合滴定法

EDTA絡(luò)合滴定法EDTA（乙二胺四乙酸二鈉鹽）滴定法測(cè)定鈣含量，基于EDTA與樣品消化液中的鈣能形成比鈣紅指示劑與鈣形成的絡(luò)合物更加穩(wěn)定的EDTA-Ca絡(luò)合物。EDTA絡(luò)合滴定法在pH13-14的含鈣溶液中，同時(shí)有氰化鉀和檸檬酸等掩蔽劑消除干擾離子（銅、鋁、鐵）影響的情況下，首先是鈣紅色指示劑與溶液中鈣絡(luò)合成酒紅色。

EDTA絡(luò)合滴定法隨著滴入EDTA，由于形成更穩(wěn)定的EDTA-Ca絡(luò)合物，鈣紅指示劑變成藍(lán)色的游離狀態(tài)，終點(diǎn)時(shí)溶液呈純藍(lán)色，根據(jù)滴入的EDTA的量和它的滴定度即可算出消化液中鈣的含量。Part03原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法1.原理樣品經(jīng)干法灰化，將有機(jī)物徹底分解后，加酸使無(wú)機(jī)元素全部溶解，直接吸入空氣和乙炔中原子化，并在光路中直接測(cè)定鈣原子對(duì)其空心陰極燈發(fā)射譜線（鈣為242.7nm）的吸收。測(cè)定鈣時(shí)，需加鑭作為稀釋劑，以消除磷酸等物質(zhì)的干擾。原子吸收分光光度法2.注意事項(xiàng)所用玻璃儀器需用硫酸-重鉻酸鉀洗液浸泡數(shù)小時(shí)，充分洗刷后用水反復(fù)沖洗，最后用蒸餾水沖洗、烘干；樣品制備時(shí)，濕樣（如果蔬、鮮魚、鮮肉等）用水沖洗干凈后，用蒸餾水充分洗凈。干粉狀樣品（如奶粉、面粉等）取樣后立即裝容器密封保存，防止空氣中的灰塵和水分污染。定義定義

食品中的礦物質(zhì)元素是指除去C、H、O、N這4種構(gòu)成水分和有機(jī)物質(zhì)的元素以外的存在于食品中的其他元素。Part02分類分類

存在于食品中的礦物質(zhì)元素有50多種，從元素性質(zhì)來(lái)分，可分為金屬和非金屬元素兩類。從營(yíng)養(yǎng)的角度，可分為必須元素，非必須元素和有毒元素三類。從人體需要量多少來(lái)分可分為常量元素和微量元素。

分類

人體含量較多的礦物元素有鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、氯等，含量都在0.01％以上，稱為常量元素，約占礦物質(zhì)總量的80％。人體必需的微量元素有鐵、鋅、錳、鎳、鈷、鉬、硒、鉻、碘、氟等，含量都在0.01%以下，稱為微量元素或痕量元素。。分類

微量元素在人體含量甚微，但卻能起到重要生理作用。若某種元素供給不足，會(huì)發(fā)生該元素缺乏癥。若攝入過(guò)多，則可發(fā)生中毒。分類

某些元素在極小的劑量下即可導(dǎo)致機(jī)體呈現(xiàn)毒性反應(yīng)，這類元素稱為有害元素，如汞、鉛、砷等。對(duì)于這類元素，必須嚴(yán)格控制其在食品中的含量。無(wú)論是人體必須的微量元素還是有害元素，在食品衛(wèi)生要求中都有一定的限量規(guī)定，從食品分析的角度，我們統(tǒng)稱為限量元素。Part03主要來(lái)源主要來(lái)源1.動(dòng)植物生長(zhǎng)、成熟過(guò)程中從自然界吸收的礦物元素，在體內(nèi)富集導(dǎo)致食物中微量元素增加。既包括人體必需的微量元素，也包括由于工業(yè)污染、農(nóng)藥和化肥過(guò)量使用而造成的重金屬及有害元素的增加。2.食品在生產(chǎn)加工、包裝、儲(chǔ)存時(shí)受到食品添加劑、包裝材料、設(shè)備管道、容器等的污染而引入食品中的礦物質(zhì)元素。人體中礦物質(zhì)元素主要由食物補(bǔ)充，食品中礦物質(zhì)元素主要來(lái)自于：

Part04礦物質(zhì)元素的測(cè)定礦物質(zhì)元素的測(cè)定

檢測(cè)食品中礦物質(zhì)元素的含量，對(duì)于評(píng)價(jià)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、開發(fā)和生產(chǎn)強(qiáng)化食品，具有十分重要的意義，同時(shí)為了保證食品安全及人體健康，對(duì)食品中微量元素及有害元素進(jìn)行檢測(cè)也是非常必要的。

礦物質(zhì)元素的測(cè)定

食品中礦物質(zhì)元素的測(cè)定，常用方法主要有化學(xué)分析法、可見光分光光度法、原子吸收分光光度法等，極譜法、離子選擇電極法、熒光法等也有一定應(yīng)用。原理原理鄰菲羅啉在微酸性條件下，能與二價(jià)鐵離子生成橙紅色的絡(luò)合物，在510nm波長(zhǎng)下有最大吸收，其吸光度與鐵的含量成正比。樣品經(jīng)消化后，鐵以三價(jià)形式存在，故顯色以前應(yīng)先加鹽酸羥胺，將三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵。如有其他金屬離子干擾，可加入檸檬酸鹽或EDTA作掩蔽劑。Part02儀器與試劑儀器與試劑分光光度計(jì)；混合酸（硝酸+高氯酸，4+1）；1mol/L鹽酸；10%鹽酸羥胺；0.12%鄰二氮菲；10%醋酸鈉；儀器與試劑鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100ug/mL）：準(zhǔn)確稱取硫酸亞鐵0.4979g溶于100mL水中，加入濃硫酸5mL微熱，溶解即滴加2%高錳酸鉀溶液，至最后一滴紅色不褪色為止，用水定容至1000mL，搖勻，得標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。鐵標(biāo)準(zhǔn)使用液（10ug/mL）：取鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液10mL于100mL容量瓶中，加水至刻度，混勻。Part03操作步驟操作步驟1.樣品處理準(zhǔn)確稱取均勻干燥試樣0.5g-1.5g（濕樣2.0-4.0g）于250mL高型燒杯，加混合酸消化液20-30mL，蓋上表面皿。置于電熱板上加熱消化。

操作步驟1.樣品處理如未消化好而酸液過(guò)少時(shí)，需要再加混合酸消化液，繼續(xù)加熱消化，至無(wú)色透明。加幾mL水，加熱，清除多余的酸，當(dāng)燒杯中液體剩余至2-3mL，冷卻，于100mL容量瓶中加水至刻度，混勻。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。操作步驟2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作吸取10ug/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL，分別置于50mL容量瓶中，加入1mol/L鹽酸溶液1mL，10%鹽酸羥胺1mL，0.12%鄰二氮菲1mL，然后加入10%醋酸鈉5mL，用水稀釋至刻度，搖勻。

操作步驟2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作以不加鐵的試劑空白溶液作參比液，在510nm波長(zhǎng)下，用1cm比色皿測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度，以鐵含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。操作步驟3.樣品溶液的測(cè)定準(zhǔn)確吸取樣液5-10mL（視含鐵量高低而定），于50mL容量瓶中，以下按標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定方法，測(cè)定樣品溶液吸光度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出樣品中鐵的含量。Part04結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算式中：X---鐵的含量，ug/100g；m1---從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得測(cè)定用樣液相當(dāng)?shù)蔫F含量，ug；V1---測(cè)定用樣液體積，mL；V2---樣液總體積，mL；m---樣品質(zhì)量，g；Part05說(shuō)明說(shuō)明1.該法選擇性高，干擾少，顯色穩(wěn)定，靈敏度和精密度都較高。2.鄰菲羅啉與二價(jià)鐵在微酸性條件下形成的紅色絡(luò)合物顏色相當(dāng)穩(wěn)定，比硫氰酸鹽比色法穩(wěn)定得多。

定義定義

分光光度法也稱吸光光度法，是利用光的物理性質(zhì)、光的物理量與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的量之間的關(guān)系進(jìn)行分析的一種方法。

紫外-可見分光光度法是利用物質(zhì)對(duì)200-800nm光譜區(qū)域內(nèi)的光具有選擇性吸收的現(xiàn)象，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。Part02特點(diǎn)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1.靈敏度高。2.準(zhǔn)確度好，滿足微量組分測(cè)定要求。3.選擇性好，多種組分共存，無(wú)需分離直接測(cè)定某物質(zhì)。4.操作簡(jiǎn)便、快速、選擇性好、儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、便宜。5.應(yīng)用廣泛，無(wú)機(jī)、有機(jī)物均可測(cè)定。局限性：有些有機(jī)化合物在紫外-可見光區(qū)沒(méi)有吸收譜帶，更有個(gè)別的化合物紫外-可見吸收光譜圖大致相似。所以根據(jù)紫外-可見光譜圖不能完全決定這些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。Part03基本原理基本原理

當(dāng)光照射到物體表面時(shí)會(huì)發(fā)生光的吸收、反射、折射、衍射等現(xiàn)象。若光以垂直于物體表面的角度入射，對(duì)透明的物體主要產(chǎn)生光的吸收作用。物質(zhì)對(duì)光的吸收，實(shí)質(zhì)上是物質(zhì)中的分子對(duì)光的吸收。一定結(jié)構(gòu)的分子只吸收一定波長(zhǎng)的光。

基本原理物質(zhì)對(duì)光吸收的量與物質(zhì)的量之間的關(guān)系，是物質(zhì)定量測(cè)定的依據(jù)。分光光度法就是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收，其理論依據(jù)就是光的朗伯-比爾定律。Part04朗伯-比爾定律朗伯-比爾定律

1.概念朗伯-比爾定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可見分光光度法的理論基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：A=lg(1/T)=Kbc其中，A為吸光度，T為透光度，是透過(guò)光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比。K為吸光系數(shù)，它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長(zhǎng)λ有關(guān)。c為吸光物質(zhì)的濃度，單位為mol/L，b為