食品理化檢驗(yàn)灰分及礦物元素的測(cè)定

關(guān)于食品理化檢驗(yàn)灰分及礦物元素的測(cè)定掌握：

總灰分的概念、測(cè)定原理及具體方法鈣、鐵、碘、磷的測(cè)定方法及各自的特點(diǎn)熟悉：加速食品灰化的方法了解：水溶性灰分和水不溶性灰分以及酸不溶性灰分的測(cè)定第2頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天主要內(nèi)容灰分的測(cè)定概述總灰分的測(cè)定水溶性和水不溶性灰分的測(cè)定酸不溶性灰分的測(cè)定幾種重要礦物元素的測(cè)定鈣的測(cè)定鐵的測(cè)定碘的測(cè)定磷的測(cè)定第3頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天灰分的定義在高溫灼燒時(shí)，食品發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機(jī)成分揮發(fā)逸散，而無(wú)機(jī)成分（主要是無(wú)機(jī)鹽和氧化物）則殘留下來(lái)，這些殘留物稱為灰分（總灰分、粗灰分）。第4頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天灰分的分類K,Na,Ca,Mg等氧化物和鹽類污染的泥沙和Fe，Al等氧化物和堿土金屬的堿式磷酸鹽污染的泥沙和樣品中微量氧化硅按溶解性水溶性水不溶酸溶水不溶酸不溶第5頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天考察食品的原料及添加劑的使用情況；判斷食品受污染程度；灰分可以作為評(píng)價(jià)食品質(zhì)量的指標(biāo)；反映動(dòng)物、植物的生長(zhǎng)條件。灰分測(cè)定的意義第6頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天部分食品的灰分含量食品種類灰分含量食品種類灰分含量大米（褐色，大顆粒，生）1.5蘋(píng)果（帶皮，未經(jīng)加工）0.3玉米片（整粒，黃色）1.1香蕉（未經(jīng)加工）0.8去胚玉米（整粒磨碎）0.9土豆（帶皮，未經(jīng)加工）1.6白米（大顆粒，生的）0.6葡萄干1.8小麥粉（整粒）1.6櫻桃（甜，未經(jīng)加工）0.5通心粉（干的，濃縮）0.7西紅柿（成熟，未經(jīng)加工）0.4黑麥面包2.5牛肉（頸肉，烤前腿，未經(jīng)加工）0.9大豆人造奶油2.0鮮雞蛋（未經(jīng)加工，新鮮）0.9奶油(含鹽)2.1普通低脂酸奶0.7奶油(半液狀)0.7雞肉（烤或炸、胸脯肉、未經(jīng)加工）1.0第7頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天總灰分的測(cè)定原理

將食品經(jīng)炭化后置于500~600℃高溫爐內(nèi)灼燒，食品中的水分及揮發(fā)物質(zhì)以氣態(tài)放出，有機(jī)物質(zhì)中的C、H、N等元素與有機(jī)物質(zhì)本身的氧及空氣中的氧生成CO2

、N的氧化物及水分而散失；無(wú)機(jī)物質(zhì)以硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氯化物等無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物的形式殘留下來(lái)，這些殘留物即為灰分，稱量殘留物的重量至恒重，即可計(jì)算出樣品中總灰分的含量。GB/T5009.4—2003《食品中灰分的測(cè)定方法》第8頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天儀器坩堝坩堝鉗馬弗爐第9頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天第10頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天灰化容器的選擇坩堝種類石英坩堝優(yōu)點(diǎn)：耐高溫、耐酸，價(jià)格低廉。

缺點(diǎn)：耐堿性差素瓷坩堝鉑坩堝優(yōu)點(diǎn)：耐高溫、耐堿、耐HF,導(dǎo)熱性好缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴優(yōu)點(diǎn)：耐高溫缺點(diǎn)：質(zhì)脆，易破，不耐HF、高溫時(shí)，易和苛性堿及堿金屬的碳酸鹽作用

√第11頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天容器大小的選擇以下樣品應(yīng)選擇稍大的容器需要前處理的液態(tài)樣品加熱易膨脹的樣品灰分含量低、取樣量較大的樣品第12頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天取樣量（P163-164表9-2）:一般控制灼燒后灰分為10～100mg灰化溫度：一般情況下，525～600℃灰化時(shí)間：

2～5h，觀察殘留物為全白色或淺灰色粉末，并達(dá)恒重（≤0.5mg）為止。第13頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天加速灰化的方法從灰化容器邊緣慢慢加入少量無(wú)離子水加入HNO3、H2O2等，利用它們的氧化作用來(lái)加速C粒灰化硫酸灰化法（糖類制品）加入MgAc2、Mg(NO3)2等助灰化劑添加MgO、CaCO3

等惰性不熔物質(zhì)做空白第14頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天總灰分的測(cè)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(jì)算不恒重灰化1小時(shí)炭化樣品瓷坩堝的準(zhǔn)備馬弗爐的準(zhǔn)備稱樣品第15頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天高溫爐（馬弗爐

）的準(zhǔn)備接通電源，調(diào)好要使用的溫度第16頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天瓷坩堝的準(zhǔn)備選取坩堝用HCl煮沸洗凈涼干編號(hào)灼燒冷卻稱重兩次稱重之差≤0.5mgFeCl3+藍(lán)墨水的混合物第17頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天樣品的預(yù)處理富含脂肪的樣品：提取脂肪→炭化液體樣品：水浴蒸干→炭化含水分較多的樣品：烘箱中干燥→炭化谷物等水分含量較少的固體樣：直接炭化第18頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天樣品灰化前為什么要進(jìn)行炭化處理？防止因高溫造成試樣中的水分急劇蒸發(fā)使樣品飛揚(yáng);防止易發(fā)泡膨脹的物質(zhì)高溫下發(fā)泡溢出;減少碳粒被包裹住的可能性。炭化第19頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天坩堝→置于電爐上，半蓋坩堝蓋→加熱炭化→直至無(wú)黑煙產(chǎn)生炭化操作易膨脹食品（糖、蛋白含量多的樣品）炭化數(shù)滴辛醇或植物油第20頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天炭化后，把坩堝移入已達(dá)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(shí)一樣，至恒重。灰化第21頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天結(jié)果計(jì)算

m1—空坩堝質(zhì)量g;m2—樣品+空坩堝質(zhì)量，gm3—?dú)埢?空坩堝質(zhì)量g;B—空白試驗(yàn)殘灰重，g灰分=如有空白試驗(yàn)為第22頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天水溶性灰分和水不溶性灰分的測(cè)定用煮沸的無(wú)離子水反復(fù)洗滌坩堝及灰分，使水溶性灰分溶解，無(wú)灰濾紙過(guò)濾后剩下的殘?jiān)?jīng)干燥、炭化、灰化至恒重，即為水不溶性灰分。第23頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天水溶性和水不溶性灰分計(jì)算m4—不溶性灰分+原坩堝質(zhì)量gm1—原坩堝質(zhì)量gm2—樣品+原坩堝質(zhì)量g水不溶性灰分=×100%水溶性灰分％=總灰分％－水不溶性灰分％第24頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天酸不溶性灰分的測(cè)定向總灰分中加入25ml0.1mol/L的HCl，放在小火上輕微煮沸，用無(wú)灰濾紙過(guò)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(jìn)行干燥、炭化、灰化，直到恒重。第25頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天酸不溶性灰分計(jì)算m5:酸不溶性灰分+坩堝質(zhì)量；m1:原坩堝質(zhì)量；m2:樣品+原坩堝質(zhì)量第26頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天幾種重要礦物元素的測(cè)定必需元素有害元素：鉛、鎘、汞、砷等常量元素：鈣、鎂、磷、鉀…微量元素：鐵、鋅、碘、銅、硅含量＞0.01%

鈷、硒、鎳、鋁…含量＜0.01％食品中的礦物元素第27頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一種新的樣品處理技術(shù)——微波密閉消解高壓消解+微波快速加熱微波加熱原理：微波產(chǎn)生的電磁場(chǎng)正負(fù)信號(hào)變換24.5億次/s，溶液中極性分子在微波電場(chǎng)作用下，以24.5億次/s的速度改變其正負(fù)方向，使分子產(chǎn)生高速的碰撞和摩擦而產(chǎn)生高熱。第28頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天微波為能量，HNO3和HCl為消化液，5～30min消解速度快（傳統(tǒng)方法的10～100倍）消解完全徹底，回收率高易揮發(fā)元素?fù)p失少，環(huán)境污染少操作簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低微波密閉消解的特點(diǎn)

美國(guó)：測(cè)定金屬離子是消解樣品的標(biāo)準(zhǔn)方法第29頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)際消解速度：食品樣品：10min（2.5MPa)化妝品樣品：12min（3MPa)藥、保健品：10min（2.0MPa)冶金類樣品：20min（2.5MPa)第30頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天微波消解儀微波消解罐第31頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天高錳酸鉀滴定法樣品灰化溶解草酸鈣沉淀洗滌溶解草酸游離出來(lái)滴定鹽酸草酸水硫酸高錳酸鉀鈣的測(cè)定第32頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天高錳酸鉀滴定法反應(yīng)式鈣的測(cè)定CaCl2+(NH4)2C2O4→CaC2O4↓+2NH4ClCaC2O4+H2SO4→CaSO4+

H2C2O45H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O此法需要沉淀、過(guò)濾、洗滌等步驟，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，較為少用滴定終點(diǎn)：過(guò)量KMnO4微紅色第33頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天EDTA滴定法鈣的測(cè)定先向系統(tǒng)中加入鈣紅指示劑（pH﹥11，純藍(lán)色），它與二價(jià)鈣離子絡(luò)合，生成酒紅色的絡(luò)合物，再用EDTA滴定，因其絡(luò)合能力強(qiáng)，奪取指示劑已絡(luò)合的二價(jià)鈣離子，使指示劑又顯原來(lái)顏色，生成藍(lán)色，用以指示終點(diǎn)。第34頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天EDTA滴定法反應(yīng)式Ca2++NN（藍(lán)色）→NN-Ca2+

（酒紅色）NN-Ca2+（酒紅色）+EDTA→EDTA-Ca+NN（藍(lán)色）加鈣紅指示劑后不能放置太久pH值為12-14氰化鉀消除鋅、鐵、銅、鋁等的影響檸檬酸鈉防止鈣和磷結(jié)合生成磷酸鈣沉淀。第35頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天消化樣品硝酸+高氯酸的混合酸蓋表面皿加熱至無(wú)色透明加水加熱除去多余硝酸至2-3ml時(shí)冷卻氧化鑭溶液定容高型燒杯第36頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天滴定分別吸取0.1-0.5mL（根據(jù)鈣的含量而定）試樣消化液及空白于試管中，加1滴氰化鈉溶液和0.1mL檸檬酸鈉溶液，用滴定管加1.5mL1.25mol/L氫氧化鉀溶液，加3滴鈣紅指示劑，立即以EDTA溶液滴定，至指示劑由紫紅色變藍(lán)色為止。EDTA消化液+氰化鈉+檸檬酸鈉+氫氧化鉀+鈣紅指示劑第37頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天原子吸收分光光度法鈣的測(cè)定樣品經(jīng)濕法消化后，導(dǎo)入原子吸收分光光度計(jì)中，經(jīng)火焰原子化后，吸收422.7nm共振線，其吸收量與含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。第38頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天原子吸收分光光度計(jì)第39頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天硫氰酸鹽比色法鐵的測(cè)定

樣品經(jīng)消化后，鐵均以Fe3+形成存在，在酸性溶液中，F(xiàn)e3+與硫氰酸鉀溶液作用，生成紅色的硫氰酸鐵配合物，在485nm下有最大吸收，其吸光度與鐵含量成正比。紅色為了防止Fe3+→Fe2+，應(yīng)加入少量過(guò)硫酸鉀（K2S2O8）作氧化劑。第40頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天磺基水楊酸法

磺基水楊酸在堿性條件下與三價(jià)鐵離子生成黃色絡(luò)合物，在465nm下有最大吸收,其吸光度與鐵含量成正比。鐵的測(cè)定黃色第41頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天鄰二氮菲比色法在pH2～9的溶液中，二價(jià)鐵離子能與鄰二氯菲生成穩(wěn)定的橙紅色絡(luò)合物，在510nm有最大吸收，其吸光度與鐵的含量成正比。鐵的測(cè)定鹽酸羥胺第42頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)定方法反應(yīng)形式酸堿性氧化還原劑穩(wěn)定性準(zhǔn)確度靈敏度硫氰酸鹽比色法Fe3+酸性過(guò)硫酸鉀（氧化劑）不穩(wěn)定低較低磺基水楊酸比色法Fe3+堿性不需要穩(wěn)定較低低鄰菲羅啉比色法Fe2+微酸性鹽酸羥胺（還原劑）穩(wěn)定較高較高三種鐵測(cè)定方法的比較第43頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天氯仿萃取比色法碘的測(cè)定

樣品在堿性條件下灰化，碘被有機(jī)物還原成碘離子，碘離子與堿金屬離子結(jié)合成碘化物，碘化物在酸性條件下與重鉻酸鉀作用，定量析出碘。當(dāng)用氯仿萃取時(shí)，碘溶于氯仿中呈現(xiàn)粉紅色，當(dāng)?shù)夂康蜁r(shí)，顏色深淺與碘含量成正比。O第44頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天硫酸鈰（shì）接觸法碘的測(cè)定碘催化亞砷酸與硫酸鈰在室溫下的氧化還原反應(yīng)，碘的催化作用與與碘離子濃度成比例，在恒溫反應(yīng)一段時(shí)間后，加入亞鐵鹽中止砷與鈰離子的氧化還原反應(yīng)，余下的高鈰離子與亞鐵離子作用，把亞鐵離子氧化成鐵離子，生成的鐵離子用硫氰酸鉀生成紅色的硫氰酸鐵，其濃度與碘離子含量成反比。第45頁(yè),共51頁(yè)，2024年2月25日，星期天硫酸鈰接觸法反應(yīng)式當(dāng)有碘離子存在時(shí)加入亞鐵鹽紅色