食品中一般成分分析-礦物質的測定

原理原理

根據(jù)鈣與氨羧絡合劑能定量地形成金屬絡合物，該絡合物的穩(wěn)定性較鈣與指示劑所形成的絡合物強。在一定的pH范圍內，以氨羧絡合劑EDTA滴定，在達到化學計量點時，EDTA就從指示劑絡合物中奪取鈣離子，使溶液呈現(xiàn)游離指示劑的顏色。根據(jù)EDTA絡合劑消耗量，可計算出鈣的含量。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。使用時稀釋10倍。

儀器與試劑鈣標準溶液（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。儲存于冰箱中可保持一個半月。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，則需補少量混合酸，繼續(xù)加熱消化至溶液無色透明為止。加幾毫升水，加熱，脫硝。當燒杯中液體剩余至2-3mL，取下冷卻，用水轉入10mL容量瓶中加水至刻度，混勻。同時做試劑空白試驗。操作步驟2.EDTA標準溶液的標定吸取0.5mL鈣標準溶液，用EDTA溶液滴定，根據(jù)滴定結果，計算出每毫升EDTA溶液相當于鈣的質量（mg），即滴定度（T）。操作步驟3.樣品及空白溶液測定分別吸取樣液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{色為終點。Part04結果計算結果計算

式中：X---樣品中鈣的含量，mg/100g；m---樣品的質量，g；T---EDTA滴定度，mg/mL；V---滴定樣品時所消耗EDTA的體積，mL；V0---滴定空白時所消耗EDTA的體積，mL；f---樣品稀釋倍數(shù)；Part05說明說明1.樣品處理時要防止污染，樣品不得用石磨研碎。所用容器均應使用聚乙烯或玻璃制品。2.樣品消化時，注意酸不要燒干，以免發(fā)生危險。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，應立即滴定。5.該法測定食品中鈣的含量，簡便、快速、靈敏。但鋅、銅等離子會對滴定過程產(chǎn)生干擾，可加入氰化鈉掩蔽。6.檸檬酸鈉可防止鈣和磷結合生成磷酸鈣沉淀。

定義定義

配位滴定法是以配位反應為基礎的滴定分析方法。配位滴定法是用配位劑作為標準溶液直接或間接滴定被測物質，并選用適當?shù)闹甘緞┲甘镜味ńK點。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為基體的有機配位體，分子中含有配位能力很強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。EDTA在水中溶解度很小，其二鈉鹽，溶解度較大，因此EDTA標準溶液通常用其二鈉鹽配制，一般也簡稱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，便于計算。（1）計量關系簡單（3）反應速度快，且在水中有較大的溶解度，使配位滴定可以在水溶液中進行。

幾乎能與所有的金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，應用廣泛，但選擇性差。（5）普遍性EDTA有6個配位原子，與大多數(shù)金屬離子形成有多個五元環(huán)的螯合物，具有特殊的穩(wěn)定性。（2）穩(wěn)定性高無色的金屬離子與EDTA配位時，形成無色的螯合物。有色的金屬離子與EDTA配位時，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2.EDTA與金屬離子形成配合物的特點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指示滴定過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配位劑，能與金屬離子M反應，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。金屬指示劑的選擇2.金屬指示劑應具備的條件（1）顯色配合物與指示劑的顏色應有顯著的差異。（2）顯色反應要求靈敏、迅速,有良好的變色可逆性。

金屬指示劑的選擇2.金屬指示劑應具備的條件（3）顯色配合物的穩(wěn)定性要適當，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.（5）指示劑與金屬離子所生成的配合物應是水溶性的，不應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之間顯藍色，與Ca2+形成紅色絡合物，用于鈣鎂混合物中鈣的測定，終點變色較鉻黑T敏銳。Part06配位滴定法的應用配位滴定法的應用1.水的總硬度的測定水的硬度用溶解于水中鈣鹽和鎂鹽的含量來表示。稱取一定水樣，調節(jié)合適pH=10，以鉻黑T為指示劑，采用EDTA標準溶液滴定，溶液顏色由紅色變?yōu)樗{色時為終點。根據(jù)EDTA消耗量，計算出水的總硬度。2.鈣的測定

取一定體積的水樣，調節(jié)合適的pH值，加入鈣指示劑，再用EDTA標準溶液滴定，當溶液由酒紅色變?yōu)樗{色時為滴定終點，從消耗標準溶液的體積和濃度計算水樣中鈣的含量。鈣的測定方法

鈣是構成機體骨骼、牙齒的主要成分，長期缺鈣會影響骨骼和牙齒的生長發(fā)育，嚴重時會產(chǎn)生骨質疏松、發(fā)生軟骨病，缺鈣時還會引起手足抽搐。鈣的測定方法

食品中含鈣較多的是乳類、豆類、蛋類、蝦皮等，機體對鈣的吸收受多種因素影響。

蛋白質、氨基酸、乳糖、維生素有利于鈣的吸收，脂肪太多或含鎂量過多不利于鈣的吸收，草酸、植酸或脂肪酸的陰離子能與鈣生成不溶性沉淀，也會影響鈣的吸收。鈣的測定方法食品中鈣的來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。用高錳酸鉀標準溶液滴定與鈣等量結合的草酸，稍過量一點的高錳酸鉀可使溶液呈現(xiàn)微紅色，即為滴定終點。根據(jù)高錳酸鉀標準溶液的消耗量，可計算食品中鈣的含量。高錳酸鉀滴定法同時測定蔬菜中鈣和草酸的含量時，可采用硝酸浸取法，將蔬菜中的鈣和草酸同時浸溶出來，并分別測定其含量。測定草酸以氯化鈣作沉淀劑，測定鈣用草酸銨作沉淀劑，其余操作原理相同。Part02EDTA絡合滴定法

EDTA絡合滴定法EDTA（乙二胺四乙酸二鈉鹽）滴定法測定鈣含量，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合物更加穩(wěn)定的EDTA-Ca絡合物。EDTA絡合滴定法在pH13-14的含鈣溶液中，同時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合成酒紅色。

EDTA絡合滴定法隨著滴入EDTA，由于形成更穩(wěn)定的EDTA-Ca絡合物，鈣紅指示劑變成藍色的游離狀態(tài)，終點時溶液呈純藍色，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，將有機物徹底分解后，加酸使無機元素全部溶解，直接吸入空氣和乙炔中原子化，并在光路中直接測定鈣原子對其空心陰極燈發(fā)射譜線（鈣為242.7nm）的吸收。測定鈣時，需加鑭作為稀釋劑，以消除磷酸等物質的干擾。原子吸收分光光度法2.注意事項所用玻璃儀器需用硫酸-重鉻酸鉀洗液浸泡數(shù)小時，充分洗刷后用水反復沖洗，最后用蒸餾水沖洗、烘干；樣品制備時，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

食品中的礦物質元素是指除去C、H、O、N這4種構成水分和有機物質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元素有50多種，從元素性質來分，可分為金屬和非金屬元素兩類。從營養(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，會發(fā)生該元素缺乏癥。若攝入過多，則可發(fā)生中毒。分類

某些元素在極小的劑量下即可導致機體呈現(xiàn)毒性反應，這類元素稱為有害元素，如汞、鉛、砷等。對于這類元素，必須嚴格控制其在食品中的含量。無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主要來源主要來源1.動植物生長、成熟過程中從自然界吸收的礦物元素，在體內富集導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、農藥和化肥過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、儲存時受到食品添加劑、包裝材料、設備管道、容器等的污染而引入食品中的礦物質元素。人體中礦物質元素主要由食物補充，食品中礦物質元素主要來自于：

Part04礦物質元素的測定礦物質元素的測定

檢測食品中礦物質元素的含量，對于評價食品營養(yǎng)價值、開發(fā)和生產(chǎn)強化食品，具有十分重要的意義，同時為了保證食品安全及人體健康，對食品中微量元素及有害元素進行檢測也是非常必要的。

礦物質元素的測定

食品中礦物質元素的測定，常用方法主要有化學分析法、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用。原理原理鄰菲羅啉在微酸性條件下，能與二價鐵離子生成橙紅色的絡合物，在510nm波長下有最大吸收，其吸光度與鐵的含量成正比。樣品經(jīng)消化后，鐵以三價形式存在，故顯色以前應先加鹽酸羥胺，將三價鐵還原成二價鐵。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；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；儀器與試劑鐵標準儲備液（100ug/mL）：準確稱取硫酸亞鐵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，得標準儲備液。鐵標準使用液（10ug/mL）：取鐵標準儲備液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少時，需要再加混合酸消化液，繼續(xù)加熱消化，至無色透明。加幾mL水，加熱，清除多余的酸，當燒杯中液體剩余至2-3mL，冷卻，于100mL容量瓶中加水至刻度，混勻。同時做試劑空白試驗。操作步驟2.標準曲線的制作吸取10ug/mL鐵標準溶液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.標準曲線的制作以不加鐵的試劑空白溶液作參比液，在510nm波長下，用1cm比色皿測定各標準溶液吸光度，以鐵含量為橫坐標，吸光度為縱坐標，制作標準曲線。操作步驟3.樣品溶液的測定準確吸取樣液5-10mL（視含鐵量高低而定），于50mL容量瓶中，以下按標準溶液測定方法，測定樣品溶液吸光度，代入標準曲線，計算出樣品中鐵的含量。Part04結果計算結果計算式中：X---鐵的含量，ug/100g；m1---從標準曲線上查得測定用樣液相當?shù)蔫F含量，ug；V1---測定用樣液體積，mL；V2---樣液總體積，mL；m---樣品質量，g；Part05說明說明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.鄰菲羅啉與二價鐵在微酸性條件下形成的紅色絡合物顏色相當穩(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、光的物理量與物質結構和物質的量之間的關系進行分析的一種方法。

紫外-可見分光光度法是利用物質對200-800nm光譜區(qū)域內的光具有選擇性吸收的現(xiàn)象，對物質進行定性和定量分析的方法。Part02特點特點

優(yōu)點：1.靈敏度高。2.準確度好，滿足微量組分測定要求。3.選擇性好，多種組分共存，無需分離直接測定某物質。4.操作簡便、快速、選擇性好、儀器設備簡單、便宜。5.應用廣泛，無機、有機物均可測定。局限性：有些有機化合物在紫外-可見光區(qū)沒有吸收譜帶，更有個別的化合物紫外-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的分子結構。Part03基本原理基本原理

當光照射到物體表面時會發(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，對透明的物體主要產(chǎn)生光的吸收作用。物質對光的吸收，實質上是物質中的分子對光的吸收。一定結構的分子只吸收一定波長的光。

基本原理物質對光吸收的量與物質的量之間的關系，是物質定量測定的依據(jù)。分光光度法就是基于物質對光的選擇性吸收，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。數(shù)學表達式為：A=lg(1/T)=Kbc其中，A為吸光度，T為透光度，是透過光強度與入射光強度之比。K為吸光系數(shù)，它與吸收物質的性質及入射光的波長λ有關。c為吸光物質的濃度，單位為mol/L，b為