5食品分析-第五章灰分的測定

第五章食品中灰分

及幾種礦物元素的測定第一節(jié)灰分的測定灰分的概念灰分測定的意義總灰分的測定水溶性灰分和水不溶性灰分的測定酸不溶性灰分的測定第二節(jié)幾種重要礦物質元素的測定鈣的測定鐵的測定其它礦物質的測定【教學目標】：1.掌握灰分的概念和知識；2.掌握樣品灼燒、灰化、恒重的操作技能；3.掌握總灰分的測定技能。4.了解幾種礦物元素測定的方法。第一節(jié)灰分的測定

灰分食品經高溫灼燒后所殘留的無機物質稱為灰分，主要包括食品中的礦物質和無機鹽類。

一、概述總灰分水不溶性灰分根據溶解性水溶性灰分酸不溶性灰分反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和鹽類的含量。反映Fe、Al等氧化物、堿土金屬的堿式磷酸鹽的含量。反映環(huán)境污染帶入的泥沙及機械物和食品中原來存在的微量SiO2的含量灰分測定的意義1、可判斷食品受污染的程度；2、可以評價食品的加工精度和食品品質；3、評價植物生長的成熟度自然條件對其影響4、反映動物的品種及飼料組分對動物的影響。局部食品的灰分含量摘自USDANutrientDatabase的參考文獻〔〕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蘋果（帶皮，未經加工）0.3玉米片（整粒，黃色）1.1香蕉（未經加工）0.8去胚玉米（整粒磨碎）0.9土豆（帶皮，未經加工）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，未經加工）0.5通心粉（干的，濃縮）0.7西紅柿（成熟，未經加工）0.4黑麥面包2.5鮮肉0.5～1.2牛奶0.6～0.7鮮魚0.8～2奶油(含鹽)2.1鮮雞蛋（未經加工，新鮮）0.9奶油(半液狀)0.7普通低脂酸奶0.7大豆人造奶油2.0雞肉（烤或炸、胸脯肉、未經加工）1.0水果和蔬菜0.2～1.2牛肉（頸肉，烤前腿，未經加工）0.9二、總灰分的測定GB/T5009.4—2003?食品中灰分的測定方法?(一)原理：把一定的樣品經炭化后放入500~600℃高溫爐內灼燒，稱量殘留物的重量至恒重，即得總灰分的含量。恒重冷卻至200℃取出入干燥器冷卻30分鐘結果計算不恒重灰化〔馬弗爐〕炭化樣品〔電爐至無煙〕瓷坩堝的準備馬弗爐的準備稱樣品——坩堝。坩堝蓋子與堝要配套。坩堝材質有多種：①素燒瓷

②鉑③石英④鋁箔杯1、灰化容器素燒瓷

石英坩堝坩堝的替代品近年來，某些國家采用鋁箔杯作灰化容器，比較起來，它本身質量輕，在550~6000C范圍內，能穩(wěn)定地使用，同時冷卻效果好，且在一般溫度下沒有吸濕性，如果將杯子上緣折疊封口，根本密封好，冷卻時間可不放入枯燥器內，幾分鐘后便可降到室溫，縮短了冷卻時間。坩堝鉗

根據試樣的種類和性狀來決定。以灼燒后的灰分含量為10-100mg來決定取樣量。2、取樣量奶粉、麥乳精、大豆粉、調味料、魚類及海產品等取1-2g；谷物及其制品、肉及其制品、糕點、牛乳等取3-5g；蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取5-10g；水果及其制品取20g；油脂取50g。3.灰化溫度灰化溫度的上下對灰分測定結果影響很大。灰化溫度也應有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達600℃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，使元素無法氧化。溫度太低，那么灰化速度慢，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。樣品種類灰化溫度/℃魚類及海產品、谷類及其制品、乳制品（不包括奶油）≤550奶油≤500果蔬及其制品、砂糖及其制品、肉制品≤525個別樣品（如谷類飼料）600以灼燒至灰分呈白色或淺灰色，無碳粒存在并到達恒重為止。一般需2-5h。

4.灰化時間

鐵含量高的食品褐色錳、銅含量高的試樣藍綠色〔1〕改變操作方法：樣品初步灼燒取出冷卻從坩堝邊緣慢慢參加少量無離子水使被融熔的磷酸鹽所包住的碳粒，重新游離出來水浴蒸發(fā)至干涸120-130℃烘干再灼燒至恒重谷物及其制品磷酸過剩于陽離子磷酸以KH2PO4orNaH2PO4等形式存在在較低溫度下會熔融包住碳粒灰化困難5.加速灰化方法〔2〕添加硝酸、乙醇、碳酸銨、過氧化氫等：這類物質灼燒后完全消失，不增加殘留灰分的重量。〔3〕添加氧化鎂、碳酸鈣等惰性不熔物質:這類物質純屬機械性添加，它們與灰分混雜使碳微粒不受覆蓋，加速灰化，但須作空白試驗。測定PP可能以含氧酸的形式揮發(fā)散失，對含P較高的生物材料，常用硝酸鎂或氯化鎂保存其中的P。測定S食品中S主要來源是pro或光Aa、蛋Aa，還有洋蔥硫胺素等，在定量前需先將S氧化，可參加Mg(NO3)2。測定ClCl容易損失，必須在堿性條件下灰化，可參加Na2CO3或NaOH.測定重金屬〔濕法消化〕對某些極易揮發(fā)散失的物質，一般采用濕法消化。如汞以蒸汽揮發(fā)。6.特殊的灰化方法測定方法1、瓷坩堝的準備：坩堝→〔1：4〕鹽酸煮沸洗凈→標號〔FeCl3〕→575±25℃下灼燒0.5小時→降至200℃→

放入枯燥器內

→

冷卻到室溫→恒重〔空坩堝〕2、樣品的預處理：果汁、牛乳等液體試樣取樣瓷坩堝水浴蒸發(fā)至干涸炭化果蔬、動植物等含水較多的試樣樣品制備成均勻試樣取樣水浴蒸發(fā)至干涸炭化谷物、豆類等水分含量少的固體樣品樣品粉碎取樣瓷坩堝炭化富含脂肪的樣品樣品制成均勻試樣取樣提取脂肪殘留物瓷坩堝炭化

3、炭化坩堝置于電爐或煤氣燈、半蓋坩堝蓋小心加熱炭化直至無黑煙產生數(shù)滴辛醇或植物油易膨脹食品（富含糖、炭化蛋白質的食品）

為什么要炭化？〔1〕防止在灼燒時，因溫度高試樣中的水分急劇蒸發(fā)使試樣飛揚；〔2〕防止糖、蛋白質、淀粉等易發(fā)泡膨脹的物質在高溫下發(fā)泡膨脹而溢出坩堝；〔3〕不經炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。4、灰化坩堝→移入已達規(guī)定溫度的高溫爐口→稍留片刻→慢慢移入爐腔內→坩堝蓋斜倚在坩堝口→關閉爐門→灼燒至灰中無碳粒存在→翻開爐門→冷卻至200℃左右→移入枯燥器→冷卻→稱重→再次灼燒至恒重結果計算灰分（%）=m3—m1m2—m1×100%式中：m1——空坩堝質量，g；m2——樣品加空坩堝質量，g；m3——殘灰加空坩堝質量，g。說明①樣品炭化時要注意熱源強度，防止產生大量泡沫溢出坩堝。②把坩堝放入高溫爐或從爐中取出時，要放在爐口停留片刻，使坩堝預熱或冷卻，防止因溫度劇變而使坩堝破裂。③灼燒后的坩堝應冷卻到200℃以下再移入枯燥器中，否那么因熱的對流作用，易造成殘灰飛散，且冷卻速度慢，冷卻后枯燥器內形成較大真空，蓋子不易翻開。④從枯燥器內取出坩堝時，因內部成真空，開蓋恢復常壓時，應注意使空氣緩緩流入，以防殘灰飛散。⑤灰化后所得殘渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。⑥用過的坩堝經初步洗刷后，可用粗鹽酸或廢鹽酸浸泡10~20分鐘，再用水沖刷潔凈。說明三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定水溶性灰分％=總灰分％-水不溶性灰分％總灰分+25ml水〔加蓋〕→加熱用無灰濾紙過濾→殘渣用25ml水洗〔使可溶性灰分全部進入濾紙〕→殘渣連同濾紙一起放回坩堝中灰化〔枯燥，灼燒〕→稱重→得到水不溶性灰分〔水不溶性灰分除泥沙外，還有Fe、AL等金屬氧化物和堿土金屬的堿式磷酸鹽〕

無灰濾紙〔定量濾紙〕按灰分分為三個等級甲＜0.01％乙＜0.03％丙＜0.06％是化學純度高度純潔，疏松多孔，有一定過濾速度，顯中性，耐稀酸。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，參加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枯燥、炭化、灰化，直到恒重。計算：酸不溶性灰分%=殘留物重量/樣品重量

×100計算：酸溶性灰分%=總灰分%-酸不溶性灰分%第二節(jié)幾種重要礦物元素的測定一、概述礦物元素：除去C、H、O、N的其他元素的統(tǒng)稱常量元素含量＞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……〕測定方法食品樣本無機態(tài)灼燒、灰化比色法原子吸收其它熒光法Ca是人體中含量最豐富的礦質元素，其作用除了作為骨骼組織及牙齒的組成成分外〔９９％〕，還參與整個生長、發(fā)育過程及多種生理活動。Ca的缺乏會引起軟骨病。嬰兒，兒童，妊娠期的婦女及哺乳期的母親都需要大量的鈣。因此，測定食品中的鈣具有非常重要的營養(yǎng)學意義。二、鈣的測定

鈣的食物來源應考慮二個方面，鈣含量及吸收利用率。奶與奶制品含鈣豐富吸收率也高，是理想的鈣來源。水產品中小蝦皮含鈣特別多，其次是海帶、發(fā)菜等含量也非常豐富。豆和豆制品以及油料種子和蔬菜含鈣也較高。特別突出的有黃豆及其制品，黑豆、赤小豆、各種瓜子、芝麻醬等。食品中鈣的含量

食品中鈣的強化(一)、食品中鈣的測定高錳酸鉀滴定法

測定方法：EDTA絡合滴定法

原子吸收光譜法二、鈣的測定1、KMnO4滴定法原理：樣品灰化后，所得粗灰分，用鹽酸溶解，在酸性溶液中，鈣與草酸銨反響生成草酸鈣沉淀，沉淀經過濾，洗滌后，溶解于硫酸中，把草酸游離出來，以標準的高錳酸鉀滴定游離的草酸根離子，而后根據高錳酸鉀標準溶液的用量，來計算鈣的含量。因為1NCa2+相當于1NC2O42-。稍過量一點的高錳酸鉀溶液呈現(xiàn)微紅色，即為滴定終點。高錳酸鉀測定法圖解2、EDTA滴定法〔乙二胺四乙酸二鈉鹽〕〔1〕原理：先向系統(tǒng)中參加鈣紅指示劑〔pH﹥11,純藍色〕，它與二價鈣離子絡合，生成酒紅色的絡合物，再用EDTA滴定，它先與游離的鈣離子絡合，因其絡合能力強，當與游離二價鈣離子結合完以后，又奪取指示劑已絡合的二價鈣離子，使指示劑又顯原來顏色，生成藍色，用以指示終點。酒紅色鈣紅指示劑〔2〕本卷須知滴定用的樣品量隨鈣含量而定，最適合的范圍是5-50微克；加鈣紅指示劑后，不能放置過久，否那么終點發(fā)灰，不明顯；滴定時pH應為12-14，過高過低指示劑變紅，滴定不出終點。3、原子吸收分光光度法原理：樣品經消化后，加酸使無機物全局部解，直接吸入空氣和乙炔中原子化，吸收422.7nm的共振線，其吸收量與含量成正比，與標準系列比較定量?？招年帢O燈原子化器單色儀檢測器原子化系統(tǒng)霧化器樣品液

光源、原子化系統(tǒng)（類似樣品容器）、分光系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。廢液切光器助燃氣燃氣原子吸收儀器結構示意圖三、鐵的測定硫氰酸鹽比色法鄰菲羅啉比色法〔鄰二氮菲比色法〕磺基水楊酸比色法原子吸收分光光度法1、硫氰酸鹽比色法原理：在酸性溶液中，鐵離子與硫氰酸鉀作用，生成血紅色的硫氰酸鐵絡合物，其顏色的深淺與鐵離子的濃度成正比，可用光度法測定。Fe3++3SCN-→Fe〔CNS〕3