10灰分的测定解析

食品科学技术学院张秋会zhang-qiuhui@163第十章灰分的测定22022/12/28第一节灰分的测定一、概述二、总灰分的测定三、水溶性和水不溶性灰分分析四、酸不溶灰分分析五、灰分的快速分析其次节几种重要元素化学分析一、概述钙、磷、铁、镁、锰、锌、铜、硒、碘本章主要内容32022/12/28一、概述1、概念2、主要测定项目3、食品中灰分的质量分数4、测定意义第一节

灰分的测定42022/12/281、概念食品经高温灼烧时各成分发生一系列的物理和化学变更，最终有机成分挥发逸散，而无机成分则残留下来，这些残留物称为灰分（总灰分亦称粗灰分）。是表示食品无机成分总量的一项指标。第一节灰分的测定52022/12/281、概念灰化过程中：氯、碘、铅等易挥发元素会散失；磷、硫等元素以含氧酸形式挥发；金属氧化物会吸取有机物分解的二氧化碳形成碳酸盐。第一节灰分的测定62022/12/282、主要测定项目总灰分：金属氧化物和无机盐，以及一些杂质。水溶性灰分：钾、钠、钙、镁等元素的氧化物及可溶性盐类水不溶性灰分：铁、铝等金属的氧化物，碱土金属的碱式磷酸盐，以及污染物混入的泥沙酸不溶灰分：污染的泥沙和存在于食品中的微量二氧化硅72022/12/283、食品中灰分的质量分数不同类食品灰分的质量分数有确定的范围（%）脂肪、油类0-4.09乳制品0.5-5.1瓜果类0.2-0.6干果2.4-3.5面粉类0.3-4.3纯淀粉0.3肉及海产品0.7-1.382022/12/284、测定意义食品质量限制指标，食品成分分析项目之一；推断食品受污染的程度；推断食品是否掺假；反映植物生长的成熟度和自然条件，反映动物品种、饲料状况。92022/12/28二、总灰分的测定1、原理2、仪器与试剂3、测定4、样品的预处理及操作条件的选择5、加速灰化的方法102022/12/281、原理将食品经炭化后置于高温炉（500-600℃）内灼烧，有机物质以二氧化碳、氮氧化物及水等形式逸出，无机物质以硫酸盐、磷酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物形式残留下来（灰分），称量残留物的量即可算出样品中总灰分的质量分数。112022/12/282、仪器与试剂仪器高温炉分析天平坩埚坩埚钳干燥器试剂1：4盐酸溶液0.5%FeCl3溶液和等量的蓝墨水混合液122022/12/283、测定（1）瓷坩埚的准备酸煮编号坩埚

1∶4盐酸煮沸1-2h→洗净，晾干用FeCl3与蓝墨水的混合液在坩埚外壁及盖上编号灼烧反复至恒重550±25℃灼烧0.5h→移至炉口冷却到200℃移至干燥器→冷却→称重→再灼烧30min→至恒重13（2）样品称量在坩锅中加入预先处理好的2-3g固体或5-10g液体试样。液体样品应先在沸水浴上蒸干。（3）炭化坩埚→置于电炉或煤气灯，半盖坩埚盖→当心加热炭化直至无黑烟产生。14（4）灰化坩埚→移入已达规定温度的高温炉炉口→稍留片刻→渐渐移入炉膛内→埚盖斜依在坩埚口→关闭炉门→灼烧4h至灰中无碳粒存在→打开炉门→将坩埚移至炉口→冷却至200℃左右→移入干燥器→冷却→称重→再灼烧至恒重。15（5）结果计算m0为空坩埚的质量m1为样品+空坩埚的质量m2为残灰+空坩埚的质量16（6）说明：①灰化时要留意热源强度，防止产生大量泡沫。样品量少时可干脆在高温炉中分二阶段灰化，150℃炭化至无烟300℃炭化至无烟。②从干燥器内取出坩埚时，因内部成真空，开盖时，应留意使空气缓慢流入，以防灰分飞散。③灰化后所得的残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。④用过的坩埚，初步洗刷，粗盐酸或废盐酸浸泡10-20min，用水冲涮干净。17须要解决的问题灰化条件的选择加速灰化的方法灰化容器样品预处理取样量灰化温度灰化时间182022/12/284、样品的预处理及操作条件的选择（1）采样量的确定原则：以灼烧后得到的灰重量为10-100mg来确定取样量。奶粉、麦乳精、大豆、调味料、鱼类及海产品：1-2g。蔬菜、砂糖、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油：5-10g。谷物及其制品、肉及其制品、糕点、牛乳：3-5g。油脂：50g。水果及其制品：20g。19（2）样品的预处理果汁、牛乳等液体试样：取样→瓷坩埚→水浴蒸干→炭化果蔬、动物组织等含水分较多的试样：样品→制备成匀整试样→取样→水浴蒸干→炭化20谷物、豆类等固体试样：样品→粉碎→取样→瓷坩埚→烘箱烘干→炭化富含脂肪的样品：样品→制备成匀整试样→取样→抽提脂肪→残留物→瓷坩埚→炭化21（3）灰化容器通常以坩埚为灰化容器灰化容器瓷坩埚铝箔杯22瓷坩埚优点：耐高温、耐酸、价格低廉缺点：耐碱性差。当灰化碱性（蔬菜、水果、豆类等）食品时，瓷坩埚内壁的釉层会部分分解。铝箔杯优点：耐高温，耐碱，导热性好、吸湿性小缺点：价格昂贵运用时特殊留意其性能和运用规则！23容器大小的选择以下样品应选择稍大的容器须要前处理的液态样品加热易膨胀的样品灰分含量低、取样量较大的样品容器过大，则会使称量误差增大!24（4）灰化温度原则：一般为500-600℃，依据食品中无机成分的组成、性质及含量确定灰化温度。黄油≤500℃。果蔬及其制品、砂糖及其制品、肉制品≤525℃。谷类食品、乳制品(奶油除外)、鱼、海产品、酒类≤550℃。25留意事项温度过高K，Na，Cl等元素易挥发损失；磷酸盐会熔融，将碳粒包藏起来，使碳粒无法氧化。温度过低灰化速度慢、时间长，不易灰化完全；不利于除去过剩的碱吸取的CO2。26（5）灰化时间原则：一般须要2-5h。一般以灼烧至灰分呈白色或浅灰色，无碳粒存在并达到恒重为止。留意：有些样品，即使灰化完全，残灰也不确定是白或灰白色。如：铁含量高的食品褐色；锰铜含量高的食品蓝绿色有时即使灰的表面呈白色，内部仍残留有炭块。27灰化过程中存在的问题：285、加速灰化的方法①针对难挥发样品样品→初步灼烧→取出冷却→从容器边缘渐渐加入少量无离子水→水浴蒸发至干枯→120-130℃烘干→再灼烧至恒重。29②针对没有完全灰化的碳粒样品→初步灼烧→取出冷却→加入几滴硝酸（1∶1）、乙醇、10%碳酸铵或H202→蒸干→再灼烧至恒重。留意：不要干脆洒在灰分上，以防残灰飞扬，将被水溶性盐类包住的碳粒暴露出来30③针对糖类制品的灰化样品→初步灼烧→取出冷却→滴加少量硫酸→接着灼烧至恒重留意：滴加硫酸过程一部分残灰溶液和二氧化碳气体呈雾状扬起，要盖住灰化容器，最终再将盖上的附着物洗入灰化容器。31④针对谷物及其制品样品→加入醋酸镁、硝酸镁等助灰化剂→灰化留意：要做空白试验，以校正加入的镁盐灼烧后分解产生的氧化镁的量。321、水不溶性灰分：总灰分→加入25mL去离子水→加热至沸→无灰滤纸过滤→用25mL热的去离子水洗涤多次→残渣连同滤纸移回原坩埚→水浴蒸发至干枯→烘干灼烧→冷却→称重→反复操作至恒重→计算水不溶性灰分含量。2、水溶性灰分水溶性灰分=总灰分-水不溶性灰分三、水溶性和水不溶性灰分分析33四、酸不溶性灰分的测定总灰分（或水不溶性灰分）加入25mL0.1mol/LHCl，以下操作同水溶性灰分的测定，计算酸不溶性灰分含量。34五、灰分的快速分析1、微波快速灰化法2、面粉灰分快速测定法35五、灰分的快速分析1、微波快速灰化法PHOENIX微波灰化马弗炉是全球第一台以微波能量作为热源进行灰化的仪器。设计者CEM公司主要针对传统马弗炉耗时长，易产生污染烟雾等缺点推出的一种广泛应用于各行业的微波灰化仪器，可节约时间97%，提高了工作效率且环保。应用范围：能进行各种有机物和无机物的灰化、磺化、熔融、烘干、腊烧除、熔合、热处理以及灼烧残渣、烧失量等的测试。361、微波快速灰化法PHOENIX微波灰化马弗炉以其优越的性能得到国内用户高度评价。CEM代表了主流微波化学技术发展方向。国内市场运用数量占同类产品85％以上。CEM专利的石英纤维坩埚：循环气流增进氧化速度体积容量:20,50,100mL坚实抗断裂可重复运用60秒内冷却至室温样品加密闭盖子371、微波快速灰化法主要特点升温速度快且易限制：最高温度可达1200℃，1-8步16段梯度升温。无须炭化干脆灰化：省略了样品放进马弗炉前蒸发水分、燃烧除去有机物的炭化过程。灰化时间短：大部分样品10分钟之内就可灰化完全，而一般马弗炉却须要几个小时甚至几十个小时。瞬间冷却：灰化完成后只需几十秒即可冷却，传统方法须要一个小时甚至更长时间。精确、平安：内部的平安锁定机制可在发生意外状况时自动停止仪器运作。381、微波快速灰化法技术参数温度范围：0-1200℃±1℃梯度升温或快速升温,可24h最高温连续工作功率输出：1400W±50W,15Amps排风系统：标准100CFM,可选排风放大系统130CFM(可调)尺寸：46.2*65.4*49.8cm炉腔体积:1.8L/5L炉腔材料:环形热导体确保温度匀整性,各点温差不超过±1℃坩锅冷却时间:小于30秒(从1200℃至室温)红外监测系统:防止微波泄露,保证操作平安BITS内置诊断系统:监控机内重要组件状况,以防过热反应引起的温控系统,热电偶,平安门的老化,损坏,提高仪器的平安性39五、灰分的快速分析2、面粉灰分快速测定法（1）近红外分析仪快速测定（2）电导法测定面粉中的灰分402022/12/28一、概述二、钙含量分析三、铁镁锰含量分析四、锌含量分析五、铜含量分析六、硒含量分析七、碘含量分析其次节几种重要元素化学分析41一、概述一般食品存在的微量元素和常量元素：常量元素（7种）：钙、镁、磷、钠、钾、氯、硫。微量化学元素（14种）：铁、铜、锌、碘、锰、钼、钴、硒、镍、锡、硅、氟、铬、钒。依据元素在体内的功能：涉及体液调整的化学元素构成骨骼的化学元素参与体内生物化学反应和作为生物体化学成分的化学元素42二、钙的测定测定方法原子吸取光谱法乙二胺四乙酸滴定法（EDTA）431、原理：利用钙离子具有特定的吸取光谱（422.7nm）,且其吸取强度与钙含量成正比关系的性质进行测定。2、试剂：混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）；0.5mol/L的硝酸溶液；20g/L氯化镧溶液；钙标准系列溶液。3、仪器原子吸取分光光度计、钙空心阴极灯（一）原子吸取光谱法测钙的含量444、操作方法（1）样品湿法消化匀整样品→150ml三角烧瓶→加入20-30ml混合酸→盖以玻片，放置过夜→加热消化（留意防止炭化）→消化液→冷却→用氧化镧溶液将消化液移入10ml有刻度试管。同时做试剂空白比照。（2）样品测定（3）结果计算45（二）滴定法（EDTA）测钙的含量原理在适当的PH范围内，用EDTA滴定钙，达到化学计量点时，EDTA结合溶液中的钙离子，使溶液指示剂由紫红色变蓝为止，依据EDTA用量计算钙的质量分数。46三、原子吸取光谱法铁的测定原理利用铁离子具有特定的吸取光谱（248.3nm）,且其吸取强度与铁含量成正比关系的性质进行测