《灰分及重要矿物元素的测定.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《灰分及重要矿物元素的测定.ppt（46页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第七节 灰分及重要矿物元素的测定,内容：一、灰分的测定概述灰分测定的几个概念、意义、食品中灰分含量状况及方法评述，总灰分测定，水溶性灰分和酸不溶性灰分的测定。二、几种重要矿物元素的测定简述了食品中矿质元素情况，介绍了钙、磷、铁等的测定方法。三、食品中有害矿物元素测定本节要求：掌握灰分的几个概念，总灰分、钙、磷、铁、铅、砷、汞的测定,一、灰分的测定（一）、概述1.食品的组成十分复杂，由大量有机物质和丰富的 无机成分组成。2.灰分的概念 在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。它标示食品中无机成分总量的一项
2、指标。,3.粗灰分的概念 灰分不完全或不确切地代表无机物的总量，如某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的CO2而形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发了（如Cl、I、Pb为易挥发元素。P、S等也能以含氧酸的形式挥发散失）。从这个观点出发通常把食品经高温灼烧后的残留物称为粗灰分（总灰分）。,酸溶性灰分 酸不溶性灰分,总灰分,水溶性灰分水不溶性灰分,4水溶性灰分反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和盐类的含量。可反映果酱、果冻等制品中果汁的含量。5.酸溶性灰分反映Fe、Al等氧化物、碱土金属的碱式磷酸盐的含量。6.酸不溶性灰分反映污染的泥沙及机械物和食品中原来存在的微量SiO2的含量。,7灰分
3、测定的意义 考察食品的原料及添加剂的使用情况；灰分指标是一项有效的控制指标；例：面粉生产，往往在分等级时要用灰分指标，因小麦麸皮的灰分含量比胚乳高20倍。富强粉应为 0.3 0.5%，标准粉应为 0.6 0.9%，反映动物、植物的生长条件。其他食品灰分含量可查163页表9-1或有关手册。,生产明胶、果胶类胶制品，灰分是它胶冻性能的标志。同时还可检验食品加工过程的污染情况。所以，灰分是食品成分全分析的项目之一。,（二）、总灰分的测定,GB/T 5009.4 2003 食品中灰分的测定方法(一)原理 把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，转化，称量残留物的重量至恒重，计算出样品总灰分的含量。,（二
4、）灰化条件的选择灰化容器坩埚。坩埚盖子与埚要配套。坩埚材质有多种：素瓷 铂 石英 铁 镍等，个别情况也可使用蒸发皿。,素瓷坩埚优点：耐高温可达 1200，内壁光滑，耐酸，价格低廉。缺点：耐碱性差，灰化成碱性食品（如水果、蔬菜、豆类等），坩埚内壁的釉质会部分溶解，反复多次使用后，往往难以得到恒重。温度骤变时，易炸裂破碎。,铂坩埚优点：耐高温 达1773，导热良好，耐碱，耐HF,吸湿性小。缺点：价格昂贵，约为黄金的9倍，要有专人保管，免丢失。使用不当会腐蚀或发脆。,取样量 根据试样种类和性状来定，一般控制灼烧后灰分为 10 100 mg。通常：乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等 取 12 g。
5、谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取 35 g。蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取510g。水果及制品取 20g、油脂取50 g。具体见69页表6-2。,3.灰化温度 灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大。由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量各不相同，灰化温度也应有所不同，一般为525 600，谷类的饲料达 600以上。温度太高，将引起K、Na、Cl等元素的挥发损失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，使元素无法氧化。,温度太低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化完全，也不利于除去过剩的碱性食物吸收的CO2。所以要在保证灰化完全的前提下，尽可能减少无机成分的挥发损失和缩短灰化时间。加热
6、速度不可太快，防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气体，而使微粒飞失、易燃。,4.灰化时间,一般不规定灰化时间，而是观察残留物（灰分）为全白色或浅灰色，内部无残留的碳块，并达到恒重为止。两次结果相差 0.5 mg。对于已做过多次测定的样品，可根据经验限定时间。总的时间一般为 2 5 小时，个别样品有规定温度、时间。应指出，对某些样品即使灰化完全，残灰也不一定呈白色或浅灰色，如铁含量高的食品，残灰呈褐色。锰、铜含量高的食品，残灰呈蓝绿色。,（三）加速灰化的方法p164 有些样品难于灰化，如含磷较多的谷物及其制品。磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易形成KH2PO4、NaH2PO4等，会熔融而包住C粒，即使
7、灰化相当长时间也达不到恒重。对这类样品，可采用下述方法加速灰化：,样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰充分湿润（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失），用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶解，被包住的C粒暴露出来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干涸，至 120 130烘箱内干燥，再灼烧至恒重。,经初步灼烧后，放冷，加入几滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的氧化作用来加速C粒灰化。也可加入10（NH4）2CO3等疏松剂，在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，促进灰化。这些物质的添加不会增加残灰的质量，灼烧后完全消失。,糖类样品残灰
8、中加入硫酸，可以进一步加速。加入 MgAc2、Mg(NO3)2 等助灰化剂，这类镁盐随灰化而分解，与过剩的磷酸结合，残灰不熔融而呈松散状态，避免了碳粒被包裹，可缩短灰化时间，但产生了MgO会增重，也应做空白试验。添加 MgO、CaCO3 等惰性不熔物质，它们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起，使C粒不受覆盖，应做空白试验，因为它们使残灰增重。,（四）总灰分的 测定方法（以瓷坩埚为例）,瓷坩埚的准备,根据取样量的大小、样品的性质（如易膨胀等）来选取坩埚的大小。有时样品太多，宜选素瓷蒸发皿。使用的容器大会使称量的误差增大（有的蒸发皿在光电天平中放不下）。将两个坩埚用（1:4）的HCl煮沸12小
9、时，洗净凉干。,用FeCl3 蓝墨水的混合物在坩埚外壁及盖子上编号。打开马福炉，用坩埚钳夹住，先放在炉口预热，因炉内各部位的温度不一致，假如设定 600，炉内热电偶附近为 60010，中间部位为 59010，前面部分为 56010，不论炉子大小，门口部分温度最低。,真正灼烧时不能放在靠近门口部分，每次开始放入炉内或取出时，都要放在门口缓冲一下温差，不然就会破裂，然后慢慢往里面放，把盖子搭在旁边。稍停一下在关炉门，于规定温度（500600）灼烧半小时，再移至炉口冷却到 200左右，再移入干燥器中，冷却至室温，准确称量，再入高温炉中烧 30分钟，取出冷却称重，直至恒重（两次称重之差不大于0.5 m
10、g),记录数据备用。,高温炉（马福炉、蒙弗炉）的准备 SRTX-4-9型箱式电阻炉、DRZ-4型温度控制仪。接通电源，调好要使用的温度，电线容量要大，因为功率为 2000-4000W，不然会失火。如室内配电容量小，其他电器都不得与它同时使用。,样品的预处理 可用测定水分之后的样品。富含脂肪的样品先提取脂肪后再测灰分。对于液体样品应先在水浴上蒸干，否则直接炭化，液体沸腾易造成溅失。,果蔬、动物组织等含水分较多的样品,先制备成均匀样品，再准确称取样品置于已知重量坩埚中，放烘箱中干燥（先6070，后105），再炭化。谷物、豆类等水分含量较少的固体样，粉碎均匀后可直接称取、炭化。,炭化样品 准确称量一
11、定量处理好的样品，放在高温炉之前，要先进行炭化处理，以防温度高，试样中的水分急剧蒸发使样品飞扬，防止易发泡膨胀的物质在高温下发泡而溢出，减少碳粒被包裹住的可能性。炭化操作一般在电炉或煤气灯下进行，半盖坩埚盖，小心加热使样品在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。对易膨胀、发泡的如含糖多的，含蛋白多的样品，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。,4.灰化 炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，稍停片刻，再慢慢移入炉膛内，以下操作同求坩埚恒重时一样，至恒重。,m 1空坩埚质量，g m 2样品+空坩埚质量，g m 3残灰+空坩埚质量，g B 空白试验残灰重，g,5.结果计算,有的样品如面粉等
12、粮食样品是以干物质的灰分来计算的，从总重中减去水分。6.说明：p166,（三）、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定 将测定所得的总灰分称量、计算后，约加25ml热无离子水，分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣。将残渣及滤纸一起移回原坩埚中，在水浴上蒸发至干涸，入干燥箱中干燥，再进行炭化、灼烧、冷却、称量，至恒重。,m4 不溶性灰分+原坩埚质量 g m1 原坩埚质量 g m2 样品+原坩埚质量 g水溶性灰分=总灰分-水不溶性灰分,（四）、酸不溶性灰分的测定,取水不溶性灰分或总灰分的残留物，加入25ml 0.1mol/L的HCl，放在小火上轻微煮沸，用无灰滤纸过滤后，再用热水洗涤至不显酸性为止，将残留物连同滤纸
13、置坩埚中进行干燥、炭化、灰化，直到恒重。计算:酸不溶性灰分=100%m5酸不溶性灰分+坩埚质量 m1原坩埚质量 m2样品+原坩埚质量,无灰滤纸（定量滤纸）按灰分分为三个等级 甲0.01 乙0.03 丙0.06 是化学纯度高度纯洁，疏松多孔，有一定过滤速度，显中性，耐稀酸。,二 几种重要矿物元素的测定,（一）、概述 食品中除含有大量有机物外，还含有丰富的矿物质,它们都存在于灰分之中，要先灰化处理，然后再测定。其中：常量元素含量0.01（Ca、Mg、K、Na、P、S、Cl）占总灰分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）,矿物元
14、素的测定方法很多：化学分析法、比色法、原子吸收分光光度法、极谱法、离子选择性电极法、荧光法等等。,钙在成人体内总含量约为 1200g，近 99%存在于骨骼内。骨矿物质含有两 个物理及化学特性不同的磷酸钙池，即无定形相和疏松结晶相。骨钙不断被吸 收和沉积，骨组织不断处于更新过程。在儿童和青少年期，骨钙沉积速率大于 吸收速率。在晚年，则吸收速率高于沉积速率。所以，随着年龄增加，钙将逐 渐流失。在钙摄入不足或吸收不良时，机体动用骨骼钙，而软组织钙维持恒定。在这种情况下年轻人不仅骨骼钙化不充分，而且由于脱钙可造成骨强度降低。,（二）、钙的测定,活性钙贝壳经高温煅烧成粉，再经微粉碎成细粉，在pH1.7，
15、3537条件下，可离解成Ca2+,比普通钙粉更易吸收、利用。,1、KMnO4法p169原理：样品经灰化后，用盐酸溶解，在酸性溶液中，钙与草酸生成草酸钙沉淀。沉淀经洗涤后，加入硫酸溶解，把草酸游离出来，再用高锰酸钾标准溶液滴定与钙等摩尔结合的草酸。稍过量的高锰酸钾使溶液呈现微红色，即为滴定终点。根据消耗的高锰酸钾量，计算出食品中钙的含量。,（二）、钙的测定方法,（二）、钙的测定方法,1、KMnO4法 CaCl2+(NH4)2C2O4 CaC2O4+2NH4Cl CaC2O4+H2SO4 CaSO4+H2C2O4 5H2C2O4+2KMnO4+3 H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2+
16、8H2O此法需要沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费力，较为少用。,2、EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）原理：先向系统中加入钙红指示剂（pH11,纯蓝色），它与二价钙离子络合，生成酒红色的络合物，再用EDTA滴定，它先与游离的钙离子络合，因其络合能力强，当与游离二价钙离子结合完以后，又夺取指示剂已络合的二价钙离子，使指示剂又显原来颜色，生成蓝色，用以指示终点。,3、原子吸收分光光度法,（四）、磷的测定（鉬蓝比色法）原理：食品中的有机物经酸氧化，使磷在酸性条件下与钼酸铵结合生成磷钼酸铵。此化合物经对苯二酚、亚硫酸钠还原成蓝色化合物（钼蓝）。用分光光度计在波长650nm或660nm处测定钼蓝的吸光度，以定
17、量分析磷含量。适用范围：适用于各类食品中总磷的的测定。,（五）、铁的测定（P170-171页）1、硫氰酸钾比色法2、邻菲罗啉（邻二氮菲）比色法3、原子吸收分光光度法,硫氰酸钾比色法,原理在酸性溶液中，铁离子与硫氰酸钾作用，生成砖红色的硫氰酸铁络合物，其颜色的深浅与铁离子浓度成正比，故可以比色测定,邻菲罗琳法,原理在pH值29的溶液中，邻菲罗琳能与二价铁离子生成稳定的橙红色络合物，在波长=510nm处有最大吸收，其吸光度与铁含量成正比，可用比色法测定。在显色前，可用盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+后再作反应。,第三章食品卫生检测技术,食品中有害矿物元素测定,食品中砷含量的测定p181,食品中铅含量的测定p175,食品中汞含量的测定p185,本节思考题,灰分的定义、分类。总灰分的测定原理、方法、条件、加速方法。怀疑大豆干制品中掺有大量滑石粉时，可采用灰分测定方法时行确定，试写出测定的原理、操作及判断方法。在食品灰分测定操作中应注意哪些问题列举两种测定食品中钙的方法，说明其中一种的基本原理列举两种测定食品中铁的方法，说明其中一种的基本原理,
