食品营养成分的测定-7-灰分.ppt

食 品 分 析Food Analysis授课教师: 周 志 日期: 2008年春季第六章 灰分的测定本节重点: 1.灰分的定义、分类 2.总灰分的测定原理、方法、条件、加速灰化方法 概述l食品的组成非常复杂，除了含有大量有机物 外，还含有较丰富的无机成分食品经高温灼 烧，有机成分挥发逸散，而无机成分则残留下 来，这些残留物称灰分灰分是标志食品中无 机成分总量的一项指标l食品的灰分与食品中原来存在的无机成分在 数量和组成上并不完全相同，因为食品在灰化 时，某些易挥发元素，如氯、碘、铅等，会挥 发散失，使这些无机成分减少另一方面，某 些金属氧化物会吸收有机物分解产生的二氧化 碳而形成碳酸盐，又使无机成分增多，因此灰 分并不能准确地表示食品中原来的无机成分的 总量通常把食品经高温灼烧后的残留物称为 粗灰分 (或总灰分)l食品的总灰分包括水溶性灰分、水不溶性灰 分和酸不溶性灰分水溶性灰分是一些可溶性 碱金属或碱土金属的氧化物及盐类；水不溶性 灰分多是些粉尘、泥沙和铁、铝等氧化物及碱 土金属的碱式磷酸盐的含量，而酸不溶性灰分 则是水不溶性灰分中一些含硅的物质，对于一 般食品分析，测定总灰分即可满足常规要求。

第一节 灰分的测定一、总灰分的测定l1. 原理一定量的样品经炭化后，放入高温炉内 灼烧，其中的有机物被氧化分解，以二氧化碳 、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质残 留下来，这些残留物即为灰分称量残留物的 质量即可计算样品中总灰分的含量2. 适用范围本方法适用于各类食品中灰分含量的测定 3. 仪器l马福炉马弗炉是英文Muffle furnace翻译过来的 Muffle是包裹的意思，furnace是炉子，熔 炉的意思马弗炉在中国的通用叫法有以下几 种：电炉、电阻炉、茂福炉、马福炉马弗炉 是一种通用的加热设备.依据外观形状可分为 箱式炉 管式炉 坩埚炉按国籍分有国产马弗炉和进口马弗炉按 加热元件区分有：电炉丝马弗炉、硅碳棒马弗 炉、硅钼棒马弗炉；按额定温度来区分一般分 为：900度系列马弗炉，1000度马弗炉， 1200度马弗炉，1300度马弗炉，1600度马 弗炉，1700度马弗炉按保温材料来区分有 ：普通耐火砖和陶瓷纤维两种2) 坩埚la. 铂坩埚 l铂是一种贵重金属，焙点约为1770度，质软，使 用时不要用手捏，以防变形也不能用玻璃棒捣刮铂 坩埚内壁，以防损伤也不要将红热的铂坩埚放人冷 水中骤冷。

铂坩埚的加热和灼烧，均应在垫有石棉板 或陶瓷板的电炉或电热板上进行，或在煤气灯的氧化 焰上进行，不能与电炉丝、铁板及还原焰接触，因为 在高温下铁易与铂形成合金，还原性气体能与铂形成 碳化铂，使铂坩埚变脆滤纸如在铂坩埚中灼烷，应 在低温和空气充足的情况下，让炭化的滤纸完全燃烧 后，才能提高温度. lPb 、Bi、Sb、Sn、Ag、Hg的化合物、硫化物、 磷和砷的化合物等，在高温时容易被滤纸的炭或火馅 的还原气体还原为相应的金属和非金属元素，它们与 铂形成合金或化合物，从而损坏铂坩埚所以，上述 金属和非金属及其化合物不能在铂坩埚内灼烧或熔触 卤素和能析出卤素的物质如王水、HCI，以及某些 氧化剂的混合物，对铂坩埚均有侵蚀作用碱金属氧 化物、氢氧化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、氧化 钡等在高温熔融时能侵蚀铂坩埚用碳酸钠和碳酸钾 ，对铂坩埚无侵蚀作用组分不明的试样不能使用铂 坩埚加热或熔融铂坩埚内、外壁应经常保持清洁和 光亮l使用过的铂坩埚可用HCl溶液煮沸清洗如 清洗不净，可用K2S207低温熔融5—10分钟 ，如用K2S207处理无效，可用Na2C03或硼砂 熔融如仍有污点，则可用沙布包100筛孔以 上的海沙加水润湿后，轻轻擦拭铂坩埚以恢复 其表面的光泽。

热的铂坩埚要用铂坩埚夹取 铂坩埚变形时，可放在木板上，一边滚动，一 边用牛角匙压坩埚内壁整形lb.镍坩埚 l镍的熔点为1455度，镍的抗碱性和抗侵蚀能力较 强，故常用镍坩埚熔融铁合金、矿渣、粘土，耐火材 料等 用镍坩埚熔样温度不宜超过700度，因在高 温时，镍易被氧化 镍坩埚不能用于沉淀的灼烧 镍坩埚适用于NaOH Na2O2、Na2CO3 NaHCO3以 及含有有KNO3的碱性溶剂熔融样品，不适用于 KHSO4或NaHS04、K2S2O7或Na2S2O7等酸性溶剂 以及含硫的碱性硫化物熔剂熔融样品 熔融状态的 A1、Zn、Pb、Sn、Hg等金属盐，都能使镍坩埚变 脆硼砂也不能在镍坩埚中熔融 镍坩埚中常含有 微量铬，使用时应注意 新的镍坩埚应先在马弗炉 中灼烧成蓝紫色，除去表面的油污，然后用1： 20HCl煮沸片刻，再用水冲洗净c.铁坩埚 铁的熔点1300度铁坩埚在使用前应先进 行钝化处理即先用稀HCl洗，后用细砂纸将 坩埚擦净，再用热水洗净，然后放人 5%H2SO4和1%HN03的混合液中，浸泡数分 钟，再用水洗净，烘干 后在300一400度的马 弗炉中灼烧10分钟 铁坩埚的使用规则与镍 坩埚相同。

由于铁坩埚价廉，当铁存在不影响 分析工作时，采用铁坩埚较合适 清洗铁坩 埚用冷的稀HCl即可d.银坩埚 银的熔点960度，加热温度不应超过700度 新银坩埚在300一400度马弗炉中灼烧后用 热稀HCl洗涤 银坩埚适用于Na0H作熔剂熔 融样品，不能用于以Na2CO3作熔剂熔融样品 沉淀硫和灼烧合硫物质时不能使用银坩埚 红热的银坩埚不能用水骤冷，以免产生裂 纹 e.瓷坩埚 可耐热1200度左右 ,适用于K2S207等酸性 物质熔融样品一般不能用于以Na0H、 Na2O2、Na2CO3等碱性物质作熔剂熔融，以 免腐蚀瓷坩埚瓷坩埚不能和氢氟酸接触 瓷坩埚一般可用稀HCl煮沸清洗涤.f.石英坩埚 石英坩埚可在1700度以下灼烧，但灼烧温 度高于1100度石英会变成不透明，因此熔融 温度不应超过800度 不能和HF接触，高温 时，极易和苛性碱及碱金属的碳酸盐作用石 英坩埚适于用K2S2O7，KHSO4作熔剂熔融样 品和Na2S207(先在212度烘干)作熔剂处理样 品 石英质脆，易破，使用时要注意 除HF 外，普通稀无机酸可用作清洗液g.刚玉坩埚 刚玉坩埚是由多孔熔融氧化铝组成，质坚而 耐熔。

刚玉坩埚适于用无水Na2C03等一些弱 碱性物质作熔剂熔融样品，不适于用Na 202、NaOH等强碱性物质和酸性物质作 熔剂(如K2S207等)熔融样品lh.聚四氟乙烯坩埚 聚四氟乙烯耐热近400度，但一般控制在 200度左右使用，最高不要超过280度 ,能耐 酸、耐碱，不受HF侵蚀，主要用于以氢氟酸 作溶剂溶样，如HF—HCl04等用于以HF— H2S04作溶剂时不能冒烟，否则损坏坩埚 溶样时不会带入金属杂质，是其最大优点表 面光滑耐磨，不易损坏，机械强度较好3) 干燥器4. 操作条件的选择l(1) 取样量 取样量应根据试样的种类和性状 来决定食品的灰分与其他成分相比，含量较 少例如，谷类及豆类为1%~4%，蔬菜为 0.5%~2%，水果为0.5%~1%，鲜鱼、贝 类1%~5%，而蔗糖只有0.01%所以取样 时应考虑称量误差，以灼烧后得到的灰分量为 10~100mg 来确定称样量l(2) 灰化容器l 测定灰分通常以坩埚作为灰化容器灰化容 器的大小要根据试样的性状来选用，需要前处 理的液态样品、加热易膨胀的样品及灰分含量 低、取样量较大的样品，需选用稍大的坩埚； 但灰化容器过大会使称量误差增大。

l(3) 灰化温度 灰化温度的高低对灰分测定结 果影响很大一般为500~550℃，温度过高 易造成挥发元素的损失；温度过低则灰化速度 慢、时间长，不易灰化完全因此，对于不同 类型的食品，应选择合适的灰化温度如果蔬 及其制品、肉及肉制品、糖及制品≤525℃； 鱼类及海产品、谷类及其制品、乳制品(奶 ≤500℃除外) ≤550℃l(4) 灰化时间 以样品灰化完全为度，即重复 灼烧至灰分呈白色或浅灰色并达到恒重为止， 一般需 2~5h通常根据经验灰化一定时间后 ，观察一次残灰的颜色，以确定第一次取出的 时间，取出后冷却称量，再放入炉中灼烧，直 至到达恒重对有些样品，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，残灰呈褐色有时即使灰分的表面呈白色 ，但内部仍残留有碳粒所以根据样品的组成 、性状注意观察残灰的颜色，正确判断灰化程 度5) 加速灰化方法 对于难灰化样品，可以用 以下方法处理l① 样品初步灼烧后，取出冷却，加少量水 ，使水溶性盐类溶解，被包住的碳粒暴露出来 然后在水浴上蒸干，置120~130℃干燥箱 中充分干燥，再灼烧至恒重l② 样品初步灼烧后，放冷，加入几滴硝酸 或双氧水，蒸干后灼烧至恒重，利用它们的氧 化作用来加速碳粒的灰化。

也可加入碳酸铵做 疏松剂，促进未炭化的碳粒灰化这些物质在 灼烧后完全消失，不增加残灰质量l③ 添加惰性不熔物，如氧化镁、碳酸钙等 ，使碳粒不被覆盖，但加入量应做空白试验从 灰分中扣除5. 测定方法l(1) 瓷坩埚的准备 将洗净并已烘干的瓷坩埚 放入马福炉中，在规定温度500~550℃灼烧 1h，移至炉口冷却到200℃以下，移入干燥 器内冷却至室温后称量重复灼烧至恒重l(2) 样品的干燥 对果汁、牛乳等液体样品， 准确称取适量试样于已知质量的坩埚中，置于 水浴上蒸发至近干，再进行炭化若直接炭化 ，液体沸腾，易造成溅失；对果蔬、动物组织 等含水分较多的试样，可先制备成均匀的试样 ，再准确称取适量试样于已知质量坩埚中，置 干燥箱中干燥；谷物、豆类等水分含量较少的 试样，经粉碎均匀后，在已知质量的坩埚中称 样后直接进行炭化；富含脂肪的样品，把试样 制备均匀后准确称量，并用适量有机溶剂提取 ，以除去脂肪l(3) 炭化 试样经上述处理后，把盛有样品的 坩埚置于电炉上半盖坩埚盖，小心加热，使样 品充分炭化至无烟对特别容易膨胀的试样 ( 如含糖多的食品)，可先于样品上加数滴辛醇 或纯植物油，再进行炭化。

l(4) 灰化 将炭化后的样品移入马福炉中，在 500~550℃下灼烧至无碳粒 (即灰化完全) 冷却到200℃以下时，移入干燥器中冷却至室 温后称量重复灼烧至前后两次称量相差不超 过0.5mg 为恒重6. 计算结果流程： 恒重取出入干燥器冷却30 分钟结果计算不恒重灰化1小时炭化样品瓷坩埚的准备马福炉的准备称样品l7. 说明及注意事项l(1) 炭化时要注意热源强度，若发生膨胀，可滴加 橄榄油数滴l(2) 灼烧后的坩埚应冷却到200℃以下，再移入干 燥器中，否则因热的对流作用，易造成残灰飞散，且 冷却速度慢，冷却后干燥器内形成较大真空，盖子不 易打开l(3) 灰化后所得残渣可做钙、磷、铁等成分的分析 二、水溶性灰分和水不溶性灰分的测定l在总灰分中加水约25mL，盖上表面皿，加 热至近沸用无灰滤纸过滤，以25mL 热水洗 涤，将滤纸和残渣移回坩埚中，再进行干燥、 炭化、冷却、称量，直至恒重残灰即为水不 溶性灰分总灰分与水不溶性灰分之差即为水 溶性灰分按下式计算水溶性灰分与水不溶性 灰分含量：三、酸不溶性灰分的测定l向总灰分或水不溶性灰分中加入 25mL 盐 酸(0.1mol/L)，以后操做同水溶性灰分的测 定。

按下式计算酸不溶性灰分含量：第三节 特殊的灰化方法l一、测定P的灰化法l用总灰分来测P但元素磷可能以含氧酸（Oxyacid)的形 式挥发散失，硫酸盐共存时散失更多对含P较高的生物材 料）常用硝酸镁或氯化镁保存其中的Pl二、测S的灰化法l 食品中S主要来源是pro或光Aa、蛋Aa还有香料、 甘蓝、洋葱及硫胺素，均含有痕量硫在定量前需先将S氧化 ，可加入Mg(NO3)2l三、测定CL的灰化法：l CL容易损失，必须在碱性条件下灰化，Na2CO3或 NaOH.2.矿物质元。