灰分及幾種重要礦物元素的測(cè)定

灰分及幾種重要礦物元素的測(cè)定第1頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§1灰分的測(cè)定一、灰分測(cè)定的意義1.判斷食品受污染程度；2.評(píng)價(jià)食品的質(zhì)量指標(biāo)；3.反映植物生長(zhǎng)的成熟度和自然條件對(duì)其的影響；4.反映動(dòng)物品種、資料組分對(duì)其的影響。第2頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：面粉生產(chǎn)，往往在分等級(jí)時(shí)要用灰分指標(biāo)，因小麥麩皮的灰分含量比胚乳高20倍。富強(qiáng)粉應(yīng)為0.3~0.5%，標(biāo)準(zhǔn)粉應(yīng)為0.6~0.9%，第3頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6％，由纖維素、半纖維素組成，含較高礦物質(zhì)和脂肪6％～7％

，含豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和VitB、礦物質(zhì)83％

，含大量的淀粉和一定量的蛋白質(zhì)2％～3％

，富含脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、VitB、VitE結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)素分布第4頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例河南某地用黃豆粉為原料生產(chǎn)豆制品時(shí)，為了牟取暴利，加入某種礦物質(zhì)使生產(chǎn)出的偽劣豆制品比正常的豆制品重10%～15%，檢驗(yàn)人員經(jīng)初步燃燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有大量的白色殘灰。

第5頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、概述1.食品的組成十分復(fù)雜，由大量有機(jī)物質(zhì)和豐富的無(wú)機(jī)成分組成。第6頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.灰分的概念

在高溫灼燒時(shí)，食品發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機(jī)成分揮發(fā)逸散，而無(wú)機(jī)成分（主要是無(wú)機(jī)鹽和氧化物）則殘留下來(lái)，這些殘留物稱為灰分。它標(biāo)示食品中無(wú)機(jī)成分總量的一項(xiàng)指標(biāo)。食品的灰分與食品中原有的無(wú)機(jī)成分在數(shù)量與組成上是否完全相同？第7頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.粗灰分的概念

灰分不完全或不確切地代表無(wú)機(jī)物的總量，如某些金屬氧化物會(huì)吸收有機(jī)物分解產(chǎn)生的CO2而形成碳酸鹽，使無(wú)機(jī)成分增多了，有的又揮發(fā)了（如Cl、I、Pb為易揮發(fā)元素。P、S等也能以含氧酸的形式揮發(fā)散失）。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)通常把食品經(jīng)高溫灼燒后的殘留物稱為——粗灰分（總灰分）。酸溶性灰分酸不溶性灰分總灰分水溶性灰分水不溶性灰分第8頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和鹽類的含量?？煞从彻u、果凍等制品中果汁的含量。5.酸溶性灰分——反映Fe、Al等氧化物、堿土金屬的堿式磷酸鹽的含量。6.酸不溶性灰分——反映污染的泥沙及機(jī)械物和食品中原來(lái)存在的微量SiO2的含量。第9頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1、為什么將灼燒后的殘留物稱為粗灰分？

2、粗灰分與無(wú)機(jī)鹽的含量有什么區(qū)別？

3、灰分測(cè)定的意義是什么？第10頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、總灰分的測(cè)定

(一)原理：把一定的樣品經(jīng)炭化后放入高溫爐內(nèi)灼燒，轉(zhuǎn)化，稱量殘留物的重量至恒重，計(jì)算出樣品總灰分的含量。第11頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）灰化條件的選擇灰化容器——坩堝坩堝蓋子與坩堝要配套。

坩堝材質(zhì)有多種，常用的有：①素瓷②鉑金③石英第12頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①素瓷坩堝優(yōu)點(diǎn)：耐高溫可達(dá)1200℃，內(nèi)壁光滑，耐酸，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：⑴耐堿性差，灰化成堿性食品（如水果、蔬菜、豆類等），坩堝內(nèi)壁的釉質(zhì)會(huì)部分溶解，反復(fù)多次使用后，往往難以得到恒重。⑵溫度驟變時(shí)，易炸裂破碎。第13頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②鉑坩堝

優(yōu)點(diǎn)：耐高溫達(dá)1773℃，導(dǎo)熱良好，耐堿，耐HF,吸濕性小。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，約為黃金的9倍，要有專人保管，免丟失。使用不當(dāng)會(huì)腐蝕或發(fā)脆。第14頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.灰化溫度灰化溫度的高低對(duì)灰分測(cè)定結(jié)果影響很大。由于各種食品中無(wú)機(jī)成分的組成、性質(zhì)及含量各不相同，灰化溫度也應(yīng)有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達(dá)600℃以上。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(huì)熔融，將碳粒包藏起來(lái)，使元素?zé)o法氧化。第15頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度太低，則灰化速度慢，時(shí)間長(zhǎng)，不宜灰化完全，也不利于除去過(guò)剩的堿性食物吸收的CO2。所以要在保證灰化完全的前提下，盡可能減少無(wú)機(jī)成分的揮發(fā)損失和縮短灰化時(shí)間。加熱速度不可太快，防急劇干餾時(shí)灼熱物的局部產(chǎn)生大量氣體，而使微粒飛失、易燃。第16頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.灰化時(shí)間一般不規(guī)定灰化時(shí)間，而是觀察殘留物（灰分）為全白色或淺灰色，內(nèi)部無(wú)殘留的碳?jí)K，并達(dá)到恒重為止。兩次結(jié)果相差<0.5mg。對(duì)于已做過(guò)多次測(cè)定的樣品，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)限定時(shí)間?？偟臅r(shí)間一般為2~5小時(shí)，個(gè)別樣品有規(guī)定溫度、時(shí)間。應(yīng)指出，對(duì)某些樣品即使灰化完全，殘灰也不一定呈白色或淺灰色，如鐵含量高的食品，殘灰呈褐色。錳、銅含量高的食品，殘灰呈藍(lán)綠色。第17頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）取樣量根據(jù)試樣種類和性狀來(lái)定，一般控制灼燒后灰分為10～100mg。通常：乳粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、水產(chǎn)品等取1～2g。谷物及制品、肉及制品、糕點(diǎn)、牛乳等取3～5g。蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取5～10g。水果及制品取20g、油脂取50g。第18頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月食品種類灰分含量/%（按濕基計(jì)算）谷物、面包、面制品大米（糙米、大顆粒，生）玉米片（整粒，黃色）去胚玉米（整粒磨碎白色罐裝）白米（大顆粒、生的、強(qiáng)化）小麥粒（整粒）通心粉（干的、濃縮）黑麥面包1.51.10.90.61.60.71.5第19頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）總灰分的測(cè)定方法（以瓷坩堝為例）

恒重取出入干燥器冷卻

30分鐘結(jié)果計(jì)算不恒重灰化1小時(shí)炭化樣品瓷坩堝的準(zhǔn)備馬福爐的準(zhǔn)備稱樣品第20頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①瓷坩堝的準(zhǔn)備②高溫爐（馬福爐）的準(zhǔn)備(谷物及其制品550℃或700℃)③樣品的預(yù)處理液體樣品：稱量，蒸干高水分樣品：勻漿后，稱量，烘干低水分谷物、豆類等固體樣品：粉碎后，稱量高脂肪樣品：勻樣，稱樣，抽脂高糖樣品：勻樣，稱樣，蒸干（加1~2d橄欖油等消泡劑）第21頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）炭化（4）灰化（500~550℃，2~16h）6.結(jié)果計(jì)算電爐有機(jī)化合物在隔絕空氣下熱分解為碳和其他產(chǎn)物第22頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月灰化炭化后，把坩堝移入已達(dá)規(guī)定溫度的高溫爐口，稍停片刻，再慢慢移入爐膛內(nèi)，以下操作同求坩堝恒重時(shí)一樣，至恒重。第23頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測(cè)定水不溶性灰分的測(cè)定：將測(cè)定所得的總灰分稱量、計(jì)算后，約加25ml熱無(wú)離子水，分多次洗滌坩堝、濾紙及殘?jiān)堅(jiān)盀V紙一起移回原坩堝中，在水浴上蒸發(fā)至干涸，入干燥箱中干燥，再進(jìn)行炭化、灼燒、冷卻、稱量，至恒重。第24頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月坩堝去離子水煮沸去離子水洗滌殘?jiān)冗^(guò)濾坩堝干燥灼燒稱重第25頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、酸不溶性灰分的測(cè)定

取水不溶性灰分或總灰分的殘留物，加入25ml0.1mol/L的HCl，放在小火上輕微煮沸，用無(wú)灰濾紙過(guò)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(jìn)行干燥、炭化、灰化，直到恒重。第26頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月坩堝鹽酸溶液煮沸去離子水洗滌殘?jiān)冗^(guò)濾坩堝干燥灼燒稱重第27頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月加速灰化的方法樣品經(jīng)初步灼燒后，取出冷卻，加入無(wú)離子水溶解水溶性鹽類灰分，暴露碳粒，蒸去水分，再灼燒至恒重。樣品經(jīng)初步灼燒后，取出冷卻，加入幾滴硝酸或雙氧水加速氧化，蒸干后再灼燒至恒重。加入10％碳酸銨等疏松劑，促進(jìn)未灰化的碳?；一?。加入醋酸鎂、硝酸鎂等助灰化劑，疏松樣品，防止殘灰熔融。第28頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、以下各化合物不可能存在于灼燒殘留物中的是（

）。A、氯化鈉 B、碳酸鈣 C、蛋白質(zhì) D、氧化鐵2、用馬弗爐灰化樣品時(shí),下面操作不正確的是（

）A、用坩堝盛裝樣品B、將坩堝與樣品在電爐上消息炭化后放入C、將坩堝與坩堝蓋同時(shí)放入炭化D、關(guān)閉電源后,開(kāi)啟爐門,降低至室溫時(shí)取出3、通常把食品經(jīng)高溫灼燒后的殘留物稱為()A．有效物B粗灰分C．無(wú)機(jī)物D．有機(jī)物第29頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、測(cè)定食品中的灰分時(shí)，不能采用的助灰化方法是（）A、加過(guò)氧化氫B、提高灰化溫度至800℃C、加水溶解殘?jiān)罄^續(xù)灰化D、加灰化助劑5、粗灰份測(cè)定，下面（

）加速灰化方法需做空白實(shí)驗(yàn)。A．去離子水B.硝酸C.雙氧水D.硝酸鎂6、測(cè)定灰分時(shí)，應(yīng)先將樣品置于電爐上炭化，然后移入馬沸爐中于()中灼燒。A：400～500℃B：500～550℃C：600℃D：800℃以下第30頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月灰化前為什么要先炭化？A.直接高溫灰化，試樣中的水分急劇蒸發(fā)會(huì)使樣品飛揚(yáng)B.直接高溫灰化，易發(fā)泡膨脹的物質(zhì)會(huì)發(fā)泡而溢出C.減少碳粒被包裹住的可能性第31頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2

幾種重要礦物元素的測(cè)定一、概述食品中除含有大量有機(jī)物外，還含有豐富的礦物質(zhì),它們都存在于灰分之中，要先灰化處理，然后再測(cè)定。

第32頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常量元素含量＞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……）第33頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月礦物元素的測(cè)定方法：

化學(xué)分析法、比色法、原子吸收分光光度法、極譜法、離子選擇性電極法、熒光法等等。第34頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、鈣的測(cè)定鈣的生理功能：鈣是構(gòu)成機(jī)體骨骼、牙齒的主要成分。鈣參與凝血過(guò)程和維持毛細(xì)管正常滲透壓，并影響神經(jīng)肌肉的興奮性。食品中鈣的來(lái)源：乳及乳制品最好豆及豆制品蛋、魚(yú)、蝦皮等第35頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月食品中有效鈣量有效鈣量=（鈣重/鈣相對(duì)分子質(zhì)量—草酸重/草酸相對(duì)分子質(zhì)量）×鈣相對(duì)分子質(zhì)量含草酸多的蔬菜有時(shí)不僅要測(cè)定鈣的量，還要測(cè)定草酸的量。第36頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目前鈣制劑產(chǎn)品第一代：以無(wú)機(jī)鹽為主

A：動(dòng)物鮮骨、珍珠粉、貝殼（多羥基磷酸鈣、）

B：碳酸鈣礦石、化學(xué)合成碳酸鈣、碳酸氫鈣、氯化鈣第二代：以有機(jī)鹽為主

乳酸鈣、葡萄糖酸鈣、乙酸鈣、檸檬酸鈣等第三代：具有生物活性結(jié)構(gòu)的有機(jī)鈣

L-蘇糖酸鈣、L-天冬氨酸鈣及甘氨酸鈣第37頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鈣的測(cè)定方法高錳酸鉀法EDTA絡(luò)合滴定法原子吸收分光光度法第38頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）KMnO4法原理：

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(lái)，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定與鈣等量結(jié)合的草酸，稍過(guò)量一點(diǎn)的高錳酸鉀使溶液呈微紅色，即為滴定終點(diǎn)。根據(jù)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的量，可計(jì)算出樣品中鈣的含量。第39頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

灰分+HCl溶解

CaCl2+(NH4)2C2O4→CaC2O4↓+2NH4ClCaC2O4+H2SO4→CaSO4+

H2C2O45H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O高錳酸鉀法的優(yōu)點(diǎn)是KMnO4氧化能力強(qiáng),本身呈深紫色,用它滴定無(wú)色或淺色溶液時(shí),不需另加指示劑.高錳酸鉀法的主要缺點(diǎn)是試劑常含有少量雜質(zhì),使溶液不夠穩(wěn)定;又由于KMnO4的氧化能力強(qiáng),可以和很多還原性物質(zhì)發(fā)生作用,所以干擾比較嚴(yán)重.第40頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）原理：

先向系統(tǒng)中加入鈣紅指示劑（pH﹥11,純藍(lán)色），它與二價(jià)鈣離子絡(luò)合，生成酒紅色的絡(luò)合物，再用EDTA滴定，它先與游離的鈣離子絡(luò)合，因其絡(luò)合能力強(qiáng)，當(dāng)與游離二價(jià)鈣離子結(jié)合完以后，又奪取指示劑已絡(luò)合的二價(jià)鈣離子，使指示劑又顯原來(lái)顏色，生成純藍(lán)色，用以指示終點(diǎn)。第41頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意事項(xiàng)：滴定是用的樣品量隨鈣含量而定，最適合的范圍是5-50μg；加鈣紅指示劑后，不能放置過(guò)久，否則終點(diǎn)發(fā)灰，不明顯；氰化鉀用來(lái)消除鋅、銅、鐵、鋁、鉛等的干擾，檸檬酸鈉防止鈣和磷結(jié)合形成磷酸鈣；滴定時(shí)的pH應(yīng)為12-14，過(guò)高過(guò)低指示劑變紅，滴不出終點(diǎn)。第42頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三）原子吸收分光光度法

樣品經(jīng)灰化后，加酸使無(wú)機(jī)元素全部溶解，直接吸入空氣和乙炔的火焰中原子化，在光路中測(cè)定鈣原子對(duì)鈣空心陰極燈（242.7nm）吸收。測(cè)定鈣時(shí)，需加鑭作為稀釋劑，以消除磷酸等物質(zhì)的干擾。第43頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

水的硬度有暫時(shí)性硬度和永久性硬度之分，這兩者之和就稱為總硬度。什么是暫時(shí)性硬度？

水的硬度原來(lái)指沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是水中存在的鈣鹽和鎂鹽。如果鈣鎂以重碳酸鹽的形式存在，它們?cè)诩訜岬那闆r下會(huì)析出沉淀，而降低水的硬度，這就是暫時(shí)性硬度

Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O什么是永久性硬度？

如果鈣鎂以硫酸鹽、硝酸鹽或氯化物等形式存在，它們?cè)诩訜岬那闆r下不會(huì)析出沉淀，這就是永久性硬度第45頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

我國(guó)規(guī)定以每升水中含碳酸鹽鈣的毫克數(shù)作為總硬度的單位硬度大的水，稱為硬水硬水會(huì)使洗衣服的時(shí)候消耗較多的肥皂；燒水的時(shí)候形成鍋垢，影響熱的傳導(dǎo)，浪費(fèi)燃料；引起腸胃不適測(cè)定總硬度常用EDTA滴定法第46頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、鐵的測(cè)定

鐵是人體必須的微量元素，是血紅蛋白和肌紅蛋白的組成成分。人體缺鐵會(huì)引起貧血等疾病，鐵過(guò)量會(huì)引起血紅癥等疾病。食品在加工及儲(chǔ)存過(guò)程常常會(huì)污染了大量的鐵而產(chǎn)生金屬味，色澤加深并導(dǎo)致食品脂肪氧化和維生素D分解，影響食品的品質(zhì)和風(fēng)味。

鐵的測(cè)定不但具有營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義，而且具有衛(wèi)生意義。第47頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鐵的測(cè)定方法（一）硫氰酸鉀比色法（二）磺基水楊酸比色法

(三）鄰菲羅啉（鄰二氮菲）比色法

(四）原子吸收分光光度法第48頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）硫氰酸鉀比色法原理：樣品經(jīng)消化后，各種鐵均以三價(jià)鐵鹽的形式存在，在