灰分测定

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 灰分的测定方法,主讲：卢 宁,灰分的概念、灰分测定内容、总灰分测定原理、灰化方法、总灰分测定方法及测定条件的选择、高温炉结构、瓷坩埚的性能。,掌握高温炉的使用方法；掌握坩埚处理、样品炭化、灰化等根本操作方法；进一步熟悉天平的称量操作；了解乙酸镁法测定总灰分的操作方法。,本节的知识点：,能力点:,2.1概述,1、为什么将灼烧后的残留物称为粗灰分？,2、粗灰分与无机盐的含量有什么区别？,3、灰分测定的意义是什么？,4、与食品加工工艺结合，请举例说明食品中灰分的意义。,自学引导题,灰分的概念,灰分是指食品经高温5506000C灼烧后残留下来的无机物又称矿物质氧化物或无机盐类。,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。,粗灰分,样品在灰化时发生了一系列的变化：,(1)水分、挥发元素如Cl、I、Pb等挥发散失P、S等以含氧酸的形式挥发散失使无机成分减少。,(2)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，,将灼烧后的残留物称为,粗灰分,。,灰分的分类按溶解性分,水 溶 性灰分：K，Na，Mg，Ca,水不溶性灰分：泥砂，Fe，Al盐,酸不溶性灰分：泥砂，SiO,2,水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类的含量。,水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。,酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量。,(1)评判食品品质,无机盐是六大营养要素之一，是人类生命活动不可缺少的物质，要正确评价某食品的营养价值，其无机盐含量是一个评价指标。例如，黄豆是营养价值较高的食物，除富含蛋白质外，它的灰分含量高达5.0%。故测定灰分总含量，在评价食品品质方面有其重要意义。,生产果胶、明胶之类的胶质品时，灰分是这些制品的胶冻性能的标志。果胶分为HM和LM两种，HM只要有糖、酸存在即能形成凝胶，而LM除糖、酸以外，还需要有金属离子，如：Ca,2+,、,Al,3+,。,2.1.3 测定灰分的意义,食品的总灰分含量是控制食品成品或半成品质量的重要依据。,如：牛奶中的总灰分在牛奶中的含量是恒定的。一般在0.68%0.74%，平均值非常接近0.70%，因此可以用测定牛奶中总灰分的方法测定牛奶是否掺假，假设掺水，灰分降低。另外还可以判断浓缩比，如果测出牛奶灰分在1.4%左右，说明牛奶浓缩一倍。又如富强粉，麦子中麸皮灰分含量高，而胚乳中蛋白质含量高，麸皮的灰分比胚乳的含量高20倍，就是说面粉中的精度高，那么灰分就低。,评判食品加工精度,面粉的加工精度：在面粉加工中，常以总灰分含量评定面粉等级，富强粉为0.30.5%；标准粉为0.60.9%；,判断食品受污染的程度,某种食品的灰分常在一定范围内。如果灰分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不符合卫生标准要求的原料或食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。因此，测定灰分可以判断食品受污染的程度。,水溶性灰分和酸不溶性灰分可作为食品生产的一项控制指标。,水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的果汁含量。酸不溶性灰分中的大局部，是一些来自原料本身中的，或在加工过程中来自环境污染混入产品中的泥沙等机械污染物，另外，还含有一些样品组织中的微量硅。,案例,河南某地用黄豆粉为原料生产豆制品时，为了牟取暴利，参加某种矿物质使生产出的伪劣豆制品比正常的豆制品重10%15%，检验人员经初步燃烧试验发现有大量的白色残灰。,2.2总灰分的测定,原理,把一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，使有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留物的重量即可计算出样品中总灰分的含量。,阅读与讨论,仪器、试剂局部，讨论以下问题：,1、常用坩埚的种类、规格、特性；,2、各种试剂在测定过程中的作用。,3、灰化的温度过高或过低对测定有什么影响？,4、如何判断灰化时间？,5、如何判断烧至恒重？,坩埚的种类与特性,坩埚分素烧瓷坩埚、铂坩埚、石英坩埚等多种。其中最常用的是素烧瓷坩埚。,素烧瓷坩埚：它具有耐高温、耐酸、价格低廉等优点，缺点是耐碱性差，当灰化碱性食品如水果、蔬菜、豆类等时，瓷坩埚内壁的釉层会局部溶解，反复屡次使用后，往往难以得到恒重，在这种情况下宜使用新的瓷坩埚，或使用铂坩埚。,铂坩埚：具有耐高温、耐碱、导热性好、吸湿性小等优点，但价格昂贵，约为黄金的9倍，故使用时应特别注意其性能和使用规那么。,坩埚的替代品,近年来，某些国家采用铝箔杯作灰化容器，比较起来，它本身质量轻，在5506000C 范围内，能稳定地使用，同时冷却效果好，且在一般温度下没有吸湿性，如果将杯子上缘折叠封口，根本密封好，冷却时间可不放入枯燥器内，几分钟后便可降到室温，缩短了冷却时间。,取样量,取样时应考虑称量误差，以燃烧后得到的灰分质量为10-100mg来确定称样量。,通常奶粉、麦乳精、大豆粉、调味料、鱼类及海产品等取12g；,谷物及其制品、肉及其制品、糕点、牛乳等取35g；,蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取510g；水果及其制品取20g；油脂取50g。,灰化温度,一般为5256000C。,例如：鱼类及海产品、谷类及其制品、乳制品 5500C；果蔬及其制品、砂糖及其制品、肉制品 5250C；个别样品如谷类饲料可以到达600 0C。,灰化时间,一般以灼烧至灰分呈白色或浅灰色，无碳粒存在并到达恒重为止。,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、称重，再放入炉中灼烧，直至达恒重。灰化至到达恒重一般需25小时。,灰化的温度过高或过低对测定有什么影响？,灰化温度过高，将引起钾、钠、氯等元素的挥发损失，而且磷酸盐、硅酸盐类也会熔融，将碳粒包藏起来，使碳粒无法氧化；,灰化温度过低，那么灰化速度慢、时间长，不易灰化完全，也不利于除去过剩的碱碱性食品吸收的二氧化碳。,因此，必须选择适宜的灰化温度，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。,注意：对有些样品，即使灰分完全，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。,有时即使灰的外表呈白色，内部仍残留有碳块。,思考题：,对于难灰化的样品可采取什么措施加速灰化？,加速灰化的方法,改变操作方法：,样品经初步灼烧后，取出冷却，从灰化容器边缘慢慢参加不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬少量无离子水，使水溶性盐类溶解，被包住的碳粒暴露出来，在水浴上蒸发至干涸，置于1201300C 烘箱中充分枯燥充分去除水分，以防再灰化时，因加热使残灰飞散，再灼烧到恒重。,问题：为使被包住的碳粒暴露出来，是否使用玻棒？玻棒上粘住的灰会使灰分重量减少，应如何处理？,无灰滤纸,什么是无灰滤纸？它是一种定量滤纸，其灰分小于0.1mg，这个重量在分析天平上可忽略不计。,操作：以无灰滤纸擦玻棒，将残留物边同滤纸置坩埚中，在150200烘干再灼烧。,添加灰化助剂：,硝酸、乙醇、过氧化氢、碳酸铵，这类物质在灼烧后完全消失，不致增加残留灰分的重量。,添加过氧化镁、碳酸钙等惰性不熔物质：,这类物质的作用纯属机械性的，它们和灰分混杂在一起，使碳微粒不受覆盖。此法应同时作空白试验。,测定总灰分操作标准,瓷坩埚的准备 样品预处理 炭化 灰化,瓷坩埚的准备,将坩埚用盐酸1：4煮12小时，洗净晾干；,用三氯化铁与蓝墨水的混合液在坩埚外壁及盖上写上编号；,置于规定温度5500C 高温炉中灼烧1小时；,移至炉口冷却到2000C 左右后，再移入枯燥器中，冷却至室温后，准确称重；,再放入高温炉内灼烧30分钟，取出冷却称重，直至恒重两次称量之差不超过0.5mg。,使用坩埚的本卷须知,由于温度骤升或骤降，常使坩埚破裂，最好将坩埚放入冷的未加热的炉膛中逐渐升高温度。,灰化完毕后，应使炉温度降到200以下，才翻开炉门。,坩埚钳在钳热坩埚时，要在电炉上预热。,样品预处理,固体：含水分较少的样品，谷物、豆类。粉碎 过筛 称量,水分较多的试样：果蔬、动物组织等含。制成均匀的试样称量 烘干,液体样品：果汁、牛乳等：称量水浴蒸干,富含脂肪的试样：将油脂去除后再灰化,炭化,1防止在灼烧时，因温度高试样中的水分急剧蒸发使试样飞扬；,2防止糖、蛋白质、淀粉等易发泡膨胀的物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚；,3不经炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。,为什么要炭化,炭化的本卷须知,如何防止炭化过程中下发泡膨胀而溢出坩埚？,炭化至什么程度可进入一步灰化？,对特别容易膨胀的试样可先于试样上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。,炭化操作一般在电炉或煤气灯上进行，把坩埚置于电炉或煤气灯上，半盖坩埚盖，小心加热使试样在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。,近些年炭化多采,用红外灯。,灰化,炭化后，把坩埚移入已设规定温度500550,0,C 的高温炉炉口处，慢慢移入炉膛内，坩埚盖斜倚在坩埚口，关闭炉门。,500550 0C灼烧一定时间至灰中无碳粒存在；,冷却至2000C 左右，翻开炉门，将坩埚移入枯燥器中冷却至室温；,准确称重，再灼烧、冷却、称重，直至到达恒重。,6 结果计算,式中 灰分含量，；,m1 空坩埚质量，g；,m2 样品加空坩埚质量，g；,m3 残灰加空坩埚质量，g；,M 试样水分百分率，%。,双试验结果允许差不超过0.03%，求其平均数，即为测定结果，测定结果取小数点后第二位。,补充：乙酸镁法测定总灰分,850,灼烧法,一原理,利用灰化法原理破坏有机物而保存试样中矿物质。,二仪器,细口瓶、移液管、玻璃棒，其余设备均同于550灼烧法三试剂,乙酸镁乙醇溶液：1.5g 乙酸镁溶于100ml 95%的乙醇中,四操作步骤,1.坩埚处理：将坩埚编号后在800850温度下灼烧30min，冷却称重，再灼烧冷却称重至恒重(m0)。,2.测定：用坩埚称取粉碎试样23g(m)，参加乙酸镁乙醇溶液3ml，静置23min，用乙醇棉点烧，按照550 灼烧法进行炭化，将坩埚送到高温炉膛口预热片刻，再移入炉膛内，错开坩埚盖,关闭炉门，在800850温度下灼烧1h，待剩余物变成浅灰白色或白色时，停止灼烧，取出坩埚置于炉门口处，待红热消失后，移入枯燥器内，冷却至室温，称重(m1)。,注:3ml乙酸镁乙醇溶液的氧化镁重量约0.00850.0090g，应以空白试验所得的氧化镁重量为依据。,3.空白试验：在已恒重的坩埚(m2)中参加乙酸镁乙醇溶液3ml，用乙醇棉点烧并炭化后，同测定组一同进行灼烧，取出冷却，称重(m3)。,即：称样 参加乙酸镁 炭化 灰化 称重 除去乙酸镁 计算,五结果计算,式中 m0坩埚质量，g；,m1灰分和坩埚质量，g；,m2空白试验坩埚质量，g；,m3氧化镁和坩埚质量，g；,m 试样质量，g；,M 试样水分百分率，。,2.3,水溶性灰分和水不溶性灰分的测定,残灰即为水不溶性灰分，总灰分与不溶性灰分之差为水溶性灰分。,式中 水不溶性灰分含量，；,m,4,水不溶性灰分和坩埚的质量，g；,M,试样水分百分率，%。,其他符号意义同总灰分的计算。,水溶性灰分含量()总灰分含量水不溶性灰分含量(),2.3,酸不溶性灰分的测定,向总灰分或水不溶灰分中参加25 ml 0.1mol/L的盐酸,以下操作同水溶性灰分的测定。,式中 酸不溶性灰分含量，；,m5 酸不溶性灰分和坩埚的质量，g；,M 试样水分百分率，%。,其他符号意义与总灰分的测定相同。,习题与讲解,1.现要测定某种奶粉的灰分含量，称取样品3.9760g，置于枯燥恒重为45.3585g的瓷坩埚中，小心炭化完毕，再于600的高温炉中灰化5小时后，置于枯燥器内冷却称重为45.3841g;重新置于600高温炉中灰化1小时,完毕后取出置于枯燥器冷却后称重为45.3826g；再置于600高温炉中灰化1小时，完毕后取出置于枯燥器冷却后称重