05 灰分的测定.ppt

第1页：灰分的测定目录

灰分的测定

• 1 概述：灰分的概念、测定灰分的意义、灰分测定的内容
• 2 总灰分的测定：原理、仪器、试剂、测定条件的选择、测定方法、实例应用

第2页：灰分的概念

1.1 灰分的概念

灰分

食品经高温灼烧后残留下来的无机物，又称矿物质（氧化物或无机盐类）。

注：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。

第3页：粗灰分

粗灰分

样品在灰化时发生一系列变化，因此将灼烧后的残留物称为粗灰分。

1. 水分及挥发元素如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

第4页：灰分的分类

1.2 灰分的分类（按溶解性分）

水溶性灰分

含K、Na、Mg、Ca，反映可溶性钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类含量。

水不溶性灰分

含泥砂、Fe、Al，反映污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐含量。

盐酸不溶性灰分

含泥砂、SiO₂，反映污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅含量。

第5页：评判食品品质

1.3 测定灰分的意义——（1）评判食品品质

1. 无机盐是人类生命活动不可缺少的物质，其含量是正确评价食品营养价值的一个评价指标；如黄豆营养价值较高，除富含蛋白质外灰分含量高达5.0%
2. 生产果胶、明胶之类的胶质品时，灰分是这些制品胶冻性能的标志；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Ca²⁺、Al³⁺等金属离子

第6页：评判加工精度

⑵评判食品加工精度

• 面粉的加工精度：常以总灰分含量评定面粉等级，富强粉为0.3%～0.5%，标准粉为0.6%～0.9%

另附控制食品水分含量的意义：新鲜面包水分低于28%～30%外观干瘪失去光泽；水果糖水分一般控制在3.0%左右，过低会出现反砂；乳粉水分控制在2.5%～3.0%以内可控制微生物生长繁殖、延长保质期。

第7页：判断污染程度

⑶判断食品受污染的程度

• 食品的灰分常在一定范围内，含量超过正常范围说明使用了不合卫生标准要求的原料或添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染
• 食品生产常用水溶性灰分和酸不溶性灰分作为控制指标
• 水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的果汁含量
• 酸不溶性灰分主要是来自原料本身或加工过程中混入的泥沙等机械污染物，还含样品组织中的微量硅

第8页：掺伪案例

案例：河南某地用黄豆粉为原料生产豆制品时，为牟取暴利加入某种矿物质，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。

第9页：总灰分的测定原理

2.1 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。

第10页：坩埚的种类与特性

2.2 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，最常用的是素烧瓷坩埚。

素烧瓷坩埚

耐高温、耐酸、价格低廉；缺点是耐碱性差。灰化碱性食品（水果、蔬菜、豆类等）时釉层会部分溶解，反复使用后难以得到恒重，此时宜使用新的瓷坩埚或铂坩埚。

铂坩埚

耐高温、耐碱、导热性好、吸湿性小，但价格昂贵（约为黄金的9倍），使用时应特别注意其性能和使用规则。

第11页：铝箔杯作灰化容器

坩埚的替代品

近年来某些国家采用铝箔杯作灰化容器：本身质量轻，在525～600℃范围内能稳定使用，冷却效果好，一般温度下没有吸湿性；如将杯子上缘折叠封口，密封性好，冷却时可不放入干燥器内，几分钟后便可降到室温，缩短了冷却时间。

源文件中温度标注为「525~6000C」，按标准应为525～600℃，此处已修正。

第12页：取样量的确定

2.3 取样量：取样时应考虑称量误差，以灼烧后得到的灰分质量为10～100mg来确定称样量。

• 奶粉、麦乳精、大豆粉、调味料、鱼类及海产品等取1～2g
• 谷物及其制品、肉及其制品、糕点、牛乳等取3～5g
• 蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取5～10g
• 水果及其制品取20g；油脂取50g

第13页：灰化温度的选择

2.4 灰化温度：一般为500～550℃。

• 鱼类及海产品、谷类及其制品、乳制品 ≤ 550℃
• 果蔬及其制品、砂糖及其制品、肉制品 ≤ 525℃
• 个别样品（如谷类饲料）可以达到600℃

第14页：灰化时间的确定

2.5 灰化时间

• 一般以灼烧至灰分呈白色或浅灰色、无碳粒存在并达到恒重为止
• 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；灰化至达到恒重一般需2～5小时

第15页：灰化温度的影响

灰化的温度过高或过低对测定有什么影响？

• 温度过高：引起钾、钠、氯等元素的挥发损失，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
• 温度过低：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

因此必须选择合适的灰化温度，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并缩短灰化时间。

第16页：残灰颜色的判断

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：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
• 有时即使灰的表面呈白色，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？

第17页：加速灰化方法之一

2.6 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加入（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬）少量去离子水，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120～130℃烘箱中充分干燥（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。

第18页：无灰滤纸的使用

无灰滤纸

一种定量滤纸，其灰分小于0.1mg（0.0001g），这个重量在分析天平上可忽略不计。

办法1：以无灰滤纸擦玻棒，将残留物同滤纸置坩埚中，在150～200℃烘干再灼烧。

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？

第19页：添加灰化助剂

办法2：添加助剂

• 添加灰化助剂：硝酸、乙醇、过氧化氢、碳酸铵等，这类物质灼烧后完全消失，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：作用纯属机械性，与灰分混杂使碳微粒不受覆盖；此法应同时作空白试验

第20页：瓷坩埚的准备

2.7 测定总灰分操作规范：瓷坩埚的准备 → 样品预处理 → 炭化 → 灰化

①瓷坩埚的准备

1. 将坩埚用盐酸（1∶4）煮1～2小时，洗净晾干
2. 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
3. 置于规定温度（500～550℃）的高温炉中灼烧1小时
4. 移至炉口冷却到200℃左右后，再移入干燥器中冷却至室温后准确称重
5. 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）

第21页：使用坩埚的注意事项

使用坩埚的注意事项

• 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）炉膛中逐渐升高温度
• 灰化完毕后，应使炉温降到200℃以下才打开炉门
• 坩埚钳在钳热坩埚时要在电炉上预热

第22页：样品预处理

②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）：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

第23页：炭化的目的

③炭化——为什么要炭化？

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

第24页：炭化的思考题

炭化的注意事项

1. 如何防止炭化过程中发泡膨胀而溢出坩埚？
2. 炭化至什么程度可进入下一步灰化？

第25页：炭化的操作

• 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

第26页：灰化的第一步

④灰化

炭化后，把坩埚移入已设规定温度500～550℃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。

第27页：灰化至恒重

1. 500～550℃灼烧一定时间至灰中无碳粒存在
2. 冷却至200℃左右，打开炉门，将坩埚移入干燥器中冷却至室温
3. 准确称重，再灼烧、冷却、称重，直至达到恒重

第28页：总灰分的结果计算

（5）结果计算：灰分(%) ＝ (m₃ − m₁) / (m₂ − m₁) × 100

• 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

第29页：大豆干制品掺滑石粉的实例

应用实例：怀疑某大豆干制品中掺有大量滑石粉时，可采用灰分测定方法进行确定，试写出测定的原理、操作及判断方法。

第30页：