第7章灰分及礦物質元素的測定2022/10/30第7章灰分及礦物質元素的測定第7章灰分及礦物質元素的測定2022/10/22第7章灰分及1第一節灰分的測定一、概述1.食品的組成十分復雜，由大量有機物質和豐富的無機成分組成。2.灰分的概念在高溫灼燒時，食品發生一系列物理和化學變化，最后有機成分揮發逸散，而無機成分（主要是無機鹽和氧化物）則殘留下來，這些殘留物稱為灰分。它標示食品中無機成分總量的一項指標。第7章灰分及礦物質元素的測定第一節灰分的測定一、概述第7章灰分及礦物質元素的測23.粗灰分的概念

灰分不完全或不確切地代表無機物的總量，如某些金屬氧化物會吸收有機物分解產生的CO2而形成碳酸鹽，使無機成分增多了，有的又揮發了（如Cl、I、Pb為易揮發元素。P、S等也能以含氧酸的形式揮發散失）。從這個觀點出發通常把食品經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7章灰分及礦物質元素的測定3.粗灰分的概念酸溶性灰分34．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。可反映果醬、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械物和食品中原來存在的微量SiO2的含量。第7章灰分及礦物質元素的測定4．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和47．灰分測定的意義

考察食品的原料及添加劑的使用情況；灰分指標是一項有效的控制指標；例：面粉生產，往往在分等級時要用灰分指標，因小麥麩皮的灰分含量比胚乳高20倍。富強粉應為0.3~0.5%，標準粉應為0.6~0.9%，反映動物、植物的生長條件。第7章灰分及礦物質元素的測定7．灰分測定的意義第7章灰分及礦物質元素的測定5生產明膠、果膠類膠制品，灰分是它膠凍性能的標志。同時還可檢驗食品加工過程的污染情況。所以，灰分是食品成分全分析的項目之一。第7章灰分及礦物質元素的測定生產明膠、果膠類膠制品，灰分是它膠凍性能的標志。同6二、總灰分的測定GB/T5009.4—2003《食品中灰分的測定方法》

(一)原理：（P78）把一定的樣品經炭化后放入高溫爐內灼燒，轉化，稱量殘留物的重量至恒重，計算出樣品總灰分的含量。第7章灰分及礦物質元素的測定二、總灰分的測定第7章灰分及礦物質元素的測定7（二）灰化條件的選擇灰化容器——坩堝。坩堝蓋子與堝要配套。

坩堝材質有多種：①素瓷②鉑③石英④鐵⑤鎳等，個別情況也可使用蒸發皿。第7章灰分及礦物質元素的測定（二）灰化條件的選擇第7章灰分及礦物質元素的測定8①素瓷坩堝優點：耐高溫可達1200℃，內壁光滑，耐酸，價格低廉。缺點：⑴耐堿性差，灰化成堿性食品（如水果、蔬菜、豆類等），坩堝內壁的釉質會部分溶解，反復多次使用后，往往難以得到恒重。⑵溫度驟變時，易炸裂破碎。第7章灰分及礦物質元素的測定①素瓷坩堝第7章灰分及礦物質元素的測定9②鉑坩堝

優點：耐高溫達1773℃，導熱良好，耐堿，耐HF,吸濕性小。缺點：價格昂貴，約為黃金的9倍，要有專人保管，免丟失。使用不當會腐蝕或發脆。第7章灰分及礦物質元素的測定②鉑坩堝

優點：第7章灰分及礦物質元素的測定10使用鉑坩堝應注意：1.鉑坩堝要保持清潔，內外光亮，若含塵土，會因還原作用而引起腐蝕。2.樣品中不允許含有多量的磷酸鹽，因磷化物與鉑生成低熔點的共熔混合物。不可與游離鹵素的試劑接觸。樣品中不應有鉛、砷、銻、鉍等元素，鉑最怕這些元素。如有鉛應加入氧化劑，防止鉛被還原成單質。第7章灰分及礦物質元素的測定使用鉑坩堝應注意：第7章灰分及礦物質元素的測定114.鉑較軟，不能用玻璃及其它尖頭物質刮取贓物，必要時用水濕潤的極細的海砂擦洗。可用水或酸在沸騰狀態下清洗。如坩堝中含有KClO3（白藥粉）、KMnO4、K2Cl2O7、K2S2O7（二硫酸鉀、焦硫酸鉀）、H2S2O7（焦硫酸）等強氧化劑，則不能用王水、鹽酸清洗，視坩堝內已有的內容物而定。5.坩堝鉗應包以鉑頭。灼燒后，防在燒過，除去C粒的石棉板上。第7章灰分及礦物質元素的測定4.鉑較軟，不能用玻璃及其它尖頭物質刮取贓物，必要時用12

取樣量根據試樣種類和性狀來定，一般控制灼燒后灰分為10～100mg。通常：乳粉、麥乳精、大豆粉、調味料、水產品等取1～2g。谷物及制品、肉及制品、糕點、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7章灰分及礦物質元素的測定取樣量第7章灰分及礦物質元素的測定133.灰化溫度灰化溫度的高低對灰分測定結果影響很大。由于各種食品中無機成分的組成、性質及含量各不相同，灰化溫度也應有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達600℃以上。溫度太高，將引起K、Na、Cl等元素的揮發損失，磷酸鹽、硅酸鹽也會熔融，將碳粒包藏起來，使元素無法氧化。第7章灰分及礦物質元素的測定3.灰化溫度第7章灰分及礦物質元素的測定14溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化完全，也不利于除去過剩的堿性食物吸收的CO2。所以要在保證灰化完全的前提下，盡可能減少無機成分的揮發損失和縮短灰化時間。加熱速度不可太快，防急劇干餾時灼熱物的局部產生大量氣體，而使微粒飛失、易燃。第7章灰分及礦物質元素的測定溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化第7章灰分及礦物質元15

4.灰化時間

一般不規定灰化時間，而是觀察殘留物（灰分）為全白色或淺灰色，內部無殘留的碳塊，并達到恒重為止。兩次結果相差<0.5mg。對于已做過多次測定的樣品，可根據經驗限定時間。總的時間一般為2~5小時，個別樣品有規定溫度、時間。應指出，對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，殘灰呈藍綠色。第7章灰分及礦物質元素的測定

4.灰化時間

一般不規定灰化時間，而是觀察殘留物（灰16（三）加速灰化的方法

有些樣品難于灰化，如含磷較多的谷物及其制品。磷酸過剩于陽離子，灰化過程中易形成KH2PO4、NaH2PO4等，會熔融而包住C粒，即使灰化相當長時間也達不到恒重。對這類樣品，可采用下述方法加速灰化：第7章灰分及礦物質元素的測定（三）加速灰化的方法第7章灰分及礦物質元素的測定17⑴樣品初步灼燒后，取出，冷卻，從灰化容器邊緣慢慢加入少量無離子水，使殘灰充分濕潤（不可直接灑在殘灰上，以防殘灰飛揚損失），用玻璃棒研碎，使水溶性鹽類溶解，被包住的C粒暴露出來，把玻璃棒上粘的東西用水沖進容器里，在水浴上蒸發至干涸，至120~130℃烘箱內干燥，再灼燒至恒重。第7章灰分及礦物質元素的測定⑴樣品初步灼燒后，取出，冷卻，從灰化第7章灰分及礦物質元18（2）經初步灼燒后，放冷，加入幾滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼燒至恒重，利用它們的氧化作用來加速C粒灰化。也可加入10％（NH4）2CO3等疏松劑，在灼燒時分解為氣體逸出，使灰分呈松散狀態，促進灰化。這些物質的添加不會增加殘灰的質量，灼燒后完全消失。第7章灰分及礦物質元素的測定（2）經初步灼燒后，放冷，加入幾滴HNO3、H2O2等，蒸19⑶糖類樣品殘灰中加入硫酸，可以進一步加速。⑷加入MgAc2、Mg(NO3)2等助灰化劑，這類鎂鹽隨灰化而分解，與過剩的磷酸結合，殘灰不熔融而呈松散狀態，避免了碳粒被包裹，可縮短灰化時間，但產生了MgO會增重，也應做空白試驗。⑸添加MgO、CaCO3等惰性不熔物質，它們的作用純屬機械性，它們和灰分混雜在一起，使C粒不受覆蓋，應做空白試驗，因為它們使殘灰增重。第7章灰分及礦物質元素的測定⑶糖類樣品殘灰中加入硫酸，可以進一步加速。第7章灰分及礦20（四）總灰分的測定方法（以瓷坩堝為例）

恒重取出入干燥器冷卻30分鐘結果計算不恒重灰化1小時炭化樣品瓷坩堝的準備馬福爐的準備稱樣品第7章灰分及礦物質元素的測定（四）總灰分的測定方法（以瓷坩堝為例）恒重取出入干燥器冷卻結211.瓷坩堝的準備根據取樣量的大小、樣品的性質（如易膨脹等）來選取坩堝的大小。有時樣品太多，宜選素瓷蒸發皿。使用的容器大會使稱量的誤差增大（有的蒸發皿在光電天平中放不下）。將兩個坩堝用（1:4）的HCl煮沸1~2小時，洗凈涼干。

第7章灰分及礦物質元素的測定1.瓷坩堝的準備根據取樣量的大小、樣品的性質（如易22

用FeCl3+藍墨水的混合物在坩堝外壁及蓋子上編號。打開馬福爐，用坩堝鉗夾住，先放在爐口預熱，因爐內各部位的溫度不一致，假如設定600℃，爐內熱電偶附近為600±10℃，中間部位為590±10℃，前面部分為560±10℃，不論爐子大小，門口部分溫度最低。第7章灰分及礦物質元素的測定第7章灰分及礦物質元素的測定23

真正灼燒時不能放在靠近門口部分，每次開始放入爐內或取出時，都要放在門口緩沖一下溫差，不然就會破裂，然后慢慢往里面放，把蓋子搭在旁邊。稍停一下在關爐門，于規定溫度（500~600℃）灼燒半小時，再移至爐口冷卻到200℃左右，再移入干燥器中，冷卻至室溫，準確稱量，再入高溫爐中燒30分鐘，取出冷卻稱重，直至恒重（兩次稱重之差不大于0.5mg),記錄數據備用。第7章灰分及礦物質元素的測定真正灼燒時不能放在靠近門口部分，每次開第7章灰分及礦242.高溫爐（馬福爐、蒙弗爐）的準備

SRTX-4-9型箱式電阻爐、DRZ-4型溫度控制儀。接通電源，調好要使用的溫度，電線容量要大，因為功率為2000-4000W，不然會失火。如室內配電容量小，其他電器都不得與它同時使用。電加熱管式（分1、2、3段），少量樣品方便。箱式（有不同體積），要預熱，用電量大。第7章灰分及礦物質元素的測定2.高溫爐（馬福爐、蒙弗爐）的準備電加熱管式（分1、2、3253.樣品的預處理可用測定水分之后的樣品。⑴富含脂肪的樣品先提取脂肪后再測灰分。⑵對于液體樣品應先在水浴上蒸干，否則直接炭化，液體沸騰易造成濺失。第7章灰分及礦物質元素的測定3.樣品的預處理第7章灰分及礦物質元素的測定26⑶果蔬、動物組織等含水分較多的樣品,先制備成均勻樣品，再準確稱取樣品置于已知重量坩堝中，放烘箱中干燥（先60～70℃，后105℃），再炭化。⑷谷物、豆類等水分含量較少的固體樣，粉碎均勻后可直接稱取、炭化。第7章灰分及礦物質元素的測定⑶果蔬、動物組織等含水分較多的樣品,先制備第7章灰分及礦物274.炭化樣品

準確稱量一定量處理好的樣品，放在高溫爐之前，要先進行炭化處理，以防溫度高，試樣中的水分急劇蒸發使樣品飛揚，防止易發泡膨脹的物質在高溫下發泡而溢出，減少碳粒被包裹住的可能性。炭化操作一般在電爐或煤氣燈下進行，半蓋坩堝蓋，小心加熱使樣品在通氣情況下逐漸炭化，直至無黑煙產生。對易膨脹、發泡的如含糖多的，含蛋白多的樣品，可在樣品上加數滴辛醇或純植物油，再進行炭化。第7章灰分及礦物質元素的測定4.炭化樣品第7章灰分及礦物質元素的測定285.灰化

炭化后，把坩堝移入已達規定溫度的高溫爐口，稍停片刻，再慢慢移入爐膛內，以下操作同求坩堝恒重時一樣，至恒重。

m1—空坩堝質量，gm2—樣品+空坩堝質量，gm3—殘灰+空坩堝質量，gB—空白試驗殘灰重，g6.結果計算×100%灰分=×100%如有空白試驗為第7章灰分及礦物質元素的測定5.灰化m1—空坩堝質量，g6.結29

有的樣品如面粉等糧食樣品是以干物質的灰分來計算的，從總重中減去水分。7.說明：①從干燥器中取出冷卻的坩堝時，因內部成真空，開蓋恢復常壓時應讓空氣緩緩進入，以防殘灰飛散。②灰化后的殘渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。③用過的坩堝，應把殘灰及時倒掉，初步洗刷后，用粗HCl(廢）浸泡10~20分鐘，再用水沖刷洗凈。第7章灰分及礦物質元素的測定有的樣品如面粉等糧食樣品是以干物質的第7章灰分及礦物質30④日本有采用自制鋁箔杯直接灰化的。特點：杯子不吸濕好恒重，本身重量輕，好冷卻，減小誤差。在600℃以下，可穩定使用，用圓形鋁箔套在塑料瓶上向上捻成杯狀。⑤測定值％中小數點后保留一位小數。⑥測定食糖中總灰分可用電導法，簡單、迅速、準確，免泡沫的麻煩。第7章灰分及礦物質元素的測定④日本有采用自制鋁箔杯直接灰化的。特點：杯子不吸濕好恒重，31三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定將測定所得的總灰分稱量、計算后，約加25ml熱無離子水，分多次洗滌坩堝、濾紙及殘渣。將殘渣及濾紙一起移回原坩堝中，在水浴上蒸發至干涸，入干燥箱中干燥，再進行炭化、灼燒、冷卻、稱量，至恒重。

m4—不溶性灰分+原坩堝質量gm1—原坩堝質量gm2—樣品+原坩堝質量g水溶性灰分％=總灰分％-水不溶性灰分％計算：水不溶性灰分=×100%第7章灰分及礦物質元素的測定三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定32四、酸不溶性灰分的測定

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，用無灰濾紙過濾后，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行干燥、炭化、灰化，直到恒重。

計算:

酸不溶性灰分％=×100%

m5—酸不溶性灰分+坩堝質量m1—原坩堝質量m2—樣品+原坩堝質量第7章灰分及礦物質元素的測定四、酸不溶性灰分的測定取水不溶性灰分或總灰分的殘留33無灰濾紙（定量濾紙）按灰分分為三個等級甲＜0.01％乙＜0.03％丙＜0.06％是化學純度高度純潔，疏松多孔，有一定過濾速度，顯中性，耐稀酸。第7章灰分及礦物質元素的測定無灰濾紙（定量濾紙）第7章灰分及礦物質元素的測定34第二節幾種重要礦物元素的測定一、概述食品中除含有大量有機物外，還含有豐富的礦物質,它們都存在于灰分之中，要先灰化處理，然后再測定。其中：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7章灰分及礦物質元素的測定第二節幾種重要礦物元素的測定一、概述第7章灰分及礦物質35礦物元素的測定方法很多：化學分析法、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7章灰分及礦物質元素的測定礦物元素的測定方法很多：第7章灰分及礦物質元素的測定36

介紹一種新的樣品處理技術——微波密閉消解高壓消解+微波快速加熱微波加熱原理：

微波——300～300000Mhz間的電磁波。微波密閉消解常用2450Mhz為工作頻率。微波產生的電磁場正負信號變換24.5億次/每秒鐘，溶液中極性分子在微波電場作用下，以24.5億次/每秒鐘的速度改變其正負方向，使分子產生高速的碰撞和摩擦而產生高熱。同時還有離子的導電作用。第7章灰分及礦物質元素的測定介紹一種新的樣品處理技術——微波密閉消解高壓消解+微37樣品和溶劑放在密閉容器里進行微波加熱，產生高壓。消解速度是傳統方法的10～100倍，消解完全徹底，回收率高，易揮發元素損失少，環境污染少，勞動強度低等優點。操作簡便：只需把樣品及溶劑防入消解罐，調整好所需要的壓力，設定好加熱時間，即可進行微波消解。第7章灰分及礦物質元素的測定樣品和溶劑放在密閉容器里進行微波加熱，產生高壓。消38微波密閉消解儀器：1.上海新儀微波化學科技有限公司生產的MDS—2002A型壓力自控密閉微波溶樣系統。2.美國CEM公司生產的MARS—5型微波消解系統實際消解速度：食品樣品最多只要10分鐘（2.5MPa);化妝品樣品有的要12分鐘（3MPa);藥、保健品最多只要10分鐘（2.0MPa);冶金類樣品最多要20分鐘（2.5MPa);第7章灰分及礦物質元素的測定微波密閉消解儀器：第7章灰分及礦物質元素的測定39二、礦物質元素的測定

（一）分光光度法測定食品中礦物質元素

分光光度法：物質對光的選擇性吸收，即一定的物質只吸收一定波長的光，并根據物質對光吸收的量與物質的量之間的關系，進行分析的一種方法。常見的有：可見光分光光度計紫外分光光度計紅外分光光度計

第7章灰分及礦物質元素的測定二、礦物質元素的測定（一）分光光度法測定食品中礦物質元素第401.分光光度計原理：物質在光的照射下，產生對光的吸收效應，且具有選擇性。不同的物質有各自的特征吸收光波。當波長一定，光吸收程度與物質濃度有一定的比例關系。比爾定律：T=I/I0A=log1/T=kclA——吸光度K——吸光系數c——溶液的濃度L——液層厚度第7章灰分及礦物質元素的測定1.分光光度計原理：第7章灰分及礦物質元素的測定41確定最適宜波長方法A

λ第7章灰分及礦物質元素的測定確定最適宜波長方法Aλ第7章灰分及礦物質元素的測定422.分光光度計五大部分組成：光源→單色器→樣品池→檢測器→記錄3.用分光光度計進行定量分析吸收系數法、標準曲線法、直接比較法第7章灰分及礦物質元素的測定2.分光光度計五大部分組成：3.用分光光度計進行定量分析434.鐵的測定（鄰二氮菲法）

5.鋅的測定（雙硫腙比色法）6.錫的測定（苯芴銅比色法）見課本P84-90第7章灰分及礦物質元素的測定4.鐵的測定（鄰二氮菲法）第7章灰分及礦物質元素的測定44（二）原子吸收分光光度法測定食品中礦物元素

1.基本原理

物質所產生的自由原子蒸氣，對特征譜線（具有特定波長的光）吸收作用來定量的一種方法。符合朗伯-比耳定律第7章灰分及礦物質元素的測定（二）原子吸收分光光度法測定食品中礦物元素1.基本原理452.原子吸收分光光度計五部分：光源→原子器→單色器→檢測器→記錄儀3.利用原子吸收分光光度法進行定量分析（1）標準曲線法（2）標準加入法第7章灰分及礦物質元素的測定2.原子吸收分光光度計3.利用原子吸收分光光度法進行定量464.鈣、鎂、鉀、鈉的測定5.鐵、錳的測定6.鉻的測定見課本P92-96第7章灰分及礦物質元素的測定4.鈣、鎂、鉀、鈉的測定第7章灰分及礦物質元素的測定47（三）其他方法測定食品中礦物質元素

1.鈣的測定（1）KMnO4法原理:灰分+HCl溶解CaCl2+(NH4)2C2O4→CaC2O4↓+2NH4ClCaC2O4+H2SO4→CaSO4+

H2C2O45H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4

K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O此法需要沉淀、過濾、洗滌等步驟，費時費力，較為少用。第7章灰分及礦物質元素的測定（三）其他方法測定食品中礦物質元素1.鈣的測定48(2）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）（P97-98）原理：先向系統中加入鈣紅指示劑（pH﹥11,純藍色），它與二價鈣離子絡合，生成酒紅色的絡合物，再用EDTA滴定，它先與游離的鈣離子絡合，因其絡合能力強，當與游離二價鈣離子結合完以后，又奪取指示劑已絡合的二價鈣離子，使指示劑又顯原來顏色，生成藍色，用以指示終點。第7章灰分及礦物質元素的測定(2）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）第7章灰分及礦物質元素的49(3）原子吸收分光光度法2.鐵的測定

（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7章灰分及礦物質元素的測定(3）原子吸收分光光度法第7章灰分及礦物質元素的測定503.碘的測定

（一）氯仿萃取比色法（二）硫酸鈰接觸法(三）溴水氧化滴定法（P98）(四）催化分光光度法碘鹽中的I2可用數字顯示儀快速測出碘含量，使鹽溶為液相再測。第7章灰分及礦物質元素的測定3.碘的測定第7章灰分及礦物質元素的測定514.氯的測定（硝酸銀滴定法）5.氟的測定（氟離子選擇電極法）6.硒的測定（熒光法）見課本P100-106第7章灰分及礦物質元素的測定4.氯的測定（硝酸銀滴定法）第7章灰分及礦物質元素的測定52關于第七章的總結測定樣品的灰分只能用干法灰化。測定樣品中的各種礦物質含量的前處理可用干法灰化高壓密閉微波消解法第7章灰分及礦物質元素的測定關于第七章的總結測定樣品的灰分只能用干法灰化。第7章灰分及礦53演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/10/30第7章灰分及礦物質元素的測定演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew54第7章灰分及礦物質元素的測定2022/10/30第7章灰分及礦物質元素的測定第7章灰分及礦物質元素的測定2022/10/22第7章灰分及55第一節灰分的測定一、概述1.食品的組成十分復雜，由大量有機物質和豐富的無機成分組成。2.灰分的概念在高溫灼燒時，食品發生一系列物理和化學變化，最后有機成分揮發逸散，而無機成分（主要是無機鹽和氧化物）則殘留下來，這些殘留物稱為灰分。它標示食品中無機成分總量的一項指標。第7章灰分及礦物質元素的測定第一節灰分的測定一、概述第7章灰分及礦物質元素的測563.粗灰分的概念

灰分不完全或不確切地代表無機物的總量，如某些金屬氧化物會吸收有機物分解產生的CO2而形成碳酸鹽，使無機成分增多了，有的又揮發了（如Cl、I、Pb為易揮發元素。P、S等也能以含氧酸的形式揮發散失）。從這個觀點出發通常把食品經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7章灰分及礦物質元素的測定3.粗灰分的概念酸溶性灰分574．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。可反映果醬、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械物和食品中原來存在的微量SiO2的含量。第7章灰分及礦物質元素的測定4．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等的氧化物和587．灰分測定的意義

考察食品的原料及添加劑的使用情況；灰分指標是一項有效的控制指標；例：面粉生產，往往在分等級時要用灰分指標，因小麥麩皮的灰分含量比胚乳高20倍。富強粉應為0.3~0.5%，標準粉應為0.6~0.9%，反映動物、植物的生長條件。第7章灰分及礦物質元素的測定7．灰分測定的意義第7章灰分及礦物質元素的測定59生產明膠、果膠類膠制品，灰分是它膠凍性能的標志。同時還可檢驗食品加工過程的污染情況。所以，灰分是食品成分全分析的項目之一。第7章灰分及礦物質元素的測定生產明膠、果膠類膠制品，灰分是它膠凍性能的標志。同60二、總灰分的測定GB/T5009.4—2003《食品中灰分的測定方法》

(一)原理：（P78）把一定的樣品經炭化后放入高溫爐內灼燒，轉化，稱量殘留物的重量至恒重，計算出樣品總灰分的含量。第7章灰分及礦物質元素的測定二、總灰分的測定第7章灰分及礦物質元素的測定61（二）灰化條件的選擇灰化容器——坩堝。坩堝蓋子與堝要配套。

坩堝材質有多種：①素瓷②鉑③石英④鐵⑤鎳等，個別情況也可使用蒸發皿。第7章灰分及礦物質元素的測定（二）灰化條件的選擇第7章灰分及礦物質元素的測定62①素瓷坩堝優點：耐高溫可達1200℃，內壁光滑，耐酸，價格低廉。缺點：⑴耐堿性差，灰化成堿性食品（如水果、蔬菜、豆類等），坩堝內壁的釉質會部分溶解，反復多次使用后，往往難以得到恒重。⑵溫度驟變時，易炸裂破碎。第7章灰分及礦物質元素的測定①素瓷坩堝第7章灰分及礦物質元素的測定63②鉑坩堝

優點：耐高溫達1773℃，導熱良好，耐堿，耐HF,吸濕性小。缺點：價格昂貴，約為黃金的9倍，要有專人保管，免丟失。使用不當會腐蝕或發脆。第7章灰分及礦物質元素的測定②鉑坩堝

優點：第7章灰分及礦物質元素的測定64使用鉑坩堝應注意：1.鉑坩堝要保持清潔，內外光亮，若含塵土，會因還原作用而引起腐蝕。2.樣品中不允許含有多量的磷酸鹽，因磷化物與鉑生成低熔點的共熔混合物。不可與游離鹵素的試劑接觸。樣品中不應有鉛、砷、銻、鉍等元素，鉑最怕這些元素。如有鉛應加入氧化劑，防止鉛被還原成單質。第7章灰分及礦物質元素的測定使用鉑坩堝應注意：第7章灰分及礦物質元素的測定654.鉑較軟，不能用玻璃及其它尖頭物質刮取贓物，必要時用水濕潤的極細的海砂擦洗。可用水或酸在沸騰狀態下清洗。如坩堝中含有KClO3（白藥粉）、KMnO4、K2Cl2O7、K2S2O7（二硫酸鉀、焦硫酸鉀）、H2S2O7（焦硫酸）等強氧化劑，則不能用王水、鹽酸清洗，視坩堝內已有的內容物而定。5.坩堝鉗應包以鉑頭。灼燒后，防在燒過，除去C粒的石棉板上。第7章灰分及礦物質元素的測定4.鉑較軟，不能用玻璃及其它尖頭物質刮取贓物，必要時用66

取樣量根據試樣種類和性狀來定，一般控制灼燒后灰分為10～100mg。通常：乳粉、麥乳精、大豆粉、調味料、水產品等取1～2g。谷物及制品、肉及制品、糕點、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7章灰分及礦物質元素的測定取樣量第7章灰分及礦物質元素的測定673.灰化溫度灰化溫度的高低對灰分測定結果影響很大。由于各種食品中無機成分的組成、性質及含量各不相同，灰化溫度也應有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達600℃以上。溫度太高，將引起K、Na、Cl等元素的揮發損失，磷酸鹽、硅酸鹽也會熔融，將碳粒包藏起來，使元素無法氧化。第7章灰分及礦物質元素的測定3.灰化溫度第7章灰分及礦物質元素的測定68溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化完全，也不利于除去過剩的堿性食物吸收的CO2。所以要在保證灰化完全的前提下，盡可能減少無機成分的揮發損失和縮短灰化時間。加熱速度不可太快，防急劇干餾時灼熱物的局部產生大量氣體，而使微粒飛失、易燃。第7章灰分及礦物質元素的測定溫度太低，則灰化速度慢，時間長，不宜灰化第7章灰分及礦物質元69

4.灰化時間

一般不規定灰化時間，而是觀察殘留物（灰分）為全白色或淺灰色，內部無殘留的碳塊，并達到恒重為止。兩次結果相差<0.5mg。對于已做過多次測定的樣品，可根據經驗限定時間。總的時間一般為2~5小時，個別樣品有規定溫度、時間。應指出，對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，殘灰呈藍綠色。第7章灰分及礦物質元素的測定

4.灰化時間

一般不規定灰化時間，而是觀察殘留物（灰70（三）加速灰化的方法

有些樣品難于灰化，如含磷較多的谷物及其制品。磷酸過剩于陽離子，灰化過程中易形成KH2PO4、NaH2PO4等，會熔融而包住C粒，即使灰化相當長時間也達不到恒重。對這類樣品，可采用下述方法加速灰化：第7章灰分及礦物質元素的測定（三）加速灰化的方法第7章灰分及礦物質元素的測定71⑴樣品初步灼燒后，取出，冷卻，從灰化容器邊緣慢慢加入少量無離子水，使殘灰充分濕潤（不可直接灑在殘灰上，以防殘灰飛揚損失），用玻璃棒研碎，使水溶性鹽類溶解，被包住的C粒暴露出來，把玻璃棒上粘的東西用水沖進容器里，在水浴上蒸發至干涸，至120~130℃烘箱內干燥，再灼燒至恒重。第7章灰分及礦物質元素的測定⑴樣品初步灼燒后，取出，冷卻，從灰化第7章灰分及礦物質元72（2）經初步灼燒后，放冷，加入幾滴HNO3、H2O2等，蒸干后再灼燒至恒重，利用它們的氧化作用來加速C粒灰化。也可加入10％（NH4）2CO3等疏松劑，在灼燒時分解為氣體逸出，使灰分呈松散狀態，促進灰化。這些物質的添加不會增加殘灰的質量，灼燒后完全消失。第7章灰分及礦物質元素的測定（2）經初步灼燒后，放冷，加入幾滴HNO3、H2O2等，蒸73⑶糖類樣品殘灰中加入硫酸，可以進一步加速。⑷加入MgAc2、Mg(NO3)2等助灰化劑，這類鎂鹽隨灰化而分解，與過剩的磷酸結合，殘灰不熔融而呈松散狀態，避免了碳粒被包裹，可縮短灰化時間，但產生了MgO會增重，也應做空白試驗。⑸添加MgO、CaCO3等惰性不熔物質，它們的作用純屬機械性，它們和灰分混雜在一起，使C粒不受覆蓋，應做空白試驗，因為它們使殘灰增重。第7章灰分及礦物質元素的測定⑶糖類樣品殘灰中加入硫酸，可以進一步加速。第7章灰分及礦74（四）總灰分的測定方法（以瓷坩堝為例）

恒重取出入干燥器冷卻30分鐘結果計算不恒重灰化1小時炭化樣品瓷坩堝的準備馬福爐的準備稱樣品第7章灰分及礦物質元素的測定（四）總灰分的測定方法（以瓷坩堝為例）恒重取出入干燥器冷卻結751.瓷坩堝的準備根據取樣量的大小、樣品的性質（如易膨脹等）來選取坩堝的大小。有時樣品太多，宜選素瓷蒸發皿。使用的容器大會使稱量的誤差增大（有的蒸發皿在光電天平中放不下）。將兩個坩堝用（1:4）的HCl煮沸1~2小時，洗凈涼干。

第7章灰分及礦物質元素的測定1.瓷坩堝的準備根據取樣量的大小、樣品的性質（如易76

用FeCl3+藍墨水的混合物在坩堝外壁及蓋子上編號。打開馬福爐，用坩堝鉗夾住，先放在爐口預熱，因爐內各部位的溫度不一致，假如設定600℃，爐內熱電偶附近為600±10℃，中間部位為590±10℃，前面部分為560±10℃，不論爐子大小，門口部分溫度最低。第7章灰分及礦物質元素的測定第7章灰分及礦物質元素的測定77

真正灼燒時不能放在靠近門口部分，每次開始放入爐內或取出時，都要放在門口緩沖一下溫差，不然就會破裂，然后慢慢往里面放，把蓋子搭在旁邊。稍停一下在關爐門，于規定溫度（500~600℃）灼燒半小時，再移至爐口冷卻到200℃左右，再移入干燥器中，冷卻至室溫，準確稱量，再入高溫爐中燒30分鐘，取出冷卻稱重，直至恒重（兩次稱重之差不大于0.5mg),記錄數據備用。第7章灰分及礦物質元素的測定真正灼燒時不能放在靠近門口部分，每次開第7章灰分及礦782.高溫爐（馬福爐、蒙弗爐）的準備

SRTX-4-9型箱式電阻爐、DRZ-4型溫度控制儀。接通電源，調好要使用的溫度，電線容量要大，因為功率為2000-4000W，不然會失火。如室內配電容量小，其他電器都不得與它同時使用。電加熱管式（分1、2、3段），少量樣品方便。箱式（有不同體積），要預熱，用電量大。第7章灰分及礦物質元素的測定2.高溫爐（馬福爐、蒙弗爐）的準備電加熱管式（分1、2、3793.樣品的預處理可用測定水分之后的樣品。⑴富含脂肪的樣品先提取脂肪后再測灰分。⑵對于液體樣品應先在水浴上蒸干，否則直接炭化，液體沸騰易造成濺失。第7章灰分及礦物質元素的測定3.樣品的預處理第7章灰分及礦物質元素的測定80⑶果蔬、動物組織等含水分較多的樣品,先制備成均勻樣品，再準確稱取樣品置于已知重量坩堝中，放烘箱中干燥（先60～70℃，后105℃），再炭化。⑷谷物、豆類等水分含量較少的固體樣，粉碎均勻后可直接稱取、炭化。第7章灰分及礦物質元素的測定⑶果蔬、動物組織等含水分較多的樣品,先制備第7章灰分及礦物814.炭化樣品

準確稱量一定量處理好的樣品，放在高溫爐之前，要先進行炭化處理，以防溫度高，試樣中的水分急劇蒸發使樣品飛揚，防止易發泡膨脹的物質在高溫下發泡而溢出，減少碳粒被包裹住的可能性。炭化操作一般在電爐或煤氣燈下進行，半蓋坩堝蓋，小心加熱使樣品在通氣情況下逐漸炭化，直至無黑煙產生。對易膨脹、發泡的如含糖多的，含蛋白多的樣品，可在樣品上加數滴辛醇或純植物油，再進行炭化。第7章灰分及礦物質元素的測定4.炭化樣品第7章灰分及礦物質元素的測定825.灰化

炭化后，把坩堝移入已達規定溫度的高溫爐口，稍停片刻，再慢慢移入爐膛內，以下操作同求坩堝恒重時一樣，至恒重。

m1—空坩堝質量，gm2—樣品+空坩堝質量，gm3—殘灰+空坩堝質量，gB—空白試驗殘灰重，g6.結果計算×100%灰分=×100%如有空白試驗為第7章灰分及礦物質元素的測定5.灰化m1—空坩堝質量，g6.結83

有的樣品如面粉等糧食樣品是以干物質的灰分來計算的，從總重中減去水分。7.說明：①從干燥器中取出冷卻的坩堝時，因內部成真空，開蓋恢復常壓時應讓空氣緩緩進入，以防殘灰飛散。②灰化后的殘渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。③用過的坩堝，應把殘灰及時倒掉，初步洗刷后，用粗HCl(廢）浸泡10~20分鐘，再用水沖刷洗凈。第7章灰分及礦物質元素的測定有的樣品如面粉等糧食樣品是以干物質的第7章灰分及礦物質84④日本有采用自制鋁箔杯直接灰化的。特點：杯子不吸濕好恒重，本身重量輕，好冷卻，減小誤差。在600℃以下，可穩定使用，用圓形鋁箔套在塑料瓶上向上捻成杯狀。⑤測定值％中小數點后保留一位小數。⑥測定食糖中總灰分可用電導法，簡單、迅速、準確，免泡沫的麻煩。第7章灰分及礦物質元素的測定④日本有采用自制鋁箔杯直接灰化的。特點：杯子不吸濕好恒重，85三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定將測定所得的總灰分稱量、計算后，約加25ml熱無離子水，分多次洗滌坩堝、濾紙及殘渣。將殘渣及濾紙一起移回原坩堝中，在水浴上蒸發至干涸，入干燥箱中干燥，再進行炭化、灼燒、冷卻、稱量，至恒重。

m4—不溶性灰分+原坩堝質量gm1—原坩堝質量gm2—樣品+原坩堝質量g水溶性灰分％=總灰分％-水不溶性灰分％計算：水不溶性灰分=×100%第7章灰分及礦物質元素的測定三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定86四、酸不溶性灰分的測定

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，用無灰濾紙過濾后，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行干燥、炭化、灰化，直到恒重。

計算:

酸不溶性灰分％=×100%

m5—酸不溶性灰分+坩堝質量m1—原坩堝質量m2—樣品+原坩堝質量第7章灰分及礦物質元素的測定四、酸不溶性灰分的測定取水不溶性灰分或總灰分的殘留87無灰濾紙（定量濾紙）按灰分分為三個等級甲＜0.01％乙＜0.03％丙＜0.06％是化學純度高度純潔，疏松多孔，有一定過濾速度，顯中性，耐稀酸。第7章灰分及礦物質元素的測定無灰濾紙（定量濾紙）第7章灰分及礦物質元素的測定88第二節幾種重要礦物元素的測定一、概述食品中除含有大量有機物外，還含有豐富的礦物質,它們都存在于灰分之中，要先灰化處理，然后再測定。其中：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7章灰分及礦物質元素的測定第二節幾種重要礦物元素的測定一、概述第7章灰分及礦物質89礦物元素的測定方法很多：化學分析法、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7章灰分及礦物質元素的測定礦物元素的測定方法很多：第7章灰分及礦物質元素的測定90

介紹一種新的樣品處理技術——微波密閉消解高壓消解+微波快速加熱微波加熱原理：

微波——300～300000Mhz間的電磁波。微波密閉消解常用2450Mhz為工作頻率。微波產生的電磁場正負信號變換24.5億次/每秒鐘，溶液中極性分子在微波電場作用下，以24.5億次/每秒鐘的速度改變其正負方向，使分子產生高速的碰撞和摩擦而產生高熱。同時還有離子的導電作用。第7章灰分及礦物質元素的測定介紹一種新的樣品處理技術——微波密閉消解高壓消解+微91樣品和溶劑放在密閉容器里進行微波加熱，產生高壓。消解速度是傳統方法的10～100倍，消解完全徹底，回收率高，易揮發元素損失少，環境污染少，勞動強度低等優點。操作簡便：只需把樣品及溶劑防入消解罐，調整好所需要的壓力，設定好加熱時間，即可進行微波消解。第7章灰分及礦物質元素的測定樣品和溶劑放在密閉容器里進行微波加熱，產生高壓。消92微波密閉消解儀器：1.上海新儀微波化學科技有限公司生產的MDS—2002A型壓力自控密閉微波溶樣系統。2.美國CEM公司生產的MARS—5型微波消解系統實際消解速度：食品樣品最多只要10分鐘（2.5MPa);化妝品樣品有的要12分鐘（3MPa);藥、保健品最多只要10分鐘（2.0MPa);冶金類樣品最多要20分鐘（2.5MPa);第7章灰分及礦物質元素的測定微波密閉消解儀器：第7章灰分及礦物質元素的測定93二、礦物質元素的測定

（一）分光光度法測定食品中礦物質元素

分光光度法：物質對光的選擇性吸收，即一定的物質只吸收一定波長的光，并根據物質對光吸收的量與物質的量之間的關系，進行分析的一種方法。常見的有：可見光分光光度計紫外分光光度計紅外分光光度計

第7章灰分及礦物質元素的測定二、礦物質元素的測定（一）分光光度法測定食品中礦物質元素第941.分光光度計原理：物質在光的照射下，產生對光的吸收效應，且具有選擇性。不同的物質有各自的特征吸收光波。當波長一定，光吸收程度與物質濃度有一定的比例關系。比爾定律：T=I/I