食品理化检验-灰分及矿物元素的测定课件.ppt

,*,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,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,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,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,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,*,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,*,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,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,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,*,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,*,灰分及矿物元素的测定,广东药科大学食品科学学院,1,掌握：,总灰分的概念、测定原理及具体方法,钙、铁、碘、磷的测定方法及各自的特点,熟悉：,加速食品灰化的方法,了解：,水溶性灰分和水不溶性灰分以及酸不溶 性灰分的测定,2,主要内容,灰分的测定,概述,总灰分的测定,水溶性和水不溶性灰分的测定,酸不溶性灰分的测定,几种重要矿物元素的测定,钙的测定,铁的测定,碘的测定,磷的测定,灰分的定义,在高温灼烧时，食品发生一系列物理和化学变化，最后有机成分挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分（总灰分、粗灰分）。,灰分的分类,K,Na,Ca,Mg,等氧化物和盐类,污染的泥沙和,Fe,，,Al,等氧化物和碱土金属的碱式磷酸盐,污染的泥沙和样品中微量氧化硅,按溶解性,水溶性,水不溶酸溶,水不溶酸不溶,考察食品的原料及添加剂的使用情况；,判断食品受污染程度；,灰分可以作为评价食品质量的指标；,反映动物、植物的生长条件。,灰分测定的意义,部分食品的灰分含量,食品种类,灰分含量,食品种类,灰分含量,大米（褐色，大颗粒，生）,1.5,苹果（带皮，未经加工）,0.3,玉米片（整粒，黄色）,1.1,香蕉（未经加工）,0.8,去胚玉米（整粒磨碎）,0.9,土豆（带皮，未经加工）,1.6,白米（大颗粒，生的）,0.6,葡萄干,1.8,小麦粉（整粒）,1.6,樱桃（甜，未经加工）,0.5,通心粉（干的，浓缩）,0.7,西红柿（成熟，未经加工）,0.4,黑麦面包,2.5,牛肉（颈肉，烤前腿，未经加工）,0.9,大豆人造奶油,2.0,鲜鸡蛋（未经加工，新鲜）,0.9,奶油,(,含盐,),2.1,普通低脂酸奶,0.7,奶油,(,半液状,),0.7,鸡肉（烤或炸、胸脯肉、未经加工）,1.0,总灰分的测定,原理,将食品经炭化后置于,500600,高温炉内灼烧，食品中的水分及挥发物质以气态放出，有机物质中的,C,、,H,、,N,等元素与有机物质本身的氧及空气中的氧生成,CO,2,、,N,的氧化物及水分而散失；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，称量残留物的重量至恒重，即可计算出样品中总灰分的含量。,GB/T 5009.4,2003,食品中灰分的测定方法,仪器,坩埚,坩埚钳,马弗炉,10,灰化容器的选择,坩埚种类,石英坩埚,优点：,耐高温、耐酸，价格低廉。,缺点：,耐碱性差,素瓷坩埚,铂坩埚,优点：,耐高温、耐碱、耐,HF,导热,性好,缺点：,价格昂贵,优点：,耐高温,缺点：,质脆，易破，不耐,HF,、高,温时，易和苛性碱及碱金,属的碳酸盐作用,容器大小的选择,以下样品应选择稍大的容器,需要前处理的液态样品,加热易膨胀的样品,灰分含量低、取样量较大的样品,取样量,（,P163-164,表,9-2,）,:,一般控制,灼烧后灰分为,10,100 mg,灰化温度,：,一般情况下,，,525,600,灰化时间,：,2,5h,，观察残留物为全白,色或浅灰色粉末，并达恒,重（,0.5mg,）为止。,13,加速灰化的方法,从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水,加入,HNO,3,、,H,2,O,2,等，利用它们的氧化,作用来加速,C,粒灰化,硫酸灰化法（糖类制品）,加入,MgAc,2,、,Mg(NO,3,),2,等助灰化剂,添加,MgO,、,CaCO,3,等惰性不熔物质,做空白,总灰分的测定方法,(,以瓷坩埚为例,),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,马弗炉,的准备,称样品,15,高温炉（马弗炉,）的准备,接通电源，调好要使用的温度,瓷坩埚的准备,选取坩埚,用,HCl,煮沸,洗净凉干,编号,灼烧,冷却,称重,两次称重之差,0.5 mg,FeCl,3,+,蓝墨水的混合物,样品的预处理,富含脂肪的样品：,提取脂肪炭化,液体样品：,水浴蒸干炭化,含水分较多的样品：,烘箱中干燥炭化,谷物等水分含量较少的固体样：,直接炭化,样品灰化前为什么要进行炭化处理？,防止因高温造成试样中的水分急剧蒸发,使样品飞扬,;,防止易发泡膨胀的物质高温下发泡溢出,;,减少碳粒被包裹住的可能性。,炭化,坩埚置于电炉上，半盖坩埚盖加热炭化直至无黑烟产生,炭化操作,易膨胀食品（糖、蛋白含量多的样品）,炭化,数滴辛醇或植物油,炭化后，把坩埚移入已达规定温度的高温炉口，,稍停片刻,，再慢慢移入炉膛内，以下操作同求坩埚恒重时一样，至恒重。,灰化,结果计算,m,1,空坩埚质量,g;m,2,样品,+,空坩埚质量，,g,m,3,残灰,+,空坩埚质量,g;B,空白试验残灰重，,g,灰分,=,如有空白试验为,22,水溶性灰分和水不溶性灰分的测定,用煮沸的无离子水反复洗涤坩埚及灰分，使水溶性灰分溶解，无灰滤纸过滤后剩下的残渣经干燥、炭化、灰化至恒重，即为水不溶性灰分。,水溶性和水不溶性灰分计算,m,4,不溶性灰分,+原坩埚质量,g,m,1,原坩埚质量,g,m,2,样品,+,原坩埚质量,g,水不溶性灰分,=,100%,水溶性灰分,=,总灰分水不溶性灰分,24,酸不溶性灰分的测定,向总灰分中加入,25ml 0.1mol/L,的,HCl,，放在小火上轻微煮沸，用无灰滤纸过滤后，再用热水洗涤至不显酸性为止，将残留物连同滤纸置坩埚中进行干燥、炭化、灰化，直到恒重。,酸不溶性灰分计算,m,5,:,酸不溶性灰分,+,坩埚质量；,m,1,:,原坩埚质量；,m,2,:,样品,+,原坩埚质量,26,几种重要矿物元素的测定,必需元素,有害元素：铅、镉、汞、砷等,常量元素：钙、镁、磷、钾,微量元素：铁、锌、碘、铜、硅,含量,001%,钴、硒、镍、铝,含量,0.01,食品中的矿物元素,一种新的样品处理技术,微波密闭消解,高压消解,+,微波快速加热,微波加热原理：,微波产生的,电磁场正负信号变换,24.5,亿次,/s,，溶液中极性分子在微波电场作用下，以,24.5,亿次,/s,的速度改变其正负方向，使分子产生高速的碰撞和摩擦而产生高热。,28,微波为能量，,HNO,3,和,HCl,为消化液，,5,30min,消解速度快（传统方法的,10,100,倍）,消解完全彻底，回收率高,易挥发元素损失少，环境污染少,操作简便，劳动强度低,微波密闭消解的特点,美国：测定金属离子是消解样品的标准方法,29,实际消解速度：,食品样品：10 min,（,2.5 MPa),化妆品样品：,12 min,（,3 MPa),药、保健品：,10 min,（,2.0 MPa),冶金类样品：,20 min,（,2.5 MPa),30,微波消解仪,微波消解罐,31,高锰酸钾滴定法,样品,灰化,溶解,草酸钙沉淀,洗涤,溶解,草酸游离出来,滴定,盐酸,草酸,水,硫酸,高锰酸钾,钙的测定,高锰酸钾滴定法反应式,钙的测定,CaCl,2,+(NH,4,),2,C,2,O,4,CaC,2,O,4,+2NH,4,Cl,CaC,2,O,4,+H,2,SO,4,CaSO,4,+,H,2,C,2,O,4,5H,2,C,2,O,4,+2KMnO,4,+3 H,2,SO,4,K,2,SO,4,+2MnSO,4,+10CO,2,+8H,2,O,此法需要沉淀、过滤、洗涤等步骤，费时费力，较为少用,滴定终点：过量,KMnO,4,微红色,EDTA,滴定法,钙的测定,先向系统中加入钙红指示剂（,pH11,，纯蓝色），它与二价钙离子络合，生成酒红色的络合物，再用,EDTA,滴定，因其络合能力强，夺取指示剂已络合的二价钙离子，使指示剂又显原来颜色，生成蓝色，用以指示终点。,EDTA,滴定法反应式,Ca,2+,+,NN,（,蓝色）,NN-Ca,2+,（,酒红色）,NN-Ca,2+,（,酒红色）,+,EDTA,EDTA-Ca,+,NN,（,蓝色）,加钙红指示剂后不能放置太久,pH,值为,12-14,氰化钾消除锌、铁、铜、铝等的影响,柠檬酸钠防止钙和磷结合生成磷酸钙沉淀。,35,消化,样品,硝酸,+,高氯酸的混合酸,盖表面皿,加热至无色透明,加水加热除去多余硝酸,至,2-3ml,时冷却,氧化镧溶液定容,高型烧杯,36,滴定,分别吸取,0.1-0.5mL,（根据钙的含量而定）试样消化液及空白于试管中，加,1,滴氰化钠溶液和,0.1mL,柠檬酸钠溶液，用滴定管加,1.5mL1.25mol/L,氢氧化钾溶液，加,3,滴钙红指示剂，立即以,EDTA,溶液滴定，至指示剂由紫红色变蓝色为止。,EDTA,消化液,+,氰化钠,+,柠檬酸钠,+,氢氧化钾,+,钙红指示剂,37原子吸收分光光度法,钙的测定,样品经湿法消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化后，吸收422.7,nm,共振线，其吸收量与含量成正比，与标准系列比较定量。,原子吸收分光光度计,39,硫氰酸盐比色法,铁的测定,样品经消化后，铁均以Fe,3+,形成存在，在酸性溶液中，Fe,3+,与硫氰酸钾溶液作用，生成红色的硫氰酸铁配合物，在485nm下有最大吸收，其吸光度与铁含量成正比。,红色,为了防止,Fe,3+,Fe,2+,，应加入少量过硫酸钾（,K,2,S,2,O,8,）作氧化剂。,磺基水杨酸法,磺基水杨酸在碱性条件下与三价铁离子生成黄色络合物，在465nm 下有最大吸收,其吸光度与铁含量成正比铁的测定,黄色,邻二氮菲比色法,在,pH2,9,的溶液中，二价铁离子能与邻二氯菲生成稳定的,橙红色络合物,，在510,nm,有最大吸收，其吸光度与铁的含量成正比。,铁的测定,盐酸羟胺,测定方法,反应,形式,酸碱性,氧化还原剂,稳定性,准确度,灵敏度,硫氰酸盐比色法,Fe,3+,酸性,过硫酸钾,（氧化剂）,不稳定,低,较低,磺基水杨酸比色法,Fe,3+,碱性,不需要,稳定,较低,低,邻菲罗啉比色法,Fe,2+,微酸性,盐酸羟胺,（还原剂）,稳定,较高,较高,三种铁测定方法的比较,43,氯仿萃取比色法,碘的测定,样品在碱性条件下灰化，碘被有机物还原成碘离子，碘离子与碱金属离子结合成碘化物，碘化物在酸性条件下与重铬酸钾作用，定量析出碘。当用氯仿萃取时，碘溶于氯仿中呈现粉红色，当碘含量低时，颜色深浅与碘含量成正比,。,O,硫酸铈（,sh,）接触法,碘的测定,碘催化亚砷酸与硫酸铈在室温下的氧化还原反应，碘的催化作用与与碘离子浓度成比例，在恒温反应一段时间后，加入亚铁盐中止砷与铈离子的氧化还原反应，余下的高铈离子与亚铁离子作用，把亚铁离子氧化成铁离子，生成的铁离子用硫氰酸钾生成红色的硫氰酸铁，其浓度与碘离子含量成反比。,硫酸铈接触法反应式,当有碘离子存在时,加入亚铁盐,红色，越多，碘离子越少,总反应式,46,磷钼酸喹啉重量法,磷的测定,样品经消化或灰化后，在酸性条件下，磷与喹钼柠酮作用生成磷钼酸喹啉沉淀，沉淀物经过滤，洗涤，在,26020,下烘干，称重可计算出磷的含量。,【,喹钼柠酮,】,是由喹啉、钼酸钠、,柠檬酸和丙酮配制而成的溶液,磷钼酸喹啉重量法计算公式,磷含量的表示方法,m,1,磷钼酸喹啉沉淀和砂芯漏斗的质量，,g,。,m,2,砂芯漏斗的质量，,g,。,m,称取试样的质量，,g,。,V,样液的总体积。,0.03207,磷钼酸喹啉摩尔质量换算为,P,2,O,5,摩尔质量的系数。,m,1,m,2,48,钼蓝比色法,食品样品中的磷经灰化或消化后以，,磷酸根形式,进入样品溶液，在酸性条件下与钼酸铵作用生成淡黄色的磷钼酸铵，其中高价的钼具有氧化性，可被抗坏血酸，氯化亚锡（或者对苯二酚与亚硫酸钠）还原成蓝色化合物,-,钼蓝在,650nm,（或,660nm,）下有最大吸收，其吸光度与磷浓度成正比。,磷的测定,钼蓝比色法反应式,钼蓝（蓝色化合物,650nm,）,磷钼酸铵,氯化亚锡,50,本章思考题,总灰分的概念、测定原理、具体方法及注意事项,钙、铁的测定方法及各自的特点,加速食品灰化的方法,51,