第7章灰分及矿物质元素的测定

配电容量小，其他电器都不得与它同时使用。
3. 样品的预处理
可用测定水分之后的样品。
⑴ 富含脂肪的样品先提取脂肪后再测灰分。 ⑵ 对于液体样品应先在水浴上蒸干，否则直接炭化，
液体沸腾易造成溅失。
⑶ 果蔬、动物组织等含水分较多的样品,先制备 成均匀样品，再准确称取样品置于已知重量坩埚 中，放烘箱中干燥（先60～70℃，后105℃）， 再炭化。
第七章 灰分及几种矿物元素的测定
第一节 灰分的测定
• 一 、 概述
• 1.食品的组成十分复杂，由大量有机物质和丰富的
• 无机成分组成。
• 2.灰分的概念
•
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。它标
示食品中无机成分总量的一项指标。
m2 m1
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
有的样品如面粉等粮食样品是以干物质的 灰分来计算的，从总重中减去水分。
7. 说明：
① 从干燥器中取出冷却的坩埚时，因内部成真空， 开盖恢复常压时应让空气缓缓进入，以防残灰飞散。
② 灰化后的残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。 ③ 用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，
使用铂坩埚应注意：
1. 铂坩埚要保持清洁，内外光亮，若含尘土， 会因还原作用而引起腐蚀。
2 . 样品中不允许含有多量的磷酸盐，因磷化 物 与铂生成低熔点的共熔混合物。不可与游离卤 素的试剂接触。
3. 样品中不应有铅、砷、锑、铋等元素，铂最怕 4. 这些元素。如有铅应加入氧化剂，防止铅被
还原成单质。
三、 水溶性灰分和水不溶性灰分的测定
将测定所得的总灰分称量、计算后，约加 25ml热无离子水，分多次洗涤坩埚、滤纸及残 渣。将残渣及滤纸一起移回原坩埚中，在水浴 上蒸发至干涸，入干燥箱中干燥，再进行炭化、 灼烧、冷却、称量，至恒重。
计算：水不溶性灰分 = m4 m1
m2 m1
×100%
m4— 不溶性灰分 + 原坩埚质量 g m1— 原坩埚质量 g m2— 样品 + 原坩埚质量 g
二、总灰分的测定
GB / T 5009.4 — 2003 《食品中灰分的测定 方法》
(一) 原理：（P78） 把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，
转化，称量残留物的重量至恒重，计算出样品总 灰分的含量。
（二）灰化条件的选择
1. 灰化容器——坩埚。
2.
坩埚盖子与埚要配套。
坩埚材质有多种： ① 素瓷 ②铂 ③ 石英 ④铁 ⑤ 镍等，
用粗HCl(废）浸泡10~20分钟，再用水冲刷洗净。
④ 日本有采用自制铝箔杯直接灰化的。特点： 杯子不吸湿好恒重，本身重量轻，好冷却， 减小误差。在600℃以下，可稳定使用，用圆 形铝箔套在塑料瓶上向上捻成杯状。
⑤ 测定值％中小数点后保留一位小数。
⑥ 测定食糖中总灰分可用电导法，简单、迅速、 准确，免泡沫的麻烦。
含糖多的，含蛋白多的样品，可在样品
上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。
5. 灰化
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。
6. 结果计算
灰分 =
m3 m1 m2 m1
×100 %
如有空白试验为Βιβλιοθήκη m3 m1 B ×100 %5. 坩埚钳应包以铂头。灼烧后，防在烧过， 除去C粒的石棉板上。
2. 取样量 3. 根据试样种类和性状来定，一般控制灼烧后 4. 灰分为 10 ～100 mg 。 5.通常：
6.乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品等取 1～2 g。
7.谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取 3～5 g 。
8.蔬菜及制品、砂糖及制品、蜂蜜、奶油等取5～10g 。
3.粗灰分的概念
灰分不完全或不确切地代表无机物的总量，
如某些金属氧化物会吸收有机物分解产生的CO2 而形成碳酸盐，使无机成分增多了，有的又挥发
了（如Cl、I、Pb为易挥发元素。P、S等也能以 含氧酸的形式挥发散失）。从这个观点出发通常
把食品经高温灼烧后的残留物称为——粗灰分 （总灰分）。
总灰分 水溶性灰分 水不溶性灰分
酸溶性灰分 酸不溶性灰分
4．水溶性灰分——反映可溶性K、Na、Ca、Mg等 的氧化物和盐类的含量。可反映果酱、果冻等制 品中果汁的含量。
5. 酸溶性灰分——反映Fe、Al等氧化物、碱土金 属的碱式磷酸盐的含量。
6. 酸不溶性灰分——反映污染的泥沙及机械物和 食品中原来存在的微量SiO2的含量。
7．灰分测定的意义
来，使元素无法氧化。
• 温度太低，则灰化速度慢，时间长，不宜灰化 • 完全，也不利于除去过剩的碱性食物吸收的CO2。
• 所以要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。加热速度不 可太快，防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气 体，而使微粒飞失、易燃。
4. 灰化时间
• 一般不规定灰化时间，而是观察残留物（灰分）
（2） 经初步灼烧后，放冷，加入几滴HNO3、 H2O2等，蒸干后再灼烧至恒重，利用它们的 氧化作用来加速C粒灰化。也可加入10％
（NH4）2CO3等疏松剂，在灼烧时分解为气体 逸出，使灰分呈松散状态，促进灰化。
• 这些物质的添加不会增加残灰的质量，灼烧后 完全消失。
⑶ 糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。
考察食品的原料及添加剂的使用情况； 灰分指标是一项有效的控制指标； 例：面粉生产，往往在分等级时要用灰分指标， 因小麦麸皮的灰分含量比胚乳高20倍。
富强粉应为 0.3 ~ 0.5 %， 标准粉应为 0.6 ~ 0.9 %， 反映动物、植物的生长条件。
生产明胶、果胶类胶制品，灰分是它胶冻性 能的标志。同时还可检验食品加工过程的污染情 况。所以，灰分是食品成分全分析的项目之一。
9.水果及制品取 20g 、油脂取50 g 。
3. 灰化温度
灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大。 由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量 各不相同，灰化温度也应有所不同，一般为 525 ~ 600℃，谷类的饲料达 600℃以上。
温度太高，将引起K、Na、Cl等元素的挥发损 失，磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起
（四）总灰分的测定方法（以瓷坩埚为例）
马福炉 的准备
瓷坩埚 的准备
称样品
炭化样品
结果计算
不恒重
灰化1小时
恒重
入干燥器冷却 30 分钟
取出
1. 瓷坩埚的准备
根据取样量的大小、样品的性质（如易膨胀等） 来选取坩埚的大小。有时样品太多，宜选素瓷 蒸发皿。使用的容器大会使称量的误差增大 （有的蒸发皿在光电天平中放不下）。
真正灼烧时不能放在靠近门口部分，每次开
始放入炉内或取出时，都要放在门口缓冲一下温 差，不然就会破裂，然后慢慢往里面放，把盖子 搭在旁边。
稍停一下在关炉门，于规定温度 （500~600℃）灼烧半小时，再移至炉口冷却 到 200℃左右，再移入干燥器中，冷却至室温， 准确称量，再入高温炉中烧 30分钟，取出冷却 称重，直至恒重（两次称重之差不大于0.5
4 . 铂较软，不能用玻璃及其它尖头物质刮取 赃物，必要时用水湿润的极细的海砂擦洗。
可用水或酸在沸腾状态下清洗。
如坩埚中含有KClO3（白药粉）、KMnO4、 K2Cl2O7、K2S2O7（二硫酸钾、焦硫酸钾）、 H2S2O7（焦硫酸）等强氧化剂，则不能用王 水、盐酸清洗，视坩埚内已有的内容物而定。
mg ), 记录数据备用。
2. 高温炉（马福炉、蒙弗炉）的准备
SRTX-4-9型箱式电阻炉、 DRZ-4型温度控制仪。
电加热
管式（分1、2、3段），少量样品方便。 箱式（有不同体积），要预热，用电量大。
• 接通电源，调好要使用的温度，电线容量要大，
因为功率为 2000-4000W，不然会失火。如室内
水溶性灰分％=总灰分％ - 水不溶性灰分％
四、 酸不溶性灰分的测定
取水不溶性灰分或总灰分的残留物，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。
计算:
酸不溶性灰分％=
m5 m1 m2 m1 ×100%
⑷ 加入 MgAc2、Mg(NO3)2 等助灰化剂，这 类镁盐随灰化而分解，与过剩的磷酸结合，残 灰不熔融而呈松散状态，避免了碳粒被包裹， 可缩短灰化时间，但产生了MgO会增重，也应 做空白试验。
⑸ 添加 MgO、CaCO3 等惰性不熔物质，它 们的作用纯属机械性，它们和灰分混杂在一起， 使C粒不受覆盖，应做空白试验，因为它们使 残灰增重。
个别情况也可使用蒸发皿。
① 素瓷坩埚 优点：
耐高温可达 1200 ℃ ，内壁光滑，耐酸，价 格低廉。 缺点： ⑴ 耐碱性差，灰化成碱性食品（如水果、蔬菜、 豆类等），坩埚内壁的釉质会部分溶解，反复 多次使用后，往往难以得到恒重。
⑵ 温度骤变时，易炸裂破碎。
② 铂坩埚 优点： 耐高温 达1773℃，导热良好，耐碱，耐HF,吸 湿性小。 缺点： 价格昂贵，约为黄金的9倍，要有专人保管，免 丢失。 使用不当会腐蚀或发脆。
物质,它们都存在于灰分之中，要先灰化处理，然 后再测定。
其中： 常量元素含量＞0.01％ （Ca、Mg、K、Na、P、S、Cl）占总灰分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……）
矿物元素的测定方法很多： 化学分析法、比色法、原子吸收分光光度法、 极谱法、离子选择性电极法、荧光法等等。