中药材灰分水酸不溶性灰分检测

中药材灰分及水、酸不溶性灰分检测
执业药师江梦露毫源药业公司实验室
1 概述
1.1 概念
1. 1.1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。

它是食品中无机成分总量的一项指标。

1.1.2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）。

通常把食品经高温灼烧后的残留物称为——粗灰分（总灰分）。

1.1.3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。

1.1.4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。

1.1.5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。

1.2灰分测定的意义
（1）考察药品的原料及添加剂的使用情况；（2）灰分指标是一
项有效的控制指标；①中药饮片的加工精度②要正确评价某中药的药用价值，其无机盐含量是一个评价指标。

③水溶性灰分和酸不溶性灰分可作为药品生产的一项控制指标。

（3）反映动物、植物的生长条件。

2灰分的检测
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。

2.2仪器
天平（感量为0.1 mg）、马弗炉（温度≥600 ℃）、干燥器（内附有有效硅胶为干燥剂）、坩埚、电热板或电热炉、水浴锅
2.3灰化条件的选择
2.3.1灰化容器
坩埚。

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，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，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，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。

2.3.2取样量
测定灰分时，取样量的多少应根据试样的种类和性状来决定，食品的灰分与其他成分相比，含量较少，所以取样时应考虑称量误差，以灼烧后得到的灰分量为10~100mg来决定取样量。

2.3.3灰化温度
一般为525 ~ 600℃
温度太高：1）引起K、Na、Cl等元素的挥发损失；2）磷酸盐、硅酸盐也会熔融，将碳粒包藏起来，灰化不完全。

温度太低：1）灰化速度慢，时间长，不易灰化完全；2）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。

2.3.4灰化时间
一般不规定灰化时间，一是观察残留物颜色（灰分）为全白色或浅灰色，内部无残留的碳块；二是达到恒重即两次结果相差<0.5 mg。

应指出，对某些样品即使灰化完全，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；有时即使灰的表面呈白色，内部仍残留有碳块。

所以应根据样品的组成、性状注意观察残灰的颜色，正确判断灰化程度。

2.4加速灰化的方法
有些样品难于灰化，磷酸过剩于阳离子，灰化过程中易形成
KH2PO4、NaH2PO4等，会熔融而包住C粒，即使灰化相当长时间也达不到恒重。

对于难以灰化的样品，可采用下述方法加速灰化：
⑴样品初步灼烧后，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰充分湿润，用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶解，被包住的C粒暴露出来，把玻璃棒上粘的东西用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干涸，至120 ~ 130℃烘箱内干燥，再灼烧至恒重。

⑵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。

⑶糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。

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，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。

2.4 总灰分的测定方法
2.4.1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。

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。

如室内配电容量小，其他电器都不得与它同时使用。

2.4.2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。

将两个坩埚用（1:4）的HCl煮沸1~2小时，洗净凉干。

用FeCl3 + 蓝墨水的混合物在坩埚外壁及盖子上编号。

打开马福炉，用坩埚钳夹住，先放在炉口预热再移入马福炉灼烧；后移至炉口冷却到2000C 左右后，再移入干燥器中，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）。

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 mg ), 记录数据备用。

2.4.3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。

⑷水分含量较少的固体样，粉碎均匀后可直接称取、炭化。

2.4.4炭化样品
a.以防温度高，试样中的水分急剧蒸发使样品飞扬；
b.防止易发泡膨胀的物质在高温下发泡而溢出；
c.减少碳粒被包裹住的可能性。

炭化操作一般在电热炉或加热板上进行，半盖坩埚盖，小心加热使样品在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。

对易膨胀、发泡的如含糖多的样品，可在样品上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。

2.4.5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（2.4.2）求坩埚恒重时一样，至恒重。

2.4.6结果计算
2.4.6.1公式样品中灰分的含量,%
X=(m2-m1)/m*100%
式中：m2—坩埚和灰分的质量,g
m1—坩埚的质量,g m—样品的质量，g
试样中灰分含量≥10 g/100 g 时，保留三位有效数字；试样中灰分含量＜10 g/100 g 时，保留二位有效数字。

2.4.6.2精密度
在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的5 %。

除盐干基计灰分计算公式
X=<(m2-m1)/m-X1>/<(100-X1-X2)/100> *100%
式中：X1—样品中盐分的含量,% X2—样品中水分的含量,% m2—坩埚和灰分的质量,g m1—坩埚的质量,g
m—样品的质量，g
2.5说明
①样品炭化时要注意热源强度，防止产生大量泡沫溢出坩埚。

②把坩埚放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉口停留片刻，使坩埚预热或冷却。

③灼烧后的坩埚应冷却到200℃以下再移入干燥器中，否则因热的对流作用，易造成残灰飞散，且冷却速度慢，冷却后干燥器内形成较大真空，盖子不易打开。

④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。

⑤灰化后的残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。

⑥用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用粗HCl(废）浸泡10~20分钟，再用水冲刷洗净。

2.7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。

3水溶性灰分和水不溶性灰分的测定
3.1方法
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。

3.2结果计算
水不溶性灰分的含量，%
X=(m3-m1)/m *100%
式中：m 3—坩埚和灰分的质量,g
m1—坩埚的质量,g m—样品的质量，g
4酸不容性灰分检测
4.1酸不溶灰分的测定有两个
分别称为4N盐酸不溶灰分法(简称4N—AIA法)与2N盐酸不溶灰分法(简称2N—AIA法)。

其中2N—AIA在饲料与粪中的含量均较4N —AIA多，有利于提高试验结果的准确性。

但2N—AIA法中样品经盐酸处理后的残渣较多，过滤洗涤时比较繁琐。

因此，可根据条件及试验精度任选。

本处介绍2N—AIA的测定方法如下。

4.2 2N盐酸溶液（稀盐酸）的配制
准确量取164.8ml浓盐酸定容至1000ml混匀即可。

4.3 酸不溶性灰分测定法
取上项所得的灰分，在坩埚中小心加入稀盐酸约10ml，用表面皿覆盖坩埚，置水浴上加热10分钟，表面皿用热水5ml冲洗，洗液并入坩埚中，用无灰滤纸滤过，坩埚内的残渣用水洗于滤纸上，并洗涤至洗液不显氯化物反应为止（洗液用硝酸银溶液(5.2)检查证明不存有氯离子CL－）。

滤渣连同滤纸移至同一坩埚中，在高温电热炉上灼烧1h,在干燥器中冷却并称量。

（重复进行灼烧、冷却并称量这一操
作过程,直到两次连续称量的质量差小于0.001g，即为炽灼至恒重。

）记录最低质量数，根据残渣重量，计算供试品中酸不溶性灰分的含量（%）。

4.4结果计算
4.4.1公式酸不溶灰分的含量，%
X =（m4-m1）/m*100%。

m4：坩埚和酸不溶灰分的总重量，单位为g；
m1：坩埚重量，单位为g； m：样品质量，单位为g；
4.4.2精准度
结果取平行的算术平均值并保留到小数点后两位；
允许误差：由同一分析者同时或相继进行的两次测定结果之差,当酸不溶性灰分大于1%时,绝对偏差不超过0.20%；当酸不溶性灰分小于1%时绝对偏差不超过0.05%。

4.4.3 酸不溶性灰分,以干态质量百分率表示
X= ( m4-m1)/ <m* (100-X2)/100 > *100%
除盐干基计计算{(m4-m1-m*Y)/m}/(1-X2)/(1-X1)
式中：m1 —空坩埚的质量,g m —试样的质量,g
m4—坩埚和酸不溶性灰分的质量,g
X2—试样的水分含量,% X1—试样盐分含量，%。