(发酵分析)食品灰分含量的测定

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食品的组成十分复杂,由大量有机物
一 质和丰富的无机成分组成。
节 一、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
概 无机成分(主要是无机盐和氧化物)则残 述 留下来,这些残留物称为灰分。
灰分是标示食品中无机成分总量的一项
指标。
二、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)。
第四章 重点 1、灰分的定义、分类。 2、灰分测定的内容包括哪几项? 3、总灰分的测定原理、方法、条件、加速 方法。灰分测定的注意事项有哪些?
计算:
酸不溶性灰分%=
m5 m1 m2 m1
×100%
m5—酸不溶性灰分+坩埚
m1—原坩埚质量
m2—样品+原坩埚质量
酸溶性灰分%=总灰分% - 酸不溶性灰
分%
无灰滤纸(定量滤纸)是化学纯度高度纯 洁,疏松多孔,有一定过滤速度,显中性, 耐稀酸的滤纸。 按灰分分为三个等级 甲<0.01% 乙<0.03% 丙<0.06%
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,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。
Ⅳ)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,防 止因温度剧变而使坩埚破裂。灼烧后的坩 源自文库应冷却到200℃以下再移入干燥器中,否 则因热的对流作用造成残灰飞散,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。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。
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, 铂最怕这些元素。如有铅应加入氧化剂, 防止铅被还原成单质。
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。
Ⅴ)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。
Ⅵ)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。
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,用无灰滤纸过滤后, 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。
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。
稍停一下再关炉门于规定温度 (500~600℃)灼烧1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。
(四)总灰分的测定方法(以瓷坩埚为例)
马福炉 的准备
结果计算
瓷坩 埚的 准备
称样 品
不恒重
炭化样品
灰化1小 时

入干燥器冷
取出

却 30 分钟
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)。
计算:
水不溶性灰分 = m 4 m 1
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 水溶性灰分%=总灰分% - 水不溶性灰 分%
四、酸不溶性灰分和酸溶性灰分的测定
取总灰分的残留物,加入25ml 0.1 mol/L的HCl,放在小火上轻微煮沸5分钟, 用无灰滤纸过滤后,再用热水洗涤至不显 酸性为止(不含CL-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。
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,防急剧干燥时 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)为全白色或浅灰色,内部无残 留的碳块,并达到恒重为止。两次结果相 差< 0.5 mg。对于已做过多次测定的样品, 可根据经验限定时间。
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。
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 m 2 m1
×100 %
如有空白试验为
m3 m1 B ×100 % m2 m1
m1—空坩埚质量,g m2—样品+空坩埚质量,g m3—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、注意事项
Ⅰ)样品含糖类、蛋白质多时加热易膨胀溢 出,加纯植物油几滴消泡。
Ⅱ)样品炭化时要注意热源强度,先小火后 大火,最后烧至无烟为炭化完全才能放入马 福炉中灼烧,防止在发生明火燃烧使灰分散 失。
Ⅲ)灰化要完全,灰化后的残渣可留作Ca、 P、Fe等成分的分析。

把一定的样品经炭化后放入高温炉内
测 灼烧,转化,称量残留物的重量至恒重,
定 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。
坩埚盖子与坩埚要配套。 坩埚材质有多种:
① 素瓷 ②铂 ③ 石英 ④铁 ⑤镍 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:
3、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。反映动物、植物的生长条件。 植物性原料的灰分含量及其组分由自 然条件、成熟度决定;动物原料的灰 分含量由饲料的组分、动物品种决定。
第 一、总灰分的测定
二 GB/T5009.4—2003《食品中灰分的测定方 节 法》 灰 分 (一) 原理
将两个坩埚用(1:4)的HCl煮沸12小时,洗净晾干。
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,因炉内各部位的 温度不一致,假如设定 600℃,炉内热电 偶附近为 600±10℃,中间部位为 590±10℃,前面部分为 560±10℃,不论 炉子大小,门口部分温度最低。
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。
5.坩埚钳应包以铂头。灼烧后,放在烧过 除去C粒的石棉板上。
2.取样量 根据试样种类和性状来定,一般控制
灼烧后灰分为 10 ~100 mg 。 通常: 乳粉、麦乳精、大豆粉、调味料、水产品 等取 1~2 g 。 谷物及制品、肉及制品、糕点、牛乳等取 3~5 g 。 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50 g 。
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。如室内配电容量小,其他电器
都不得与它同时使用。
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(不可直接洒在残灰上,以防残 灰飞扬损失),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。 这些物质的添加不会增加残灰的质量,灼 烧后完全消失。
4、炭化样品
准确称量一定量处理好的样品,放在 高温炉之前,要先进行炭化处理,以防温 度高,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在高温下发泡而溢 出,减少碳粒被包裹住的可能性。
炭化操作一般在电炉或煤气灯下进行, 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,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。
三、灰分测定的意义 1、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。
例如: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 %,
2、生产明胶、果胶类胶制品,灰分是 它胶冻性能的标志。
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95~105℃),再炭化。 ⑷谷物、豆类等水分含量较少的固体样, 粉碎均匀后可直接称取、炭化。
总的时间一般为2-5小时,个别样品有 规定温度、时间。
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。
(三)加速灰化的方法
有些样品难于灰化,如含磷较多的谷 物及其制品。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。对这类样品,可采用下述方法加速灰 化:
Ⅰ耐碱性差,灰化碱性食品(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。
Ⅱ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。
使用铂坩埚应注意:
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