第九章、灰分測(cè)定

第九章灰分及幾種礦物元素的測(cè)定9.1灰分的測(cè)定一、概述二、總灰分的測(cè)定三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測(cè)定四、酸不溶性灰分的測(cè)定9.2幾種重要礦物元素的測(cè)定一、概述二、鈣的測(cè)定三、鐵的測(cè)定四、碘的測(cè)定五、磷的測(cè)定19.1灰分的測(cè)定一、概述（一）相關(guān)概念1.食品的組成十分復(fù)雜，由大量有機(jī)物質(zhì)和豐富的無(wú)機(jī)成分組成。2.灰分的概念在高溫灼燒時(shí)，食品發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機(jī)成分揮發(fā)逸散，而無(wú)機(jī)成分（主要是無(wú)機(jī)鹽和氧化物）則殘留下來(lái)，這些殘留物稱為灰分。它標(biāo)示食品中無(wú)機(jī)成分總量的一項(xiàng)指標(biāo)。23.粗灰分的概念

灰分不完全或不確切地代表無(wú)機(jī)物的總量，如某些金屬氧化物會(huì)吸收有機(jī)物分解產(chǎn)生的CO2而形成碳酸鹽，使無(wú)機(jī)成分增多了，有的又揮發(fā)了（如Cl、I、Pb為易揮發(fā)元素。P、S等也能以含氧酸的形式揮發(fā)散失）。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)通常把食品經(jīng)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?？煞从彻u、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(jī)械物和食品中原來(lái)存在的微量SiO2的含量。4（二）食品中的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)大部分新鮮食品的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5％，純凈的油類和脂的灰分一般很少或不含灰分，而干牛肉含有高于11．6％的灰分(按濕基計(jì)算)。5脂肪、油類和酥油為0～4.09％；乳制品為0.5％～5.1％：水果、水果汁和瓜類為0.2％～0.6％；干果為2.4％～3.5％；面粉類和麥片類為0.3％～4.3％；純淀粉為0.3％：小麥胚芽為4.3%；堅(jiān)果及共制品為0．8％～3．4％；肉、家禽和海產(chǎn)品類為0.7％～1.3％；含糠谷物及其制品比無(wú)糠的谷物及其制品灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高。6（三）灰分測(cè)定的意義1.灰分是某些食品重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，是食品成分全分析的項(xiàng)目之一。例如：在面粉加工中，常以總灰分評(píng)價(jià)面粉等級(jí)。面粉的加工精度越高，灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，因小麥麩皮的灰分含量比胚乳高20倍。富強(qiáng)粉應(yīng)為0.3~0.5%，標(biāo)準(zhǔn)粉應(yīng)為0.6~0.9%，總灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)還可說(shuō)明果膠、明膠等膠質(zhì)品的膠凍性能；水溶性灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)可反映果醬、果凍等制品中果汁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。7茶葉中無(wú)機(jī)化合物占干物質(zhì)總量的3.5%～7.0%，分為水溶性和水不溶性兩部分。這些無(wú)機(jī)化合物經(jīng)高溫灼燒后的無(wú)機(jī)物質(zhì)稱之為“灰分”?；曳种心苋苡谒牟糠址Q之為水溶性灰分，占總灰分的50%～60%。嫩度好的茶葉水溶性灰分較高，粗老茶、含梗多的茶葉總灰分含量高?；曳质浅隹诓枞~質(zhì)量檢驗(yàn)的指標(biāo)之一，一般要求總灰分含量不超過(guò)6.5%。

2.測(cè)定灰分可以判斷食品受污染的程度。不同的食品因所用原料、加工方法及測(cè)定條件不同，灰分的組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)不相同。但當(dāng)這些條件確定后，其食品中的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)就在一定范圍內(nèi)，如果灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)了正常范圍，說(shuō)明食品中可能使用了不合乎衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的原料或食品添加劑，或食品在加工、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中受到污染。

83.測(cè)定灰分可以判斷食品是否摻假。比如牛奶中的總灰分在牛奶中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是恒定的，一般為0.68％—0.74％，平均值非常接近0.70％。因此，可用測(cè)定牛奶中總灰分的方法判定牛奶是否摻假，若摻水，灰分降低。另外還可以判斷濃縮比，如果測(cè)出牛奶灰分在1.4％左右，說(shuō)明牛奶濃縮一倍。4.測(cè)定植物性原料的灰分可以反映植物生反的成熟度和自然條件的影響，測(cè)定動(dòng)物性原料的灰分可以反映動(dòng)物品種、飼料組分的影響。尤其對(duì)于植物性原料，總灰分組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)與自然條件、成熟度等因素密切相關(guān)。因此，通過(guò)測(cè)定生物在生長(zhǎng)過(guò)程中的灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其變化，可以掌握適時(shí)采摘期和環(huán)境、氣候、施肥等因素對(duì)作物的影響。9二、總灰分的測(cè)定食品中總灰分測(cè)定的方法主要有直接灰化法、硫酸灰化法及醋酸鎂灰化法。硫酸灰化法適用于糖類制品，測(cè)定結(jié)果以硫酸灰分表示；醋酸鎂法適用于臺(tái)磷酸較多、灼燒過(guò)程中易形成熔融無(wú)機(jī)物而致使灰化不完全的樣品，諸如谷類食品。直接灰化法(GB／T5009.4～2003)《食品中灰分的測(cè)定方法》廣泛用于各類食品灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定，重點(diǎn)進(jìn)行介紹。

(一)直接灰化法原理：把一定的樣品經(jīng)炭化后放入高溫爐內(nèi)灼燒，轉(zhuǎn)化，稱量殘留物的重量至恒重，計(jì)算出樣品總灰分的含量。10（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(zhì)有多種：①素瓷②鉑③石英④鐵⑤鎳等，個(gè)別情況也可使用蒸發(fā)皿。11①素瓷坩堝優(yōu)點(diǎn)：耐高溫可達(dá)1200℃，內(nèi)壁光滑，耐酸，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：⑴耐堿性差，灰化成堿性食品（如水果、蔬菜、豆類等），坩堝內(nèi)壁的釉質(zhì)會(huì)部分溶解，反復(fù)多次使用后，往往難以得到恒重。⑵溫度驟變時(shí)，易炸裂破碎。12②鉑坩堝

優(yōu)點(diǎn)：耐高溫達(dá)1773℃，導(dǎo)熱良好，耐堿，耐HF,吸濕性小。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，約為黃金的9倍，要有專人保管，免丟失。使用不當(dāng)會(huì)腐蝕或發(fā)脆。13使用鉑坩堝應(yīng)注意：1.鉑坩堝要保持清潔，內(nèi)外光亮，若含塵土，會(huì)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(diǎn)的共熔混合物。不可與游離鹵素的試劑接觸。3.樣品中不應(yīng)有鉛、砷、銻、鉍等元素，鉑最怕這些元素。如有鉛應(yīng)加入氧化劑，防止鉛被還原成單質(zhì)。144.鉑較軟，不能用玻璃及其它尖頭物質(zhì)刮取贓物，必要時(shí)用水濕潤(rùn)的極細(xì)的海砂擦洗?？捎盟蛩嵩诜序v狀態(tài)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(qiáng)氧化劑，則不能用王水、鹽酸清洗，視坩堝內(nèi)已有的內(nèi)容物而定。5.坩堝鉗應(yīng)包以鉑頭。灼燒后，防在燒過(guò)，除去C粒的石棉板上。152.取樣量

根據(jù)試樣種類和性狀來(lái)定，一般控制灼燒后灰分為10～100mg。通常：乳粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、水產(chǎn)品等取1～2g。谷物及制品、肉及制品、糕點(diǎn)、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。具體見163頁(yè)表9-2。163.灰化溫度灰化溫度的高低對(duì)灰分測(cè)定結(jié)果影響很大。由于各種食品中無(wú)機(jī)成分的組成、性質(zhì)及含量各不相同，灰化溫度也應(yīng)有所不同，一般為525~600℃，谷類的飼料達(dá)600℃以上。溫度太高，將引起K、Na、Cl等元素的揮發(fā)損失，磷酸鹽、硅酸鹽也會(huì)熔融，將碳粒包藏起來(lái)，使元素?zé)o法氧化。17溫度太低，則灰化速度慢，時(shí)間長(zhǎng)，不宜灰化完全，也不利于除去過(guò)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(wú)機(jī)成分的揮發(fā)損失和縮短灰化時(shí)間。加熱速度不可太快，防急劇干餾時(shí)灼熱物的局部產(chǎn)生大量氣體，而使微粒飛失、易燃。18

4.灰化時(shí)間

一般不規(guī)定灰化時(shí)間，而是觀察殘留物（灰分）為全白色或淺灰色，內(nèi)部無(wú)殘留的碳?jí)K，并達(dá)到恒重為止。兩次結(jié)果相差<0.5mg。對(duì)于已做過(guò)多次測(cè)定的樣品，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)限定時(shí)間。總的時(shí)間一般為2~5小時(shí)，個(gè)別樣品有規(guī)定溫度、時(shí)間。應(yīng)指出，對(duì)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(lán)綠色。19（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(guò)剩于陽(yáng)離子，灰化過(guò)程中易形成KH2PO4、NaH2PO4等，會(huì)熔融而包住C粒，即使灰化相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間也達(dá)不到恒重。對(duì)這類樣品，可采用下述方法加速灰化：20⑴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(wú)離子水，使殘灰充分濕潤(rùn)（不可直接灑在殘灰上，以防殘灰飛揚(yáng)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(lái)，把玻璃棒上粘的東西用水沖進(jìn)容器里，在水浴上蒸發(fā)至干涸，至120~130℃烘箱內(nèi)干燥，再灼燒至恒重。21⑵經(jīng)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(lái)加速C?；一Ｒ部杉尤?0％（NH4）2CO3等疏松劑，在灼燒時(shí)分解為氣體逸出，使灰分呈松散狀態(tài)，促進(jìn)灰化。這些物質(zhì)的添加不會(huì)增加殘灰的質(zhì)量，灼燒后完全消失。22⑶糖類樣品殘灰中加入硫酸，可以進(jìn)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(guò)剩的磷酸結(jié)合，殘灰不熔融而呈松散狀態(tài)，避免了碳粒被包裹，可縮短灰化時(shí)間，但產(chǎn)生了MgO會(huì)增重，也應(yīng)做空白試驗(yàn)。⑸添加MgO、CaCO3等惰性不熔物質(zhì)，它們的作用純屬機(jī)械性，它們和灰分混雜在一起，使C粒不受覆蓋，應(yīng)做空白試驗(yàn)，因?yàn)樗鼈兪箽埢以鲋亍?3（四）總灰分的測(cè)定方法（以瓷坩堝為例）

恒重取出入干燥器冷卻30分鐘結(jié)果計(jì)算不恒重灰化1小時(shí)炭化樣品瓷坩堝的準(zhǔn)備馬福爐的準(zhǔn)備稱樣品24①瓷坩堝的準(zhǔn)備根據(jù)取樣量的大小、樣品的性質(zhì)（如易膨脹等）來(lái)選取坩堝的大小。有時(shí)樣品太多，宜選素瓷蒸發(fā)皿。使用的容器大會(huì)使稱量的誤差增大（有的蒸發(fā)皿在光電天平中放不下）。將兩個(gè)坩堝用（1:4）的HCl煮沸1~2小時(shí)，洗凈涼干。

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用FeCl3+藍(lán)墨水的混合物在坩堝外壁及蓋子上編號(hào)。打開馬福爐，用坩堝鉗夾住，先放在爐口預(yù)熱，因爐內(nèi)各部位的溫度不一致，假如設(shè)定600℃，爐內(nèi)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。26

真正灼燒時(shí)不能放在靠近門口部分，每次開始放入爐內(nèi)或取出時(shí)，都要放在門口緩沖一下溫差，不然就會(huì)破裂，然后慢慢往里面放，把蓋子搭在旁邊。稍停一下在關(guān)爐門，于規(guī)定溫度（500~600℃）灼燒半小時(shí)，再移至爐口冷卻到200℃左右，再移入干燥器中，冷卻至室溫，準(zhǔn)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(shù)據(jù)備用。27②高溫爐（馬福爐、蒙弗爐）的準(zhǔn)備SRTX-4-9型箱式電阻爐、DRZ-4型溫度控制儀。接通電源，調(diào)好要使用的溫度，電線容量要大，因?yàn)楣β蕿?000-4000W，不然會(huì)失火。如室內(nèi)配電容量小，其他電器都不得與它同時(shí)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(yù)熱，用電量大。2829303132③樣品的預(yù)處理可用測(cè)定水分之后的樣品。⑴富含脂肪的樣品先提取脂肪后再測(cè)灰分。⑵對(duì)于液體樣品應(yīng)先在水浴上蒸干，否則直接炭化，液體沸騰易造成濺失。33⑶果蔬、動(dòng)物組織等含水分較多的樣品,先制備成均勻樣品，再準(zhǔn)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。34④炭化樣品

準(zhǔn)確稱量一定量處理好的樣品，放在高溫爐之前，要先進(jìn)行炭化處理，以防溫度高，試樣中的水分急劇蒸發(fā)使樣品飛揚(yáng)，防止易發(fā)泡膨脹的物質(zhì)在高溫下發(fā)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(jìn)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(wú)黑煙產(chǎn)生。對(duì)易膨脹、發(fā)泡的如含糖多的，含蛋白多的樣品，可在樣品上加數(shù)滴辛醇或純植物油，再進(jìn)行炭化。354.灰化

炭化后，把坩堝移入已達(dá)規(guī)定溫度的高溫爐口，稍停片刻，再慢慢移入爐膛內(nèi)，以下操作同求坩堝恒重時(shí)一樣，至恒重。

m1—空坩堝質(zhì)量，gm2—樣品+空坩堝質(zhì)量，gm3—?dú)埢?空坩堝質(zhì)量，gB—空白試驗(yàn)殘灰重，g5.結(jié)果計(jì)算×100%灰分=×100%如有空白試驗(yàn)為36

有的樣品如面粉等糧食樣品是以干物質(zhì)的灰分來(lái)計(jì)算的，從總重中減去水分。6.說(shuō)明：①?gòu)母稍锲髦腥〕隼鋮s的坩堝時(shí)，因內(nèi)部成真空，開蓋恢復(fù)常壓時(shí)應(yīng)讓空氣緩緩進(jìn)入，以防殘灰飛散。②灰化后的殘?jiān)闪糇鰿a、P、Fe等成分的分析。③用過(guò)的坩堝，應(yīng)把殘灰及時(shí)倒掉，初步洗刷后，用粗HCl(廢）浸泡10~20分鐘，再用水沖刷洗凈。37④日本有采用自制鋁箔杯直接灰化的。特點(diǎn)：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(wěn)定使用，用圓形鋁箔套在塑料瓶上向上捻成杯狀。⑤測(cè)定值％中小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù)。⑥測(cè)定食糖中總灰分可用電導(dǎo)法，簡(jiǎn)單、迅速、準(zhǔn)確，免泡沫的麻煩。38三、水溶性灰分和水不溶性灰分的測(cè)定將測(cè)定所得的總灰分稱量、計(jì)算后，約加25ml熱無(wú)離子水，分多次洗滌坩堝、濾紙及殘?jiān)?。將殘?jiān)盀V紙一起移回原坩堝中，在水浴上蒸發(fā)至干涸，入干燥箱中干燥，再進(jìn)行炭化、灼燒、冷卻、稱量，至恒重。

m4—不溶性灰分+原坩堝質(zhì)量gm1—原坩堝質(zhì)量gm2—樣品+原坩堝質(zhì)量g水溶性灰分％=總灰分％-水不溶性灰分％計(jì)算：水不溶性灰分=×100%39四、酸不溶性灰分的測(cè)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(wú)灰濾紙過(guò)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(jìn)行干燥、炭化、灰化，直到恒重。計(jì)算:酸不溶性灰分％=×100%

m5—酸不溶性灰分+坩堝質(zhì)量m1—原坩堝質(zhì)量m2—樣品+原坩堝質(zhì)量40無(wú)灰濾紙（定量濾紙）按灰分分為三個(gè)等級(jí)甲＜0.01％（0.1mg）乙＜0.03％丙＜0.06％是化學(xué)純度高度純潔，疏松多孔，有一定過(guò)濾速度，顯中性，耐稀酸。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的定量分析濾紙，分快速、中速、慢速三類，在濾紙盒上分別用白帶(快速)、藍(lán)帶(中速)、紅帶(慢速)為標(biāo)志分類。定性分析濾紙一般殘留灰分較多，僅供一般的定性分析和用于過(guò)濾沉淀或溶液中懸用，不能用于質(zhì)量分析。41五、灰分的快速測(cè)定測(cè)定灰分的常用標(biāo)準(zhǔn)方法是高溫灰化法，此法只能得到粗灰分，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗能大。研究快速、準(zhǔn)確、省力、省時(shí)的新灰化方法勢(shì)在必行。42(一)微波快速灰化法1．微波灰化的原理及特點(diǎn)微波加熱使樣品內(nèi)部分子間產(chǎn)生強(qiáng)烈振功和碰撞，導(dǎo)致加熱物體內(nèi)部溫度急劇升高，不管樣品是在敞開或密閉的容器內(nèi)，用程序化的微波濕法消化器與馬弗爐相比縮短了灰化時(shí)間，同時(shí)可控制真空度和溫度，如面粉的微波干法灰化只需10—20min。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中微波濕法灰化同樣是快速和安全的。對(duì)照試驗(yàn)顯示，這種微波系統(tǒng)干法灰化約40min的效果相當(dāng)于在馬弗爐中灰化4h，對(duì)植物樣品(除銅的測(cè)定外)，用微波系統(tǒng)灰化20min就足夠了，而要得到類似的結(jié)果，用馬弗爐則需要40min。微波灰化技術(shù)可顯著加快分析速度，但一次能處理的樣品數(shù)量有限。43WM-2微波馬弗爐具有升溫速度快、低耗能、潔凈等諸多特點(diǎn)，可改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和提升實(shí)驗(yàn)室形象，從室溫升至900℃僅需30min，是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室樣品灰化處理設(shè)備的升級(jí)換代產(chǎn)品。1.采用大功率磁控管加熱，由微波功率發(fā)射系統(tǒng)，專利聚能熱輻射腔和可編程溫度監(jiān)控系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)快速升溫（室溫—900℃僅需30min）全過(guò)程精確控溫，無(wú)須炭化過(guò)程直接完成灰化；

2.采用大容量風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)氣流微波灰化；

3.爐腔容積1.5L，可容納8個(gè)直徑35mm的坩堝。

4.爐壁按有溫度保護(hù)裝置，以確保安全。

5.恒溫時(shí)控：觸摸式面板控制加熱溫度可任意設(shè)定，各工步溫度升到設(shè)定值自動(dòng)按設(shè)定時(shí)間保溫。

6.熱污染少：輻射腔體絕熱性好，升溫至1000℃保溫1小時(shí)，外殼表面溫度僅30℃。目前美國(guó)CEM公司和我國(guó)上海屹堯公司均生產(chǎn)出了微波馬弗爐。441.升溫速度快且易控制：幾分鐘內(nèi)就可由室溫程序升溫至1000-1200℃,最大8階獨(dú)立升溫。

2.無(wú)須炭化直接灰化：省略了樣品放進(jìn)馬弗爐前蒸發(fā)水分、燃燒除去有機(jī)物的炭化過(guò)程。

3.灰化時(shí)間短：大部分樣品10分鐘之內(nèi)就可灰化完全，而普通馬弗爐卻需要幾個(gè)小時(shí)甚至幾十個(gè)小時(shí)。

4.瞬間冷卻：灰化完成后只需幾十秒即可冷卻，傳統(tǒng)方法需要一個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

5.兼容各種傳統(tǒng)坩堝,更有CEM專利石英纖維坩堝,使灰化更快速。

6.精確、安全：內(nèi)部的安全鎖定機(jī)制可在發(fā)生意外情況時(shí)自動(dòng)停止儀器運(yùn)作。45(二)面粉灰分快速測(cè)定法近紅外分析儀灰分測(cè)定

近紅外技術(shù)(NIR)作為一種新興的物理技術(shù)在近30年得到了不斷改進(jìn)和發(fā)展，已成為一種優(yōu)秀的、具有良好性能的工具。20世紀(jì)80年代中期，NIR被國(guó)際谷物化學(xué)師協(xié)會(huì)(AACC)、國(guó)際糧食科技協(xié)會(huì)(ICC)接受．成為測(cè)定谷物成分的標(biāo)準(zhǔn)方法。其中灰分采用近紅外測(cè)定法(瑞典Perten8620)，ICC標(biāo)淮，第202號(hào)。近紅外分析儀是用近紅外范圍的光照射樣品，用光檢測(cè)元件檢測(cè)各段波長(zhǎng)的光吸收特性。近紅外分析儀的優(yōu)點(diǎn)是所需樣品量少，重復(fù)性好，不用化學(xué)試劑，整個(gè)過(guò)程只需20s。46近紅外分析儀型號(hào):M190650

儀器適合快速測(cè)定粉末狀、糊膏狀和液體樣品中的多種成份，不用稱重，不用化學(xué)試劑，檢測(cè)快速準(zhǔn)確。近紅外儀器是唯一被美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)認(rèn)證的灰分近紅外專用檢測(cè)儀器。應(yīng)用領(lǐng)域釀酒工業(yè)：葡萄酒、果酒、白酒等各種酒精飲料國(guó)家計(jì)量器具型式批準(zhǔn)證書可測(cè)成分：酒精度、糖度等啤酒工業(yè)：麥芽、大麥、小麥、大米可測(cè)成分：水分、蛋白、脂肪、總淀粉、直鏈淀粉、脂肪酸、浸出物、可溶性氮、庫(kù)爾巴哈值、α氨基氮等乳品工業(yè)：奶粉、鮮奶、奶油、黃油、奶酪可測(cè)成分：水分、蛋白、脂肪、干物質(zhì)、乳糖、非脂、酸度面粉工業(yè)：面粉、小麥可測(cè)成分：水分、蛋白、淀粉、纖維、沉降值、灰分、白度、47近紅外分析儀型號(hào):M190650

硬度、顆粒度、吸水率、破損淀粉油脂工業(yè)：大豆（粕）、菜籽（粕）、葵花籽（粕）、芝麻（粕）、花生（粕）、成品油可測(cè)成分：水分、蛋白、脂肪、纖維、灰分、硫甙、尿素酶、氨基酸飼料行業(yè)：飼料原料、全價(jià)料、預(yù)混料、濃縮料、寵物食品可測(cè)成分：水分、蛋白、脂肪、淀粉、纖維、氨基酸、灰分、白度、硬度及顆粒度等其他行業(yè)：科學(xué)育種、糧食倉(cāng)儲(chǔ)、質(zhì)量監(jiān)督、檢驗(yàn)檢疫、燃料乙醇

489.2幾種重要礦物元素的測(cè)定一、概述食品中除含有大量有機(jī)物外，還含有豐富的礦物質(zhì),它們都存在于灰分之中，要先灰化處理，然后再測(cè)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……）49礦物元素的測(cè)定方法很多：化學(xué)分析法、分光光度法、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。50

介紹一種新的樣品處理技術(shù)——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(chǎn)生的電磁場(chǎng)正負(fù)信號(hào)變換24.5億次/每秒鐘，溶液中極性分子在微波電場(chǎng)作用下，以24.5億次/每秒鐘的速度改變其正負(fù)方向，使分子產(chǎn)生高速的碰撞和摩擦而產(chǎn)生高熱。同時(shí)還有離子的導(dǎo)電作用。51樣品和溶劑放在密閉容器里進(jìn)行微波加熱，產(chǎn)生高壓。消解速度是傳統(tǒng)方法的10～100倍，消解完全徹底，回收率高，易揮發(fā)元素?fù)p失少，環(huán)境污染少，勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)。操作簡(jiǎn)便：只需把樣品及溶劑防入消解罐，調(diào)整好所需要的壓力，設(shè)定好加熱時(shí)間，即可進(jìn)行微波消解。52微波密閉消解儀器：1.上海新儀微波化學(xué)科技有限公司生產(chǎn)的MDS—2002A型壓力自控密閉微波溶樣系統(tǒng)。2.美國(guó)CEM公司生產(chǎn)的MARS—5型微波消解系統(tǒng)實(shí)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);53惠安褶牡蠣集美近江牡蠣同安潘涂太平洋牡蠣莆田太平洋牡蠣杏林褶牡蠣漳浦褶牡蠣實(shí)驗(yàn)用牡蠣殼樣品54

牡蠣殼樣品的消化：按四分法準(zhǔn)確稱取牡蠣殼粉末樣品0.2g（準(zhǔn)確至0.0001g），加入HNO3和H2O2，放置過(guò)夜，進(jìn)行預(yù)消解。按設(shè)定的微波消解條件進(jìn)行微波消解，冷卻，加入1mL去離子水，溶樣杯蓋子微開，放在電子控溫加熱板上加熱（120℃），趕酸至溶液剩1－2mL，取下冷卻，將消解液轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，溶樣杯內(nèi)壁應(yīng)反復(fù)洗滌,洗液并入容量瓶中，用5%HCl定容。待測(cè)。本試驗(yàn)選用HNO3和H2O2為消解試劑，考察不同HNO3和H2O2的用量，消解時(shí)間，消解壓力對(duì)牡蠣殼消解效果的影響，找出最佳的微波消解條件。采用正交方法優(yōu)化Pb、As、Hg測(cè)定的微波消解條件，按L9(34)條件安排試驗(yàn)，進(jìn)行消解及測(cè)定。

微波消解條件優(yōu)化試驗(yàn)

552.2儀器MDS——2003F型微波消解儀單體高壓消解罐電子控溫加熱板565758SolaarM系列原子吸收光譜儀AF-640原子熒光光譜儀59原子吸收光譜法簡(jiǎn)介(AtomicAbsorptionSpectrometry，AAS)

基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)對(duì)原子共振輻射吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。分析對(duì)象為金屬元素；通用型方法；難實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定。60

應(yīng)用廣泛的微量金屬元素的首選測(cè)定方法(非金屬元素可采用間接法測(cè)量)。(1)頭發(fā)中微量元素的測(cè)定—微量元素與健康關(guān)系；(2)水中微量元素的測(cè)定—環(huán)境中重金屬污染分布規(guī)律；(3)水果、蔬菜中微量元素的測(cè)定；(4)礦物、合金及各種材料中微量元素的測(cè)定；(5)各種生物試樣中微量元素的測(cè)定。應(yīng)用(6)玻璃，陶瓷，水泥，化工產(chǎn)品，土壤，食品，環(huán)境污染物等試樣中的金屬元素61AAS儀器及其組成

原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光光度計(jì)，由光源、原子化系統(tǒng)（類似樣品容器）、分光系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)組成。采用銳線光源；單色器在火焰與檢測(cè)器之間；原子化系統(tǒng)動(dòng)畫62二、鈣的測(cè)定（一）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(guò)濾、洗滌等步驟，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，較為少用。63極譜法簡(jiǎn)介

伏安法和極譜法是一種特殊的電解方法。以小面積、易極化的電極作工作電極，以大面積、不易極化的電極為參比電極組成電解池，電解被分析物質(zhì)的稀溶液，由所測(cè)得的電流－電壓特性曲線來(lái)進(jìn)行定性和定量分析的方法。是電分析化學(xué)的一個(gè)重要分支。

在含義上，伏安法和極譜法是相同的，而兩者的不同在于工作電極：

★伏安法的工作電極是電解過(guò)程中表面不能更新的固定液態(tài)或固態(tài)電極，如懸汞、汞膜、玻璃碳、鉑電極等；

★極譜法的工作電極是表面能周期性更新的液態(tài)電極，即滴汞電極。（有的書把兩者統(tǒng)稱為極譜法）

64伏安法和極譜法的特殊之處：采用一大一小的電極65極譜分析法的特點(diǎn)1.直流極譜法的測(cè)量濃度范圍為10－2～10－5mol·L－1，即靈敏度一般，采用其他新技術(shù)，可以獲得較高的靈敏度，脈沖極譜法檢測(cè)限可達(dá)10－9mol·L－1；2.準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，相對(duì)誤差一般在２%以內(nèi)；3.選擇合適的極譜底液時(shí)，可不經(jīng)分離而同時(shí)測(cè)定幾種物質(zhì)，具有一定的選擇性；４.由于極譜電解電流很小，分析結(jié)束后濃度幾乎不變，試液可以連續(xù)反復(fù)使用；５.應(yīng)用比較廣，儀器較為簡(jiǎn)單、便宜，凡能在電極上起氧化―還原反應(yīng)的有機(jī)或無(wú)機(jī)物均可采用，有的物質(zhì)雖不能在電極上反應(yīng)，但也可以間接測(cè)定。66(二）EDTA滴定法（乙二胺四乙酸）

原理：

先向系統(tǒng)中加入鈣紅指示劑（pH﹥11,純藍(lán)色），它與二價(jià)鈣離子絡(luò)合，生成酒紅色的絡(luò)合物，再用EDTA滴定，它先與游離的鈣離子絡(luò)合，因其絡(luò)合能力強(qiáng)，當(dāng)與游離二價(jià)鈣離子結(jié)合完以后，又奪取指示劑已絡(luò)合的二價(jià)鈣離子，使指示劑又顯原來(lái)顏色，生成藍(lán)色，用以指示終點(diǎn)。(三）原子吸收分光光度法67三、鐵的測(cè)定

（一）硫氰酸鉀分光光度法（二）磺基水楊酸分光光度法(三）鄰菲羅啉（鄰二氮菲）分光光度法(四）原子吸收分光光度法68鐵的測(cè)定意義鐵是人體內(nèi)不可缺少的微量元素，它與蛋白質(zhì)結(jié)合形成血紅蛋白，參與了血液中氧的運(yùn)輸作用，缺乏鐵會(huì)引起缺鐵性貧血。鐵也是與能量代謝有關(guān)的酶的成分，所以人體每日都必須攝入一定量的鐵。1988年中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的鐵的供應(yīng)量為：成年男子12mg/日，女子18mg/日。在肉、蛋、果蔬等食品中都含有豐富的鐵元素，可以滿足大多數(shù)人群的日常需要。但嬰幼兒、青少年，孕婦等易缺乏。食品在加工及貯藏過(guò)程中鐵的含量會(huì)發(fā)生變化，并影響食品的質(zhì)量。如三價(jià)鐵離子具有氧化作用，可破壞維生素，并引起食品褐變；由于加工機(jī)械，包裝等污染可使食品中鐵增加，使食品產(chǎn)生金屬味等。因此，測(cè)定食品中鐵的含量除了有營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義外，還可以鑒定食品中鐵的污染程度，控制食品的質(zhì)量。鐵的測(cè)定常用硫氰酸鹽分光光度法、鄰二氮菲分光光度法、聯(lián)吡啶分光光度法和原子吸收分光光度法。69硫氰酸鉀分光光度法(1)原理

在酸性條件下，三價(jià)鐵離子與硫氰酸鉀作用，生成血紅色的硫氰酸鐵絡(luò)合物，溶液顏色深淺與鐵離子濃度成正比，故可以比色測(cè)定。反應(yīng)式如下：Fe2（SO4）3+6KCNS→2Fe（CNS）3+3K2SO4(2)試劑①2%KMnO4溶液②20%KCNS溶液③2%K2S2O7溶液④濃H2SO4⑤鐵標(biāo)準(zhǔn)使用液：準(zhǔn)確稱取0.4979g硫酸亞鐵（Fe2（SO4）3·7H2O）溶于100ml水中，加入5ml濃硫酸微熱，溶解即滴加2%高錳酸鉀溶液，至最后一滴紅色不褪色為止，用水定容至1000ml，搖勻，得標(biāo)準(zhǔn)貯備液，此液每毫升含F(xiàn)e+3100μg。取鐵標(biāo)準(zhǔn)貯備液10ml于100ml容量瓶中，加水至刻度，混勻，得標(biāo)準(zhǔn)使用液，此液每ml含F(xiàn)e+310μg。70

①樣品處理：稱取均勻樣品10.0g，干法灰化后，加入2ml1：1鹽酸，在水浴上蒸干，再加入5ml蒸餾水，加熱煮沸后移入100ml容量瓶中，以水定容，混勻。②標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：準(zhǔn)確吸取上述鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml，分別置于25ml容量瓶或比色管中，各加5ml水，0.5ml濃硫酸，0.2ml2%過(guò)硫酸鉀，2ml20%硫氰酸鉀，混勻后稀釋后至刻度，用1cm比色皿，在485nm處，以試劑空白作參比液測(cè)定吸光度。以鐵含量（μg）為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。③樣品測(cè)定：準(zhǔn)確吸取樣液5~10ml，置于25ml容量瓶或比色管中，以下按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟進(jìn)行，測(cè)得吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相對(duì)應(yīng)的鐵的含量。(3)測(cè)定方法樣品處理→標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制→樣品測(cè)定71Fe（μg/100g）=×100式中：x——從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得測(cè)定用樣液相當(dāng)?shù)蔫F含量，μg；V1——測(cè)定用樣液體積，ml；V2——樣液總體積，ml；m——樣品質(zhì)量，g；(4)計(jì)算72①加入的過(guò)硫酸鉀是作為氧化劑，以防止三價(jià)鐵變成二價(jià)鐵。②硫氰酸鐵的穩(wěn)定性差，時(shí)間稍長(zhǎng)，紅色會(huì)逐漸消退，故應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成比色。③隨硫氰酸根濃度的增加，F(xiàn)e+3可與之形成FeCNS2+直至Fe（CNS）63-等一系列化合物