Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
1
第8章 水分及矿物质元素的检测 主要内容 第一节 水分含量的检测 第二节 灰分的测定 第三节 矿物质元素的检测及应用实例
2
GB —2010《食品的水分测定》 1. 直接干燥法 2. 减压干燥法 3. 蒸馏法 4. 卡尔·费休法
3
标准简介:食品安全国家标准 食品中水分的测定本标准规定了食品中水分的测定方法。 本标准中直接干燥法适用于在 101 ℃~105 ℃下,不含或含其他挥发性物质甚微的谷物及其制品、水产品、豆制品、乳制品、肉制品及卤菜制品等食品中水分的测定,不适用于水分含量小于 0.5 g/100 g的样品。 减压干燥法适用于糖、味精等易分解的食品中水分的测定,不适用于添加了其它原料的糖果,如奶糖、软糖等试样测定,同时该法不适用于水分含量小于 0.5 g/100 g 的样品。
4
蒸馏法适用于含较多挥发性物质的食品如油脂、香辛料等水分的测定,不适用于水分含量小于 1
g/100 g 的样品。 卡尔•费休法适用于食品中水分的测定,卡尔•费休容量法适用于水分含量大于 1.0×10-3 g/100 g 的样品,卡尔•费休库伦法适用于水分含量大于 1.0×10-5 g/100 g 的样品。
5
第一节 水分的检测 一、方法简介 1、直接法——利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分:质量法、蒸馏法、卡尔·费休法。
第一节 水分的检测 一、方法简介 1、直接法——利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分:质量法、蒸馏法、卡尔·费休法。 2、间接法——利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含量。 如测相对密度、折射率等。
6
二、分析方法 (一)干燥法 原样品质量 - 干燥后质量 = 水分质量 干燥法的注意事项 (1)干燥法的前提条件 ① 水分是唯一的挥发性物质,不含或含其它挥发性成分极微。 ②可以较彻底地去除水分。 ③样品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的质量变化非常小,可忽略不计,对热稳定的样品。
7
①称量瓶的选择(铝制、玻璃) (2)操作条件的选择: 玻璃称量皿——能耐酸碱,不受样品性质的限 制,常用于常压干燥法。
铝制称量盒——质量轻,导热性强,但 对酸性样品不适宜,常用于 减压干燥法 选择称量皿的大小要合适,一般样品≯1/3高度。
8
称量皿放入烘箱内,盖子应该打开,斜放在旁边,取出时先盖好盖子,用纸条取,放入干燥器内,冷却后称重。 ②称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为1.5~3克; 含水较低的固态、浓稠态样品控制在 3~5 克; 含水分较高的样品控制在 15~20 克; ③干燥设备 烘箱 普通; 真空
9
干燥器 ④ 干燥条件 干燥温度: 一般是95~105℃;对含还原糖较多的样品应先(50~60℃)然后再105℃干燥加热。 对热稳定的谷物可用120~130℃干燥。 对于脂肪高的样品,后一次重量可能高于前一次(由于脂肪氧化),应用前一次的数据计算。
10
在规定的条件下,连续两次干燥后称取的质量差不超过规定的范围。
干燥时间: 在规定的条件下,连续两次干燥后称取的质量差不超过规定的范围。 规定时间——根据经验,准确度要求不高的。 对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。
11
(二)蒸馏法(应用广泛的为共沸蒸馏) ⑴ 原理:
(二)蒸馏法(应用广泛的为共沸蒸馏) ⑴ 原理: 利用食品中水分的物理化学性质,使用水分测定器将食品中的水分与甲苯或二甲苯共同蒸出,根据接收的水的体积计算出试样中水分的含量。本方法适用于含较多其他挥发性物质的食品,如油脂、香辛料等。 例:有关沸点:水 —— 100℃ 苯 —— 80.2 ℃ 水 + 苯 —— ℃
12
有关相对密度:(20/4) d水 = d苯 = d甲苯 = ⑵ 特点和使用范围 此法为一种高效的换热方法,水分可以被迅速的移去,加热温度比直接干燥法低。另外是在密闭的容器中进行的,设备简单,操作方便,广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。 特别是香料,此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。
14
⑶ 操作注意事项 a. 要先接好冷水,且先打开冷凝水。 ⑷ 计算:水分(%)= ( V ∕m ) ×100 V——接收管内水的体积。
b. 试剂苯、甲苯、二甲苯,要预先蒸馏,除去水分备用。 c. 准确称量适量的样品(估计含水量2-5mL)。 d. 加热慢慢蒸馏,使2滴馏出液/每秒。 ⑷ 计算:水分(%)= ( V ∕m ) ×100 V——接收管内水的体积。 m——样品质量。
15
(三)卡尔·费休法(Karl Fischer) 简称费休法或 K—F 法。
1935年由卡尔·费休提出的测定水分的定量方法,属于碘量法,是对于测定水分最为准确的化学方法。多年来,许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究,在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面,有许多改进,使该方法日趋成熟与完善。
16
⑴ 原理 根据碘能与水和二氧化硫发生化学反应,在有吡啶和甲醇共存时,1 mol碘只与1 mol水作用,反应式如下: C5H5N·I2 + C5H5N·SO2 + C5H5N+ H2O+CH3OH→ 2C5H5N·HI + C5H6N[SO4CH3] 卡尔·费休水分测定法又分为库仑法和容量法。库仑法测定的碘是通过化学反应产生的,只要电解液中存在水,所产生的碘就会和水以1:1的关系按照化学反应式进行反应。当所有的水都参与了化学反应,过量的碘就会在电极
17
的阳极区域形成,反应终止。容量法测定的碘是作为滴定剂加入的,滴定剂中碘的浓度是已知的,根据消耗滴定剂的体积,计算消耗碘的量,从而计量出被测物质水的含量。
18
⑵ 适用范围 使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。
费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些气体样品中水分含量的测定,也常作为水分痕量级标准分析方法,也可用于此法校定其他的测定方法。 使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。 能用于含水量从lmg/L 到接近l00%的样品的测定,已应用于成品酒精、柠檬酸、面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等样品中的水分测定,结果的准确度优于直接干燥法,也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。
19
⑶ 主要仪器: 卡尔·费休滴定装置 自动或半自动的,配有搅拌器
20
第二节 灰分的测定 一、概述 食品经灼烧后所残留的无机物质称为灰分。灰分数值系用灼烧、称重后计算得出。 在高温灼烧时,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。
21
粗灰分 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)。
22
二、总灰分的测定 GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》 (一) 原理
把一定的样品经炭化后放入高温炉内灼烧,转化,称量残留物的质量至恒重,计算出样品总灰分的含量。 本标准适用于除淀粉及其衍生物之外的食品中灰分含量的测定。
23
(二)灰化条件的选择 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。
24
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 。 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 ℃,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。
25
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。
26
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。 总的时间一般为 小时。 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、铜含量高的样品,残灰呈蓝绿色。
27
(三)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 马福炉
称样品
29
3、灰化后得到的残渣,可用于Ca、Fe、P、I、Cu、Zn、Cd等成分的测定
说明及注意事项 1、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。 2、取放坩埚时,要在炉口停留片刻。 3、灰化后得到的残渣,可用于Ca、Fe、P、I、Cu、Zn、Cd等成分的测定 4、用过的坩埚经初步洗刷后,可用粗盐酸或废盐酸浸泡10-20min,再用水冲刷洗净。
30
(四)、计算 灰分(%)=
31
第三节 矿物质元素的检测及应用实例 一、概述 样品中除含有大量有机物外,还含有丰富的矿物质,它们都存在于灰分之中,要先经过处理,然后再测定。
第三节 矿物质元素的检测及应用实例 一、概述 样品中除含有大量有机物外,还含有丰富的矿物质,它们都存在于灰分之中,要先经过处理,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……)
32
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。
33
二、铁的测定 测定方法 1、原子吸收分光光度法 2、邻菲啰啉(邻二氮菲)比色法 3、磺基水杨酸比色法
34
(一)原子吸收分光光度法 1、原理:将处理后的试样导入原子吸收分光光度计中,在乙炔-空气火焰中,试样中的铁被原子化,基态原子铁吸收特征波长(248.3nm)的光,吸光度的大小与试样中铁原子浓度成正比,测其吸光度,求得铁含量。 2、方法特点 (1)准确、快速、干扰少; (2)设备价格较高。
35
(二)邻菲啰啉(邻二氮菲)比色法 原理 样品经消化处理后;试样中的三价铁在酸性条件下被盐酸羟胺还原成二价铁;与邻菲啰琳作用生成红色螯合物。其颜色的深浅与铁含量成正比,用分光光度法进行铁的测定。
36
(三)磺基水杨酸比色法 原理: 磺基水杨酸 碱性条件下与 三价铁离子生成黄色络合物,以比色法测定。
在碱性条件下二价铁离子能迅速被空气氧化,故不需另加氧化剂。
37
三、钙的测定 (一) 原子吸收分光光度法 试样经湿法消化后,导入原子吸收分光光度计中,经火焰原子化后,吸收422.7nm的共振线,其吸收量与含量成正比,与标准系列比较定量。
38
(二)EDTA滴定法(乙二胺四乙酸二钠盐法) 原理:
先向系统中加入钙红指示剂(pH﹥11,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,它先与游离的钙离子络合,因其络合能力强,当与游离二价钙离子结合完以后,又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。
39
四、碘的测定(SC/T3010-2001) (一)溴水氧化法 原理:I-+3Br2+3H2O=IO3-+6H++6Br-
IO3- +5 I- +6H+ =3I2+3H2O I2 +2S2O32- =2 I-+S4O62- (二)氯仿萃取比色法 Cr2O72-+6I H+ = 2Cr3++3I2+7H2O
40
复习题 1、在水分测定过程中,干燥器有什么作用?怎样正确地使用和维护干燥器?
2、水分测定常用什么方法?它对被检验物有何要求?误差可能来自哪些方面? 3、卡尔·费休法测定水分含量的原理? 4、样品在高温灼烧前,为什么要先炭化至无烟? 5、灰分的测定过程? 6、钙的主要测定方法? 7、碘的测定方法及原理?
Similar presentations