灰分测定的方法有哪些
食品中的灰分是指食品经高温灼烧后残留下来的无机物，灰分指标可以评定食品是否污染，判断食品是否掺假。如果灰分含量超标，说明了食品原料中可能混有杂质或在加工过程中可能混入一些泥沙等机械污染物。灰分中主要成分无机盐是六大营养素之一，因此灰分含量也是评价食品营养的重要参考指标之一。
2010年6月1日实施的国家标准GB 5009.4-2010《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》对食品中灰分的测定方法进行细分，除一般食品的测定方法外，还增加了含磷量较高的豆类制品、蛋制品、肉禽制品、水产品、乳及乳制品中灰分的测定方法。 [1]
直接灰分法
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称取试样后，以小火加热使试样充分炭化至无烟，然后置于马弗炉中，在550±25℃ 灼烧4 h。冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30 min，重复灼烧至恒重，计算灰分含量(重量百分比g/100 g，以下简称%)。 [1]
加助灰化剂灰化法
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称取试样后，加入3.00 mL 乙酸镁溶液(80 g/L)，使试样完全润湿。放置10 min 后，在水浴上将水分蒸干，以下步骤按方法一操作。同时用相同浓度和体积的乙酸镁溶液做3次试剂空白试验 [1]
实验细节
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样品的炭化
样品应先用小火在电炉上炭化, 并将坩埚盖半盖坩埚, 以便氧气进入和二氧化碳、水汽等逸出, 避免易燃样品炭化过程中碳粒溅出。样品产生大量浓烟后, 再转为大火烧至试样完全炭化, 关火, 温度下降后, 再移入马弗炉内。若样品不经炭化过程, 直接灰化易使样品发生熔融, 造成灰化不彻底。样品在高温下直接炭化还会产生大量烟雾而污染高温电炉炉膛。对于湿的液体样品如果汁、牛奶等, 应先除去水分,在水浴蒸干湿样, 然后炭化, 防止液体样品沸腾飞溅,造成损失。如含水分较多的样品如果蔬, 必要时可在烘箱内预先干燥。对富含糖、蛋白质、淀粉的样品, 炭化前加几滴植物油, 防止发泡。 [1]
灰化温度和时间
灰化温度的高低直接影响灰分测定的结果。样品灰化时在高温炉内各处的温度有很大差别。在测定样品灰分时, 坩埚不宜放的太多, 应放在炉膛的中间部位灰化。样品灰化的时间可通过观察灰分的颜色和其达到的恒重来判定。当灰分中不再有黑色炭粒残留、颜色为白色或浅灰色, 则证明灰化已经结束, 称重并重新灼烧 30 min 后, 一般能达到恒重。 [1]
天平称量
测定样品灰分时对坩埚及灰分的恒重条件要求很高, 称量时需要使用万分之一的精密天平。建议空坩埚、样品及灰分称量都用同一台天平, 避免仪器误差。灰分的吸湿能力较强, 在空气中放置时间过久会影响测定结果, 故冷却与称量时均要盖上坩埚盖, 且动作迅速。 [1]
GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》 [2]
一、食品中总灰分的测定
1、原理
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。
2、试剂和材料
除非另有说明,本方法所用试剂均为分析纯,水为 GB/T6682规定的三级水。
2.1试剂
乙酸镁[(CH3COO)2Mg·4H2O]、浓盐酸(HCl)
2.2试剂配制
乙酸镁溶液(80g/L):称取8.0g乙酸镁加水溶解并定容至100mL，混匀；乙酸镁溶液(240g/L):称取24.0g乙酸镁加水溶解并定容至100mL，混匀；10%盐酸溶液:量取24mL分析纯浓盐酸用蒸馏水稀释至100mL。
3、仪器和设备
3.1高温炉：最高使用温度≥950 ℃。
3.2分析天平：感量分别为0.1mg、1mg、0.1g。
3.3石英坩埚或瓷坩埚。
3.4干燥器(内有干燥剂)。
3.5电热板。
3.6 恒温水浴锅：控温精度±2 ℃
4、分析步骤
4.1坩埚预处理
4.1.1含磷量较高的食品和其他食品
取大小适宜的石英坩埚或瓷坩埚置高温炉中,在550℃±25℃下灼烧30min，冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，准确称量。重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg为恒重。
4.1.2淀粉类食品
先用沸腾的稀盐酸洗涤,再用大量自来水洗涤,最后用蒸馏水冲洗。将洗净的坩埚置于高温炉内，在900℃±25 ℃下灼烧30min，并在干燥器内冷却至室温，称重，精确至0.0001g。
4.2称样
含磷量较高的食品和其他食品：灰分大于或等10g/100g的试样称取2g~3g(精确至0.0001g)；灰分小于或等10g/100g的试样称取3g~10g(精确至0.0001g，对于灰分含量更低的样品可适当增加称样量)。淀粉类食品：迅速称取样品2g~10g(马铃薯淀粉、小麦淀粉以及大米淀粉至少称5g，玉米淀粉和木薯淀粉称10g)，精确至0.0001g。将样品均匀分布在坩埚内，不要压紧。
4.3测定
4.3.1含磷量较高的豆类及其制品、肉禽及其制品、蛋及其制品、水产及其制品、乳及乳制品
4.3.1.1称取试样后，加入1.00mL乙酸镁溶液(240g/L)或3.00mL乙酸镁溶液(80g/L)，使试样完全润湿。 放置10min后，在水浴上将水分蒸干，在电热板上以小火加热使试样充分炭化至无烟，然后置于高温炉中，在 550℃±25℃灼烧4h。冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，称量前如发现灼烧残渣有炭粒时，应向试样中滴入少许水湿润，使结块松散，蒸干水分再次灼烧至无炭粒即表示灰化完全，方可称量。重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg为恒重。
4.3.1.2吸取3份与4.3.1.1相同浓度和体积的乙酸镁溶液，做3次试剂空白试验。 当3次试验结果的标准偏差小于0.003g时，取算术平均值作为空白值。若标准偏差大于或等于0.003g时，应重新做空白值试验。
4.3.2淀粉类食品
将坩埚置于高温炉口或电热板上，半盖坩埚盖，小心加热使样品在通气情况下完全炭化至无烟,即刻将坩埚放入高温炉内，将温度升高至900℃±25℃，保持此温度直至剩余的碳全部消失为止，一般1h可灰化完毕，冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，称量前如发现灼烧残渣有炭粒时，应向试样中滴入少许水湿润，使结块松散，蒸干水分再次灼烧至无炭粒即表示灰化完全，方可称量。重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg为恒重。
4.3.3其他食品
液体和半固体试样应先在沸水浴上蒸干。固体或蒸干后的试样，先在电热板上以小火加热使试样充分炭化至无烟，然后置于高温炉中，在550℃±25℃灼烧4h。冷却至200℃左右，取出，放入干燥器中冷却30min，称量前如发现灼烧残渣有炭粒时，应向试样中滴入少许水湿润，使结块松散，蒸干水分再次灼烧至无炭粒即表示灰化完全，方可称量。重复灼烧至前后两次称量相差不超过0.5mg为恒重。
5、分析结果的表述
5.1以试样质量计
5.1.1试样中灰分的含量，加了乙酸镁溶液的试样，按式计算：
X1 =(m1-m2-m0)/(m3-m2)×100
式中:
X1 ———加了乙酸镁溶液试样中灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1———坩埚和灰分的质量,单位为克(g)；
m2———坩埚的质量,单位为克(g)；
m0———氧化镁(乙酸镁灼烧后生成物)的质量单位为克(g)；
m3———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
100———单位换算系数。
5.1.2试样中灰分的含量，未加乙酸镁溶液的试样，按式计算:
X2 =(m1-m2)/(m3-m2)×100
式中:
X2———未加乙酸镁溶液试样中灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1———坩埚和灰分的质量,单位为克(g)；
m2———坩埚的质量,单位为克(g)；
m3———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
100———单位换算系数。
5.2以干物质计
5.2.1加了乙酸镁溶液的试样中灰分的含量，按式计算:
X1 =(m1-m2-m0)/((m3 -m2)×ω)×100
式中:
X1 ———加了乙酸镁溶液试样中灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1 ———坩埚和灰分的质量,单位为克(g)；
m2 ———坩埚的质量,单位为克(g)；
m0 ———氧化镁(乙酸镁灼烧后生成物)的质量,单位为克(g)；
m3 ———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
ω ———试样干物质含量(质量分数),%；
100———单位换算系数。
5.2.2未加乙酸镁溶液的试样中灰分的含量，按式计算:
X2 =(m1-m2)/((m3 -m2)×ω)×100
式中:
X2 ———未加乙酸镁溶液的试样中灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1 ———坩埚和灰分的质量,单位为克(g)；
m2 ———坩埚的质量,单位为克(g)；
m3 ———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
ω ———试样干物质含量(质量分数),%；
100———单位换算系数。
试样中灰分含量≥10g/100g时，保留三位有效数字；试样中灰分含量<10g/100g 时，保留两位有效数字。
7、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%。
二、食品中水溶性灰分和水不溶性灰分的测定
2.1原理
用热水提取总灰分，经无灰滤纸过滤、灼烧、称量残留物，测得水不溶性灰分，由总灰分和水不溶性灰分的质量之差计算水溶性灰分。
2.2试剂和材料
除非另有说明，本方法所用水为GB/T6682规定的三级水。
2.3仪器和设备
2.3.1高温炉:最高温度≥950 ℃。
2.3.2分析天平:感量分别为 0.1mg、1mg、0.1g。
2.3.3石英坩埚或瓷坩埚。
2.3.4干燥器(内有干燥剂)。
2.3.5无灰滤纸。
2.3.6漏斗。
2.3.7表面皿:直径6cm。
2.3.8烧杯(高型):容量100mL。
2.3.9恒温水浴锅:控温精度±2 ℃。
2.4分析步骤
2.4.1坩埚预处理
方法见“一法中4.1坩埚预处理”。
2.4.2称样
方法见“一法中4.2 称样”。
2.4.3总灰分的制备
见“一法中4.3 测定”。
2.4.4 测定
用约25mL热蒸馏水分次将总灰分从坩埚中洗入100 mL 烧杯中，盖上表面皿，用小火加热至微沸,防止溶液溅出。趁热用无灰滤纸过滤,并用热蒸馏水分次洗涤杯中残渣，直至滤液和洗涤体积约达150mL为止，将滤纸连同残渣移入原坩埚内，放在沸水浴锅上小心地蒸去水分，然后将坩埚烘干并移入高温炉内，以550℃±25℃灼烧至无炭粒(一般需1h)。待炉温降至200℃时，放入干燥器内，冷却至室温，称重(准确至0.0001g)。 再放入高温炉内，以550℃±25℃灼烧30min，如前冷却并称重。如此重复操作，直至连续两次称重之差不超过0.5mg为止，记下最低质量。
2.5分析结果的表述
2.5.1以试样质量计
2.5.1.1水不溶性灰分的含量，按式计算:
X1 =(m1-m2)/(m3-m2)×100
式中:
X1 ———水不溶性灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1 ———坩埚和水不溶性灰分的质量,单位为克(g)；
m2 ———坩埚的质量,单位为克(g)；
m3 ———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
100———单位换算系数。
2.5.1.2水溶性灰分的含量，按式计算:
X2 =(m4-m5)/m0×100
式中:
X2 ———水溶性灰分的质量,单位为克(g/100g)；
m0 ———试样的质量,单位为克(g)；
m4 ———总灰分的质量,单位为克(g)；
m5 ———水不溶性灰分的质量,单位为克(g)；
100———单位换算系数。
2.5.2以干物质计
2.5.2.1水不溶性灰分的含量，按式计算:
X1 =(m1-m2)/((m3 -m2)×ω)×100
式中:
X1 ———水不溶性灰分的含量,单位为克每百克(g/100g)；
m1 ———坩埚和水不溶性灰分的质量,单位为克(g)；
m2 ———坩埚的质量,单位为克(g)；
m3 ———坩埚和试样的质量,单位为克(g)；
ω ———试样干物质含量(质量分数),%；
100———单位换算系数。
2.5.2.2水溶性灰分的含量，按式计算:
X2 =(m4-m5)/(m0×ω)×100
式中:
X2 ———水溶性灰分的质量,单位为克(g/100g)；
m0 ———试样的质量,单位为克(g)；
m4 ———总灰分的质量,单位为克(g)；
m5 ———水不溶性灰分的质量,单位为克(g)；
ω ———试样干物质含量(质量分数),%；
100———单位换算系数。
试样中灰分含量≥10g/100g时，保留三位有效数字；试样中灰分含量<10g/100g 时，保留两位有效数字。
2.6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%。
