食品检验员在进行灰分分析时,除了测定总灰分外,还常需进一步区分水溶性灰分和水不溶性灰分,以更深入地了解食品中无机成分的性质,判断其来源、加工工艺或是否掺杂异物。该方法是《GB 5009.4-2016 食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中规定的扩展项目,适用于谷物、乳制品、茶叶、调味品等。
总灰分:食品经高温灼烧后残留的所有无机物。
水溶性灰分:总灰分中能溶于水的部分,主要包括钾、钠的氯化物、磷酸盐、柠檬酸盐等。反映食品中可溶性矿物质含量,与风味、营养价值相关。
水不溶性灰分:总灰分中不溶于水的部分,主要包括钙、镁、铁、铝的磷酸盐、硫酸盐或氧化物,也可能包含泥沙、硅酸盐、掺入的无机杂质(如滑石粉、白陶土)。
通过区分两者,可辅助判断:
谷物加工精度(精制程度越高,水不溶性灰分越低)
乳粉是否掺入无机填充物
在完成总灰分测定后,将灰化残渣用热蒸馏水溶解、过滤:
滤液经蒸发、干燥、再灼烧,得到水溶性灰分。
滤渣经干燥、灼烧,得到水不溶性灰分。
瓷坩埚:用于灰化和后续处理。
分析天平:精度0.1 mg。
坩埚钳、电炉、水浴锅。
无灰滤纸:定量滤纸,经高温处理。
第一步:完成总灰分测定
按标准方法将样品炭化、灰化至恒重,得到总灰分 + 坩埚质量,记为 m₂。
空坩埚质量记为 m₀,样品质量记为 (m₁ - m₀)。
此时坩埚中为总灰分残渣。
第二步:提取水溶性灰分
向含灰分的坩埚中加入约25 mL热蒸馏水(约80℃)。
用玻璃棒充分搅拌,使水溶性成分溶解。
将溶液趁热过滤至另一已恒重的瓷坩埚(或蒸发皿)中。
用少量热水洗涤原坩埚和滤纸数次,确保转移完全。
滤纸保留用于测定水不溶性灰分。
将新坩埚放入电炉或烘箱中烘干。
此质量为水溶性灰分 + 新坩埚质量。
将蒸干后的残渣连同坩埚放入马弗炉,在550±25℃下灼烧30分钟。
重复灼烧至恒重(差值≤0.5 mg),记为 m₃。
若新坩埚质量为 m₀',则: 水溶性灰分(%) = [(m₃ - m₀') / (m₁ - m₀)] × 100%
第三步:测定水不溶性灰分
将保留的滤纸连同不溶性残渣放入原坩埚中。
在电炉上小心炭化滤纸(避免灰分飞溅)。
将坩埚放入马弗炉,在550±25℃下灼烧30分钟。
取出,冷却,称重,记为 m₄。
重复灼烧30分钟,冷却称重,直至恒重。
水不溶性灰分(%) = [(m₄ - m₀) / (m₁ - m₀)] × 100%
注意:m₀ 为原坩埚质量。
水溶性灰分 + 水不溶性灰分 ≈ 总灰分
若两者之和与总灰分差异过大(>5%),说明操作有误(如转移不完全、滤纸未炭化完全等)。
六、不同类型食品的参考值
必须使用无灰滤纸,防止引入额外灰分。
过滤要彻底,避免损失水溶性成分。
炭化滤纸时必须小火,逐步加热,防止灰分飞溅。
原坩埚和滤纸需用热水充分洗涤,确保水溶性灰分全部转移。
水溶性灰分和水不溶性灰分均需灼烧至恒重,确保结果准确。
建议做平行样,减少误差。
高温操作戴手套,避免烫伤。
灰分粉尘可能刺激呼吸道,建议在通风处操作。
水溶性灰分和水不溶性灰分的测定是总灰分分析的深化,能提供更丰富的质量信息。食品检验员通过该方法可判断食品的加工纯度、是否掺杂无机杂质或受污染。
在实际工作中,若发现水不溶性灰分异常升高(如面粉、乳粉中),应高度警惕是否掺入滑石粉、白陶土等非法添加物,可进一步通过显微镜检查、X射线衍射或重金属检测进行确证。
该方法虽操作较繁琐,但原理清晰,结果可靠。检验员应严格按照标准流程操作,注重细节控制,确保数据科学有效,为食品安全监管提供有力技术支持。