实验七 火腿肠（高温蒸煮肠）中淀粉含量的测定—酸水解法
教学目的要求：
基本知识点
1、掌握酸水解法测定淀粉的原理、基本过程和操作关键。
2、熟练称量、过滤、定容、滴定等基本操技术。
3、淀粉水解、可溶性糖去除的方法和关键环节。
重点：
1、熟练称量、过滤、定容、滴定等基本操技术
2、酸水解法测定淀粉的原理及注意事项。
难点：
酸水解法测定淀粉的原理和控制要点
课时教学方案：
复习与提问：
1、检查实验准备情况，
（1）实验内容；
（2）实验仪器与试剂有哪些？
（3）酸水解法测定淀粉的程序。
2、酸水解法测定淀粉的原理和控制要点
【引入新课】
淀粉在食品工业中用途广泛常用于食品原料或辅料。淀粉是以葡萄糖为基本单位通过糖苷键而构成的多糖类化合物。淀粉是白色、无气味、无味道的粉末状物质，在热水里淀粉颗粒会膨胀破裂，有一部分淀粉溶解在水里，另一部分悬浮在水里，形成胶状淀粉糊，这一过程称为糊化作用。糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化，也就是常说的食物由生变熟。
淀粉不溶于冷水，也不溶于乙醇、乙醚或石油醚等有机溶剂，故可用这些溶剂淋洗、浸泡除去淀粉的水溶性糖或脂肪等杂质。
淀粉不显还原性，但它在酶（或酸）存在和加热条件下可以逐步水解，生成一系列比淀粉分子小的化合物，最后生成还原性单糖——葡萄糖。
淀粉酶的专一性高，但只能将淀粉逐步水解至麦芽糖阶段；
盐酸溶液对淀粉的专一性较差，但它能将淀粉水解至最终产物葡萄糖。故在测定淀粉时，使酶——稀盐酸分解法。
GB 20712-2006《火腿肠（Ham sausage）》规定：
火腿肠（高温蒸煮肠）Ham sausage(Autoclaved ham sauasge)以鲜或冻畜、禽、鱼肉为主要原料，经腌制、搅拌、斩拌（或乳化）、罐入塑料肠衣，经高温杀菌，制成的肉类灌肠制品。
感官要求应符合表1的规定。
表1.感官要求
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项目
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指标
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外观
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肠衣均匀饱满，无损伤，表面干净，良好，扎结牢固，肠衣的扎结部位无内容物渗出。
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色泽
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具有产品固有的色泽。
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质地
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组织紧密，有弹性，切片良好，无软骨及其它杂物，无气孔。
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风味
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咸淡适中，鲜香可口，具固有风味，无异味。
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理化要求应符合表2的规定。
表2.火腿肠理化要求
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项目
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指标
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|||
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特级
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优级
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普通级
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无淀粉产品
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水分/（%） ≤
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70
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67
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64
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70
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食盐（以NaCL计）/（%） ≤
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3.5
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蛋白质/（%） ≥
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12
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11
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10
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14
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脂肪/（%）
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6～16
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淀粉/（%） ≤
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6
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8
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10
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1
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亚硝酸钠(以NaNO2,计)/(mg/kg)≤
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30
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|||
GB 20711-2006《熏煮火腿（Cooked cured ham）》规定：
熏煮火腿（Cooked cured ham）:以畜、禽肉为主要原料，经精选、切块、盐水注射（或盐水浸渍）腌制后，加入辅料，再经滚揉、充填（或不充填）、蒸煮、烟熏（或不烟熏）、冷却、包装等工艺制作的火腿类熟肉制品。
感官要求应符合表1的规定。
表1.感官要求
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项目
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指标
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色泽
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切片呈自然粉红色或玫瑰红色，有光泽。
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质地
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组织紧密，有弹性，切片完整，切面无密集气孔且没有直径大于3mm的气孔，无汁液渗出，无异物。
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风味
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咸淡适中，滋味鲜美，具固有风味，无异味。
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理化要求应符合表2的规定。
表2.火腿肠理化要求
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项目
|
指标
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||
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特级
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优级
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普通级
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|
|
水分/（%） ≤
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75
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||
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食盐（以NaCL计）/（%） ≤
|
3.5
|
||
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蛋白质/（%） ≥
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18
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15
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12
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脂肪/（%）
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10
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淀粉/（%） ≤
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2
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4
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6
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亚硝酸钠(以NaNO2,计)/(mg/kg)≤
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70
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||
一、目的要求
1.理解酸水解法测定淀粉的原理及操作要点；
2.掌握酸水解法测定淀粉的基本操作技能。
二、实验原理
试样经除去脂肪及可溶性糖类后，其中淀粉用酸水解成具有还原性的单糖，然后按还原糖测定，并折算成淀粉含量。
三、实验试剂
1、乙醚。
2、乙醇溶液 (85%)。
3、盐酸溶液 (1+1)。
4、氢氧化钠溶液 (400g/L)。
5、氢氧化钠溶液 (100g/L)。
6、甲基红指示液：乙醇溶液 (2g/L)。
7、精密pH试纸 (6.8~7.2)。
8、乙酸铅溶液 (200g/L)。
9、硫酸钠溶液 (100g/L)。
10、碱性酒石酸铜甲液：称取15g硫酸铜 ( CuSO4•5H2O) 及0.05g次甲基蓝，溶入水中并稀释至1000mL。
11、碱性酒石酸铜乙液：称取50g酒石酸钾钠及75g氢氧化钠，溶于水中，再加入4g亚铁氰化钾，完全溶解后，用水稀释至1000mL，贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
12、葡萄糖标准溶液：准确称取1.000g经过96±2℃干燥2h的纯葡萄糖，加水溶解后加入5mL盐酸，并以水稀释至1000mL。此溶液每毫升相当于1.0mg葡萄糖。
想一想：
1、氢氧化钠溶液 (400g/L)、氢氧化钠溶液 (100g/L)、乙酸铅溶液 (200g/L) 、硫酸钠溶液 (100g/L) 如何配制？
2、结合实验想一想，以上列举试剂全面吗？
四、实验仪器
1、研钵
2、分析天平
3、250mL锥形瓶
4、50mL、200mL量筒
5、滤纸、漏斗、铁架台
6、250mL烧杯【两次利用①接乙醚、乙醇滤液②接样品处理液】
7、自动回流酸解装置（包括250mL锥形瓶和冷凝管）
8、水浴锅（含温度计）
9、20mL移液管两支（相邻两组结合）
10、500mL容量瓶
结合实验想一想：以上列举仪器全面吗？
五、操作步骤
（一）样品处理
1、捣碎处理：将灌肠在研钵中捣成匀浆。
2、称取10.00g【5 g～5.5 g】匀浆，于50mL（或100）烧杯中。
3、除去样品中脂肪：用50mL量筒加30mL乙醚振摇提取脂肪，用滤纸过滤除去乙醚，再用30mL乙醚淋洗漏斗中残留物两次，弃去乙醚。
4、除去可溶性糖类物质：
（1）用150mL(85%)乙醇溶液分数次（约5次）洗涤残渣，除去可溶性糖类物质。
（2）滤干乙醇溶液，以100mL水洗涤漏斗中残渣并转移至250mL锥形瓶（磨口与冷凝管连接）中。
想一想：
1、加入乙醚、乙醇、水的作用是什么？
2、以上3种提取剂的量需要准确吗？
5、酸水解：在250mL锥形瓶（磨口与冷凝管连接）中用50mL量筒加入30mL盐酸(1+1)，接好冷凝管，置沸水浴中回流2h。回流完毕后，立即置流水中冷却。待样品水解液冷却后，加入2滴甲基红指示液，先以氢氧化钠溶液(400g/L)调至黄色，再以盐酸(1+1)校正至水解液刚变红色为宜。若水解液颜色较深，可用精密pH试纸测试，使样品水解液的pH约为7。
注意：酸解时酸的浓度、加入量、水解温度和时间要准确！
想一想：回流完毕后，加碱调中性的目的是什么？
6、除铅：然后加20mL乙酸铅溶液(200g/L)，摇匀，放置10min。再加20mL硫酸钠溶液(100g/L)，以除去过多的铅。摇匀后将全部溶液及残渣转入500mL容量瓶中，用水洗涤锥形瓶，洗液合并于容量瓶中，加水稀释至刻度。过滤，弃去初滤液20mL，滤液供测定用。
想一想：为什么要加入硫酸钠除铅？
（二）标定碱性酒石酸铜溶液
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液，置于250mL锥形瓶中，加水10mL，加入玻璃珠2粒，从滴定管滴加约9mL葡萄糖或其他还原糖标准溶液，控制在2min内加热至沸，趁沸以每两秒1滴的速度继续滴加葡萄糖或其他还原糖标准溶液，直至溶液蓝色刚好褪去为终点，记录消耗葡萄糖或其他还原糖标准溶液的总体积，同时平行操作三份，取其平均值，计算每10mL (甲、乙液各5mL) 碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量或其他还原糖的质量 (mg) 。
A = C•V
式中：A—10mL (甲、乙液各5mL) 碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量 (mg)；
C—葡萄糖标准溶液的浓度 (或其他还原糖标准溶液的浓度)，mg/ mL；
V—标定时消耗葡萄糖标准溶液的体积，mL。
注：如果时间不允许可免去本步操作，以上次测定为准。
（三）样品溶液预测
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液，置于250mL锥形瓶中，加水10mL，加入玻璃珠2粒，控制在2min内加热至沸，趁沸以先快后慢的速度，从滴定管中滴加样品溶液，并保持溶液沸腾状态，待溶液颜色变浅时，以每两秒1滴的速度滴定，直至溶液蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积。当样液中还原糖浓度过高时应适当稀释，再进行正式测定，使每次滴定消耗样液的体积控制在与标定碱性酒石酸铜溶液时消耗的还原糖标准溶液的体积相近，约在10mL左右。
提示：当浓度过低时，则采取直接加入10mL样品液，免去加水10mL，再用还原糖标准溶液滴定至终点，记录消耗还原糖标准溶液的体积。
（四）样品溶液测定
吸取5.0mL碱性酒石酸铜甲液及5.0mL乙液，置于150mL锥形瓶中，加水10mL，加入玻璃珠2粒，从滴定管滴加比预测体积少1mL的样品溶液至锥形瓶中，使在2min内加热至沸，趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定，直至蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积，同法平行操作三份，得出平均消耗体积。
六、数据记录与计算
（一）数据记录
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1
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2
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3
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平均值
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标定时葡萄糖用量，mL
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10mL碱性酒石酸铜相当于葡萄糖的量，mg
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10.38
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|||
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测定时消耗样品的量，mL
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9-9.4
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|||
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称取样品质量，g
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5[qzw1]
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|||
（二）结果计算
试样中淀粉的含量为：
X=
式中：
X—样品中淀粉含量，g/100g；
F—10 mL碱性酒石酸铜溶液 (甲、乙液各5 mL) 相当于葡萄糖的质量，mg；
m—样品质量，g；
V—测定用样品水解液平均体积，mL；
500—样品液总体积，mL；
0.9—还原糖 (以葡萄糖计) 折算成淀粉的换算系数。
想一想：
1、公式中各种数字和符号的意义！
2、试样中淀粉越多，V值越？（大小）
要求：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10%。
七、说明注意事项
1、本法试样酸解后，采用直接滴定法滴定，因为试样中的可溶性糖分在样品处理时已除去，故可直接将测得的还原糖换算成淀粉。
2、试样去除脂肪和可溶性糖分要彻底。
3、酸解时酸的浓度、加入量、水解温度和时间要准确！
4、样品含脂肪时，会妨碍乙醇溶液对可溶性糖类的提取，所以要用乙醚除去。脂肪含量较低时，可省去乙醚脱脂肪步骤。
5、盐酸水解淀粉的专一性较差，它可同时将样品中的半纤维素水解，生成一些还原物质，引起还原糖测定的误差，因而对含有纤维素高的食品如食物壳皮、高粱、糖等不宜采用此法。
此法适用于淀粉含量较高，而半纤维素和多缩戊糖等其他多糖含量少的样品。在测定含淀粉较少、而富含半纤维素、多缩戊聚糖的样品时，最好采用酶水解法。
6、样品中加入乙醇溶液后，混合液中的乙醇含量应在80%以上，以防止糊精随可溶性糖类一起被洗掉。如要求测定结果不包括糊精，则用10%乙醇洗涤。
7因水解时间较长，应采用回流装置，并且要使回流装置的冷凝管长一些，以保证水解过程中盐酸不会挥发，保持一定的浓度。
8、水解条件要严格控制。加热时间要适当，既要保证淀粉水解完全，又要避免加热时间过长，因为加热时间过长，葡萄糖会形成糠醛聚合体，失去还原性，影响测定结果的准确性。
对于水解时取样量、所用酸的浓度及加入量、水解时间等条件，各方法规定有所不同。常见的水解方法有：混合液中盐酸的含量达1%，100℃水解2.5h。在本法的测定条件下，混合液中盐酸的含量为5%。
八、实验结果与分析讨论
（一）检测结果及质量评价
说明检测结果，根据检测结果和产品质量标准，对试样质量作出评价。
（二）分析讨论
试分析实验中可能导致误差的因素及应对措施？
九、作业
1、直接滴定法和高锰酸钾滴定法测定还原糖的原理和注意事项。
2、名词解释：还原糖、可溶性糖、总糖
3、食品中淀粉测定时，酸水解法和酶水解法的使用范围及优缺点是什么？现需测定糙米、木薯片、面包和面粉中淀粉含量，试说明样品处理过程及应采用的水解方法。
附一：高锰酸钾滴定法相关材料
1、方法概要：
（1）将一定量的样品溶液与过量的碱性酒石酸铜溶液反应，还原糖将Cu2+还原为氧化亚铜，过滤后，得到氧化亚铜沉淀；（同还原糖测定）。
（2）向氧化亚铜沉淀中加入过量的酸性硫酸铁溶液，氧化亚铜被氧化溶解，而三价铁则被还原为亚铁盐；
Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4→2CuSO4+2FeSO4+H2O
(3)再用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚铁盐，根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚铜的量。再从检索表中查出与氧化亚铜量相当的还原糖量，即可计算出样品中还原糖含量。
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4→5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O
由反应式可见：5molCU2O相当于2mol的KMnO4，则氧化亚铜的g当量为：
5×143.08:2×158.03=X:158.03/5
X=71.54
式中:158.03——KMnO4摩尔质量;
143.08——Cu2O的摩尔质量;
158.03/5——KMnO4的mg当量.
即:1mL高锰酸钾标准溶液[c(1/5KMnO4)=1.000mol/L]相当于71.54 mg氧化亚铜。
故，已知高锰酸钾滴定量就可折算成氧化亚铜量，再由氧化亚铜相当还原糖量检索表查出相当于还原糖量。
2、注意事项及说明
（1）此法以高锰酸钾滴定反应过程中产生的定量的硫酸亚铁为结果计算的依据，因此，在样品处理时，不能用乙酸锌和亚铁氰化钾作为糖液的澄清剂，以免引入Fe2+，造成误差。
（2）测定时必须严格按规定的操作条件进行，必须使加热至沸腾时间及保持沸腾时间严格保持一致。即必须控制好热源强度，保证在加入碱性酒石酸铜甲、乙液后，在4min内加热至沸，并使每次测定的沸腾时间保持一致，否则误差较大。
（3）此法所用碱性酒石酸铜溶液是过量的，即保证把所有的还原糖全部氧化后，还有过剩的Cu2+存在，所以，煮沸后的反应液应呈蓝色。如煮沸过程中如发现溶液蓝色消失，说明糖液浓度过高，应减少样品溶液取用体积，重新操作，不能增加酒石酸铜甲、乙液用量。
（4）样品中既有单糖又有麦芽糖或乳糖时，还原糖测定结果偏低，主要是由于麦芽糖、乳糖分子量大，只有一个还原糖所致。
（5）抽滤时要防止氧化亚铜沉淀暴露在空气中，应使沉淀始终在液面以下，以免被氧化。
（6）本法适用于各类食品中还原糖的测定，有色样品溶液也不受限制。此法的准确度高，重现性好，准确度和重现性都优于上述的直接滴定法，但操作复杂、费时。
（7）垂熔滤器又称玻砂滤器，是利用玻璃粉末烧结制成多孔性滤片，再焊接在具有相同或相似膨胀系数的玻壳或玻管上。按滤片平均孔径大小分为六个号，用以过滤不同的沉淀物。见下表：
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编号
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平均孔径（μｍ）
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一般用途
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1
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80～120
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滤除粗颗粒沉淀
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2
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0～80
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滤除较粗颗粒沉淀
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|
3
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15～40
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滤除一般结晶沉淀和杂质,过滤水银.
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4
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5～15
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滤除细颗粒沉淀
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5
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2～5
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滤除极细颗粒沉淀,滤除较大细菌
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6
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＜2
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滤除细菌
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①新滤器用前要用热盐酸或铬酸洗液抽滤,并用立即用水冲净,除去滤器中的灰尘等杂质.
②禁止过滤浓氢氟酸,热浓磷酸及浓碱液,因为这些试剂可溶解滤片的微粒,使滤孔增大并造成滤片脱裂.
③每次用毕或使用一段时间以后,必须进行及时有效的清洗，洗涤方法有机械冲洗法和化学洗涤法。机械冲洗法是将滤器倒置，从过滤的相反方向用蒸馏水反复冲洗，如采用减压法，可提高洗涤效率。化学洗涤法是针对不同沉淀物，采用各种有效洗涤液洗涤或浸泡，再用水冲净，晾干即可。
常用洗涤液的洗涤范围如下表
|
序号
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沉淀物
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有效洗涤液
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1
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脂肪
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四氯化碳
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2
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蛋白质、葡萄糖
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盐酸、热氨水、热硫酸硝酸混合液
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3
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有机物及碳水化物
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热铬酸洗涤液或硝酸钾硫酸液浸泡
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4
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铜、铁化合物
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加有氯酸钾的热盐酸
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5
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硫酸钡
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100℃硫酸
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6
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汞渣
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热硝酸
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7
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硫化汞
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热王水
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8
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氯化银
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氨水或硫代硫酸钠溶液
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9
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铝质、硅质残渣
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先用2％氢氟酸，继用硫酸洗涤，立即用水冲洗至不检出酸
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附二：果胶的测定相关材料
果胶物质是一种植物胶，存在于果蔬类植物中，是不同程度甲酯化和中和的半乳糖醛酸以α-1，4糖苷键形成的高分子聚合物。果胶在食品工业中应用较广，如利用果胶水溶液在适当条件下可以形成凝胶的特性，生产果酱、果冻及高级糖果等食品；利用果胶具有增稠、稳定、乳化等功能，可以解决饮料的分层、防止沉淀、改善风味等。果胶测定方法有3种：重量法 、比色法 、容量法。
1、重量法测定原理
利用果胶酸钙不溶于水的特性，先使果胶质从样品中提取出来，再加沉淀剂使果胶酸钙沉淀，测定重量并换算成果胶质重量。沉淀剂+果胶→果胶酸钙
2、重量法测定说明
1、将切片浸入乙醇中，是为了钝化酶的活性，因为新鲜试样若直接研磨，由于其中的果胶分解酶的作用，会导致果胶迅速分解，故需钝化果胶分解酶。
2、糖分的苯酚-硫酸检验法：取检液1mL，置于试管中，加入1 mL5%苯酚水溶于，再加入5 mL硫酸，混匀。如溶液呈褐色，证明检液中含有糖分。
3、加入氯化钙溶液时，应边搅拌边缓缓滴加，以减小过饱和度，并可避免溶液局部过浓。
4、采用热过滤和热水洗涤沉淀，是为了降低溶液的黏度，加快过滤和洗涤速度，并增大杂质的溶解度，使其易被洗去。
5、除了本法外，果胶测定的方法还有：
（1）咔唑比色法
原理：果胶经水解可生成半乳糖醛酸，半乳糖醛酸在强酸中与咔唑试剂发生缩合反应，生成紫红色化合物，该紫红色货物物的呈色强度与半乳糖醛酸含量成正比。故可通过测定吸光度对果胶含量进行定量。
适用于种类食品果胶含量的测定，具有操作简便、快速，准确度高，重现性好等优点。
（2）容量法（蒸馏滴定法）
原理：溶解于水的果胶质是由多缩阿拉伯糖和果胶酸钙组成的测出果胶质的特征部分阿拉伯糖，则可算出果胶质含量。
溴混合液在Hcl作用下放出溴，溴再与糠醛作用，剩余的溴与碘化钾作用析出碘，可用亚硫酸钠滴定，从而计算糠醛的量。
