若样品灰化完全，残灰一般呈白色或浅灰色。若残留物（灰分）的颜色呈红褐色，则说明食品中含有大量的Fe2O3；若残留物（灰分）的颜色呈蓝绿色，说明食品中存在较高含量的锰盐和铜盐。有时即使残留物（灰分）的表面呈白色，内部仍残留有黑色的碳块，则表明灼烧时间不足，应继续高温灼烧。所以，应根据样品的组成、性状注意观察残灰的颜色，正确判断灰化程度。
对于已做过多次测定或常规灰分项目的样品，可根据经验限定灰化时间。总的灰化时间一般为2～5 h，要注意灰化时间一般是从指定的温度开始计时。
6.3.3坩埚
测定灰分通常以坩埚作为灰化容器，个别情况下也可使用蒸发皿。坩埚盖子与埚要配套。坩埚材质分为素烧瓷坩埚、铂坩埚、石英坩埚、铁坩埚和镍坩埚等。
素烧瓷坩埚的优点是耐高温，灼烧温度可达1200℃，内壁光滑，耐酸，价格低廉。缺点是耐碱性差，灰化成碱性食品如水果、蔬菜、豆类等时，坩埚内壁的釉质会部分溶解，经反复多次使用后，往往难以得到恒重。如将坩埚移入预热高温炉时或者将坩埚从经高温灼烧的高温炉中移出时，由于温度骤变易炸裂破碎。
铂坩埚的优点是耐高温，灼烧温度可高达1773℃，导热性良好，耐碱，耐HF，吸湿性小。其缺点是价格昂贵，约为黄金的9倍，需有专人保管，以免丢失；使用不当会腐蚀或发脆。
近年来，一些国家采用铝箔杯作灰化容器。它自身质量轻，在525～600℃范围内使用稳定、冷却效果好，在一般温度下没有吸湿性；如果将铝箔杯上缘折叠封口，具有良好的密封性；冷却阶段，铝箔杯可不放入干燥器内，几分钟后就可以降到室温，缩短了冷却时间。
灰化容器的大小要根据试样的性状选用，需要前处理的液态样品、加热易膨胀的样品及灰分含量低、取样量较大的样品，需选用稍大的坩埚；或选用蒸发皿，但灰化容器过大会使称量误差增大。
使用坩埚时要注意：放入高温炉或从炉中取出时，要放在炉口停留片刻，使坩埚预热或冷却，防止因温度剧变而使坩埚破裂。从干燥器中取出冷却后的坩埚时，因内部成真空，开盖恢复常压时应让空气缓缓进入，以防残灰飞散。使用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用粗（废）HCl浸泡10～20 min，再用水冲刷洗净。
6.3.4高温炉
高温炉，又名马弗炉、电阻炉、箱式回火炉、箱式电阻炉，用于金属熔融、有机物灰化及重量分析沉淀的灼烧等。高温炉由加热、保温、测温等部分组成，有配套的自动控温仪设定、控制、测量炉内的温度。
高温炉的最高使用温度可达到1000℃左右，炉膛以传热性能良好、耐高温而无胀碎裂性的炭化硅材料制成，外壁有形槽，槽内嵌入电阻丝以供加热。耐火材料外围包裹着一层很厚的绝缘耐热镁砖石棉纤维，以减少热量损失。钢质外壳以铁架支撑。炉门以绝缘耐火材料垫衬，正中有一孔以透明云母片封闭用做观察炉膛的加热情况。伸入炉膛中心的是一支热电偶，做测定温度用。热电偶的冷端与高温计输入端连接，构成一套温度指示和自动控温系统。
使用时，先用毛刷仔细扫清炉膛内的灰尘和机械性杂质，放入已经炭化完全的盛有样品的坩埚，关闭炉门。开启电源，指示灯亮，将高温计的黑色指针拨至所需的灼烧温度。随着炉膛温度的升高，高温计上指示温度的红针向黑针移动，当红针与黑针对准时，控温系统自动断电；当炉膛温度降低，红针偏离与黑针对准的位置时，电路自动导通，如此实现自动恒温。达到所需要的灼烧时间后，切断电源。待炉膛温度降低至200℃左右，开启炉门，用长柄坩埚钳取出灼烧样品，在炉门口放置片刻，进一步冷却后置于干燥器内保存备用。关闭炉门，做好整理工作。
马弗炉和控制器必须在相对湿度不超过85%、没有导电尘埃、爆炸性气体或腐蚀性气体的场所工作。凡有油脂之类需进行加热时，有大量挥发性气体将影响和腐蚀电热元件表面，使之销毁和缩短寿命。因此，加热时应及时预防和做好密封容器或适当开孔加以排除。
6.3.5操作步骤
总灰分测定的流程如下：
马弗炉的准备→坩埚的准备→称样→样品炭化→灰化1 h→取出→移入干燥器冷却→恒重→结果计算
（1）马弗炉（高温炉）的准备。接通电源，设定使用温度，开启加热开关，预热至设定温度。
（2）坩埚的准备。常用瓷坩埚，无论是新购或者陈旧的坩埚，均用HCl（1∶4）煮沸1～2 h，洗净凉干。用0.5%氯化铁与蓝墨水的混合物在坩埚外壁及盖子上编号。打开马弗炉，用长柄坩埚钳夹住瓷坩埚，先移放在炉口预热，置于马弗炉中灼烧1 h，移至炉口稍冷，然后移至干燥器中冷却至室温，准确称重。然后再至马弗炉中灼烧0.5 h，冷却干燥后称重，恒重（两次称重之差不大于0.5 mg)后，此为空坩埚质量。
炉内各部位的温度有差异，假如设定550 ℃，炉内热电偶附近为550 ℃±10 ℃，中间部位为540 ℃±10 ℃，前面部分为510 ℃±10 ℃，无论炉子大小，门口部分温度均为最低，因此，应尽量将坩埚入炉膛内部。每次放取时，都要放在门口缓冲一下温差，否则由于温差过大会导致瓷坩埚破裂。坩埚盖侧盖锅体上。
（3）结果计算。
灰分=m3－m1m2－m1×100%
如有空白试验，则为灰分=m3－m1－Bm2－m1×100%
式中：m1——空坩埚质量，g；
m2——样品+空坩埚质量，g；
m3——残灰+空坩埚质量，g；
B——空白试验残灰重，g。
6.3.6加速灰化的方法
贝类、内脏、种子等含有大量蛋白质和磷，灰化时间较长，需加速，可采用以下方法。
（1）添加灰化助剂。初步灼烧后，放冷，加入几滴氧化剂（1∶1硝酸或30%双氧水），蒸干后再灼烧至恒重，氧化速率大大加快。若食盐较多，则可添加30%双氧水。糖类样品残灰中加入硫酸，可以进一步加速。
疏松剂（固定剂）如10%(NH4)2CO3等，在灼烧时分解为气体逸出，使灰分呈松散状态，促进灰化。MgAc2、Mg(NO3)2等助灰化剂随灰化分解，与过剩的磷酸结合，残灰不熔融而呈松散状态，避免碳粒被包裹，可缩短灰化时间。但生成的MgO会导致结果偏高，应做空白试验。添加MgO、CaCO3等惰性不熔物质，与灰分混杂，产生疏松作用，使氧能完全进入样品内部，使碳完全氧化。这些盐不挥发，保留在样品内，使残灰增重，应做空白试验。
（2）采用二步法。首先按常压法炭化，取出，冷却，从灰化容器边缘慢慢加入少量无离子水，使残灰充分湿润（不可直接洒在残灰上，以防残灰飞扬损失），用玻璃棒研碎，使水溶性盐类溶解，被包住的碳粒暴露出来，把玻璃棒上的黏着物用水冲进容器里，在水浴上蒸发至干，然后在120～130℃烘箱内干燥，再灼烧灰化至恒重。
6.4水不溶性灰分测定
将测定所得的总灰分，称量计算后，加约25 mL热去离子水，加热，接近沸腾时用无灰滤纸过滤，分多次洗涤坩埚、滤纸及残渣（不超过60 mL）。将残渣及无灰滤纸一起移回原坩埚中，在水浴上蒸发至干，移入干燥箱中干燥，再进行炭化、灼烧灰化、冷却、称量，至恒重。
计算公式：
水不溶性灰分=m4－m1m2－m1×100%
式中：m4——不溶性灰分+原坩埚质量，g；
m1——原坩埚质量，g；
m2——样品+原坩埚质量，g。
水溶性灰分=总灰分-水不溶性灰分
6.5酸不溶性灰分测定
取水不溶性灰分或总灰分的残留物，加入25 mL 0.1 mol/L的HCl替代水，使灰分溶解，放在小火上轻微煮沸，用无灰滤纸过滤后，用0.1 mol/L HCl洗涤滤纸、坩埚数次后，再用热水洗涤至不显酸性为止，将滤渣连同无灰滤纸置坩埚中进行干燥、炭化、灰化，直到恒重。
计算公式：
酸不溶性灰分=m5－m1m2－m1×100%
式中：m5——酸不溶性灰分+原坩埚的质量，g；
m1——原坩埚的质量，g；
m2——样品+原坩埚的质量，g。
酸溶性灰分=总灰分-酸不溶性灰分
无灰滤纸（定量滤纸）的化学纯度高度纯洁，疏松多孔，有一定过滤速度，显中性，耐稀酸，按灰分分为三个等级：甲级滤纸灰分含量＜0.01％，乙级滤纸灰分含量＜0.03％，丙级滤纸灰分含量＜0.06％。
6.6误差产生的原因
（1）产生挥发性物质。
样品中的汞，低温时就可以蒸汽形式蒸发。铁、铬、镉易与氯生成氯化物而易蒸发（可加入固定剂来避免损失）。
（2）生成不熔性残留物。
（3）生成无机盐的熔融物。
（4）与瓷坩埚发生反应（特别是碱金属与釉发生反应）。
（5）灰分过度灼烧。
（6）灼烧后重新吸湿。
6.7说明和注意事项
从干燥器中取出冷却的坩埚时，因内部成真空，开盖恢复常压时应让空气缓缓进入，以防残灰飞散。灰化后的残渣可留作Ca、P、Fe等成分的分析。用过的坩埚，应把残灰及时倒掉，初步洗刷后，用粗（废）HCl浸泡10～20 min，再用水冲刷洗净。测定值中小数点后保留一位小数。测定食糖中总灰分可用电导法，简单、迅速、准确，免泡沫的麻烦。
复习思考题
1.简述食品在炭化和灰化过程中的化学变化。
2.灰分测定时为什么要采取低温和高温灼烧两个阶段？
3.灰分测定时如何选择灼烧条件？测定结果的误差来源有哪些？
