تحديد الرماد: الطرق والأمثلة - كيمياء - 2025

في تقرير من الرماد هي تقنية أو عملية لتقدير المبلغ الإجمالي للالمعادن الموجودة عادة في عينة من المواد الغذائية. إنه يتوافق مع أحد التحليلات الأساسية في دراسات الجودة وتوصيف صناعة الأغذية.

يُفهم الرماد على أنه البقايا غير المتطايرة التي يتم الحصول عليها عند حرق الطعام. تتكون هذه بشكل أساسي من أكاسيد المعادن وهي غنية بالأيونات المعدنية التي تمثل المحتوى المعدني للطعام. اعتمادًا على المنتج ، تؤثر كمية الرماد على جودته ، كونه عاملاً يجب أخذه بعين الاعتبار في تحليل الجودة.

يمثل الرماد البقايا غير العضوية غير المتطايرة التي تبقى بعد حرق مادة أو طعام.

يتم تحديد محتوى الرماد داخل دثر (فرن ذو درجة حرارة عالية) ، ووضع العينة في حاويات مقاومة للحرارة تُعرف باسم البوتقات. هناك العديد من المواد ، وأكثرها استخدامًا هو الخزف. يتم التعبير عن المحتوى المذكور كنسبة مئوية على أساس جاف أو رطب ؛ أي ، مع مراعاة أم لا رطوبة الطعام.

من ناحية أخرى ، تدعم بعض التحليلات أن العينة تتحول إلى رماد بطريقة رطبة. وبهذه الطريقة ، يتم تحليل "الرماد المتطاير" والذي ، نظرًا لارتفاع درجات الحرارة ، ينتهي به الأمر إلى الهروب من البوتقة.

طرق تحديد الرماد

يتم تحديد الرماد باستخدام ثلاث طرق: جاف ورطب والبلازما عند درجات حرارة منخفضة. كل واحد منهم له مزايا وعيوب مقارنة بالآخرين ؛ ومع ذلك ، فإن الطريقة الجافة هي الأكثر شيوعًا وبديهية إلى حد بعيد: احرق العينة حتى يتم حرقها.

جاف

تتم معالجة العينة وفق الطريقة المعيارية (وطنية أو دولية). يتم وزنها في بوتقة سبق تسخينها ووزنها مع غطاءها ، حتى لا تتغير كتلتها. هذا يقلل من خطأ الوزن بسبب الرطوبة أو المخلفات المهملة.

توضع البوتقة مع العينة بداخلها بعد ذلك في القارورة وتترك لتسخن عند درجة حرارة من 500 إلى 600 درجة مئوية لمدة 12-24 ساعة. هنا تتفاعل المادة العضوية في العينة مع الأكسجين لتصبح بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين ، وكذلك المركبات الغازية الأخرى.

بعد انقضاء الوقت المحدد ، تُترك البوتقة لتبرد وتُنقل إلى مجفف لمنعها من امتصاص الرطوبة من البيئة. بمجرد أن يبرد تمامًا ، يتم وزنه على الميزان ويكون الفرق في الكتل بين البوتقة والعينة في النهاية مساويًا لكتلة الرماد ، M _الرماد.

وبالتالي ، فإن نسبة الرماد هي:

٪ _الرماد = (M _الرماد / م _{عينة جافة}) 100 (أساس جاف)

٪ _الرماد = (M _الرماد / M _العينة) 100 (على أساس الرطب)

تعني هذه النسبة المئوية على أساس جاف أن العينة قد جفت قبل أن يتم وزنها للحرق.

دثر. ويرنوشن

رطب

تكمن مشكلة الطريقة الجافة في أنها تستهلك الكثير من الكهرباء ، حيث يجب أن يعمل الدثر ليوم كامل. كما تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تطاير بعض المعادن غير الموجودة في الرماد. مثل عناصر الحديد والسيلينيوم والزئبق والرصاص والنيكل والنحاس.

لهذا السبب ، عندما تريد تحليل معادن المعادن المذكورة أعلاه ، فإنك تستخدم الطريقة الرطبة لتحديد الرماد.

هذه المرة ، يتم إذابة العينة في أحماض أو عوامل مؤكسدة قوية ، ثم يتم تسخينها حتى يتم هضم مكوناتها العضوية.

في هذه العملية ، تصبح المادة العضوية متطايرة ، حتى عندما يعمل الفرن في درجات حرارة لا تزيد عن 350 درجة مئوية. تظل المعادن القابلة للذوبان في الماء في محلول من أجل التحليل الطيفي اللاحق (الامتصاص والانبعاث الذري) أو التحليل الحجمي (معايرة الترسيب أو التعقيد باستخدام EDTA).

تكمن مشكلة هذه الطريقة في أنها ، على الرغم من أنها أسرع بكثير ، إلا أنها أكثر خطورة بسبب التعامل مع المواد المسببة للتآكل. أيضا أكثر تحديا من حيث الخبرة الفنية.

البلازما في درجات حرارة منخفضة

في الطريقة الثالثة الأكثر استخدامًا. توضع العينة في حجرة زجاجية ، حيث يتم تجفيفها جزئيًا بالفراغ. بعد ذلك ، يتم حقن حجم من الأكسجين ، والذي يتحلل بفعل المجال الكهرومغناطيسي ، لتوليد جذور تؤدي إلى أكسدة العينة بعنف ، بينما يتم تجفيفها في نفس الوقت عند درجة حرارة أقل من 150 درجة مئوية.

أمثلة

دقيق

محتوى الرماد في الدقيق له أهمية خاصة لأنه يعتقد أنه يؤثر على جودة المخبوزات الخاصة بك. يكشف دقيق القمح الذي يحتوي على الكثير من الرماد أنه قد تم طحنه بكمية كبيرة جدًا من النخالة الغنية بالمعادن ، وبالتالي من الضروري تحسين نقاوته وتحسين عملية طحنه.

يجب أن تكون هذه النسبة من الرماد بين 1.5 و 2٪. سيكون لكل دقيق محتوى رماد خاص به اعتمادًا على الأرض التي يتم حصاده فيها ، ومناخه ، وأسمدة ، وعوامل أخرى.

بسكويت

محتوى الرماد في البسكويت يخضع للدقيق الذي يصنع به. على سبيل المثال ، تحتوي تلك المصنوعة من دقيق الموز على أعلى كمية من الرماد أو المعادن. لذلك ، من المتوقع أن تكون ملفات تعريف الارتباط بالفواكه أكثر ثراءً بالمعادن من كعكات الشوكولاتة ؛ أو على الأقل في البداية.

كروكيت للكلاب والقطط

تحتاج الكلاب والقطط إلى أن يكون محتوى الرماد في طعامها 2٪ على الأقل ؛ وإلا فإنها ستكون منخفضة للغاية في المعادن. بالنسبة لأغذية الكلاب ، يجب ألا تتجاوز هذه النسبة 6.5٪ ؛ بينما بالنسبة للقطط ، يجب ألا تزيد نسبة الرماد في طعامها عن 7.5٪.

عندما يحتوي طعامهم على نسب عالية جدًا من الرماد ، فإن الكلاب والقطط معرضة لخطر الإصابة بحصوات الكلى ، تمامًا كما تعيق المعادن الزائدة من استيعاب العناصر الأساسية الأخرى لوظائفها الفسيولوجية.

اللحوم

لتقدير الرماد في اللحوم ، يتم نزع الدهن منها أولاً ، لأن الدهون تتدخل أثناء الحرق. للقيام بذلك ، يتم نقعها في مذيبات قطبية ومتطايرة ، بحيث تتبخر تمامًا عند وضع العينة داخل القارورة.

باتباع نفس المنطق ، فإن اللحم الذي يحتوي على رماد أكثر يعني أن محتواه المعدني أعلى. بشكل عام ، اللحوم غنية بالبروتين ، ولكنها فقيرة بالمعادن ، على الأقل عند مقارنتها بالمنتجات الأخرى في السلة الغذائية. من اللحوم والدجاج والنقانق تحتوي على معظم الرماد.

الفاكهة

النكتارين هي ثمار غنية بالرماد أو المعادن. المصدر: Pixabay.com

يقال إن الفواكه التي تحتوي على نسبة عالية نسبيًا من الرماد غنية بالمعادن. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنها ليست ناقصة في المعادن الأخرى ، حيث يتم تحليل كل معدن بشكل منفصل عن رمادها. وبهذه الطريقة ، يتم بناء جدول غذائي يسلط الضوء على المعادن التي تشكل الفاكهة بكميات كبيرة أو قليلة.

على سبيل المثال ، تحتوي النكتارين على الكثير من الرماد (حوالي 0.54٪) ، بينما الكمثرى قليلة الرماد (0.34٪). الكمثرى أيضا منخفضة في الكالسيوم ، لكنها غنية بالبوتاسيوم. هذا هو السبب في أن نسبة الرماد وحدها ليست مؤشرًا جيدًا لتحديد مدى تغذية الفاكهة.

من الأفضل للشخص الذي يعاني من نقص البوتاسيوم أن يأكل الكمثرى أو الموز ، بينما إذا كان جسمه يحتاج إلى الكالسيوم ، فإن الخوخ سيكون أفضل له.

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. د. جوليان مكليمنتس. (2003). تحليل الرماد والمعادن. تم الاسترجاع من: people.umass.edu
3. إسماعيل بي بي (2017) تحديد محتوى الرماد. في: دليل معمل تحليل الغذاء. سلسلة نص علوم الغذاء. سبرينغر ، شام
4. كورتني سيمونز. (29 أكتوبر 2017). تحديد محتوى الرماد. صندوق أدوات علوم الغذاء. تم الاسترجاع من: cwsimons.com
5. ويكيبيديا. (2020). الرماد (كيمياء تحليلية). تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
6. ضيف ظيفة. (8 أغسطس 2017). تقدير محتوى الرماد في الغذاء. تم الاسترجاع من: Discoverfoodtech.com
7. جودة القمح وأبحاث الكربوهيدرات. (27 مارس 2018). تحليل الدقيق. تم الاسترجاع من: ndsu.edu
8. Loza و Angélica و Quispe و Merly و Villanueva و Juan و P. Peláez و Pedro. (2017). تطوير ملفات تعريف الارتباط الوظيفية مع دقيق القمح ودقيق الموز (Musa paradisiaca) وبذور السمسم (Sesamum indicum) وثبات التخزين. ساينتيا أغروبيكواريا، 8 (4) ، 315-325. dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.03
9. بيت سنترال. (16 يونيو 2017). أهمية مستوى الرماد في طعام الحيوانات الأليفة. تم الاسترجاع من: petcentral.chewy.com
10. فريد وندى. (2014). تقييم وتقدير المحتوى المعدني في الفاكهة. المجلة الدولية لعلوم النبات والحيوان والبيئة.