La teneur en cendres représente le résidu minéral total restant après une oxydation complète de la matière organique dans un échantillon alimentaire. La détermination des cendres est une analyse immédiate de routine qui fournit une estimation de la teneur totale en minéraux et sert d’indicateur de la qualité, de l’authenticité et de l’historique de transformation des aliments.

Cendres sèches

La cendre sèche est la méthode la plus courante pour la détermination des cendres. Un échantillon pesé est placé dans un creuset approprié, généralement en platine, en porcelaine ou en silice, et chauffé dans un four à moufle à 500–600 °C jusqu’à ce que toute la matière organique soit complètement oxydée et qu’il reste des cendres blanches ou gris clair. Le temps de combustion varie de 4 à 24 heures selon le type d’échantillon et la charge du four. Après refroidissement dans un dessiccateur, le creuset et les cendres sont pesés et la teneur en cendres est calculée en pourcentage du poids initial de l’échantillon.

Le choix du creuset est important. Les creusets en platine sont inertes, résistent à des températures élevées et conviennent à la plupart des applications mais sont coûteux. Les creusets en porcelaine sont économiques et adéquats pour les analyses de routine, mais peuvent être attaqués par des composants de cendres acides. Les creusets en silice résistent aux températures élevées et aux acides mais sont fragiles.

Cendres humides

La cendre humide utilise des acides oxydants forts, tels que l’acide nitrique, l’acide sulfurique et le peroxyde d’hydrogène, pour digérer la matrice organique à des températures modérées (150 à 350 °C). Le produit de digestion obtenu est une solution claire adaptée à une analyse minérale ultérieure par spectroscopie atomique ou techniques ICP. La cendre humide est plus rapide que la cendre sèche et réduit les pertes d’éléments volatils tels que l’arsenic, le sélénium et le mercure. Le choix du mélange d’acides dépend des minéraux cibles et de la matrice de l’échantillon.

Cendres sèches pour des minéraux spécifiques

Pour certaines applications, la cendre sèche est suivie d’une dissolution des cendres dans un acide et d’une analyse des minéraux individuels. Cependant, certains éléments peuvent être perdus lors de la cendre sèche : le sélénium et l’arsenic se volatilisent à des températures supérieures à 500 °C, et le potassium, le sodium et le phosphore peuvent former des composés réfractaires qui résistent à la dissolution. Des agents de décendrage, tels que le nitrate de magnésium ou l’acide sulfurique, peuvent être ajoutés pour éviter les pertes et faciliter une oxydation complète.

Cendres sulfatées

Les cendres sulfatées sont déterminées en traitant l’échantillon avec de l’acide sulfurique avant la incinération, convertissant tous les métaux en sulfates. Cette méthode est spécifiée dans l’analyse de la pharmacopée et est utilisée pour le contrôle qualité des additifs alimentaires et de la gélatine. Les cendres résultantes ont une composition plus homogène que les cendres sèches directes, car les sels de sulfate sont moins volatils et plus stables que les oxydes.

Cendres solubles dans l’eau et insolubles dans les acides

Une distinction supplémentaire peut être faite en séparant les fractions de cendres. Les cendres hydrosolubles représentent la fraction qui se dissout dans l’eau, principalement les sels de métaux alcalins. Les cendres insolubles dans l’acide, obtenues en traitant les cendres totales avec de l’acide chlorhydrique et en mesurant les résidus, indiquent la présence de contaminants siliceux tels que le sable ou la terre. Ces distinctions sont particulièrement pertinentes pour les tests d’authenticité des épices, des herbes et des produits à base de fruits.

Applications en contrôle qualité

La teneur en cendres est un indicateur de qualité utile. Des valeurs élevées de cendres dans la farine peuvent indiquer une contamination par le son ou la terre, tandis qu’une faible teneur en cendres dans le sucre indique un bon raffinage. Les spécifications relatives aux cendres sont incluses dans les normes réglementaires pour de nombreux ingrédients alimentaires et produits finis. La teneur en cendres fournit une estimation du total des minéraux, complétant l’analyse minérale spécifique par spectroscopie atomique pour des éléments individuels tels que le calcium, le fer et le zinc présents dans les vitamines et minéraux.