食品中水分測定

食品中水分的測定第一頁，共三十七頁。水的性質(zhì)水是由氫和氧組成的無機(jī)物，水的分子式H20,相對分子量18，常溫常壓下為無色、無味、透明的液體；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點100℃，凝固點是0℃；水分子有很強(qiáng)的極性，能通過氫鍵結(jié)合成締合分子；在101.3kPa和3.98℃時，水的密度最大，為1g/ml。第二頁，共三十七頁。水在食品中存在的狀態(tài)

水分的存在狀態(tài)結(jié)合水或束縛水:

自由水或游離水不可移動水或滯化水毛細(xì)管水自由流動水第三頁，共三十七頁。食品中水分存在的形式結(jié)合水（Boundwater)：在食品中與其他成分結(jié)合在一起形成膠體狀態(tài)的水。如：1、與蛋白質(zhì)的活性基團(tuán)（-OH,=NH,-NH3,-COOH,-CONH2)和碳水化合物的活性基團(tuán)（-OH)以氫鍵相結(jié)合而不能自由運(yùn)動的水

2、與蛋白質(zhì)、淀粉水合作用和膨潤吸收作用水分、以及某些鹽類的結(jié)晶水等。特點：①水的沸點和冰點時，這部分水不能通過蒸發(fā)而溢去,也不會結(jié)冰（冰點為－40℃）②不能作為溶質(zhì)的溶劑③壓榨不能使結(jié)合水與其組織細(xì)胞分離注意：結(jié)合水不具有水的特性，所以要除掉這部分水是困難的。第四頁，共三十七頁。食品中水分存在的形式游離水（Freewater)：動植物食品組織中通過毛細(xì)管的作用力所吸存的水；存在于細(xì)胞外各種毛細(xì)管和腔體中的水；吸附于食品表面的吸附水和濕存水。特點：游離水主要存在植物細(xì)胞間隙，具有水的一切特性，也就是說100℃時水要沸騰，0℃以下要結(jié)冰，并且易汽化。游離水是食品的主要分散劑，可以溶解糖、酸、無機(jī)鹽等，可用簡單的熱力方法除掉。第五頁，共三十七頁。水分的活度水分活度水分活度是指食品中水分存在的狀態(tài)，即水分與食品結(jié)合程度（游離程度）。（1）水分活度值越高，結(jié)合程度越低；水分活度值越低，結(jié)合程度越高；

(2)水分活度數(shù)值：用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相對濕度，其數(shù)值在0-1之間。

(3)水分活度的測試意義：Aw值對食品保藏具有重要的意義。第六頁，共三十七頁。為什么要檢測水分①水是維持動、植物和人類生存必不可少的物質(zhì)之一，是重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。

除谷物和豆類等的種子類食品以外，作為食品的許多動植物一般含有60~90%水分，有的甚至更高，水是許多食品組成成分中數(shù)量最多的組分。如蔬菜含水分85~97%、水果80~90%、魚類67~81%、蛋類73~75%、乳類87~89%、豬肉43~59%，即使是干態(tài)食品，也含有少量水分，如面粉12~14%、餅干2.5~4.5%。第七頁，共三十七頁。部分食品中水分的指標(biāo)品名水分含量/%引用標(biāo)準(zhǔn)畜禽肉豬肉≤77GB18394-2001牛肉≤78羊肉≤77雞肉≤77蛋制品巴氏殺毒冰全蛋≤76.0GB2749-2003冰蛋黃≤55乳粉全脂乳粉≤5GB5410-2008香腸(臘腸)、香肚

≤25

GB10147-1988

人造奶油≤16GB5196-2003第八頁，共三十七頁。為什么要檢測水分②是一項重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

食品工廠可按原料中的水分含量進(jìn)行物料衡算。這可對生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)管理。③水分的含量高低，對微生物的生長及生化反應(yīng)都有密切的關(guān)系

在一般情況下要控制水分低一點，防止微生物生長，但是并非水分越低越好。第九頁，共三十七頁。水分測定的方法分類直接測定法（重量法）：

利用水分本身的物理化學(xué)性質(zhì)，采用烘干、化學(xué)干燥、蒸餾或其他物理化學(xué)的方法去除樣品中的水分，再通過稱量等手段得到水分的含量。特點：通用方法、準(zhǔn)確度較高。間接測定法：

利用食品的相對密度、折射率、電導(dǎo)、介電常數(shù)等物理性質(zhì)測定水分含量。特點：不除去水分，針對特殊的樣品（一般為純品），特定的儀器。如：液態(tài)樣品主要由水分和可溶性固形物所組成，采用折光法測出樣品中固形物含量，然后按下式間接求出水分含量：水分（%）=100%﹣可溶性固形物%第十頁，共三十七頁。水分測定的方法直接干燥法：

適用于谷物及其制品，水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品等食品中水分的測定。(GB/T5009.3-2003第一法;GB/T5413.8-1997;GB/T9695.15-2008;AOAC950.46)減壓干燥法：

適用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的測定。（GB/T5009.3-2003第二法）化學(xué)干燥法化學(xué)干燥法就是將某種對于水蒸汽具有強(qiáng)烈吸附作用的化學(xué)藥品與含水樣品同裝入一個干燥器（玻璃或真空干燥器），通過等溫擴(kuò)散及吸附作用而使樣品達(dá)到干燥恒重，然后根據(jù)干燥前后樣品的失重即可計算出其水分含量，此法在室溫下干燥，需要較長時間，幾天、幾十天甚至幾個月。注：干燥劑有五氧化二磷、氧化鋇、高氯酸鎂、氫氧化鋅、硅膠、氧化氯等。第十一頁，共三十七頁。水分測定的方法蒸餾法：適用于含較多揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香型料。（5009.3第三法）卡爾菲休法：

適用于產(chǎn)品中痕量、微量水分的測定，可用于各種固體、液體、及某些體態(tài)樣品的測定。適用于面粉、糖果、巧克力、茶葉、乳粉等試樣?？焖傥⒉ǜ稍锓ǎ何⒉ㄊ侵割l率范圍為103～3×105MHZ的電磁波。當(dāng)微波通過含水樣品時，因水分引起的能量損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干物質(zhì)所引起的損耗，所以測量微波能量的損耗就可以求出樣品含水量。

AOAC方法，適用于奶酪、肉與肉制品、番茄制品等食品的測定。紅外線干燥法：根據(jù)水分對某一波長的紅外光的吸收程度與其在樣品中含量存在一定的關(guān)系的事實即建立了紅外光譜測定水分方法。如GB18394-2001測定畜禽肉中的水分。氣相色譜法：氣相色譜儀，TCD（熱導(dǎo)池）檢測器。

第十二頁，共三十七頁。常壓烘箱干燥法1、特點與原理⑴

特點：此法應(yīng)用最廣泛，操作以及設(shè)備都簡單，而且有相當(dāng)高的精確度。⑵

原理：食品中水分一般指在大氣壓下，100℃左右加熱所失去的物質(zhì)。注：實際上在此溫度下所失去的是揮發(fā)性物質(zhì)的總量，而不完全是水。包含：游離水、微量的醇類、油脂、有機(jī)酸等揮發(fā)性物質(zhì)第十三頁，共三十七頁。常壓烘箱干燥法適用范圍水分是唯一揮發(fā)成分；就是說在加熱時只有水分揮發(fā)。水分揮發(fā)要完全；對于一些糖和果膠、明膠所形成凍膠中的結(jié)合水，不能完全除掉，因為常壓很難把結(jié)合水除去，只好用真空干燥除去結(jié)合水。食品中其它成分由于受熱而引起的化學(xué)變化可以忽略不計。注：符合上面三點就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在95～105℃下進(jìn)行干燥。第十四頁，共三十七頁。常壓烘箱干燥法操作步驟：清洗稱量皿→烘至恒重→稱取樣品→放入調(diào)好溫度的烘箱（95～105℃）→烘2-4小時→于干燥器冷卻0.5小時→稱重→重復(fù)→稱至恒重（兩次重量差不超過0.002g即為恒重）*固態(tài)樣品：磨碎后過20目∽40目篩，混勻。在切碎或研磨過程中，要注意樣品中水分的變化，操作要迅速，防止處理工具粘附水分。第十五頁，共三十七頁。對于水分含量在14%以上的，采取二步干燥法。先將稱完總質(zhì)量的樣品自然風(fēng)干15-20h，使其達(dá)到安全水分標(biāo)準(zhǔn)，再將此樣品進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，然后粉碎、過篩、混勻，保存于清潔干燥的磨口瓶中供分析用。第十六頁，共三十七頁。*對于易焦化和容易分解的食品：可以選用比較低的溫度或縮短干燥時間;粘稠的樣品（如煉乳、果醬、糖漿等）：加熱干燥中，其表殼易結(jié)殼焦化，使內(nèi)部水分蒸發(fā)受阻，可在測定前加入精制的海砂混勻，以增大水分的蒸發(fā)面積。

第十七頁，共三十七頁。*液體樣品：應(yīng)控制水分蒸發(fā)的速度，先用低溫烘烤除去大部分水分，然后在較高溫度下烘烤，可避免濺出和爆裂，使樣品損失。第十八頁，共三十七頁。（3）操作條件選擇稱樣量。一般控制在1.5~3g；水分含量低、濃稠態(tài)食品控制在3~5g；水分含量高的控制在15~20g為宜。稱量器皿規(guī)格。玻璃稱量瓶能耐酸堿，不受樣品性質(zhì)限制，常用于常壓干燥法。鋁質(zhì)稱量盒導(dǎo)熱性好，對酸性食品不適宜，適用于減壓干燥。干燥設(shè)備。最好用風(fēng)量可調(diào)的烘箱干燥調(diào)節(jié)。溫度控制在95~105℃。對于熱穩(wěn)定物，可提高到130~135℃進(jìn)行干燥，對于糖含量較高的應(yīng)用低溫干燥半小時后，再在100~105℃條件下進(jìn)行干燥。第十九頁，共三十七頁。（4）注意事項硅膠藍(lán)色減退或變成紅色時，應(yīng)及時更換。硅膠應(yīng)避免接觸油脂糖類含量較高的產(chǎn)品宜用減壓干燥法（真空干燥）恒重：前后2次稱量之差不大于2mg對于揮發(fā)性較強(qiáng)的物質(zhì)采用蒸餾法測定水分第二十頁，共三十七頁。真空干燥法（減壓干燥法）減壓干燥法原理：是在真空干燥箱中進(jìn)行干燥，抽氣減壓，使水的沸點降低，加快水分的蒸發(fā)，可縮短測定時間。本法適用于在100℃以上加熱容易變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品。其測定結(jié)果比較接近真正水分。

*60℃±5℃，適用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的測定。(GB/T5009.3-2003)第二十一頁，共三十七頁。

減壓干燥示意圖(2)儀器及裝置：真空烘箱、真空泵、干燥瓶、安全瓶。

第二十二頁，共三十七頁。(3)操作步驟恒重標(biāo)準(zhǔn)：減壓干燥時，自烘箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時起計算烘干時間，一般每次烘干時間為2小時，但有的樣品需5小時；恒重一般以減量不超過0.5mg時為標(biāo)準(zhǔn)，但對受熱后易分解的樣品則可以不超過1~3mg的減量值為恒重標(biāo)準(zhǔn)。（5）注意事項第二十三頁，共三十七頁。三、儀器法卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）法，簡稱費(fèi)休法或K-F法，是在1935年由卡爾?費(fèi)休提出的測定水分的容量方法，屬于碘量法，對于測定水分最為專一，也是測定水分最為準(zhǔn)確的化學(xué)方法。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個方法定為國際標(biāo)準(zhǔn)測微量水分，我們國家也把這個方法定為國家標(biāo)準(zhǔn)測微量水分。第二十四頁，共三十七頁。適用范圍費(fèi)休法廣泛地應(yīng)用于各種液體、固體及一些氣體樣品中水分含量的測定，均能得到滿意的結(jié)果，在很多場合，此法也常被作為水分特別是痕量水分（低至ppm級）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用以校正其他測定方法。在食品分析中，此法能用于含水量從1ppm到接近100%的樣品的測定，已應(yīng)用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等食品中的水分測定，結(jié)果的準(zhǔn)確度優(yōu)于直接干燥法，也是測定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。第二十五頁，共三十七頁。⑴原理利用I2氧化SO2時需要有一定的水參加反應(yīng)，（氧化還原反應(yīng)）I2+SO2+2H2O→H2SO4+2HI此反應(yīng)具有可逆性，當(dāng)生成物H2SO4濃度＞0.05%時，即發(fā)生可逆反應(yīng)，要使反應(yīng)順利向右進(jìn)行，要加入適量的堿性物質(zhì)以中和生成的酸，吡啶（C5H5N）。I2+SO2+2H2O+3C5H5N→2C5H5NHI+C5H5NSO3

氫碘酸吡啶硫酸吡啶

硫酸吡啶很不穩(wěn)定，與水發(fā)生副反應(yīng)，形成干擾。若有甲醇存在，則可生成穩(wěn)定的化合物。將I2、SO2、C5H5N、CH3OH配在一起成為費(fèi)休試劑。第二十六頁，共三十七頁。

滴定操作所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH的混合溶液，此溶液稱為費(fèi)休試劑。費(fèi)休法的滴定總反應(yīng)式可寫為：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O→2C5H5N?HI+C5H5N?HSO4CH3

I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）試劑有效濃度取決于碘的濃度。新鮮配置的卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）試劑混合后需要放置一定時間后才能使用，而且每次使用前必須標(biāo)定。第二十七頁，共三十七頁。

終點的判定方法目視法：是當(dāng)用費(fèi)休試劑滴定樣品達(dá)到化學(xué)計量點時，再過量1滴費(fèi)休試劑中的游離碘即會使體系呈現(xiàn)淺黃甚至棕黃色，據(jù)此即作為終點而停止滴定，此法適用于含有1%以上水分的樣品，由其產(chǎn)生的終點誤差不大；

永停法：給溶液通電，在開始滴定至滴定終點前，因無游離態(tài)碘，當(dāng)過量1滴卡爾*費(fèi)休試劑滴入體系后，游離碘出現(xiàn)去極化，開始導(dǎo)電。第二十八頁，共三十七頁?？?費(fèi)休法簡介儀器及作業(yè)指導(dǎo)書：卡爾菲休滴定儀試劑：①無水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇約200ml置干燥圓底燒瓶中，加光潔鎂條15g與碘0.5g，接上冷凝裝置，冷凝管的頂端和接受器支管上要裝上無水氯化鈣干燥管，當(dāng)加熱回流至金屬鎂條溶解。分餾，用干燥的抽濾瓶作接受器，收集64~650C餾分備用第二十九頁，共三十七頁?？?費(fèi)休法簡介②無水吡啶：要求其含水量在0.1%以下。③無水硫酸鈉、硫酸。④碘：將固體碘置硫酸干燥器內(nèi)干燥48小時以上。⑤二氧化硫：采用鋼瓶裝的二氧化硫或用硫酸分解亞硫酸鈉而制得。⑥5A分子篩。⑦水－甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：每ml含1mg水，準(zhǔn)確吸取1ml水注入預(yù)先干燥的1000ml容量瓶中，用無水甲醇稀釋至刻度，搖勻備用。第三十頁，共三十七頁?？?費(fèi)休法簡介⑧卡爾?費(fèi)休試劑：稱取85g碘于干燥的1L具塞的棕色玻璃試劑瓶中，加入670ml無水甲醇，蓋上瓶塞，搖動至碘全部溶解后，加入270ml吡啶混勻，然后置于冰水浴中冷卻，通入干燥的二氧化硫氣體60~70g，通氣完畢后塞上瓶塞，放置暗處至少24小時后使用。

第三十一頁，共三十七頁。第三十二頁，共三十七頁。第三十三頁，共三十七頁。2.紅外線干燥法（1