食品中水分的測定（食品分析課件）

4.1.1水分的測定食品中的水分食品中水分的存在形式

食品中的水自由水滯化水毛細管水自有流動水結合水吸附水結晶水結合水和自由水的區(qū)別自由水易氣化，易從樣品中去除冰點高可作為溶劑能被微生物利用結合水很難從樣品中去除冰點低不可作為溶劑不能被微生物利用水分的測定的意義水分含量是食品重要的質量指標之一水分含量是食品加工業(yè)一項重要的經濟指標水分含量高低對微生物的生長及生化反應都有密切的關系，直接關系到食品的儲藏特性水分的測定方法直接干燥法減壓干燥法蒸餾法卡爾·費休法GB5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》4.1.2水分的測定

——常壓烘箱干燥法常壓干燥法是樣品在一定條件下加熱干燥，使其中的水分蒸發(fā)，以樣品在蒸發(fā)前后的失重來計算水分含量的測定方法。樣品必須具備的條件水分是唯一的揮發(fā)的物質自由水含量很大對熱穩(wěn)定樣品的制備半固體含水量>16%液體固體檢驗步驟烘箱預熱稱空稱量瓶m0準確稱樣+稱量瓶重m1干燥冷卻稱量干燥、冷卻、稱重恒重計算結果計算操作條件選擇操作條件選擇稱量瓶的選擇玻璃稱量瓶耐酸堿，不受樣品性質的限制，常用于常壓干燥法。鋁制稱量瓶質量輕，導熱性強，不耐酸，常用于減壓干燥法或原糧水分的測定。稱樣量樣品一般控制在干燥后的殘留物為1.5～3克；干燥溫度一般是95～105℃，對熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。干燥時間達到衡重，即最后兩次重量之差＜2mg注意事項①水果、蔬菜樣品，應先洗去泥沙后，再用蒸餾水沖洗一次，然后用潔凈紗布吸干表面的水分。②在測定過程中，稱量皿從烘箱中取出后，應迅速放入干燥器中進行冷卻，否則，不易達到恒重。③干燥器內一般用硅膠作干燥劑，硅膠吸濕后效能會減低，故當硅較藍色減褪或變紅時，需及時換出，置135℃左右烘2~3小時使其再生后再用。硅膠若吸附油脂等后，去濕能力也會大大減低。④果糖含量較高的樣品，如水果制品、蜜蜂等，在高溫下（＞70℃）長時間加熱，其果糖會發(fā)生氧化分解作用而導致明顯誤差。故宜采用減壓干燥法測定水分含量。⑤含有較多氨基酸、蛋白質及羰基化合物的樣品，長時間加熱則會發(fā)生羰氨反應析出水分而導致誤差：對次類樣品宜用其他方法測定水分含量。⑥對于脂肪高的樣品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），應用前一次的數據計算。利用低壓下水的沸點降低的原理，將樣品置于減壓低溫真空干燥箱內加熱至恒量，這樣在一定的溫度及減壓的情況下失去物質的總質量即為樣品中的水分含量。真空干燥法裝置圖真空干燥法步驟準確稱取2~5g樣品于已烘干至恒重的稱量皿中，放入真空烘箱內，按圖所示流程連接好全套裝置后打開真空泵抽出烘箱內空氣至所需壓力40~53.3KP(300~400mmHg)，并同時加熱至所需溫度(50~60℃）。關閉真空泵上的活塞，停止抽氣，使烘箱內保持一定的溫度和壓力，經一定時間后，打開活塞使空氣經干燥瓶緩緩進入烘箱內，待壓力恢復正常后，再打開烘箱取出稱量皿，放入干燥器中冷卻0.5小時后稱量。重復以上操作至恒重。結果計算與常壓干燥法一樣.注意事項①真空烘箱內各部位溫度要求均勻一致，若干燥時間短時，更應嚴格控制。②第一次使用的鋁質稱量盒要反復烘干二次，每次置于調節(jié)到規(guī)定溫度的烘箱內烘1~2小時，然后移至干燥器內冷卻45分鐘，稱重(精確到0.1mg)，求出恒重。第二次以后使用時，通常采用前一次的恒重值。試樣為谷粒時，如小心使用可重復20~30次而恒重值不變。③由于直讀天平與被測量物之間的溫度差會引起明顯的誤差，故在操作中應力求被稱量物與天平的溫度相同后再稱重，一般冷卻時間在0.5~1小時內。④減壓干燥時，烘干時間的計算應自烘箱內部壓力降至規(guī)定真空度時起，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時為標準，但對受熱后易分解的樣品則可以不超過1~3mg的減量值為恒重標準。4.1.4水分的測定

——紅外線干燥法以紅外線燈管做為熱源（700～300000nm波長），利用紅外線的輻射熱加熱試樣，高效快速的使水分蒸發(fā)，據干燥前后的失重即可求出樣品的水分。集烘箱于天平為一體。紅外線干燥的優(yōu)點效率高干燥品質較好受熱均勻紅外水分測定儀可廣泛應用于豬肉、羊肉、牛肉、雞肉、兔肉、塑膠、橡膠、醫(yī)藥，糧食、飼料、種子、土壤、菜籽，食品、淀粉、面粉、菌種、脫水蔬菜、煙草、化工、茶葉、紡織，紙張等一切需要快速測定水分的行業(yè)。使用步驟——測量前將紅外線水分測定儀放置在平穩(wěn)的工作臺面上，然后，連接電源線，通電開機，預熱30

min儀器自檢后顯示0.000g，若出現不歸零情況，請按“置零”鍵歸零放上100g砝碼，按“校準”，自動校準，完畢后取下砝碼使用步驟——測量取樣到儀器，然后蓋上加熱桶，按“測試”按鍵儀器開始工作測試過程中，儀器顯示屏不僅能顯示加熱溫度，還能顯示水分值%。隨著溫度的上升，水分值在不斷的變化。測試完后，掀開加熱桶讓儀器散熱。根據機器顯示的水分值%，做好相關實驗數據的記錄。待儀器冷卻好之后，方可進行下一個樣品的測試。4.1.5水分的測定

——蒸餾法基于兩種互不相溶的液體二元體系的沸點低于各組分的沸點這一事實，將食品中的水分與甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出，冷凝并收集餾出液，由于密度不同，餾出液在接受管中分層，根據餾出液中水的體積，即可計算出樣品中水分含量。

原理水100℃苯80.2℃水苯共沸物69.25℃特點操作方便設備簡單低溫高效使用范圍果蔬……油品香料常用的有機溶劑常用的有機溶劑有比水輕的，也有比水重的。苯甲苯

二甲苯

CCl4密度0.88

0.860.86

1.59沸點80℃110.7℃140℃76.8℃蒸餾式水分測定儀如圖所示。選取甲苯或二甲苯作溶劑時，要先進行精制：先以水飽和后，分去水層，進行蒸餾，收集餾出液備用。

接收器圓底燒瓶操作步驟準確稱取適量樣品(估計含水量2~5ml)，放入水分測定測定儀器的燒瓶中，加入所選溶劑,連接裝置加熱慢慢蒸餾,當水分全部蒸出后(接收管內的體積不再增加時)，從冷凝管頂端注入少許溶劑沖洗。讀取接受管水層的容積。結果計算

水分(%)=

式中：V-----接受管內水的體積,ml

W-----樣品的質量,g。

①樣品用量：一般谷類、豆類約20g，魚、肉、蛋、乳制品約5~10g，蔬菜、水果約5g。②有機溶劑：一般用甲苯，其沸點為110.7℃。對于在高溫易分解樣品則用苯作蒸餾溶劑(純苯沸點80.2℃，水苯沸點則為69.25℃)，但蒸餾的時間需延長。注意事項③加熱溫度不宜太高：溫度太高時冷凝管上端水汽難以全部回收。蒸餾時間一般為2~3hs，樣品不同蒸餾時間各異。④為了盡量避免接受管和冷凝管壁附著水滴，儀器必須洗滌干凈。4.1.6水分的測定

——卡爾?費休法卡爾·費休法簡稱費休法，是1935年卡爾·費休(KarlFischer)提出的測定水分的容量分析方法。費休法是測定物質水分的各類化學方法中，對水最為專一、最為準確的方法。雖屬經典方法但經過近年改進，提高了準確度，擴大了測量范圍，已被列為許多物質中水分測定的標準方法。特點準確專一應用廣泛快速I2+SO2+2H2OH2SO4+2HII2+SO2+2H2O+3C5H5N

2C5H5NHI+C5H5NSO3

氫碘酸吡啶硫酸吡啶最終，將I2、SO2、C5H5N、CH3OH配在一起即為費休試劑。原理費休法的滴定總反應式可寫為：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O2C5H5N?HI+C5H5N?HSO4CH3實際操作中各試劑用量摩爾比為I2：SO2：C5H5N=1：3：10指示劑法永停法滴定操作中可用兩種方法確定終點適用范圍①適用于含有1%或更多水分的樣品。如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等食品，結果的準確度優(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。②不僅可測樣品中的自由水，而且可測結合水。即此法測得結果更客觀地反映出樣品中總水分含量。。卡爾?費休法操作流程準確稱取0.3~0.5g樣品置于稱樣瓶中。在水分測定儀的反應器中加入50ml甲醇，接通儀器，先用卡爾?費休試劑滴定至微安表指針的偏轉程度與標定卡爾?費休試劑操作中的偏轉情況相當并保持1分鐘不變時。打開加料口迅速將稱好的試樣加入反應器中，用卡爾?費休試劑滴定至原設定的終點并保持1分鐘不變，記錄試劑的用量（ml）。結果計算式中：T—卡爾?費休試劑對水的滴定度，mg/ml；V—滴定所消耗的卡爾?費休試劑體積，ml；W—樣品質量，g。注意事項

①此法固體樣品細度以40目為宜，最好用粉碎機而不要研磨，防止水分損失。②樣品中含有氧化劑、還原劑、堿性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硼酸等，都會與KF試劑所含組分反應，干擾測定。如含有強還原性物料（如維生素C）會與KF試劑反應，使測定值偏高；羰基化合物與甲醇發(fā)生縮醛反應生成水，測定值偏高，而且這個反應也會使終點消失；不飽和脂肪酸與碘反應使水分測定值偏高。4.1.7水分活度的測定什么是水分活度?

水分活度的測定意義水分活度對食品的主要影響：物理、化學、微生物特性食物保質期、顏色、味道、維生素、成分、香味等的穩(wěn)定性霉菌的生成和微生物的生長特性都直接受物質的水分活度所影響。水分活度的測定方法Aw測定儀法擴散法溶劑萃取法檢測原理食品中的水分都是隨著環(huán)境條件的變化而變化的。當環(huán)境空氣的相對濕度低于食品的水分活度時，食品中的水分向空氣中蒸發(fā)，食品的質量減輕；反之，質量增加。不管是蒸發(fā)水分還是吸收水分，最終是食品和環(huán)境的水分達到平衡。據此，采用標準水分活度試劑，形成相應濕度的空氣環(huán)境，在康維微量擴散皿的密封和恒溫條件下，觀察食品試樣在某種空氣環(huán)境中因水分變化而引起的質量變化。通常使試樣分別