成本會(huì)計(jì)學(xué)第6章

食物中水分含量的測定是食品分析的重要項(xiàng)目之一，因?yàn)樗鞘称返闹匾M成部分?？刂剖称匪趾浚瑢τ诒３质称返母泄傩再|(zhì)、維持食品中其他組分的平衡關(guān)系、防止食品的腐敗變質(zhì)等，都起著重要的作用。第一節(jié)水分的測定（1）水分含量測定的意義食物中水分含量的測定是食品分析的重要項(xiàng)目之一，因?yàn)樗鞘常?）水分的存在狀態(tài)自由流動(dòng)水結(jié)合水(束縛水):（指結(jié)晶水和吸附水）：與食品中其它成分以氫鍵結(jié)合,較難分離游離水（自由水）：存在于動(dòng)植物的細(xì)胞外各種毛細(xì)管和腔體中的水.易分離滯化水(不可移動(dòng)水)毛細(xì)管水食品中的水分（2）水分的存在狀態(tài)自由流動(dòng)水結(jié)合水(束縛水):（指結(jié)晶（3）水分的測定方法

任何食品都可以看作是由水分和干物質(zhì)組成,因此用測定干物質(zhì)的方法也間接測定了水分,反之亦然.故食品中水分測定的方法很多，通?？煞譃橹苯臃ê烷g接法兩大類。直接法是利用水分本身的物理、化學(xué)性質(zhì)去掉樣品中的水分，再對其進(jìn)行定量分析的方法。準(zhǔn)確度較高。間接法是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)測定水分的方法。不需要除去樣品中的水分。（3）水分的測定方法任何食品都可以看作是由干燥法水分的測定紅外線干燥法直接干燥法：適用于谷物及其制品、水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品及鹵菜制品等減壓干燥法：適用于糖及糖果、味精等易分解食品蒸餾法：適用于含較多的揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香辛料等卡爾?費(fèi)休法其他測定水分方法直接法間接法干燥法水分的測定紅外線干燥法直接干燥法：適用于谷物及其制品、水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品及鹵菜制品等減壓干燥法：適用于糖及糖果、味精等易分解食品蒸餾法：適用于含較多的揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香辛料等卡爾?費(fèi)休法其他測定水分方法干燥法水分的測定紅外線干燥法直接干燥法：適用于谷物及其制品、（一）干燥法（二）蒸餾法（三）卡爾?費(fèi)休法一、食品中水分的測定（一）干燥法一、食品中水分的測定（一）干燥法將樣品在一定條件下加熱干燥，使其中水分蒸發(fā)，以樣品在蒸發(fā)前后減少的質(zhì)量來計(jì)算水分含量的測定方法。主要介紹直接干燥法、減壓干燥法的原理、適用范圍和操作方法。（一）干燥法1、常壓烘箱干燥法

(1)原理

基于食品中的水分受熱以后，產(chǎn)生的蒸汽壓高于空氣在電熱干燥箱重中的分壓，使食品中的水分蒸發(fā)出來，同時(shí)，由于不斷的加熱和排走水蒸汽，而達(dá)到完全干燥的目的。(2)適用范圍本法以樣品在蒸發(fā)前后的失重來計(jì)算水分含量，故適用于在95~105℃范圍不含其他揮發(fā)成分且對熱穩(wěn)定的各種食品。1、常壓烘箱干燥法

(1)原理

基于食①固態(tài)樣品固態(tài)樣品必須磨碎，全部經(jīng)過20~40目篩，混勻。在磨碎過程中，要防止樣品水分含量變化。一般水分在14%以下時(shí)稱為安全水分，即在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行粉碎過篩等處理，水分含量一般不會(huì)發(fā)生變化。但要求動(dòng)作迅速。制備好的樣品存于干燥潔凈的磨口瓶中備用。⑶各類樣品的制備、測定及結(jié)果計(jì)算樣品的制備方法常以食品種類及存在狀態(tài)的不同而異，一般情況下，食品以固態(tài)(如面包、餅干、乳粉等)、液態(tài)(如牛乳、果汁等)和濃稠態(tài)(如煉乳、糖漿、果醬等）存在?，F(xiàn)將樣品制備與測定方法等分述如下：①固態(tài)樣品⑶各類樣品的制備、測定及結(jié)果計(jì)算測定時(shí)，精確稱取上述樣品2.00~10.00g（視樣品性質(zhì)和水分含量而定），置于已干燥、冷卻并稱至恒重的有蓋稱量瓶中，移入95~105℃常壓烘箱中，開蓋2~4小時(shí)后取出，加蓋置干燥內(nèi)冷卻0.5小時(shí)后稱重。再烘1小時(shí)左右，又冷卻0.5小時(shí)后稱重。重復(fù)此操作，直至前后兩次質(zhì)量差不超過2mg即算恒重。測定結(jié)果按下式計(jì)算：水分（%）=式中

m1----------干燥前樣品與稱量瓶質(zhì)量，gm2---------干燥后樣品與稱量瓶質(zhì)量，gm3---------稱量瓶質(zhì)量，g測定時(shí)，精確稱取上述樣品2.00~10.00g（視樣品性質(zhì)②半固體或濃稠態(tài)樣品濃稠態(tài)樣品直接加熱干燥，其表面易結(jié)硬殼焦化，使內(nèi)部水分蒸發(fā)受阻，故在測定前，需加入精制海砂或無水硫酸鈉，以增大蒸發(fā)面積。但測定中，應(yīng)先準(zhǔn)確稱樣，再加入已知質(zhì)量的海砂或無水硫酸鈉，攪拌均勻后干燥至恒重。測定結(jié)果按下式水分（%）=m1-----干燥前樣品與稱量瓶質(zhì)量g；m2-------海砂（或無水硫酸鈉）質(zhì)量，g；m3-------干燥后樣品、海砂及稱量瓶的總質(zhì)量，g；m4-------稱量瓶質(zhì)量，g；②半固體或濃稠態(tài)樣品m1-----干燥前樣品與稱量瓶質(zhì)量③液態(tài)樣品

液態(tài)樣品直接置于高溫加熱，會(huì)因沸騰而造成樣品損失，故需經(jīng)低溫濃縮后，再進(jìn)行高溫干燥。測定時(shí)先準(zhǔn)確稱樣于已烘干至恒重的蒸發(fā)皿內(nèi)，置于熱水浴鍋上蒸發(fā)至近干，再移入干燥箱中干燥至恒重。結(jié)果計(jì)算公式同上述一步干燥法。由于液態(tài)樣品主要由水分和可溶性固形物所組成，因此也可采用比重法、折光法等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%③液態(tài)樣品①稱樣數(shù)量測定時(shí)稱樣數(shù)量一般控制在其干燥后的殘留物質(zhì)量在1.5~3g為宜。對于水分含量較低的固態(tài)、濃稠態(tài)食品，將稱樣數(shù)量控制在3~5g，而對于果汁、牛乳等液態(tài)食品，通常每份樣量控制在15~20g為宜。（4）操作條件選擇操作條件選擇主要包括:稱樣數(shù)量，稱量器皿規(guī)格，干燥設(shè)備及干燥條件等的選擇。①稱樣數(shù)量（4）操作條件選擇③干燥設(shè)備電熱烘箱有各種形式，一般使用強(qiáng)力循環(huán)通風(fēng)式，其風(fēng)量較大，烘干大量式樣時(shí)效率高，但質(zhì)輕的試樣有時(shí)會(huì)飛散。溫度計(jì)通常處于離隔板3cm的中心處，為保證測定溫度較恒定，并減少取出過程中因吸濕而產(chǎn)生的誤差，一批測定的稱量皿最好為8~12個(gè)，并排列在隔板的較中心部位。②稱量皿規(guī)格稱量皿分為玻璃稱量瓶和鋁質(zhì)稱量盒兩種。前者能耐酸堿，不受樣品性質(zhì)的限制，常用于干燥法。后者質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性強(qiáng)，但對酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法。稱量皿的規(guī)格，以樣品置于其中鋪開后厚度不超過器皿高的1/3為宜。③干燥設(shè)備②稱量皿規(guī)格④干燥條件溫度一般控制在95~105℃，對熱穩(wěn)定的谷物等，可提高到120~130℃范圍內(nèi)進(jìn)行干燥；對含還原糖較多的食品應(yīng)先用低溫（50~60℃）干燥0.5小時(shí)，然后在用100~105℃干燥。干燥時(shí)間的確定有兩種方法一種是干燥到恒重，另一種是規(guī)定一定的干燥時(shí)間。前者基本能保證水分蒸發(fā)完全；后者需根據(jù)測定對象的不同而規(guī)定不同的干燥時(shí)間。對準(zhǔn)確度要求不高的樣品，如各種飼料中水分含量的測定，可采用第二種方法進(jìn)行。一般是采用第一種方法。④干燥條件①水果、蔬菜樣品，應(yīng)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(yīng)迅速放入干燥器中進(jìn)行冷卻，否則，不易達(dá)到恒重。③干燥器內(nèi)一般用硅膠作干燥劑，硅膠吸濕后效能會(huì)減低，故當(dāng)硅較藍(lán)色減褪或變紅時(shí)，需及時(shí)換出，置135℃左右烘2~3小時(shí)使其再生后再用。硅膠若吸附油脂等后，去濕能力也會(huì)大大減低。④果糖含量較高的樣品，如水果制品、蜂蜜等，在高溫下（＞70℃）長時(shí)間加熱，其果糖會(huì)發(fā)生氧化分解作用而導(dǎo)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(zhì)及羰基化合物的樣品，長時(shí)間加熱則會(huì)發(fā)生羰氨反應(yīng)析出水分而導(dǎo)致誤差：對此類樣品宜用其他方法測定水分含量。（5）說明及注意事項(xiàng)①水果、蔬菜樣品，應(yīng)先洗去泥沙后，再用蒸餾水沖洗一次，然后用(1)原理利用在低壓下水的沸點(diǎn)降低的原理，將取樣后的稱量皿置于真空烘箱內(nèi)，在選定的真空度于加熱溫度下干燥到恒重。干燥后樣品所失去的質(zhì)量即為水分含量。(2)適用范圍適用于在較高溫度下易熱分解、變質(zhì)或不易除去結(jié)合水的食品，如糖漿、果糖、味精、麥乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量測定。2、減壓干燥法(1)原理(2)適用范圍2、減壓干燥法（3）儀器及裝置

真空烘箱(帶真空泵）、干燥瓶、安全瓶。在用減壓干燥法測水分含量時(shí)，為了除去烘干過程中樣品蒸發(fā)出來的水分以及烘箱恢復(fù)常壓時(shí)空氣中的水分，整套儀器設(shè)備除用一個(gè)真空烘箱（帶真空泵）外，還還需要設(shè)置一套安全、緩沖的設(shè)施，連接了幾個(gè)干燥瓶和一個(gè)安全瓶，設(shè)備流程如圖（3）儀器及裝置（4）操作方法準(zhǔn)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(nèi)，按圖所示流程連接好全套裝置后，打開真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需壓力40~53.3KP(300~400mmHg)，并同時(shí)加熱至所需溫度(60±5℃）。關(guān)閉真空泵上的活塞，停止抽氣，使烘箱內(nèi)保持一定的溫度和壓力，經(jīng)一定時(shí)間后，打開活塞使空氣經(jīng)干燥瓶緩緩進(jìn)入烘箱內(nèi)，待壓力恢復(fù)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(shí)后稱量。并重復(fù)以上操作至恒重。（5）結(jié)果計(jì)算同直接干燥法（4）操作方法（6）說明及注意事項(xiàng)①真空烘箱內(nèi)各部位溫度要求均勻一致，若干燥時(shí)間短時(shí)，更應(yīng)嚴(yán)格控制。②第一次使用的鋁質(zhì)稱量盒要反復(fù)烘干二次，每次置于調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度的烘箱內(nèi)烘1~2小時(shí)，然后移至干燥器內(nèi)冷卻45分鐘，稱重(精確到0.1mg)，求出恒重。第二次以后使用時(shí)，通常采用前一次的恒重值。試樣為谷粒時(shí)，如小心使用可重復(fù)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(huì)引起明顯的誤差，故在操作中應(yīng)力求被稱量物與天平的溫度相同后再稱重，一般冷卻時(shí)間在0.5~1小時(shí)內(nèi)。④減壓干燥時(shí)，自烘箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時(shí)起計(jì)算烘干時(shí)間，一般每次烘干時(shí)間為2小時(shí)，但有的樣品需5小時(shí)；恒重一般以減量不超過0.5mg時(shí)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)。（6）說明及注意事項(xiàng)

紅外線干燥法是一種快速測定水分的方法。在測定精度、速度、操作簡易、數(shù)字顯示等方面都表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。⑴測定原理以紅外線發(fā)熱管為熱源，通過紅外線的輻射熱和直射熱加熱試樣，高效、迅速地使水分蒸發(fā)，樣品干燥過程中，紅外線水分測定儀的顯示屏上直接顯示出水分變化過程，直至達(dá)到恒定值即為樣品水分含量。⑵儀器紅外線水分測定儀（MA-40數(shù)字顯示式紅外線水分測定儀）⑶操作將樣品置于樣品皿上攤平，儀器自動(dòng)校準(zhǔn)內(nèi)置砝碼，選擇干燥溫度，開始干燥。MA-40紅外線水分測定儀允許的測定溫度范圍是40~160℃，樣品量的允許范圍是0~40g，測定的精度為0.1mg。

3、紅外線干燥法紅外線干燥法是一種快速測定水分的方法。在測定（1）原理基于兩種互不相溶的液體二元體系的沸點(diǎn)低于各組分的沸點(diǎn)這一事實(shí)，將食品中的水分與甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出，冷凝并收集溜液，由于相對密度不同，溜出液在接收管中分層，根據(jù)餾出液中水的體積，即可計(jì)算出樣品中水分含量。（2）特點(diǎn)及適用范圍此法采用了高效的換熱方式，水分可迅速移出。此外，測定過程在密閉容器中進(jìn)行，加熱溫度比直接干燥法低，故對易氧化、分解、熱敏性以及含有大量揮發(fā)性組分的樣品的測定準(zhǔn)確度明顯優(yōu)于干燥法。該法設(shè)備簡單，操作方便，廣泛用于谷類、果蔬、油類香料等多種樣品的水分測定，特別對于香料，此法是唯一公認(rèn)的水分含量的標(biāo)準(zhǔn)分析法。（二）蒸餾法（1）原理（二）蒸餾法（3）儀器及試劑

蒸餾式水分測定儀如圖所示。

甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水飽和后，分去水層，進(jìn)行蒸餾，收集餾出液備用。（3）儀器及試劑

蒸餾式水分測定儀如圖所示。

甲苯或二甲苯：（4）操作方法

準(zhǔn)確稱取適量樣品(估計(jì)含水量2~5ml)，放入水分測定儀器的燒瓶中，加入新蒸餾的甲苯(或二甲苯)50~75ml使樣品浸沒，連接冷凝管及接收管，從冷凝管頂端注入甲苯(或二甲苯)，使之充滿水分接收刻度管。慢慢加熱蒸餾，使每秒鐘約蒸餾出2滴餾出液，待大部分水分蒸餾出后，加速蒸餾使每秒約蒸出4滴餾出液，當(dāng)水分全部蒸出后(接收管內(nèi)的體積不再增加時(shí))，從冷凝管頂端注入少許甲苯(或二甲苯)沖洗。如發(fā)現(xiàn)冷凝管壁或接受管上部附有水滴，可用附用小橡皮頭的銅絲擦下，再蒸餾片刻直至接受管上部及冷凝管壁無水滴附著為止。讀取接收管水層的容積。（4）操作方法（5）結(jié)果計(jì)算

X=式中X-----水分含量，mL/100g

V-----接受管內(nèi)水的體積，mL

W-----樣品的質(zhì)量，g（5）結(jié)果計(jì)算

X=（6）說明及注意事項(xiàng)①樣品用量一般谷類、豆類約20g，魚、肉、蛋、乳制品約5~10克，蔬菜、水果約5g。②有機(jī)溶劑一般用甲苯，其沸點(diǎn)微110.7℃。對于在高溫易分解樣品則用苯作蒸餾溶劑(純苯沸點(diǎn)80.2℃，水苯沸點(diǎn)則為69.25℃)，但蒸餾的時(shí)間需延長。③加熱溫度不宜太高，溫度太高時(shí)冷凝管上端水汽難以全部回收。蒸餾時(shí)間一般為2~3小時(shí)，樣品不同蒸餾時(shí)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。（6）說明及注意事項(xiàng)

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。（三）卡爾?費(fèi)休法卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）法，（1）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，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，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施后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。（2）主要儀器容量法卡氏水分測定儀，可用于測定水分含量在0.5mg以上的樣品。庫侖法卡氏水分測定儀，可用于測定水分含量在10μg以上的樣品。如：KF—1型水分測定儀或SDY—84型水分滴定儀。（1）適用范圍（3）原理費(fèi)休法的基本原理是利用I2

氧化SO2

時(shí)，需要有定量的水參加反應(yīng)：

SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI

此反應(yīng)具可逆性，當(dāng)硫酸濃度達(dá)0.05%以上時(shí)，即能發(fā)生逆反應(yīng)。需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過程中生成的酸，使反應(yīng)順利地向右進(jìn)行。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，采用吡啶（C5H5N）作溶劑可滿足此要求，此時(shí)反應(yīng)進(jìn)行如下：

C5H5N?I2+C5H5N?SO2+C5H5N+H2O

碘吡啶亞硫酸吡啶

2C5H5NHI+C5H5NSO2

O氫碘酸吡啶硫酸吡啶（3）原理2C5H5NHI+C5H5NSO2O氫碘酸生成的硫酸吡啶很不穩(wěn)定，能與水發(fā)生副發(fā)應(yīng)，消耗一部分水而干擾測定：若有甲醇存在，則硫酸吡啶可生成穩(wěn)定的甲基硫酸氫吡啶；C5H5NSO2

O+H2OC5H5NHSO4HC5H5NSO2

O+CH3OHC5H5NHSO4

?CH3于是促使測定水的滴定反應(yīng)得以定量完成。生成的硫酸吡啶很不穩(wěn)定，能與水發(fā)生副發(fā)應(yīng)，消耗一部分水而干擾

由此可見，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）+H2O2C5H5N?HI+C5H5N?HSO4CH3

從上式可以看到1mol水需要與1mol碘、1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇反應(yīng)而產(chǎn)生2mol氫碘酸吡啶和1mol甲基硫酸氫吡啶（實(shí)際操作中各試劑用量摩爾比為I2:SO2:C5H5N=1:3:10）。卡爾·費(fèi)歇爾試劑的有效濃度取決于碘的濃度。新鮮配制的試劑，由于各種不穩(wěn)定因素，其有效濃度會(huì)不斷降低。因此，新鮮配制的卡爾·費(fèi)歇爾試劑，混合后，需放置一定的時(shí)間后才能使用，而且每次使用前均應(yīng)標(biāo)定。由此可見，滴定操作所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液是含有I2、

一種是用試劑本身所含的碘作為指示劑當(dāng)用費(fèi)休試劑滴定樣品達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，再過量1滴費(fèi)休試劑中的游離碘即會(huì)使體系呈現(xiàn)淺黃甚至棕黃色，據(jù)此即作為終點(diǎn)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(diǎn)誤差不大；另一方法為雙指示電極安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是將兩枚相似的微鉑電極插在被滴樣品溶液中，給兩電極間施加10~25mV電壓，在開始滴定直至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前，因體系中無游離碘，電極間的極化作用使外電路中無電流通過（即微安表指針始終不動(dòng)），而當(dāng)過量1滴費(fèi)休試劑滴入體系后，由于游離碘而使體系變?yōu)槿O化，則溶液開始導(dǎo)電，微安表指針偏轉(zhuǎn)至一定刻度并穩(wěn)定不變，即為終點(diǎn)。此法更適宜于測定深色樣品及微量、痕量水分時(shí)采用。滴定操作中可用兩種方法確定終點(diǎn)一種是用試劑本身所含的碘作為指示劑二、食品中水分活度值（Aw）的測定

食品中水分具有不同的存在狀態(tài)，而各種水分的測定方法只能定量地測定食品中水的總含量。水分活度反映了食品中水分存在的狀態(tài)。Aw可根據(jù)拉烏爾定律用蒸氣壓的關(guān)系來表示：

----食品中水蒸氣壓；

----同溫下純水的蒸氣壓

RH----平衡相對濕度

二、食品中水分活度值（Aw）的測定食品中水分水分含量：指食品中水的總含量，即一定食品中含水的百分?jǐn)?shù)。水分活度：指食品中水分存在的狀態(tài)，即水分與食品的結(jié)合程度或游離程度。結(jié)合程度越高，水分活度值越低；結(jié)合程度越低，水分活度值越高。相對濕度：指食物周圍的空氣狀態(tài)。即水分活度等于在同一溫度下，純水蒸氣壓與食品中水分所產(chǎn)生的蒸氣壓之間的比率。在一定溫度下食品與周圍環(huán)境處于水分平衡狀態(tài)時(shí)，食品的水分活度值在數(shù)值上等于用百分率表示的相對濕度，其數(shù)值在0~1之間。水分含量：指食品中水的總含量，即一定食品中含水的百分?jǐn)?shù)。即水水分活度值測定的意義：水分活度值對食品的色、香、味、組織結(jié)構(gòu)以及食品的穩(wěn)定性都有著重要影響，各種微生物的生命活動(dòng)及各種化學(xué)、生物化學(xué)變化都有要求一定的Aw值，故Aw值對食品保藏具有重要的意義。同樣，含有水分的食物由于其水活度值不同，故其貯藏的穩(wěn)定性也不同。利用水分活度原理，控制水分活度，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長食品保藏期。故食品中水分活度值的測定已逐漸成為食品檢驗(yàn)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。水分活度值測定的意義：水分活度值測定的方法：擴(kuò)散法、水分活度測定儀法等。1、擴(kuò)散法⑴原理樣品在康威微量擴(kuò)散皿的密封和恒溫條件下，分別在Aw值較高和較低的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中進(jìn)行擴(kuò)散平衡，根據(jù)樣品質(zhì)量的增加（在較高Aw值標(biāo)準(zhǔn)溶液中平衡）和減少（在較低Aw值標(biāo)準(zhǔn)溶液中平衡）求出樣品的Aw值。⑵儀器①康威微量擴(kuò)散皿。②小鋁皿或玻璃皿，放樣品用，直徑25~28mm，深度7mm的圓形小皿。③分析天平，感量1mg。⑶試劑標(biāo)準(zhǔn)水分活度試劑如表所示。⑷樣品處理水分活度值測定的方法：擴(kuò)散法、水分活度測定儀法等。⑸測定方法①在預(yù)先恒重的鋁皿或玻璃皿中，準(zhǔn)確稱取約2.00g均勻樣品2~4份，迅速放入康威皿內(nèi)室中。外室放入飽和標(biāo)準(zhǔn)試劑5mL，或標(biāo)準(zhǔn)的上述各式鹽5.0g，加入少許蒸餾水潤濕。常選擇2~4種標(biāo)準(zhǔn)試劑，其中1~2份的Aw值大于或小于試樣Aw值。②擴(kuò)散皿磨中邊緣均勻涂有一層凡士林，樣品放入后，蓋上玻璃蓋，在完全封閉的狀態(tài)下，移至（25±0.5)℃的恒溫箱中，放置（2±0.5)h。③取出鋁皿或玻璃皿，用分析天平迅速稱量，分別計(jì)算各樣品質(zhì)量的增減。④以各種標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液在25℃時(shí)的Aw為橫坐標(biāo)，樣品質(zhì)量增減為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作圖，將各點(diǎn)連接成一條直線，此線與橫軸的交點(diǎn)即為該樣品的水分活度值。⑸測定方法⑤每個(gè)樣品測定時(shí)應(yīng)做平行試驗(yàn)。其Aw測定值的平行誤差不得超過0.02。2、Aw測定儀法利用Aw測定儀直接測定樣品的水蒸氣分壓。這種測定方比較準(zhǔn)確，但需專門的儀器及一定的實(shí)驗(yàn)條件。在一定溫度下，用標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液校正Aw測定儀的Aw值，在同一條件下測定樣品的Aw值。將樣品置于儀器的測試盒內(nèi)，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，盒內(nèi)的樣品的水蒸氣分壓通過傳感器在儀器的表頭上指示出Aw的讀數(shù)。⑤每個(gè)樣品測定時(shí)應(yīng)做平行試驗(yàn)。其Aw測定值的平行誤差不得超過第二節(jié)灰分的測定本節(jié)的知識點(diǎn)：灰分的概念、灰分測定內(nèi)容、總灰分測定原理、灰化方法、總灰分測定方法及測定條件的選擇、高溫爐結(jié)構(gòu)、瓷坩堝的性能。能力點(diǎn)：掌握高溫爐的使用方法；掌握坩堝處理、樣品炭化、灰化等基本操作方法；進(jìn)一步熟悉天平的稱量操作。第二節(jié)灰分的測定本節(jié)的知識點(diǎn)：食品的組成十分復(fù)雜，除含有大量有機(jī)物質(zhì)外，還含有較豐富的無機(jī)成分。當(dāng)這些組分經(jīng)高溫灼燒時(shí)，將發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，最后有機(jī)成分經(jīng)燃燒、分解而揮發(fā)逸散，而無機(jī)成分（主要是無機(jī)鹽和氧化物）則殘留下來。食品經(jīng)灼燒后的殘留物稱為灰分?；曳质菢?biāo)示食品中無機(jī)成分總量的一項(xiàng)指標(biāo)?；曳譁y定的內(nèi)容(1)總灰分(2)水溶性灰分(3)水不溶性灰分按溶解性分類(4)酸不溶性灰分其中水溶性灰分反映的是可溶性的鉀、鈉、鈣、鎂等的氧化物和鹽類的含量。水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和鐵、鋁等氧化物及堿土金屬的堿式磷酸鹽的含量。酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原來存在的微量氧化硅的含量。食品的組成十分復(fù)雜，除含有大量有機(jī)物質(zhì)外，還含有較豐富的無機(jī)測定灰分的意義(1)評判食品的加工精度和食品品質(zhì)時(shí),總灰分是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。①面粉的加工精度在面粉加工中，常以總灰分含量評定面粉等級，富強(qiáng)粉為0.3~0.5%；標(biāo)準(zhǔn)粉為0.6~0.9%；②無機(jī)鹽是六大營養(yǎng)要素之一，要正確評價(jià)某食品的營養(yǎng)價(jià)值，其無機(jī)鹽含量是一個(gè)評價(jià)指標(biāo)。例如，黃豆是營養(yǎng)價(jià)值較高的食物，它的灰分含量高達(dá)5.0%。測定灰分的意義③生產(chǎn)果膠、明膠之類的膠質(zhì)品時(shí)，灰分是這些制品的膠凍性能的標(biāo)志。果膠分為HM和LM兩種，HM只要有糖、酸存在即能形成凝膠，而LM除糖、酸以外，還需要有金屬離子，如：Ca2+、Al3+。④水溶性灰分和酸不溶性灰分可作為食品生產(chǎn)的一項(xiàng)控制指標(biāo)。水溶性灰分指示果醬、果凍制品中的果汁含量。酸不溶性灰分中的大部分，是一些來自原料本身中的，或在加工過程中來自環(huán)境污染混入產(chǎn)品中的泥沙等機(jī)械污染物。③生產(chǎn)果膠、明膠之類的膠質(zhì)品時(shí)，灰分是這些制品的膠凍性能的(2)判斷食品受污染的程度不同的食品，因所用原料、加工方法及測定條件的不同，各種灰分的組成和含量也不相同，當(dāng)這些條件確定后，某種食品的灰分常在一定范圍內(nèi)。如果灰分含量超過了正常范圍，說明食品生產(chǎn)中使用了不合乎衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的原料或食品添加劑，或食品在加工、貯運(yùn)過程中受到了污染。因此，測定灰分可以判斷食品受污染的程度。因此，灰分是某些食品的重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，是食品成分分析的項(xiàng)目之一。(2)判斷食品受污染的程度（1）原理把一定量的樣品經(jīng)炭化后放入高溫爐內(nèi)灼燒，使有機(jī)物質(zhì)被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而無機(jī)物質(zhì)以硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氯化物等無機(jī)鹽和金屬氧化物的形式殘留下來，這些殘留物即為灰分，稱量殘留物的重量即可計(jì)算出樣品中總灰分的含量。一、總灰分的測定（1）原理一、總灰分的測定（2）儀器①高溫爐

②坩堝③坩堝鉗④干燥器⑤分析天平（3）試劑①1：4鹽酸溶液②0.5%三氯化鐵溶液和等量藍(lán)墨水的混合液③6mol/L硝酸④36%過氧化氫⑤辛醇或純植物油（2）儀器（4）測定條件的選擇①灰化容器測定灰分通常以坩堝作為灰化容器，個(gè)別情況下也可使用蒸發(fā)皿。坩堝分素?zé)邵釄濉K坩堝、石英坩堝等多種?；一萜鞯拇笮∫鶕?jù)試樣的形狀來選用，需要前處理的液態(tài)樣品、加熱易膨脹的樣品及灰分含量低、取樣量較大的樣品，需選用稍大些的坩堝；或選用蒸發(fā)皿，但灰化容器過大會(huì)使稱量誤差增大。（4）測定條件的選擇②取樣量測定灰分時(shí)，取樣量的多少應(yīng)根據(jù)試樣的種類、性狀及灰分含量的高低來決定。食品的灰分與其他成分相比，含量較少，例如：谷物及豆類為1~4%，蔬菜為0.5~2%，水果為0.5~1%，鮮魚、貝為1~5%，乳粉5%~5.7%，而精糖只有0.01%。所以取樣時(shí)應(yīng)考慮稱量誤差，以灼燒后得到的灰分量為10~100mg來決定取樣量。通常奶粉、麥乳精、大豆粉、調(diào)味料、魚類及海產(chǎn)品等取1~2g；谷物及其制品、肉及其制品、糕點(diǎn)、牛乳等取3~5g；蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取5~10g；水果及其制品取20g；油脂取50g。②取樣量③灰化溫度灰化溫度的高低對灰分測定結(jié)果影響很大，由于各種食品中無機(jī)成分的組成、性質(zhì)及含量各不相同，灰分溫度也應(yīng)有所不同，一般為500~550℃?；一瘻囟冗^高，將引起鉀、鈉、氯等元素的揮發(fā)損失，而且磷酸鹽、硅酸鹽類也會(huì)熔融，將碳粒包藏起來，使碳粒無法氧化；灰化溫度過低，則灰化速度慢、時(shí)間長，不易灰化完全，也不利于除去過剩的堿（堿性食品）所吸收的二氧化碳。因此，必須根據(jù)食品的種類和測定精度的要求，兼顧各方面因素，選擇合適的灰化溫度，在保證灰化完全的前提下，盡可能減少無機(jī)成分的揮發(fā)損失和縮短灰化時(shí)間。此外，加熱的速度也不可太快，以防急劇干燥時(shí)灼熱物的局部產(chǎn)生大量氣體而使微粒飛失——爆燃。③灰化溫度④灰化時(shí)間一般以灼燒至灰分呈白色或淺灰色，無碳粒存在并達(dá)到恒重為止?；一吝_(dá)到恒重的時(shí)間因試樣不同而異，一般需2~5小時(shí)。應(yīng)該指出，對有些樣品，即使灰化完全，殘灰也不一定呈白色或淺灰色，如：鐵含量高的食品，殘灰呈褐色；錳、銅含量高的食品，殘灰呈藍(lán)綠色。有時(shí)即使灰的表面呈白色，內(nèi)部仍殘留有碳粒。所以應(yīng)根據(jù)樣品的組成、性狀注意觀察殘灰的顏色，正確判斷灰化程度。④灰化時(shí)間⑤加速灰化的方法有些樣品，例如含磷較多的谷物及其制品，磷酸過剩于陽離子，隨灰化的進(jìn)行，磷酸將以磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉等形式存在，在比較低的溫度下會(huì)熔融而包住碳粒，難以完全灰化，即使灰化相當(dāng)長時(shí)間也達(dá)不到恒重。對這類難灰化的樣品，可采用特殊方法來加速灰化。⑤加速灰化的方法閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（5）測定方法瓷坩堝的準(zhǔn)備樣品預(yù)處理炭化灰化①瓷坩堝的準(zhǔn)備將坩堝用鹽酸（1：4）煮1~2小時(shí)，洗凈晾干后，用三氯化鐵與藍(lán)墨水的等體積混合液在坩堝外壁及蓋上寫上編號，置于規(guī)定溫度（500~5500C）的高溫爐中灼燒0.5小時(shí)，移至爐口冷卻到2000C以下后，再移入干燥器中，冷卻至室溫后，準(zhǔn)確稱重，再放入高溫爐內(nèi)灼燒30分鐘，取出冷卻稱重，直至恒重（兩次稱量之差不超過0.5mg）。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（5）測定方法閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系②樣品預(yù)處理果汁、牛乳等液體試樣：準(zhǔn)確稱取適量試樣于已知重量的瓷坩堝（或蒸發(fā)皿）中，置于水浴上蒸發(fā)至近干，再進(jìn)行炭化。這類樣品若直接炭化，液體沸騰，易造成濺失。果蔬、動(dòng)物組織等含水分較多的樣品：先制備成均勻的試樣，再準(zhǔn)確稱取適量試樣于已知重量的坩堝中，置烘箱中干燥，再進(jìn)行炭化。也可取測定水分含量后的干燥試樣直接進(jìn)行炭化。谷物、豆類等水分含量較少的固體試樣：先粉碎成均勻的試樣，取適量試樣于已知重量的坩堝中再進(jìn)行炭化。富含脂肪的樣品：先制備成均勻試樣，準(zhǔn)確稱取一定量試樣，經(jīng)提取脂肪后，再將殘留物移入已知重量的坩堝中，進(jìn)行炭化。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系②樣品預(yù)處理閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系③炭化為什么要炭化試樣經(jīng)上述預(yù)處理后，在放入高溫爐灼燒前要先進(jìn)行炭化處理。（1）防止在灼燒時(shí)，因溫度高試樣中的水分急劇蒸發(fā)使試樣飛揚(yáng)；（2）防止糖、蛋白質(zhì)、淀粉等易發(fā)泡膨脹的物質(zhì)在高溫下發(fā)泡膨脹而溢出坩堝；（3）不經(jīng)炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。炭化操作一般在電爐或煤氣燈上進(jìn)行，把坩堝置于電爐或煤氣燈上，半蓋坩堝蓋，小心加熱使試樣在通氣情況下逐漸炭化，直至無黑煙產(chǎn)生。對特別容易膨脹的試樣（如含糖多的食品），可先于試樣上加數(shù)滴辛醇或純植物油，再進(jìn)行炭化。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系③炭化閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系④灰化炭化后，把坩堝移入已達(dá)規(guī)定溫度（500~550℃）的高溫爐爐口處，稍停留片刻，再慢慢移入爐膛內(nèi)，坩堝蓋斜倚在坩堝口，關(guān)閉爐門，灼燒一定時(shí)間（視樣品種類、性狀而異）至灰中無碳粒存在。打開爐門，將坩堝移至爐口處冷卻至200℃左右，移入干燥器中冷卻至室溫，準(zhǔn)確稱重，再灼燒、冷卻、稱重，直至達(dá)到恒重。閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系④灰化閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（6）結(jié)果計(jì)算式中：m1——空坩堝質(zhì)量，g；

m2——樣品加空坩堝質(zhì)量，g；

m3——?dú)埢壹涌折釄遒|(zhì)量，g?；曳郑?）=m3—m1m2—m1×100閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（6）結(jié)果計(jì)算灰分（%閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（1）水溶性灰分的測定在測定總灰分所得殘留物中加入25ml無離子水，蓋上表面皿加熱至近沸，用無灰濾紙過濾，用25ml熱的無離子水分多次洗滌坩堝，將殘?jiān)B同濾紙移回原坩堝中，在水浴上蒸發(fā)至干涸，放入干燥箱中干燥，再進(jìn)行灼燒、冷卻、稱重、直至恒重。殘灰即為水不溶性灰分?？偦曳峙c不溶性灰分之差即為水溶性灰分。按下式計(jì)算水溶性灰分和水不溶性灰分含量。

X----水不溶性灰分含量，g/100gm4----水不溶性灰分和坩堝的質(zhì)量，g

其它符號意義同總灰分的計(jì)算。水溶性灰分（%）=總灰分凈重（克）—水不溶灰分凈重（克）樣品重量（克）×100二、水溶性灰分和水不溶性灰分的測定閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系（1）水溶性灰分的測定水溶閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系

取水不溶性灰分，或測定總灰分所得的殘留物，加入25毫升10%鹽酸（比重1.050），放在小火上輕微煮沸5分鐘，用無灰濾紙過濾后，再用熱水洗滌到洗液無氯離子反應(yīng)為止。將殘留物連同濾紙置坩堝中進(jìn)行干燥、灼燒、放冷并稱重。按下式計(jì)算：

X----酸不溶性灰分含量，g/100g;m5----酸不溶性灰分和坩堝的質(zhì)量，g

其它符號意義同總灰分的計(jì)算。

或

酸不溶性灰分（%）=殘留物重量（克）樣品重量（克）×100三、酸不溶性灰分的測定閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系取水不溶性閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系

高溫爐（又名馬福爐）：用于金屬熔融、有機(jī)物灰