食品水分的測(cè)定

PAGEPAGE18河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院課時(shí)授課方案(兩個(gè)學(xué)時(shí)為一個(gè)授課單元)授課日期授課班次課時(shí)教學(xué)課題（章節(jié)）：第七章食品水分的測(cè)定教學(xué)目的要求：基本知識(shí)點(diǎn)1、食品中水分存在的形式以及水分測(cè)定的各種方法；2、掌握測(cè)定水分時(shí)產(chǎn)生誤差的原因3、分析天平的正確使用方法。重點(diǎn)1、掌握各種水分測(cè)定方法的原理、適用范圍及注意事項(xiàng)。2、分析天平、常壓干燥箱、真空干燥箱的正確使用方法難點(diǎn)1、水分測(cè)定的誤差分析，樣品處理和樣品的性質(zhì)。課時(shí)教學(xué)方案：復(fù)習(xí)與提問(wèn)：1、分析天平的基本結(jié)構(gòu)和正確操作方法？2、烘箱和干燥器的正確使用方法。3、食品的基本要求?！疽胄抡n】日常生活中，逢傳統(tǒng)節(jié)日我們?nèi)タ赐L(zhǎng)輩會(huì)帶什么禮物？當(dāng)我們?nèi)タ赐∪藭r(shí)會(huì)帶什么禮物？當(dāng)我們?nèi)タ赐笥褧r(shí)會(huì)帶什么禮物？食品應(yīng)當(dāng)無(wú)毒、無(wú)害，符合應(yīng)當(dāng)有的營(yíng)養(yǎng)要求，具有相應(yīng)的色、香、味等感官性狀。人們攝取食品的主要目的就是獲取相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)成分，維持人體正常的新陳代謝和生命活動(dòng)。營(yíng)養(yǎng)是指人攝取食物后，在體內(nèi)消化和吸收、利用其中的營(yíng)養(yǎng)素以維持生長(zhǎng)發(fā)育、組織更新和處于健康狀態(tài)的總過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)成份是食物中對(duì)人的生命和健康很重要的那部分。營(yíng)養(yǎng)成份之所以重要有三個(gè)原因：第一，一些營(yíng)養(yǎng)成份提供熱料和能量。第二，一些營(yíng)養(yǎng)成份建造和修補(bǔ)人體組織。第三，一些營(yíng)養(yǎng)成份有助于控制人體的許多變化過(guò)程，如礦物質(zhì)的吸收、血塊凝結(jié)過(guò)程等。所以營(yíng)養(yǎng)成分的高低是衡量食品的重要指標(biāo)。營(yíng)養(yǎng)素是指具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)，科學(xué)家們認(rèn)為共有40至50種營(yíng)養(yǎng)成份。包括：水、碳水化合物、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)。§7-1概述一、水分測(cè)定的意義1、水是食品的天然成分，影響食品的狀態(tài)、感官性狀、對(duì)腐敗的敏感性等。新鮮面包的水分含量若低于28%～30%，其外觀形態(tài)干癟，失去光澤；水果硬糖的水分含量一般控制在3.0%以下，過(guò)少則會(huì)出現(xiàn)返砂甚至返潮現(xiàn)象；奶粉水分含量控制在2.5%～3.0%以?xún)?nèi)，可抑制微生物生長(zhǎng)繁殖，延長(zhǎng)保存期。2、水分含量是許多食品的法定標(biāo)準(zhǔn)（GB5009.3食品中水分的測(cè)定方法）食品名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)水分（%）餅干GB7100≤6.5%麥乳精GB7101≤2.5%方便面GB17400油炸面：≤8.0%非油炸面：≤12.0%熟肉制品GB2726肉干、肉松、其它熟肉干制品：≤20.0%肉脯、肉糜脯：≤16.0%油酥肉松、肉粉松：≤4.0%干果GB16325桂園、荔枝：≤25%柿餅：≤35%葡萄干：≤20%企業(yè)：水分是影響食品質(zhì)量的重要因素，控制水分是保障食品不變質(zhì)的手段之一。監(jiān)控：測(cè)定水分含量（注水肉），揭露摻假行為。水分含量的測(cè)定是食品分析的重要項(xiàng)目之一，貫穿于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、市場(chǎng)監(jiān)督等過(guò)程。二、食品中水分存在形式根據(jù)水在食品中所處的狀態(tài)不同以及與非水組分結(jié)合強(qiáng)弱的不同，可把食品中的水分為三類(lèi)：自由水—是靠分子間力形成的吸附水。保持水本身的物理特性，溶液狀態(tài)，能作為膠體的分散劑和鹽的溶劑，易蒸發(fā)，能結(jié)冰。親和水—是強(qiáng)極性基團(tuán)單分子外的幾個(gè)水分子層所包含的水，以及與非水組分中弱極性基團(tuán)以氫鍵結(jié)合的水。結(jié)合水—以配價(jià)鍵結(jié)合，其結(jié)合力大，很難用蒸發(fā)的方法分離出去，在食品內(nèi)部不能作為溶劑。三、食品中水分多少的表示方法總水分：即105°C干燥減重法測(cè)出的量，也就是食品在105°水分活性：即可以自由蒸散的水分，這種水分的多少叫水分活性，以Aw表示，Aw在食品防腐保藏、脫水復(fù)水上都有重要意義。食品中的固形物:指食品內(nèi)將水分排除后的全部殘留物，包括蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、無(wú)氮抽出物、灰分等。固形物(%)=100%－水份（%）四、食品水分測(cè)定方法直接法：是利用水分本身的物理、化學(xué)性質(zhì)來(lái)測(cè)定水分的方法。干燥法直接法蒸餾法卡爾·費(fèi)休法特點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，應(yīng)用范圍較廣；但費(fèi)時(shí)，人工操作。間接法：是利用食品的相對(duì)密度、折射率、介電常數(shù)等物理性質(zhì)測(cè)定水分的方法。間接法主要有比重法、電導(dǎo)率法、折射率法。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度低，快速，自動(dòng)連續(xù)§7-2直接干燥法測(cè)定水分在一定的溫度和壓力條件下，將樣品加熱干燥，蒸發(fā)以排除其中水分并根據(jù)樣品前后失重來(lái)計(jì)算水分含量的方法，稱(chēng)為干燥法。常壓干燥法（常壓烘箱干燥法）干燥法減壓干燥法（真空烘箱干燥法）采用干燥法測(cè)定水分的前提條件：（1）水分是樣品中唯一的揮發(fā)物質(zhì)；（2）通過(guò)干燥可以較徹底地去除樣品中的水分；（3）在加熱過(guò)程中，樣品中的其它組分可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但其引起的重量變化可以忽略不計(jì)。1、水分測(cè)定操作過(guò)程樣品接受→預(yù)處理（樣品、稱(chēng)量瓶）→準(zhǔn)確稱(chēng)取適量樣品于恒重稱(chēng)量瓶中在規(guī)定條件下干燥→冷卻→稱(chēng)量→干燥→冷卻→稱(chēng)量→………恒重→實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理2、主要操作條件和要點(diǎn)□預(yù)處理(樣品、稱(chēng)量瓶、海砂）□樣品重量和稱(chēng)量瓶規(guī)格□干燥設(shè)備□干燥條件□干燥劑（1）預(yù)處理①原則：在采集、處理和保存過(guò)程中，須防止組分發(fā)生變化和水分散失。②樣品預(yù)處理樣品性質(zhì)預(yù)處理方法固體切細(xì)或磨碎。谷類(lèi)約18目，其他食品30～40目半固體或液體準(zhǔn)備好潔凈、恒重、內(nèi)含適量海沙和一根小玻棒的蒸發(fā)皿；精密稱(chēng)量適量樣品于蒸發(fā)皿中，用不玻棒攪勻后置于沸水浴上，邊攪拌邊蒸發(fā)，蒸干后擦去皿底水滴，再置于干燥箱內(nèi)。1、糖漿、甜煉乳等濃稠液體，一般要加水稀釋?zhuān)瑢⒐绦挝锖靠刂圃?0～30%；2、面包類(lèi)水分含量大于16%的谷類(lèi)食品，可采用二步干燥法。③稱(chēng)量瓶的預(yù)處理用烘箱進(jìn)行干燥處理，在100℃的烘箱進(jìn)行重復(fù)干燥，以使其達(dá)到恒重（兩次稱(chēng)量質(zhì)量差不超過(guò)2mg稱(chēng)量瓶放入烘箱內(nèi)，蓋子應(yīng)該打開(kāi)，斜放在旁邊，取出時(shí)先蓋好蓋子，用紙條取，放入干燥器內(nèi)，冷卻后稱(chēng)重。干燥之后的稱(chēng)量皿應(yīng)存放在干燥器中。④海砂的預(yù)處理用水洗去泥土的海砂或河沙，先用6mol/L鹽酸煮沸半小時(shí)，用水洗到中性，再用6mol/L氫氧化鈉溶液煮沸半小時(shí)，用水洗到中性，經(jīng)105℃（2）樣品重量和稱(chēng)量瓶規(guī)格①樣品重量：一般控制干燥殘留物在1.5～3g樣品稱(chēng)樣量（g）固態(tài)、濃稠態(tài)食品3～5果汁、牛乳等液態(tài)食品15～20②稱(chēng)量瓶及其規(guī)格稱(chēng)量瓶玻璃耐酸堿，不受樣品性質(zhì)的限制，常用于常壓干燥法。鋁質(zhì)質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性強(qiáng)，但對(duì)酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法。規(guī)格玻璃底部直徑：4～5cm，6.5～9.0cm鋁質(zhì)直徑5cm，高度至少2cm直徑加大，高度至少3cm選擇稱(chēng)量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。（3）干燥設(shè)備真空烘箱烘箱對(duì)流式：溫差最大普通電熱烘箱強(qiáng)力循環(huán)通風(fēng)式：溫差最小特定溫度和時(shí)間條件下，應(yīng)考慮不同類(lèi)型的烘箱而引起的溫差變化。（4）干燥條件根據(jù)樣品的性質(zhì)以及分析目的選擇干燥的溫度、壓力和干燥時(shí)間。干燥溫度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度要求不高的。壓力常壓、減壓干燥時(shí)間a.干燥到恒重b.規(guī)定一定的干燥時(shí)間①干燥溫度一般是95～105℃；對(duì)含還原糖較多的食品應(yīng)先（50～60℃）干燥然后再105℃對(duì)熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。對(duì)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(yīng)用前一次的數(shù)據(jù)計(jì)算。②干燥時(shí)間a.恒重——最后兩次重量之差＜2mg。基本保證水分蒸發(fā)完全。b.規(guī)定時(shí)間——根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。③在干燥過(guò)程中，一些食品原料可能易形成硬皮或塊狀，結(jié)果成不穩(wěn)定或錯(cuò)誤。避免手段：使用清潔干燥的海砂和樣品一起攪拌均勻，再將樣品加熱干燥直至恒重。作用：防止表面硬皮的形成；可以使樣品分散，減少樣品水分蒸發(fā)的障礙。用量：依樣品量而定，一般每3g樣品加20～30g海砂就能使其充分分散。其他：硅藻土、無(wú)水硫酸鈉（5）干燥器中的干燥劑干燥器中一般采用硅膠作為干燥劑，當(dāng)其顏色由藍(lán)色減退或變成紅色時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換；干燥劑在135℃Ⅰ常壓干燥法（常壓烘箱干燥法）1、原理：在一定溫度（95～105℃）和壓力(常壓）下，將樣品放在烘箱中加熱干燥，除去蒸發(fā)的水分，干燥前后樣品的質(zhì)量之差即為樣品的水分含量。2、適用范圍：設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，但測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)（4～5h）。適用于在95～105℃下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微且對(duì)熱穩(wěn)定的食品。3、樣品的制備、測(cè)定及結(jié)果計(jì)算（1）樣品的制備【二步干燥法】對(duì)于水分含量在16%以上的樣品，如面包之類(lèi)的谷類(lèi)食品，先將樣品稱(chēng)出總質(zhì)量后，切成厚為2～3mm的薄片，在自然條件下風(fēng)干15～20h，使其與大氣濕度大致平衡，然后再次稱(chēng)量，并將樣品粉碎、過(guò)篩、混勻，放于稱(chēng)量瓶中以烘箱干燥法測(cè)定水分。（2）樣品的測(cè)定（3）水分測(cè)定結(jié)果的計(jì)算萬(wàn)變不離其宗的基本原理：適宜條件下干燥到恒重后，樣品失去物質(zhì)的總質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量，乘以100%。【1】直接干燥法X——樣品中的水分含量，g/100g；m1——干燥前稱(chēng)量瓶和樣品的質(zhì)量,g；m2——干燥后稱(chēng)量瓶和樣品的質(zhì)量,g；m3——恒重稱(chēng)量瓶的質(zhì)量，g?！?】二步干燥法m1——新鮮樣品總質(zhì)量，g；m2——風(fēng)干后樣品的質(zhì)量，g；m3——干燥前樣品與稱(chēng)量瓶的質(zhì)量，g；m4——干燥后樣品與稱(chēng)量瓶的質(zhì)量，g；m5——稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g。【3】加海沙或其他m1——干燥前樣品和稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g；m2——海砂（或無(wú)水硫酸鈉）質(zhì)量，g；m3——干燥后樣品、海砂及稱(chēng)量瓶的總質(zhì)量，g；m4——恒重稱(chēng)量瓶質(zhì)量，g。4、方法說(shuō)明和注意事項(xiàng)直接干燥法測(cè)定食品中水分是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第一法。該方法不能完全排出食品中的結(jié)合水，所以它不可能測(cè)出食品中真正的水分。設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，但時(shí)間較長(zhǎng)，不適合含易揮發(fā)物質(zhì)、高脂肪、高糖食品及含有較多的高溫易氧化、易揮發(fā)、易分解物質(zhì)的食品。Ⅱ減壓干燥法1、原理：在低壓條件下，水分的沸點(diǎn)會(huì)隨之降低2、適用范圍：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，如淀粉制品、豆制品、罐頭食品、糖漿、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。減壓干燥工作流程圖3、優(yōu)點(diǎn)：可以防止：含脂肪高的樣品在高溫下的脂肪氧化；含糖高的樣品在高溫下的脫水炭化；含高溫易分解成分的樣品在高溫下分解等。減壓干燥工作流程圖4、樣品的測(cè)定及方法步驟：放入樣品→連接泵，抽出箱內(nèi)空氣至所需壓力（一般為40～53kPa），并同時(shí)加熱至所需溫度（55℃左右）→關(guān)閉真空泵，停止抽氣→保持一定的溫度和壓力干燥→打開(kāi)活塞→5、方法說(shuō)明及注意事項(xiàng)壓力一般為40～53kPa，溫度為50～60℃。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)樣品性質(zhì)及干燥箱耐壓能力不同而調(diào)整壓力和溫度自干燥箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時(shí)起計(jì)算干燥時(shí)間；恒重一般以減量不超過(guò)0.5mg時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)受熱后易分解的樣品則可以不超過(guò)1～3mg的減量值為恒重標(biāo)準(zhǔn)。Ⅲ、其他干燥法1、化學(xué)干燥法：將某種對(duì)于水蒸氣具有強(qiáng)烈吸附的化學(xué)藥品與含水樣品一同裝入一個(gè)干燥容器，通過(guò)等溫?cái)U(kuò)散及吸附作用而使樣品達(dá)到干燥恒重。2、微波烘箱干燥法：微波是指頻率范圍為103～105MHz的電磁波。微波加熱是靠電磁波把能量傳播到被加熱物體的內(nèi)部。加熱速度快、均勻性好、易于瞬時(shí)控制、選擇性吸收、加熱效率高3、紅外線(xiàn)干燥法1-250mL錐形瓶；2-帶刻度水分接收管；3-冷凝管是一種快速測(cè)定水分的方法，它以紅外線(xiàn)發(fā)熱管為熱源，通過(guò)紅外線(xiàn)的輻射熱和直接熱加熱樣品，高效迅速地使水分蒸發(fā)。1-250mL錐形瓶；2-帶刻度水分接收管；3-冷凝管加熱迅速，精密度差（二）蒸餾法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)這一理論，在試樣中加入與水互不相溶的有機(jī)溶劑(如苯或二甲苯等)，將食品中的水分與甲苯或二甲苯共沸蒸出，冷凝收集餾出液，由于密度不同，餾出液在接收管中分層，根據(jù)餾出液中水的體積，計(jì)算樣品中水分含量。2、適用范圍測(cè)定過(guò)程在密閉的容器中進(jìn)行，加熱溫度較常壓干燥法低，對(duì)易于氧化、分解、對(duì)熱敏感的樣品，均可減少測(cè)量誤差。本法適用于測(cè)定含較多揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如干果、油脂、香辛料等。特別是香料，蒸餾法是唯一公認(rèn)的水分測(cè)定方法。蒸餾法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，用該法測(cè)定水分含量其準(zhǔn)確度明顯高于干燥法3、儀器和操作方法稱(chēng)取樣品適量(含水量約2～5mL)→于250ml水分測(cè)定蒸餾瓶中→加入約50～75ml有機(jī)溶劑（如新蒸餾的甲苯或二甲苯75mL，以浸沒(méi)樣品為宜）→連接蒸餾裝置→徐徐加熱蒸餾→至水分大部分蒸出后→加快蒸餾速度→至刻度管水量不在增加→讀數(shù)。如冷凝管或接受管上部附有水滴，可從冷凝管端加入少許甲苯或二甲苯?jīng)_洗，再蒸餾片刻直至冷凝管壁和接受管上部不再附有水滴為止，讀取刻度管中水層體積。4、計(jì)算：X——樣品中的水分含量，mL/100g；或按水在20℃時(shí)密度0.9982g/mLV——接收管內(nèi)水的體積，mL；m——樣品的質(zhì)量，g。計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字。5、方法說(shuō)明和注意事項(xiàng)（1）為食品水分測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第三法。（2）避免了揮發(fā)性物質(zhì)以及脂肪氧化造成的誤差。（3）有機(jī)溶劑的選擇：考慮能否完全濕潤(rùn)樣品、適當(dāng)?shù)臒醾鲗?dǎo)、化學(xué)惰性、可燃性以及樣品的性質(zhì)等因素。對(duì)熱不穩(wěn)定的食品，一般不采用二甲苯和二甲苯，因?yàn)樗姆悬c(diǎn)高，常選用低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，如苯。對(duì)于一些含有糖分，可分解釋放出水分的樣品，如脫水洋蔥和脫水大蒜可采用苯。（4）蒸餾法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①熱交換充分；②受熱后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)比重量法少；③設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便缺點(diǎn)：①水與有機(jī)溶劑易發(fā)生乳化現(xiàn)象；②樣品中水分可能完全沒(méi)有揮發(fā)出來(lái)；③水分有時(shí)附在冷凝管壁上，造成讀數(shù)誤差對(duì)分層不理想，造成讀數(shù)誤差，可加少量戊醇或異丁醇防止出現(xiàn)乳濁液。為了防止水分附集于蒸餾器內(nèi)壁，須充分清洗儀器。這種方法用于測(cè)定樣品中除水分外，還有大量揮發(fā)性物質(zhì)，例如，醚類(lèi)、芳香油、揮發(fā)酸、CO2等。目前AOAC規(guī)定蒸餾法用于飼料、啤酒花、調(diào)味品的水分測(cè)定，特別是香料，蒸餾法是唯一的、公認(rèn)的水分檢驗(yàn)分析方法。（三）卡爾-費(fèi)休（Karl-Fischer）法卡爾.費(fèi)休(Karl·FIscher)法，簡(jiǎn)稱(chēng)費(fèi)休法或K—F法，是一種以容量法測(cè)定水分的化學(xué)分析法，是測(cè)定水分特別是微量水分最專(zhuān)一、最準(zhǔn)確的方法。這種方法自從1935年由卡爾·費(fèi)休提出后，一直采用I2、SO2、吡啶、無(wú)水CH3OH（含水量在0.05%以下）配制而成，并且國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分。1、原理在水存在時(shí)，即樣品中的水與卡爾費(fèi)休試劑中碘與二氧化硫的氧化還原反應(yīng)：2H2O＋SO2＋I(xiàn)2?

2HI＋H2SO4但這個(gè)反應(yīng)是可逆的。當(dāng)硫酸濃度達(dá)到0.05％以上時(shí)，即能發(fā)生逆向反應(yīng)。如果我們讓反應(yīng)按照一個(gè)正方向進(jìn)行，需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過(guò)程中生成的酸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在體系中加入堿性物質(zhì)吡啶(C5H5N)以中和生成的酸，這樣就可使反應(yīng)向右進(jìn)行。3C5H5N＋I(xiàn)2＋SO2＋H2O→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO（氫碘酸吡啶）（硫酸酐吡啶）生成的硫酸吡啶很不穩(wěn)定，能與水發(fā)生副反應(yīng)，消耗一部分而干擾測(cè)定：C5H5N·SO3＋H2O→C5H5N（SO4H）H若體系中有甲醇存在，則硫酸吡啶可生成穩(wěn)定的甲基硫酸氫吡啶：C5H5N·SO3＋CH3OH→C5H5N(H)SO4·CH3（甲基硫酸吡啶）這樣可以使測(cè)定水的反應(yīng)能定量完成?？枴べM(fèi)休法滴定的總反應(yīng)式為：（I2＋SO2＋3C5H5N＋CH3OH）＋H2O→2C5H5N·HI＋C5H5N·HSO4·CH吡啶氫碘酸吡啶甲基硫酸吡啶由上式可知1mol水需要1mol碘、1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇。但實(shí)際使用的卡爾·費(fèi)休試劑，其中的二氧化硫、吡啶、甲醇的用量都是過(guò)量的。對(duì)于常用的卡爾·費(fèi)體試劑，若以甲醇為溶劑，試劑濃度每毫升相當(dāng)于3.5mL水，則試劑中各組分摩爾比為I2﹕SO2﹕C5H5N＝1﹕3﹕10?？枴べM(fèi)休試劑的有效濃度取決定于碘的濃度。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)休試劑，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。通常碘、二氧化硫、吡啶按1+3+10的比例溶解在甲醇溶液中，該溶液被稱(chēng)為卡爾-費(fèi)休法試劑，通常用純水作為基準(zhǔn)物來(lái)標(biāo)定該試劑。滴定終點(diǎn)的確定有兩種方法：一種是用試劑本身所含的碘作為指示劑，試液中有水分存在時(shí)，顯淡黃色，隨著水分的減少在接近終點(diǎn)時(shí)顯琥珀色，當(dāng)剛出現(xiàn)微弱的棕黃色時(shí)，即為滴定終點(diǎn)，棕色表示有過(guò)量的碘存在。該法適用于水分含量在1%以上的樣品，所產(chǎn)生的誤差并不大；另一種方法為雙指示電極安培滴定法，又稱(chēng)水停滴定法，其原理是將兩個(gè)微鉑電極插在被測(cè)樣液中，給兩電極間施加10～25mv電壓，，在開(kāi)始滴定至終點(diǎn)前，因體系中只有碘化物而無(wú)游離狀態(tài)的碘，電極間的極化作用使外電路中無(wú)電流通過(guò)(即微安表指針始終不動(dòng))，而當(dāng)過(guò)量1滴卡爾·費(fèi)休試劑滴入體系后，由于游離碘的出現(xiàn)使體系變?yōu)槿O化，則溶液開(kāi)始導(dǎo)電，外路有電流通過(guò)，微安表指針偏轉(zhuǎn)一定刻度并穩(wěn)定不變，即為終點(diǎn)，該法適用于測(cè)定含微量、痕量水分的樣品或測(cè)定深色樣品。此法更適宜于測(cè)定深色樣品及微量、痕量水時(shí)采用。2、適用范圍廣泛用于各種樣品的水分含量測(cè)定，特別適用于痕量水分分析（如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等）其測(cè)定準(zhǔn)確性比直接干燥法要高；卡爾-費(fèi)休水分測(cè)定儀也是測(cè)定脂肪和油類(lèi)物品中微量水分的理想方法。但對(duì)于含有強(qiáng)還原性組分(如維生素C)的樣品不宜此法測(cè)定?？?費(fèi)休水分測(cè)定儀試驗(yàn)表明，卡爾·費(fèi)休法測(cè)定糖果樣品的水分，等于烘箱干燥法測(cè)定的水分加上干燥法烘過(guò)的樣品再用卡爾·費(fèi)休法測(cè)定的殘留水分。由此說(shuō)明。卡爾·費(fèi)休法不僅可以測(cè)得樣品中的自由水，而正可以測(cè)出其結(jié)合水，也就是說(shuō),用該法所測(cè)得的結(jié)果更能反映出樣品總水分含量。3、測(cè)定儀器卡爾·費(fèi)休水分測(cè)定儀：主要部件包括反應(yīng)瓶、自動(dòng)注入式滴定管、磁力攪拌器及適合于永停測(cè)定終點(diǎn)的電位測(cè)定裝置。4.試劑(1)無(wú)水甲醇要求其含水量在0.05％以下。(2)無(wú)水吡啶要求其含水量在0.01％以下。(3)碘將碘置于硫酸干燥器內(nèi)干燥48h以上。(4)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。(5)卡爾·費(fèi)休試劑取無(wú)水吡啶133mL，碘42.33g，置于具塞燒瓶中，注意冷卻。搖動(dòng)燒瓶至碘全部溶解，再加無(wú)水甲醇333mL，稱(chēng)重。待燒瓶充分冷卻后，通入干燥的二氧化硫至質(zhì)量增加32g，然后，加塞搖勻。在暗處放置24h后使用。標(biāo)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取蒸餾水約30mg，放入干燥的反應(yīng)瓶中，加入無(wú)水甲醇2～5mL，不斷攪拌，用卡爾·費(fèi)休試劑滴定至終點(diǎn)。另做試劑空白?？枴べM(fèi)休試劑對(duì)水的滴定度T(mg/mL)按下式計(jì)算式中:W—稱(chēng)取蒸餾水的質(zhì)量，mg；T1—標(biāo)定消耗滴定劑的體積，mL；T2—空白消耗滴定劑的體積，mL。5.操作方法（1）準(zhǔn)確稱(chēng)取適量樣品(含水約100mg)，放入預(yù)先干燥好的50mL圓底燒瓶中，加入40mL無(wú)水甲醇，立即裝好冷凝管并加熱，讓瓶中內(nèi)容物徐徐沸騰15min，取下冷凝管并加蓋。吸取10mL樣液于反應(yīng)瓶中，不斷攪拌，用卡爾·費(fèi)休試劑滴定至終點(diǎn)。同時(shí)做試劑空白。（2）對(duì)于固體樣，如糖果必須預(yù)先粉碎，稱(chēng)0.30～0.50g取50ml甲醇→于反應(yīng)器中，所加甲醇要能淹沒(méi)電極，用KF試劑滴定50ml甲醇中痕量水→滴至指針與標(biāo)定時(shí)相當(dāng)并且保持1min不變時(shí)→打開(kāi)加料口→將稱(chēng)好的試樣立即加入→塞上皮塞→攪拌→用KF試劑滴至終點(diǎn)保持1min不變→記錄6.結(jié)果計(jì)算：P75〖另有資料方法〗（1）卡爾-費(fèi)休試劑的標(biāo)定50mL的無(wú)水甲醇加入反應(yīng)器中，接通電源，啟動(dòng)電磁攪拌器，先用卡爾-費(fèi)休試劑滴入甲醇中使其中殘存的微量水分與試劑作用達(dá)到計(jì)量點(diǎn)，不記錄卡爾-費(fèi)休試劑的消耗量。用微量注射器從加料口注入10uL蒸餾水，用卡爾費(fèi)-休試劑滴定至終點(diǎn)，記錄試劑的消耗量。計(jì)算公式T——卡爾-費(fèi)休試劑的水當(dāng)量（mg/mL）；m——水的質(zhì)量，g；V——滴定消耗卡爾-費(fèi)休試劑的體積，mL。（2）樣品水分的測(cè)定固體樣品必須要先粉碎均勻。準(zhǔn)確取0.30～0.50g樣品，測(cè)定步驟同上。結(jié)果計(jì)算X——X——樣品中的水分含量，mg/100mg；T——卡爾-費(fèi)休試劑的水當(dāng)量，mg/mL；V——滴定所消耗卡爾費(fèi)休試劑，mL；m——樣品的質(zhì)量，g。7.說(shuō)明及注意事項(xiàng)（1）此法適用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類(lèi)等樣品；（2）樣品的顆粒大小非常重要。固體樣品粒度為40目，最好用破碎機(jī)處理，不用研磨機(jī)，以防止水分損失，（3）如果食品中含有氧化劑、還原劑、堿性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硼酸等，都會(huì)與卡爾-費(fèi)休試劑所含組分起反應(yīng)，干擾測(cè)定。含有強(qiáng)還原性的物料(包括維生素C)的樣品不宜用此法。（3）滴定操作要求迅速，加試劑的間隔時(shí)間應(yīng)盡可能短。（4）卡爾費(fèi)休法不僅可測(cè)得樣品中的自由水，而且可測(cè)出結(jié)合水，即此法測(cè)得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量。（四）其他方法1、介電容量法根據(jù)樣品的介點(diǎn)常數(shù)與含水率有關(guān)，以含水食品作為測(cè)量電極間的充填介質(zhì)，通過(guò)電容的變化達(dá)到對(duì)食品水分含量的測(cè)定。需要使用已知水分含量的樣品（標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定）制定標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行校準(zhǔn)。需要考慮樣品的密度、樣品的溫度等因素2、電導(dǎo)率法原理：當(dāng)樣品中水分含量變化時(shí)，可導(dǎo)致其電流傳導(dǎo)性隨之變化，因此通過(guò)測(cè)量樣品的電阻來(lái)確定水分含量，就成為一種具有一定精確度的快速分析方法。必須保持溫度恒定，每個(gè)樣品的測(cè)定時(shí)間必須恒定為1min。3、紅外吸收光譜法紅外線(xiàn)是一種電磁波，一般指波長(zhǎng)為0.75～1000μm的光根據(jù)水分對(duì)某一波長(zhǎng)的紅外光的吸收強(qiáng)度與其在樣品中的含量存在一定的關(guān)系建立了紅外吸收光譜測(cè)水分法。4、折光法通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的折射率來(lái)鑒別物質(zhì)的組成、確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱(chēng)為折光法。測(cè)定可溶性固形物的含量課時(shí)小結(jié)：方法的比較（原理、樣品的性質(zhì)、預(yù)期的目的）一、原理烘箱干燥法是將樣品中的水分除去，利用測(cè)得的剩余固體的質(zhì)量計(jì)算水分含量。非水揮發(fā)性物質(zhì)在干燥過(guò)程中也有揮發(fā)，但與揮發(fā)掉的水相比很小，常忽略不計(jì)。蒸餾法也采用將水分從固體物質(zhì)中分離的方法，然而水分含量是直接通過(guò)測(cè)定體積來(lái)定量。KarlFischer滴定法則基于樣品中水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出來(lái)。介電法和傳導(dǎo)法是根據(jù)水的電化學(xué)性質(zhì)折光法是源于樣品中的水對(duì)光反射的影響近紅外分析法是基于食品中的水分子對(duì)特征波長(zhǎng)的吸收的原理。二、樣品的性質(zhì)烘箱干燥法會(huì)使某些食品的成分在高溫下發(fā)生化學(xué)變化生成水，或者利用水及其它組分，從而影響水分含量的測(cè)定。在較低溫度下進(jìn)行真空干燥可能就可以克服上述問(wèn)題的發(fā)生。蒸餾技術(shù)能最大程度地減少一些食品微量成分的揮發(fā)和分解。對(duì)于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用KarlFischer滴定法。三、用途烘箱干燥法是干燥各種食品產(chǎn)物的法定方法在干燥法中，微波干燥、紅外干燥最為快捷，直接干燥、化學(xué)干燥和真空干燥所需要的時(shí)間更長(zhǎng)一些。折射指數(shù)、電導(dǎo)和紅外線(xiàn)分析等方法非常快，但是常常需要與非經(jīng)驗(yàn)性的方法相關(guān)聯(lián)。三、食品中水分活度值的測(cè)定（一）概述在食品中水分具有不同的存在狀態(tài)，而各種水分的測(cè)定方法只能定量地測(cè)定食品中水的總含量，它并不能完全說(shuō)明是否有利于微生物生長(zhǎng)。對(duì)于食品的生產(chǎn)和貯藏均缺乏科學(xué)的指導(dǎo)作用。因此，為了表示食品中所含的水分作為微生物化學(xué)反應(yīng)和微生物生長(zhǎng)的可用價(jià)值，提出了水分活度概念。水分活度(Wateractivity)在同一條件(溫度、濕度和壓力等)下，食品中水分所產(chǎn)生的蒸氣壓與純水蒸氣壓之間的比值。表示食品中水分可以被微生物所利用的程度。水分活度可以根據(jù)拉烏爾定律用蒸汽壓的關(guān)系來(lái)表示。式中：P—食品中水蒸氣分壓；P0—在相同溫度下純水的蒸汽壓；RH—平衡相對(duì)濕度(指樣品放在空氣中，不被干燥也不吸濕時(shí)的大氣相對(duì)濕度)。相對(duì)濕度、水分含量、水分活度值是一些不同的概念：□相對(duì)濕度是指食物周?chē)目諝鉅顟B(tài)。食品的平衡相對(duì)濕度是指食品中的水分蒸汽壓達(dá)到平衡后，食品周?chē)乃謮号c同溫度下水的飽和蒸汽壓之比。在一定溫度下食品與周?chē)h(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(duì)濕度，其數(shù)值在0～1之間，純水時(shí)Aw=1，完全無(wú)水時(shí)Aw=0。水分含量是指食品中水的總含量，即一定量食品中含水量的百分?jǐn)?shù)；水分活度值是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，水分話(huà)度值越低；結(jié)合程度越低，水分活度值越高。新鮮或干燥食品中的含水量，都隨環(huán)境條件的變動(dòng)而變化。如果食品周?chē)h(huán)境的空氣干燥，濕度低，則水分會(huì)從食品向空氣中蒸發(fā)，水分逐漸減少而干燥，反之，如環(huán)境濕度高，則干燥的食品就會(huì)吸濕,使得水分增多。當(dāng)食品所吸收的水量等于從食品中蒸發(fā)的水量時(shí)，食品的水分含量就不再發(fā)生變化，我們把此時(shí)的水分稱(chēng)為平衡水分。但當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化，則這種蒸發(fā)與吸濕的平衡就又被打破，直到建立起新的平衡。也就是說(shuō)，食品中的水分并不是靜止的，而是處于一種活動(dòng)的狀態(tài)?？低衔⒘繑U(kuò)散皿水分活度主要反應(yīng)食品平衡狀態(tài)下的自由水分的多少，反應(yīng)食品的穩(wěn)定性和微生物繁殖的可能性，以及能引起食品品質(zhì)變化的化學(xué)、酶及物理變化的情況，常用于衡量微生物忍受干燥程度能力?？低衔⒘繑U(kuò)散皿水分活度的物理意義是表征生物組織和食品中能參與各種生理作用的水分含量與總含水量的定量關(guān)系。通過(guò)測(cè)量食品的水分活度，選擇合理的包裝和儲(chǔ)藏方法，可以減少防腐劑的使用，可以判斷食品、糧食、果蔬的貨架壽命。食品中水分活度值的測(cè)定已逐漸成為食品檢驗(yàn)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。（二）食品中水分活度的測(cè)定方法食品中水分活度的測(cè)定方法很多，常用的有擴(kuò)散法、水分活度測(cè)定儀法等。1、擴(kuò)散法（1）原理樣品在康威氏微量擴(kuò)散皿的密封和恒溫條件下，分別在較高和較低的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中擴(kuò)散平衡后，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。（2）儀器①康威氏擴(kuò)散皿（玻璃質(zhì)，分內(nèi)室和外室，外室直徑70mm，內(nèi)室直徑30mm，外室深度13mm，內(nèi)室深度5mm，外室壁厚5mm，內(nèi)室壁厚4mm，加磨砂玻璃蓋。）②小鋁皿或玻璃皿（放樣品用）。③分析天平④恒溫箱（3）試劑標(biāo)準(zhǔn)飽和鹽溶液的Aw值表（25℃）表：標(biāo)準(zhǔn)飽和鹽溶液的Aw值表（25℃標(biāo)準(zhǔn)試劑Aw標(biāo)準(zhǔn)試劑AwLiClH2OK2C2H2OMgCl26H2OKCO3Mg(NO3)26H2O0.110.230.330.430.52NaBr2H2ONaClCdCl2KNO3K2C2O30.580.750.820.930.98注：本表數(shù)據(jù)取各種文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的平均值（4）測(cè)定方法坐標(biāo)法測(cè)定水分活性主要測(cè)定容器是康維皿容器，它分內(nèi)外二室，測(cè)定時(shí)在外室加入標(biāo)準(zhǔn)鹽飽和溶液，在內(nèi)室的鋁箔皿中加入1g左右的待測(cè)試樣。試樣應(yīng)用天平精確稱(chēng)量，記下初讀數(shù)。固體食品試樣最好切細(xì)后放入。然后用玻璃蓋涂上真空脂密封，放入恒溫箱在25℃條件下保持2～3h，然后取出鋁箔坐標(biāo)法測(cè)定水分活性（5）計(jì)算根據(jù)試樣與二種以上標(biāo)準(zhǔn)飽和鹽溶液平衡后試樣重量的增減作坐標(biāo)圖（見(jiàn)圖），縱坐標(biāo)為試樣重量增減的毫克數(shù)，橫坐標(biāo)為水分活性值。如圖4-1的A點(diǎn)是試樣與標(biāo)準(zhǔn)MgCl26H2O飽和溶液平衡后重量減少20.0mg，試樣與標(biāo)準(zhǔn)Mg(NO3)26H2O平衡后失重5.2mg，相應(yīng)作出B點(diǎn)，與NaCl飽和溶液平衡后試樣增加11.1mg作出C點(diǎn)，把三點(diǎn)連成一線(xiàn)與橫坐標(biāo)交于D點(diǎn)，得出試樣的水分活性為0.60。(6)注意事項(xiàng)①注意稱(chēng)重試樣的精確度，否則會(huì)造成測(cè)定誤差。對(duì)試樣的Aw值范圍預(yù)先最好有個(gè)估計(jì)，以便正確選用標(biāo)準(zhǔn)鹽飽和溶液。②若試樣中含有酒精一類(lèi)水溶性揮發(fā)物質(zhì)時(shí)難以正確測(cè)定Aw值。③如有米飯類(lèi)、油脂類(lèi)食品在25℃下放置2～3h測(cè)不出Aw值，可繼續(xù)放置1～4d，先測(cè)定2h后的試樣重量，然后間隔一定時(shí)間稱(chēng)重，再作坐標(biāo)求出。把首次與