任务七 食品中水分的测定

人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳
及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优
于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水
分的理想方法。
3. 主要仪器：
KF—l 型水分测定仪(上海化工研究院制) SDY一84 型水分滴定仪(上海医械专机厂制)
4. 试剂：
尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，
加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选
（三） 减压干燥法
（1） 原理：利用水的沸点随P↓的原理，将样品 称量后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与 加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的 质量百分比即为水分含量。
（2）装置如
（下图）
（3）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内， 打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如 烘箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。
d. 浓稠液体（糖浆、 炼乳等）： 加水稀释，最后要 把加入的水除去。 加入海砂，海砂与 玻璃棒在水浴上干燥 后入干燥箱，两者要 知重量。
e. 含水量﹥16%的 谷类食品，采用两 步干燥法。如面包， 切成薄片，自然风 干15~20h，再称量， 磨碎，过筛，烘干 。
• 常压干燥法操作过程：
烘箱预热 称量皿横重m3 准确称样+称量皿重 m1 干燥1h 冷却30min 称量 干燥1h 冷却30min 称量 反复至恒重准确称 样+称量皿重 m2 。 水分的计算： 水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) ×100%
5. 说明及注意事项
（1）有机溶剂一般用甲苯（bp. 110.7℃）；
苯（bp. 80.2℃） （2）加热温度不宜太高，蒸馏时间一般为 2—3小时。 （3）必须保持清洁，无油污，不漏气。
三、卡尔· 费休法（Karl Fischer) 简称费休法或 K—F 法。
1935年由卡尔· 菲休提出的测定水分的定量方
用费休试剂滴一下，配好费休试剂后，放置24小
时后，进行标定且每天要标定。
标定有三种方法： ① 是用纯水进行标定。 ② 用事先配好的水—甲醇标定。 ③ 用二水合酒石酸钠标定。 5. 测定注意：
甲醇有毒 ，操作时注意；
费休试剂可分为甲乙液储存。
四、其它测定水分方法
⑴ 化学干燥法
⑵ 气相色谱法
⑶ 微波法
（4）以各标准饱和溶液在25℃时的 Aw 值为横 坐标，每克样品质量增减为纵坐标，作图，将 各点连接成一条直线，此线与横轴的交点即为 该样品的水分活度值 （5）每个样品测定时应做平行实验，其Aw测 定值的平行误差不得超过0.02。
5. 说明及注意事项
（1）应在最短的时间内完成测定；否则，应加 入防腐剂，并做空白实验。 （2）试样的大小和形状对测定结果影响不大。 （3）取样要在同一条件下进行， 操作要迅速。
固形物 (%) = 100 % － 水份（%）
不同的食品水分含量相差较多。

二 、 食品中水分的测定方法
① 直接法——利用水分本身的物理性质、化学 性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔· 费休法、 化学方法。 ② 间接法——利用食品的物理常数通过函数关 系确定水分含量。
如测相对密度、折射率、电导、旋光率等。
任务七 食品中水分的测定
第一节
概述
水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。
一、食品中水分的存在形式
① 自由水（游离水）——是靠分子间力形成的吸附
水。
② ③ 亲和水—— 强极性基团单分子外的水分子层。 结合水（束缚水）——以氢键结合的水，结晶 水。
• 食品中的固形物——指食品内将水分排除后的全 部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽 出物、灰分等。
直接法比间接法准确度高。
三、水分的测定的意义
• 水分是影响食品质量的因素，控制水分是保障
食品不变质的手段。
第二节
水分的测定
一 、 干燥法
以原样重量 - 干燥后重量 = 水分重量
（一）干燥法的注意事项 1、干燥法的前提条件
样品本身要符合三项条件（下页）
① 水分是唯一的挥发的物质，不含或含其 它挥发性成分极微。 ②水分的排除情况很完全，即含胶态物质、含结 合水量少。因为常压很难把结合水除去，只好 用真空干燥除去结合水。 ③食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引 起的重量变化非常小，可忽略不计，对热稳定 的食品。
水 + 苯 —— 69.25 ℃
有关相对密度：(20/4)
d水 = 1.00000 d甲苯 = 0.86694 2. 特点和使用范围 此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅速 的移去，加热温度比直接干燥法低。另外是在密 闭的容器中进行的，设备简单，操作方便，广泛 用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。 特别是香料，此法是唯一公认的水分含量 的标准分析方法。 d苯 = 0.87900
⑷ 红外吸收光谱法
⑸ 其它还有声波和超声波法 ，直流和交流电导
率法，介电容量法，核磁共振波谱法，中子法。
GB/T 5009.3—2003 《食品的水分测定》
1. 2. 3.
直接干燥 减压干燥 蒸馏
第三节
水分活度值的测定
一、水分活度表示食品中水分存在的状态，反应 水与食品的结合或游离程度，Aw↓结合程度↑， Aw↑结合程度↓。 Aw影响色、香、味保存期。 一般，同种食品水分含量↑，Aw值 ↑。
3. 操作注意事项
a. 要先接好冷水，且先打开冷凝水。 b. 试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水 分备用。 c. 准确称量适量的样品（估计含水量2~5ml）。 d. 加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液/每秒。
4. 计算：水分（%）= ( V ∕W ) ×100
V——接收管内水的体积。 W——样品质量。
定义： 溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值， 可近似表示为溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压 之比。 逸度——溶液中水逸出的趋势、能力。
f=pγ （逸度系数）。
Aw = f水/f纯水 ≈ p水分压/p纯水分压
二、水分活度值的测定方法
（一） （二） （三） Aw测定仪法 溶剂萃取法 扩散法 直接测定水蒸气分压
（三）扩散法
1. 原理 样品在康威氏微量扩散皿的密封和恒温条件 下，分别在较高和较低的标准饱和溶液中扩散平 衡后，根据样品质量的增加和减少，求出样品 的 Aw 值。 2.仪器
3. 试剂
4. 测定
（1）在预先恒重的铝皿或玻璃皿中，准确称取 约1.0000g 均匀样品2~4份，迅速放入康威氏 皿内室中，外室预先放入标准饱和试剂5ml，或 标准的上述各式盐5.0 g，加入少许蒸馏水润湿。 （2）扩散皿磨口边缘均匀涂有一层凡士林，样品 放入后，迅速盖上玻璃盖，在25±0.5℃温度下 放置2±0.5 h。 （3）取出铝皿或玻璃皿，用分析天平迅速称量， 分别计算各样品每克质量的增减数。
法，属于碘量法，是对于测定水分最为准确的化 学方法。多年来，许多分析工作者对此方法进行 了较为全面的研究，在反应的化学计量、试剂的 稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的
应用和仪器操作的自动化等方面，有许多改进，
使该方法日趋成熟与完善。
1. 原理
利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应，
（氧化还原反应）
⑵ 称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克； 固态、浓稠态样品控制在 3～5 克； 含水分较高的样品控制在 15～20 克； ⑶ 干燥设备 烘箱 电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通 风式。 ① 普通； ②真空
干燥器
⑷ 干燥条件
干燥温度： 1. 一般是 95～105 ℃；对含还原糖较多的食品应 先（50～60℃）干燥然后再105℃加热。 2.对热稳定的谷物可用120～130 ℃干燥。 3.对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次 （由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。
将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一 起成为费休试剂。
2. 适用范围
费休法广泛地应用于各种液体、固体、及一些
气体样品中水分含量的测定，也常作为水分痕量级
标准分析方法，也可用于此法校定其他的测定方法。
使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。
• 在食品分析中，能用于含水量从lppm 到接近 l00％的样品的测定，已应用于面粉、砂糖、
（4）适用范围
适用于在较高温度下易分解、变质或
不易除去结合水的食品，如糖类、味精、
蜂蜜、果浆、高脂食品等。
（5）计算结果 同直接干燥法
（四）红外干燥法
⑴ 原理： 以红外线灯管做为热源（700～300000 nm 波长），利用红外线的辐射热加热式样 ，高 效快速的使水分蒸发，据干燥前后的失重即 可求出样品的水分。集烘箱于天平为一体。
2、操作条件的选择： （1）称量瓶的选择 （铝制、玻璃） • 玻璃称量皿——能耐酸碱，不受样品性质的限 制，常用于常压干燥法。 • 铝制称量盒——质量轻，导热性强，但 对酸性食品不适宜，常用于 减压干燥法或原粮水分的测定。 • 选择称量皿的大小要合适，一般样品≯1/3高 度。
称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边， 取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷 却后称重。
I2+SO2+2H2O
H2SO4+2HI
此反应具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度＞
0.05 % 时，即发生可逆反应，要使反应顺利 向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成 的酸，吡啶（C5H5N）可以。
I2+SO2+2H2O+3C5H5N
2C5H5NHI+C5H5NSO3
氢碘酸吡啶 硫酸吡啶
硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。 若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。
⑵装置 MA30 水分测定仪（德），样品最大为30g。 SCT—3 A 快速水分测定仪（中），样品最 大量为 100 g。 ⑶ 操作方法
特点：测定水分快速，简便，但其精密度较差， 当样品份数较多时，效率反而降低。
二、蒸馏法（应用广泛的为共沸蒸馏） 1. 原理：
两种互不相溶的液体，二元体系的沸点低于其中各组份 分沸点，将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等， 共沸蒸出，冷凝并收集馏出液，由于水与其他组分密度不同， 馏出液在有刻度的接收管中分层,根据水的体积计算水分含 量。 例：有关沸点：水 —— 100℃ 苯 —— 80.2 ℃
干燥时间：
恒重——最后两次重量之差 ＜ 2 mg 。 基本保证水分蒸发完全。 规定时间——根据经验，准确度要求不高的。
• 对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。
（二）直接干燥法（常压干燥法）
1. 原理：
在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下，将
样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质 量之差为样品的水分含量。
2. 适用范围：
在一定温度范围内，不含其他挥发性成分或
含量极微且对热稳定的各种食品。
3.样品的制备、测定及结果计算。
⑴ 样品的预处理（对分析结果影响较大）
a . 采集，处理，保存过程中，要防 止组分发生变化，特别要防止水分 的丢失或受潮。
b. 固体样品要磨碎（粉碎），谷类达 18目，其他30～40目。 c. 液态样品要在水浴上先浓缩，然后 进干燥箱，不然烘箱受不了。