水分含量的测定

⑴ 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） 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+H2O +3C5H5N
蒸馏法水分测定仪
（3）操作注意事项 ①要先接好冷水，且先打开冷凝水。 ②试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏， 除去水分备用。 ③准确称量适量的样品（估计含水量 2~5ml）。 ④加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液/每秒。
⑷ 计算： 水分（%）= ( V ∕W ) ×100 V—接收管内水的体积。 W—样品质量。
2、装置 MA30 水分测定仪（德），样品最大 为30g。 SCT—3A 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 ⑴ 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。
第四章 水分含量的测定
第 一 节 概 述
一 水分测定意义 没有水就没有生命，食品组成离不开 水。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。水分是食品 分析的重要项目之一。水分测定对于计算 生产中的物料平衡，和实行工艺监督等方 面，有很重要的意义。
1、食品中水分含量多少，关系到食品品质 的保持和食品稳定性的提高。例如，脱水 果蔬的非酶褐变，可随水分含量的增加而 增加。 2、水分减少（某些食品的水分减少到一定 程度时）将引起水分和食品中其他组分的 平衡关系的破坏。例如，水分少可产生pro 的变性，糖和盐的结晶的，食品降低的复 水性等。 3、水分多会引起食品的腐败变质。 对于果汁、番茄酱、糖水、糖浆等食品及 其辅料，质量标准中常列入固形物的量。
⑤干燥时间 规定时间——根据经验，准确度要求不 高的，一般2-4小时左右。 恒重——最后两次重量之差 ＜ 2 mg 。 基本保证水分蒸发完全。 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 直接干燥法适用于谷物及其制品、水 产品、豆制品、乳制品、肉制品及卤菜制 品等食品中水分的测定。
三 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·费休法等。 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、旋光度 等。
直接法比间接法准确度高。
常压干燥法 干燥法 (重量法)
减压干燥法
红外线干燥法
水分的测定
三、卡尔·费休法（简称费休法或K-F法） 1935年由卡尔·费休提出的测定水分 的定量方法，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。
②永停法 在浸入溶液中的两铂电极间加一 电压，若溶液中有水存在，则阴极极 化，两电极之间无电流通过。滴定至 终点时，溶液中同时有碘及碘化物存 在，阴极去极化，溶液导电，电流突 然增加至一最大值，并稳定1 min以 上，此时即为终点。
（6）测定 ① 目测法 适合水分含量≧1%的样品。 ② 永停法 适合微量水分的测定（≦1%水分的样品） 于反应瓶中加一定体积（50mL）的甲醇或 产品标准中规定的溶剂(浸没铂电极)，在 搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至终点。迅 速加入产品标准中规定量的样品，用卡 尔·费休试剂滴定至终点。
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。 固形物 (%) = 100 % － 水份（%）
不同的食品水分含量相差较多。 例如： 鲜果： 69.7%--92.5% 鲜蛋： 67.3%--74.0% 鲜瘦肉： 52.6%--77.4% 79.7%--97.1% 鲜菜： 面包一般： 32%--42% 主食面包: 32%--36% 花色面包: 36%--42% 牛乳： 87.0%--87.5% 乳粉（全）: 3.0%--5.0% 面粉： 12%--14% 饼干： 2.5%--4.5% 脱水蔬菜： 6%—9%
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3.样品的制备、测定及结果计算
①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。
d. 浓稠液体（糖浆、 炼乳等）： 加水稀释，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。最后要把
（7）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。 含有强还原性的物料的样品不能 测定
5.其它测定水分方法 ⑴ 化学干燥法 ⑵ 气相色谱法 ⑶ 微波法 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》 第一法 直接干燥法 第二法 减压干燥 第三法 蒸馏 GB/T 606—2003 《化学试剂水分测定通用 方法卡尔·费休法》
§3 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 ↑。 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）。
⑶ 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) ⑷ 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，配好费休试剂后，放置24小时 后，进行标定且每天要标定。
（5）标定 有两种方法： ① 目测法 滴定至终点时，因有过量碘存在，溶 液由浅黄色变为棕黄或棕红色。
⑵ 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、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。
②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； ③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。另外按工作时的压力干燥 箱又分为普通干燥箱和真空干燥箱。
干燥器
④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。
C5H5NHI+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。 I2 + SO2+ H2O + 3C5H5N + CH3OH C5H5NHI + C5H5NHSO4CH3
氢碘酸吡啶 甲基硫酸氢吡啶
将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一 起成为费休试剂。费休试剂配制时理 论上的配比为 I2：SO2：C5H5N：CH3OH=1：1：3：1， 但实际配制时四者的比例为1：3：10： 50，也就是说吡啶、甲醇、 SO2是过 量的。吡啶甲醇过量有一定的作用。
吡啶、甲醇过量的作用： ①吡啶过量的作用 Ⅰ）与I2 、SO2作用，降低I2 、SO2的蒸 汽压，使试剂稳定。 Ⅱ）能使反应中生成的酸性产物化合，使 反应向右进行。 ②甲醇过量的作用 Ⅰ）甲醇含有活泼氢，易与反应中间物化 合，使反应向右进行。 Ⅱ）是含有有机物的样品及其他中间产物 的良好溶剂。 Ⅲ）使滴定终点灵敏度高，使试剂稳定。
例：有关沸点： 水 - 100℃；苯 - 80.2 ℃ 水 + 苯 - 69.25 ℃ 有关相对密度：(20/4) d水 = 1.00000 d甲苯 = 0.86694 d苯 = 0.87900
（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。
蒸馏法 卡尔•费休法
其他测定水分方法
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 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。 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。
（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）
粒状氢氧 化钠、块状石 蜡及活性炭或 硅胶、无水氯 化钙等吸收干 燥塔，以避免 低沸点溶剂， 特别是酸和水 汽进入油泵而 降低泵的真空 效能。油泵减 压蒸馏前必须 在常压或水泵 减压下蒸除所 有低沸点液体 和水以及酸、 碱性气体。
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。
（四）红外干燥法 1、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。
二 食品中水分的存在形式 1、按水分子间作用力不同,食品中水分分 为: ①自由水（游离水）——是靠分子间力形 成的吸附水。如不可移动水或滞化水、毛 细管水、自由流动水。 ②结合水（束缚水）——以氢键结合的 水，结晶水。 2、按水分存在形式的不同，食品中水分 分为： ①物理结合水②溶液状态水③化学结合水
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。
加入的水除去。
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 。
②常压干燥法操作过程 烘箱预热→称量瓶恒重m3 →准确称样 品和称量瓶重 m1 →干燥2～4h →冷却 30min→称量→干燥1h→冷却30min→称量 →反复至恒重→准确称样品和称量瓶重m2 水分的计算： 水分%=( m1-m2)/ (m1-m3)×100%