第3章 农产品水分、干物质及灰分测定

操作方法
称取适量样品(估计含水2 5ml)，放入250ml 称取适量样品(估计含水2～5ml)，放入250ml 锥形瓶中，加入新蒸馏的甲苯(或二甲苯)75ml )75ml， 锥形瓶中，加入新蒸馏的甲苯(或二甲苯)75ml， 连接冷凝管与水分接收管， 连接冷凝管与水分接收管，从冷凝管顶端注入 甲苯，装满水分接收管。 甲苯，装满水分接收管。 加热慢慢蒸馏，使每秒钟得馏出液两滴， 加热慢慢蒸馏，使每秒钟得馏出液两滴，待大 部分水分蒸出后，加速蒸馏约每秒钟4 部分水分蒸出后，加速蒸馏约每秒钟4滴，当 水分全部蒸出后， 水分全部蒸出后，接收管内的水分体积不再增 加时，从冷凝管顶端加入甲苯冲洗。 加时，从冷凝管顶端加入甲苯冲洗。如冷凝管 壁附有水滴，可用附有小橡皮头的铜丝擦下， 壁附有水滴，可用附有小橡皮头的铜丝擦下， 再蒸馏片刻至接收管上部及冷凝管壁无水滴附 着为止，读取接收管水层的容积。 着为止，读取接收管水层的容积。
3.2 农产品灰分分析
农产品经高温烁烧而碳化， 农产品经高温烁烧而碳化，残留下来的无色 或灰白色氧化物称“灰分” 或灰白色氧化物称“灰分”。它主要是各种 金属元素的碳酸盐，硫酸盐，磷酸盐， 金属元素的碳酸盐，硫酸盐，磷酸盐，硅酸 卤化物等。 盐，卤化物等。
灰分是品质分析的经常项目之一。 灰分是品质分析的经常项目之一。是产 品无机营养物质的总和。 品无机营养物质的总和。
常用的水分测定法： 常用的水分测定法： 1 加热干燥法 （1）常压烘箱干燥法 ） （2）真空（减压）烘箱干燥法 ）真空（减压） （3）红外线干燥法 ） （4）微波加热干燥法 ） （5）添加干燥辅助剂 ） 速度快、方便；但条件不易控制， 速度快、方便；但条件不易控制，引起 试样组分分解，精度不高。 试样组分分解，精度不高。
意义：判断营养含量； 意义：判断营养含量； 用于测定灰分元素，如磷， 用于测定灰分元素，如磷，钠钙 镁等。 镁等。
各种农畜产品都有合适的灰化温度。 各种农畜产品都有合适的灰化温度。可 以查有关资料确定。一般限制在525以查有关资料确定。一般限制在 600ºC。 。 >550ºC部分钾钠的氯化物挥发损失。 部分钾钠的氯化物挥发损失。 部分钾钠的氯化物挥发损失 >600ºC部分磷酸盐也有所损失。 部分磷酸盐也有所损失。 部分磷酸盐也有所损失
卡尔-费歇(Karl-Fiscຫໍສະໝຸດ Baiduer)法测定水
反应式:
2 H 2 O + I 2 + SO 2 = 2 HI + H 2 SO 4 C 5 H 5 N • I 2 + C 5 H 5 N • SO 2 + C 5 H 5 N + H 2 O = 2C 5 H 5 N • HI + C 5 H 5 N • SO 3 C 5 H 5 N • SO 3 + CH 3OH = C 5 H 5 N ( H ) SO 4 CH 3
H2SO4 + 2HI
2PyH+I- + PyH+CH3OSO3-
在吡啶存在下，加入甲醇反应才向右定量进行。 在吡啶存在下，加入甲醇反应才向右定量进行。 反应才向右定量进行
红棕色 费歇尔试剂
淡黄色
测定方法：
精确称取样品， ａ ．精确称取样品，约含水分 １００毫克 毫克． １００毫克． ｂ．将样品放入容积为５０毫 将样品放入容积为５０ ｂ．将样品放入容积为５０毫 升的．干燥的． 升的．干燥的．带有标准 磨口的圆底烧瓶， 磨口的圆底烧瓶，加入 ４０毫升无水甲醇 毫升无水甲醇． ４０毫升无水甲醇． ｃ．汲取萃取液１０毫升 汲取萃取液１０毫升， ｃ．汲取萃取液１０毫升，放 入反应瓶中，不断搅拌， 入反应瓶中，不断搅拌， 用卡尔－ 用卡尔－费歇试剂滴定至 终点．（ ．（整个操作在氮气 终点．（整个操作在氮气 流中进行） 流中进行） ｄ．空白试验校正 空白试验校正． １０毫 ｄ．空白试验校正．取１０毫 升上述经过回流处理的无 水甲醇，用卡尔－ 水甲醇，用卡尔－费歇试 剂滴定． 剂滴定．
4 依赖水的物理性质的方法 （1）电测法：依赖电导率、电阻、电容 ）电测法：依赖电导率、电阻、 和介电常数随水分随水分变化的电化学 法。 （2）核磁共振法 ） （3）近红外分光光度法 近红外吸收反 ）近红外分光光度法, 射法
（4）冷冻干燥法
3.1.2 风干样品的水分测定 风干植物，谷物种子及其加工品，干茶叶，咖啡， 风干植物，谷物种子及其加工品，干茶叶，咖啡， 蛋品，肉等绝大部分含水较少的样品。 蛋品，肉等绝大部分含水较少的样品。 A 常压直接烘干法 原理：样品在 原理：样品在100-105℃情况下烘干一定时间至 恒重”时失去的重量。 “恒重”时失去的重量。 可能误差：高温下样品可能有部分焦化、 可能误差：高温下样品可能有部分焦化、分解或 挥发损失导致正误差； 挥发损失导致正误差； 也有可因样品处于胶体和半胶体状态， 也有可因样品处于胶体和半胶体状态，使结合水 难以排除、或者称样时吸水导致负误差。 难以排除、或者称样时吸水导致负误差。 主要仪器： 称量铝盒；干燥器； 主要仪器：恒温干燥箱 ；称量铝盒；干燥器；分 析天平（感量0.001）。 析天平（感量 ）。
B 减压加热干燥法 原理： 原理：减压可以使水分在较低温度下蒸 发逐尽。 发逐尽。 压力控制在（ 压力控制在（25-100）x 133.3224 Pa, ） 温度控制在50-70 ° C。 温度控制在 。 主要仪器： 主要仪器：减压干燥装置
对于含水较多的样品：幼嫩植物组织，水分超过 对于含水较多的样品：幼嫩植物组织， 20%的植物种子，蔬菜，水果，蛋，乳，鱼及其 的植物种子， 的植物种子 蔬菜，水果， 它水产品。 它水产品。 A 共沸蒸馏法 原理：用一种与水不混溶的、能与水形成恒沸混 原理：用一种与水不混溶的、 合物，或沸点在100ºC以上的有机液体作为水的 合物，或沸点在 以上的有机液体作为水的 载体，与含水的样品一起蒸馏， 载体，与含水的样品一起蒸馏，使待测样品中水 分的沸点下降， 分的沸点下降，由此可在较低的温度下将样品中 水分迅速蒸馏出来。 水分迅速蒸馏出来。 含有挥发性和干油性性的样品， 含有挥发性和干油性性的样品，用此法测定比烘 干法更可靠， 干法更可靠，因为样品是在载体的化学惰性气雾 保护下，即使流出，也不计算体积。 保护下，即使流出，也不计算体积。
•冷冻干燥的应用范围非常广泛，但其成 冷冻干燥的应用范围非常广泛， 冷冻干燥的应用范围非常广泛 本相对较高， 本相对较高，所以在选择冷冻干燥时一 定要考虑经济利益，不可盲目采用。 定要考虑经济利益，不可盲目采用。 •目前真空冷冻干燥技术主要应用于食品、 目前真空冷冻干燥技术主要应用于食品、 目前真空冷冻干燥技术主要应用于食品 医药和饲料添加剂中。 医药和饲料添加剂中。
卡尔－费歇试剂．无水甲醇 主要试剂： 主要仪器：反应瓶．自动滴定瓶（滴定管容积为 ２５毫升）．电磁搅拌器（可调节搅 拌速度）．氮气瓶
卡尔·费歇尔法测水 卡尔 费歇尔法测水 原理： 氧化SO 需定量的水。 原理：I2氧化SO2需定量的水。
I2 +SO2 +2H2O
I2 + SO2 + CH3OH + Py + H2O
原理 食品中的水分与甲苯或二甲苯共同蒸 收集馏出液于接收管内， 出，收集馏出液于接收管内，根据体积计 算含量。适用于含较多其他挥发性物质的 算含量。 食品，如油脂、香辛料等。 食品，如油脂、香辛料等。 试剂 甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯， 甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先 以水饱和后，分去水层，进行蒸馏， 以水饱和后，分去水层，进行蒸馏，收集 馏出液备用。 馏出液备用。
脱水蔬菜，油料种子，干果，香料，动植物油脂， 脱水蔬菜，油料种子，干果，香料，动植物油脂，白 蜂蜜等及肉样。 糖，蜂蜜等及肉样。
A 共沸蒸馏法 B Karl-Fischer法 法 原理：试样中的水经甲醇等有机溶剂萃取后， 原理：试样中的水经甲醇等有机溶剂萃取后， 与KF法试剂中的碘，二氧化硫，吡啶，和甲 法试剂中的碘，二氧化硫，吡啶， 法试剂中的碘 醇组成的溶剂定量反应。 醇组成的溶剂定量反应。终点由试剂中的碘指 示。 滴定样品中含有的痕量水的方法
3.1 农产品的水分和干物质的测定
概述： 3.1.1 概述： 水分含量测定是植物组织和农畜产品品质分析中最 基本的测定项目之一。 基本的测定项目之一。 种子、水果、蔬菜、饲料、 种子、水果、蔬菜、饲料、茶叶等的水分含量是检 定品质和判断是否适于贮藏的重要标准； 定品质和判断是否适于贮藏的重要标准； 植物体内的水分和干物质含量是植物生理状况和成 熟度的重要指标。 熟度的重要指标。 此外，干物重是试样中各组分含量计算的基础。 此外，干物重是试样中各组分含量计算的基础。
冷冻干燥法
我们知道水的固、液、气三态由压力和温度决定的，当压力 我们知道水的固、 气三态由压力和温度决定的， 下降到610Pa，温度在 水的三态可共存， 下降到 ，温度在0.0098℃时，水的三态可共存，此状 ℃ 态点即为三相平衡点。 态点即为三相平衡点。 当压力低于610Pa时，不论温度如何变化，水的液态都不能 当压力低于 时 不论温度如何变化， 存在。此时若对冰加热，冰只能越过液态而直接升华成气态。 存在。此时若对冰加热，冰只能越过液态而直接升华成气态。 同样，若保持温度不变而降低压力，也会得到同样的结果。 同样，若保持温度不变而降低压力，也会得到同样的结果。
农产品水分、 第3章 农产品水分、干物质及灰分分析
本章重点和难点：农产品灰分测定方法
（1学时）
3.1 农产品的水分测定 （0.5学时 掌握） 3.1.1 风干样品的水分测定 3.1.2 脱水果蔬和油料种子等富含可溶性糖或油脂样品的水分分析 3.1.3 冷冻干燥法测定农产品干物质 （0.25学时 了解） 3.2 农产品灰分分析 （0.25学时 了解） 1.2.1 粗灰分的测定 1.2.2 水溶性和水不溶性灰分的测定 1.2.3 酸溶性和酸不溶性灰分的测定
2 蒸馏法 特别是适用于脂肪类产品和除水分外含 有大量挥发性组分的样品。 有大量挥发性组分的样品。
上述蒸馏法和烘干法用于测定含水量较 高（65-95%）的新鲜样品效果更好。 ）的新鲜样品效果更好。
3 依赖水的化学反应的方法 （1）Karl-Fischer法，简称 法。程序 ） 法 简称KF法 十分严格， 十分严格，公认的标准法 （2）碳化钙（电石）法。 ）碳化钙（电石）
真空冷冻干燥即是根据水的这种性质，利用制 真空冷冻干燥即是根据水的这种性质， 冷设备将物料先冻结成固态， 冷设备将物料先冻结成固态，再抽成真空使固 态冰直接升华为气态的水蒸汽， 态冰直接升华为气态的水蒸汽，从而达到干燥 的目的。 的目的。
冷冻干燥的优点很多： 冷冻干燥的优点很多： 低压下物料不易氧化变质， 低压下物料不易氧化变质，抑制一些细胞的活 力； 低温下物料中热敏性成分保留下来， 低温下物料中热敏性成分保留下来，可最大限 度地保留物料中的原有成分； 度地保留物料中的原有成分； 预冻时形成骨架，干燥后能保持物料原有形状， 预冻时形成骨架，干燥后能保持物料原有形状， 形成多微孔结构； 形成多微孔结构； 复水性好，可迅速吸水复原， 复水性好，可迅速吸水复原，其品质与干燥前 基本相同。 基本相同。
X=(V/m)*100 式中： 样品中水分的含量， 式中：X——样品中水分的含量，ml/100g； 样品中水分的含量 ml/100g； 接收管内水的体积， V——接收管内水的体积，ml； 接收管内水的体积 ml； 样品的质量， m——样品的质量，g。 样品的质量
B. 常压二步干燥法 原理：分多部将水分逐出， 原理：分多部将水分逐出，防止水分封 一般： 闭。一般： 1 将样品置于口径较大的容器内，添加 将样品置于口径较大的容器内， 硅砂等干燥辅助剂，先在低温（ 硅砂等干燥辅助剂，先在低温（50-55ºC） ） 下鼓风烘3-4h，或在沸水浴上加热 下鼓风烘 ，或在沸水浴上加热2040min除去大部分水分； 除去大部分水分； 除去大部分水分 2 在100-105ºC烘至恒重。 烘至恒重。 烘至恒重