第四章 水分活度

（四）红外干燥法（60页）
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。
2.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。 3. 操作方法
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
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. 直接干燥 2. 减压干燥 3. 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，反映 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）。
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； 扩散法； 溶剂萃取法。
第四章 重点
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苯 = 0.87900 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。
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 （50页下部）
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。
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。
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。
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）
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。
其它挥发性物质甚微且对热稳定的食品。
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,否则会因为高温加热沸腾造成样品 损失。
第四章水分和水分活度值的测定

第一节 概述 第二节 水分的测定 第三节 水分活度值的测定
第一节
一、食品中水分的存在形式
概述
水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。
1. 自由水（游离水）——是靠分子间力形成的吸附水。
2. 亲和水—— 强极性基团单分子外的水分子层。
3. 结合水（束缚水）——是食品中与非水组分结合最牢固 的水，如葡萄糖、麦芽糖、乳糖的结晶水以及与食品中 的蛋白质、淀粉、纤维素、果胶物质中的羧基、氨基、 羟基、巯基通过氢键结合的水。
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
1. 化学干燥法
2. 气相色谱法
3. 微波法
4. 红外吸收光谱法
5.其它还有声波和超声波法 ，直流和交流电导率
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
用费休试剂滴一下，配好费休试剂后，放置24小
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。 将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成为费休 试剂。 反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色,即可确定 滴定终点。现在所用的卡尔-费休水分测定仪 采用“时间滞留”法作为终点判断准则，并有 声光报警指示。
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 → 称量皿恒重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 。
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。
1. 2.
3.
4. 5.
什么是结合水？什么是自由水？ 水分的测定方法。 各种测定方法的原理、仪器。 卡尔费休法原理、试剂。 水分活度的测定方法。
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，也可用于此法校正其他的测定方
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lmg/kg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
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。 加入海砂的作用：第一是防止表面硬皮的形成； 第二是可以使样品分散，减少样品水分蒸发的障 碍。
（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：适用于在95~105℃下，不含或含
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。 ⑷ 计算：水分（%）= ( V ∕W ) ×100 V——接收管内水的体积。 W——样品质量。
直接法比间接法准确度高。
三、水分的测定的意义




1. 水分含量是产品的一个质量因素。 2.有些产品的水分含量（或固形物含量）通常有专门的规定， 为了使产品达到相应的标准，必须通过水分的检验控制水分 的含量。 3. 水分含量在食品保藏中是一个关键因素，它可影 响一些 产品质量的稳定性。 4. 食品营养价值的计算值要求列出水分含量。 5.水分含量数据可用于表示样品在同一计量基础上其它分析 的测定结果。 6. 水分含量的高低，对于食品的品质保存、成本 核算、提 高工厂的经济效益具有重要意义。
• 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。