食品分析水分测定(水分的存在形态 水分测定方法).

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
例：还原糖+氨基化合物 △→ +H2O↑
变色（美拉德反应）
还有 H2C4H4O6（酒石酸）+ 2NaHCO3 → NaC4H4O6（酒石酸钠） +2H2O+2CO2 发酵糖 （NaHCO3+KHC4H4O6） △ →H2O+CO2+ NaKC4H4O6
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
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）
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。
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。
第五章水分和水分活度值的测定
第一节
第二节 第三节
概述
水分的测定 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
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）
（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。
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 。 水分的计算： 水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) ×100%
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
（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
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，馏出液在百度文库刻度的接收管中分层,根据 水的体积计算水分含量。
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。
本章主要 内容
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。 这就是说在加热时只有水分挥发。例如， 样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能 用干燥法，这些都有挥发成分
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
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。
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。
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。
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。
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。
习
题
1、食品中水分存在状态分为哪几种？ ２、在下列情况下，水分测定的结果是偏高还是偏低？为什 么？ .烘箱干燥法：样品粉碎不充分；样品中含有较多挥发性成 分；脂肪的氧化；样品的吸湿性较强；美拉德反应；样 品表面结了硬皮；装有样品的干燥器未密封好；干燥器 中的硅胶已受潮。 .蒸馏法：样品中的水分和溶剂间形成的乳浊液没有分离； 冷凝器中残留有水滴；馏出了水溶性成分。 卡尔-费休法：玻璃器皿不够干燥；样品颗粒较大；样品中 含有还原性物质如维生素C；样品中含有不饱和脂肪酸。 ３、在水分测定过程中，干燥器有什么作用？怎样正确地使 用和维护干燥器？ ４、根据学习本章所掌握的测定水分的知识，指出下列各类 食品水分测定的操作方法及要点：乳粉、淀粉、香料、 谷类、干酪、肉类、果酱、糖果、笋、南瓜、面包和油 脂。
美国标准筛 目数 筛孔大小
（每英寸） （mm）
英国标准筛 目数 筛孔大小
(每英寸） （mm）
12 1.397 60 0.246 100 0.147 170 0.088 200 0.074
12 60 100 170 200
1.63 0.250 0.149 0.088 0.074
12 60 100 170 200
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。
分样筛筛目与筛孔大小
泰勒标准筛 目数 筛孔大小
（每英寸） （mm）
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。
• 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（见表5-1）。
二 、 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。
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
1.405 0.251 0.152 0.089 0.076
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 。