第6章水分及水活度测定8

• A ：20.5327 B ：20.5306 C ：20.5310 D ：取3次平均 值
• A、果汁
B、乳粉 C、糖浆 D、酱油
• 5、水分测定时，水分是否排除完全，可以根据（C ） 来进行判定。
• A、经验B、专家规定的时间C、样品是否已达到恒重D 、烘干后样品的颜色
• 7温、度采用两次烘干法，测定水份，第一次烘干宜选用（B）
• A ：40℃左右 B ：60℃左右 C ：70℃左右 D ：100℃
理？
（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： 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。
（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。
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。
思考题
• 加入海沙的目的是什么？ • A 加大蒸发面积 B 提高加热强度 • C 减少烘干时间 D 保护易挥发成分 • 干燥器内硅胶变红说明什么？应如何处
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。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。
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。
例：有关沸点：水 —— 100℃ 苯 —— 80.2 ℃ 水 + 苯 —— 69.25 ℃
• 例：还原糖+氨基化合物 • →变色（美拉德反应）+H2O↑
• H2C4H4O6（酒石酸）+2NaHCO3 • →NaC4H4O6（酒石酸钠）+2H2O+2CO2
• 发酵糖（NaHCO3+KHC4H4O6）→H2O+CO2+ NaKC4H4O6
• 高糖高脂肪食品不适应
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
1.主要组成成分
2.水分子的含量和分布直接 影响到食品的外观、色泽、 风味、质量、状态、贮藏时 间及其对腐败的敏感性等。
3.不同的食品有其特征性的 水分含量。 如:面包35～45％；奶粉4％； 肉80％；谷物，10～15％等
• 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。
1. 什么是结合水？什么是自由水？ 2. 水分的测定方法。 3. 各种测定方法的原理、仪器。 4. 卡尔费休法原理、试剂。 5. 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？
• 1、食品分析中干燥至恒重，是指前后两次质量差不超过（ A ） • A、2毫克 B、0.2毫克 C、0.1克 D、0.2克
⑶ 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。
第六章 水分和水分活度值的测定
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 亲和水—— 强极性基团单分子外的水分子层。 ③ 结合水（束缚水）——以氢键结合的水，结晶水。
是食品中与非水组分结合最牢固的水。
食品中的水
于富含糖分和淀粉的样品；
⑹ 烘干到结束样品重新吸水。
（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。
（酒精、醋酸、香精油、磷脂等）；
⑵ 样品中的某些成分和水分的结合（如蔗糖水解为二分 子单糖），主要是限制水分挥发；
使测的结果偏低
⑶ 食品中的脂肪与空气中的氧发生氧化，使样品重量增 重；
⑷ 在高温条件下物质的分解（果糖对热敏感）；
• 果糖 C6H12O6 大于70℃ H2O ⑸ 被测样品表面产生硬壳，妨碍水分的扩散；尤其是对
固形物 (%) = 100 % － 水份（%）
例如，奶粉要求水分为3.0～5.0%，若为4～6%。 也就是水分提高到3.5%以上，就造成奶粉结块，则 商品价值就低，水分提高后奶粉易变色，贮藏期降 低，另外有些食品水分过高，组织状态发生软化， 弹性也降低或者消失。
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。
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，或选 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。
⑸ 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。
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） Aw测定仪法； （二） 扩散法； （三） 溶剂萃取法。
第六章 重点
• 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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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%
酿酒原料标准.doc 水分检测、杂质检测
• 烘箱干燥法产生误差的原因: ⑴ 样品中含有非水分易挥发性物质
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。
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。
• 水分的含量高低，对微生物的生长及生化反应 都有密切的关系。
第二节 水分的测定 一 、 干燥法
•
8、下列物质中（
）不能用直接干燥法测定其水分含量
A
• A ：糖果 B ：糕点 C ：饼干 D ：食用油
• 9、糖果水分测定时干燥箱压力为40～53KPa，温度一般控 制在 C
• A ：常温 B ：30～40℃ C ：50～60℃ D ：80～90℃
• 10、实验员甲在糕点水分测定恒重时恒重3次重量一次为 20.5327g、20.5306g、20.5310g，则计算时应选用（B）作 为计算数据
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》
1. 直接干燥 2. 减压干燥 3. 蒸馏
§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 ↑。
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 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、糖果水份测定选用减压干燥法是因为糖果 ( C )
• A、容易挥发 B、水分含量较低 C、易熔化碳化 D、以上都
是
（A ）
• 3、常压干燥法测定面包中水分含量时，选用干燥温度为
• A、100～105℃ B、105～120℃ C、120～140℃ D、＞140℃
• 4、可直接将样品放入烘箱中进行常压干燥的样品是
有关相对密度：(20/4) d水 = 1.00000 d苯 = 0.87900
d甲苯 = 0.86694
⑵ 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。
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。
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。
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。
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；
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。
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)
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
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+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI+C5H5NSO3
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，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 。