第三章 食品水分的测定

2、仪器及试剂： (1) 蒸馏式水分测定仪如图所示。
(2) 试剂：
常用的有机溶剂及选择依据
常用的有机溶剂有比水轻的，也有比水重的。
苯 甲苯 二甲苯 CCl4 密度 0.88 0.86 0.86 1.59
沸点 80℃ 110℃ 139℃ 76.8℃
选择依据：对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯， 因为它的沸点高，常选用低沸点的有机溶剂，如苯。 对于一些含有糖分，可分解释放出水分的样品，如 脱水洋葱和脱水大蒜可采用苯，要根据样品的性质 来选择有机溶剂。
5、计算： 水分=FV/W
F —— KF试剂的水当量（mg/ml） V —— 滴定所消耗的卡尔费休试剂（ml） W —— 样品重量（g）
五、水分活度值的测定
1、AW测定仪法
⑴ 原理：在一定温度下主要利用AW测定仪中的 传感器根据食品中水的蒸汽压力的变化，从仪器 的表头上读出指针所示的水分活度。在样品测定 前需用氯化钡和溶液校正AW测定仪的AW为 9.000。
6、蒸馏法的优缺点
优点： ⑴ 热交换充分
⑵ 受热后发生化学反应比重量法少
⑶ 设备简单，管理方便
缺点：⑴ 水与有机溶剂易发生乳化现象
⑵ 样品中水分可能完全没有挥发出来
⑶ 水分有时附在冷凝管壁上，造成读数误差
该法适用于测定样品中除水分外，还有大量挥发性物 质，例如，醚类、芳香油、挥发酸、CO2等。目前 AOAC规定蒸馏法用于饲料、啤酒花、调味品的水分测 定，特别是香料，蒸馏法是唯一的、公认的水分检验分 析方法。
第三章 食品水分的测定
第一节 概述 第二节 食品水分的测定方法
第一节 概述
一、水分测定的意义
1、是重要的质量指标之一
2、是一项重要的经济指标
(1)是物料衡算的依据
(2)可了解食品水分的含量和掌握食品的基础数据， 并增加其它项目的可比性。
3、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。
⑵ 操作步骤
① 仪器校正
两张滤纸→浸于氯化钡饱和液中→用小夹子轻轻地 把它放在仪器的样品盒内→然后将传感器的表头放在样 品盒上，轻轻地拧紧→于20℃恒温烘箱→加热恒温3小 时后→将校正螺丝校正AW为9.00
② 样品测定
取样→于15～25℃恒温后→（果蔬样品迅速捣碎取 汤汁与固形物按比例取样→肉和鱼等固体试样需适当切 细）→于容器样品盒内→将传感器的表头置于样品盒上 轻轻地拧紧→于20℃恒温烘箱中→加热2小时后→不断 观察表头仪器指针的变化情况→等指针恒定不变时→所 指的数值即为此温度下试样的AW值
F =G/V F —— KF试剂的水当量（mg/ml） V —— KF滴定消耗试剂的体积（ml） G —— 水的重量（mg） (3) 滴定终点的确定： ①用试剂本身所含的碘作为指示剂 当刚出现微弱的黄棕色时，即为滴定终点 。适用于 水分含量在1％以上的样品 。 ②双指示电极安培滴定法，又称永停滴定法。
4、操作方法
清洗称量皿→烘至恒重→称取样品→放入调好温度 的烘箱（100～105℃）→烘1.5小时→于干燥器冷却 →称重→再烘0.5小时→称至恒重（两次重量差不超 过0.002g即为恒重）
5、计算：水分= G2 － G1 / W 固形物（%）=100－水分%
Βιβλιοθήκη BaiduG1 —— 恒重后称量皿重量（g） G2 —— 恒重后称量皿和样品重量（g） W —— 样品重量（g）
水分留在食品内不能排除。
二、真空干燥法
1、原理：利用较低温度，在减压下进行干燥以排除水 分，样品中被减少的量为样品的水分含量。
本法适用于在100℃以上加热容易变质及含有不易 除去结合水的食品。其测定结果比较接近真正水分。
2、仪器及装置
真空烘箱(带真空泵)、干燥瓶、安全瓶。
3、操作方法
准确称2.00～5.00g样品→于烘至恒重的称量皿→ 至真空烘箱→50～60℃、真空度40～ 53.3 KPa （300～400mmHg）→烘5小时→于干燥皿冷却→ 称至恒重
——适用于测定含微量、痕量水分的样品或测定 深色样品。
原理： 将两枚相似的铂电极插在被滴样品溶液中，给两电
极间施加10—25mv的电压，在开始滴定至终点前， 因体系中存留碘化物而无游离状态的碘，电极间的极 化作用使外电路中无电流通过(即微安表指针始终不 动)，而过量1滴卡尔·费休试剂滴入体系后，由于游离 碘的出现使体系变为去极化，则溶液开始导电，外路 有电流通过，微安表指针偏转一定刻度并稳定不变， 即为终点 4、操作步骤 取50 ml甲醇 → 于反应器中，所加甲醇要能淹没电极， 用KF试剂滴定50 ml甲醇中痕量水 → 滴至指针与标 定时相当并且保持1min不变时 → 打开加料口 → 将 称好的试样立即加入 → 塞上皮塞 → 搅拌 → 用KF试 剂滴至终点保持1min不变 → 记录
(4) 加热过程中，发生各种化学反应，产生误差。
① 果糖含量较高的样品，在高温下长时间加热，果 糖氧化分解，产生误差。
果糖 C6H12O6 大于70℃ △→C6H6O3 + 3H2O
② 含有较多氨基酸、蛋白质及羰基类化合物的样品， 在长时间加热条件下，发生羰氨反应，析出水分而导 致误差。
③ 食品中的脂肪与空气中的氧发生氧化，使样品重 量增。
(3) 称量控制：测定时样品的质量一般控制在其干燥 后的残留物量1.5～3g。
(4) 称量瓶规格：称量瓶规格的选择，原则上控制样 品置于称量瓶中，其厚度不超过瓶高的1／3为宜。
(5) 干燥条件的选择
①温度：一般是对热不稳定的食品可采用70～105℃； 对热稳定的食品采用120～135℃。
②时间：干燥时间的确定有两种方法，一种是干燥到 恒重，另一种是规定一定的干燥时间。
三、水分活度 Water Activity
（一）AW定义：食品所产生的水蒸气压P对在同一 温度下最大水蒸气压PO之比。 即 AW=P /P0=RH/100
P ——食品中水蒸气分压
P0——纯水的蒸气压 RH——平衡相对湿度 （二）意义：AW反映了食品与水的亲和能力程度， 它表示了食品中所含的水分作为微生物化学反应和 微生物生长的可用价值。
(1) 配制：
水27C称0Hm835lO吡gHI啶2→→→于塞混干上匀燥→瓶的于塞有冰→塞水振棕浴色摇冷烧使却瓶→I2中全通→干部加燥溶6的7解0SmO→2l加无 气 体60g→塞上瓶塞→于暗处24小时后标定使用
(2) 标定：
先加50ml无水甲醇→于反应器中→接通电源→启 动电磁搅拌器→用KF试剂滴入甲醇中使甲醇中尚残留 的痕量水分与试剂达到终点（不记录KF试剂用量）→ 保持一 分钟 → 用10μl注射器 从反应 器加料 口注入 10μl蒸馏水（相当于0.01g水）→用KF试剂滴定到终 点→记录
④ 样品中的某些成分和水分的结合，使测的结果偏 低（如蔗糖水解为二分子单糖），主要是限制水分挥 发。
⑤ 烘干过程中，样品内部出现物理栅，或表面形成 薄膜，致使水分蒸发不完全导致误差。
是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象。在烘 干过程中，有时样品内部的水分还来不及转移至物 料表面，表面便形成一层干燥薄膜，以至于大部分
求苯中饱和溶解水值：
取蒸馏水10ml代替样品 → 加苯100 ml → 振摇2分 钟 → 静置5分钟 → 同上样品测定
⑶ 计算
AW =[H2O]n×10/[H2O]0 AW —— 样品中水分活度值 [H2O]n —— 从食品中萃取的水量，即从KF试剂滴定 度乘滴定样品消耗KF试剂毫升数
(1) 样品用量：一般谷类、豆类约20g，色、肉、蛋、 乳制品约5-10g，蔬菜、水果约5g。
(2) 有机溶剂一般用甲苯。对于在高温易分解样品则 用苯作蒸馏溶剂，但蒸馏的时间需延长。
(3) 加热温度不宜太高，温度太高时冷凝管上端水汽 难以全部回收。蒸馏时间一般为2—3小时，样品不同 蒸馏时间各异。
(4) 为了尽量避免接收管和冷凝管壁附着水滴，仪器 必须洗涤干净。
4、计算：水分= G/ W
G —— 样品中干燥后的失重（g）
W —— 样品重量（g）
一般用于100℃以上容易变质、破坏或不易除去结 合水的样品，如糖浆、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果 酱和脱水蔬菜等样品都可采用真空干燥法测定水分。
三、蒸馏法测定水分（迪安—斯达克） 1、原理：
把不溶于水的有机溶剂和样品放入蒸馏 式水分测定装置中加热，试样中的水分与溶 剂蒸汽一起蒸发，收集馏出液于接收管内， 由水分的容量而得到样品的水分含量。
3、操作方法
准确称2.00～5.00g样品→于250ml水分测定蒸馏 瓶中→加入约50～75ml有机溶剂→接蒸馏装置→徐 徐加热蒸馏→至水分大部分蒸出后→再加快蒸馏速度 →至刻度管水量不再增加→读数
4、计算：
水分=V/W
V —— 刻度管中水层的容量(ml)
W —— 样品的重量（g）
5、说明及注意事项
固形物：指食品内将水分排除以后的全部残留物。其 组分有蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物和灰分等。
6、烘箱干燥法产生误差的原因
(1) 样品在制备过程中，水分蒸发或吸湿，致使水分 含量发生变化，导致测定结果不准确。
(2) 样品中含有非水分易挥发性物质（酒精、醋酸、 香精油、磷脂等）。
(3) 在测定过程中，称量瓶从干燥箱中取出后，应迅 速放入干燥器中进行冷却（干燥器内一般用硅胶作干 燥剂），否则，不易达到恒量。
⑵ 水分挥发要完全
⑶ 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽 略不计。
3、烘箱干燥法的测定要点
(1)样品的制备
① 固态样品：样品必须磨碎，混匀，经20～40目过 筛，磨碎过首程先中将，样要品称防出止总样质品量中后水，在分自含然量条变件化下。
1) 一般水分含风与量干大在1气51～湿42度％0h大，以致使下平其的衡达样）到品，安再：全准水确分称标量准，（然即 水分含量后在将1风4％干以样品下经称粉安碎全、水混分匀、，过即筛在，实贮验于室条
件下进行粉碎过洁筛净处、理干，燥水的磨分口含瓶量中一备般用不。会发生变 化。
2) 对于水分含量在15％以上的样品，通常采用二步干 燥法进行处理。
② 浓稠态样品：在测定前，需加入精制海砂或无水硫 酸钠，搅拌均匀，以增大蒸发面积。
③ 液态样品 ：需经低温浓缩后，再进行高温干燥。
(2) 取样（称样）：称量要迅速。
四、卡尔—费休法：测微量水分
1、原理：在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂 中的SO2与I2产生氧化还原反应，此反应可逆 。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4 加入吡啶使反应向右进行：
3C5H5N+H2O+I2+SO2 →2氢碘酸吡啶+硫酸酐吡啶 加无水甲醇使硫酸酐吡啶稳定：
2、溶剂萃取法
⑴ 原理：食品中的水可用不混溶的溶剂苯来萃取。苯 在一定温度下其萃取的水量随样品中水分活度而变化， 即萃取的水量与水相中的水分活度成比例，其结果与 同温度下测定的苯中饱和溶解水值与水相中的水的比 值即为该样品的水分活度。
⑵ 步骤
称样1.00g → 于250 ml磨口三角烧瓶 → 加100ml 苯 → 塞上瓶塞 → 振摇1小时 → 静置10分钟 →吸 50ml → 于卡尔费休水分测定器中 → 加无水甲醇 70ml → 混合 → 用KF试剂滴至微红色→ 至电流指针 再不变即为终点 → 记录
第二节 食品水分的测定方法
一、常压干燥法
1、特点与原理
⑴ 特点：应用最广泛，操作以及设备简单，精确度高。
⑵ 原理：食品中水分一般指在大气压下，100℃左右 加热所失去的物质。（但实际上在此温度下所失去的是 挥发性物质的总量，而不完全是水。）
2、干燥法必须符合下列条件（对食品而言）：
⑴ 水分是唯一挥发成分
硫酸酐吡啶 + CH3OH（无水）→ 甲基硫酸吡啶 上面三步反应写成总反应式为：
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2氢碘酸吡啶+甲基 硫酸吡啶
实际上：I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10 反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定为到
2、仪器：KF水分测定仪
3、卡尔费休试剂的配制与标定
二、食品中水分的存在形式 （一）自由水
指食品中以毛细管凝聚状态存在于细胞间、与非 水成分有较弱或基本没有作用的水。 （二）结合水
指通过氢键与食品中的非水成分结合的水。 （三）自由水和结合水的比较 1、结合水在食品中不能作为溶剂，而自由水可以； 2、结合水不能被微生物利用，而自由水能； 3、结合水在0℃不结冰，冰点可达-40℃，沸点可达 105℃，而自由水在0℃以下要结冰。