3-第三章-水分的分析測定-qianhe解析

第三章水分的測定（2h）第一節(jié)概述其次節(jié)水在食品中存在的狀態(tài)第三節(jié)水分的測定方法（干燥法、蒸餾法、化學(xué)法、其他）

水是生命之源每課一字金文小篆楷書小篆：「生」，從「屮」從土，「屮」音澈，象草木初生之形。土指土地土壤，草木出土而生，便有「生生不已」之意。春天是萬物復(fù)蘇，生氣勃勃的季節(jié)，萬物的生命，都在春天的雨露陽光之中孕育。在這「生」字之中，蘊含著古人對生命、生活、養(yǎng)生、生意、生態(tài)的才智詮釋，更蘊涵了天長地久，生生不已，無限生命的道理?！吧敝x生命——我們的生命得自父母，恩德深重如山?！对娊?jīng)·蓼莪》：「父兮生我，母兮鞠我，拊我畜我，長我育我，顧我復(fù)我，出入腹我，欲報之德,昊天罔極?！光馑歼@字字句句,無不道盡父母對兒女的至愛。生命得之何其不易,強壯成人都來自父母的心血。故，珍愛生命，孝養(yǎng)父母，不僅傳承了父母的血脈，更讓生命的光輝，代代綿延不盡。生活——生活是一門高深藝術(shù)，怎樣的生活才令人心曠神怡？怎樣的日子，過得才多采多姿？信任很多人都在追求生活的品質(zhì)及高尚的精神面，其實能解讀生命的意義，就能享受生活的樂趣，就能激發(fā)生命的原動力。原委怎樣才能讓生活提升呢？古人常道：「知足常樂。」又言：「退一步海闊天空?！棺x一本好書，品啜一杯香茗，一首古曲，其實這樣的人生，就很令人滿足了?！吧敝x生意——當(dāng)今社會上特殊吸引人一類，就是做生意的大商人。在生意的門道中，怎樣競爭得最大的利潤，怎樣獲得財寶，始終是大家所追求的。但若退一步想想，假如能把生意惠以天下人真實大利，豈不更好？我們不妨細致來探討：假如做生意的人都有開闊胸懷，令全部與他交易的人，雙方都能生起誠意、善意、美意、良意、真意、好意、恩意、樂意、喜意……那這生意的事業(yè)就深具意義，對人類就有重大的貢獻了。好比買了環(huán)境極佳，地點極好，優(yōu)良材質(zhì)的住屋，住起來令人身心安逸，真能令人生起無限的滿足。買了合適的衣服，端莊美麗大方，心中能生起無限的悅意，因為它帶來了美麗。所以懂得做生意的人，要能把握「生意」二字的無盡意涵，那就能造福更多的人。美麗的地球是我們恒久的家園，擁有自然生態(tài)環(huán)境，才能疼惜大地母親，生生不息長養(yǎng)萬物，這蘊育萬物生命的宏大力氣，彌足珍貴，我們不能輕易地耗散她，確定要呵護她。假如我們能回來純樸生活，削減污染，降低對大自然的過度開發(fā)，深信很多不正常的異象天候，自然的災(zāi)難都會隨之降低，我們美麗的地球才能壯麗恒久?！干勾砹藷o盡的生命力氣與朝氣，我們應(yīng)當(dāng)把握人生的方向，不斷開發(fā)生生不息的才智，充溢我們的生命，創(chuàng)建每天生起良意、美意、善意的華蜜美滿人生。第一節(jié)概述

水對食品體系的重要性水是食品的自然成分，影響食品的狀態(tài)、感官性狀、對腐敗的敏感性等。水分含量是很多食品的法定標(biāo)準(zhǔn)（GB5009.3食品中水分的測定方法）食品標(biāo)準(zhǔn)與水分含量食品名稱標(biāo)準(zhǔn)水分（%）餅干GB7100≤6.5%麥乳精GB7101≤2.5%方便面GB17400油炸面：≤8.0%非油炸面：≤12.0%

熟肉制品GB2726肉干、肉松、其它熟肉干制品：≤20.0%肉脯、肉糜脯：≤16.0%油酥肉松、肉粉松：≤4.0%干果

GB16325桂園、荔枝：≤25%柿餅：≤35%葡萄干：≤20%水分的定義(GB5009.3)食品中的水分一般是指在100℃左右干脆干燥的狀況下，所失去物質(zhì)的總量。水分和水分含量固形物(%)=100%－水份（%）

食品中的固形物——指食品內(nèi)將水分解除后的全部殘留物，包括蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、無氮抽出物、灰分等。水分含量與固形物含量的關(guān)系水分測定的意義企業(yè)：水分是影響食品質(zhì)量的重要因素，限制水分是保障食品不變質(zhì)的手段之一。監(jiān)控：測定水分含量（注水肉），揭露摻假行為。水分含量的測定是食品分析的重要項目之一，貫穿于產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、市場監(jiān)督等過程。其次節(jié)水在食品中存在的狀態(tài)依據(jù)水在食品中所處的狀態(tài)不同以及與非水組分結(jié)合強弱的不同，可把食品中的水分為三類：自由水—是靠分子間力形成的吸附水。保持水本身的物理特性，溶液狀態(tài)，能作為膠體的分散劑和鹽的溶劑，易蒸發(fā)，能結(jié)冰。親和水—是強極性基團單分子外的幾個水分子層所包含的水，以及與非水組分中弱極性基團以氫鍵結(jié)合的水。結(jié)合水—以配價鍵結(jié)合，其結(jié)合力大，很難用蒸發(fā)的方法分別出去，在食品內(nèi)部不能作為溶劑。思索題：水在食品中存在的狀態(tài)有哪幾類？不同狀態(tài)水揮發(fā)的難易程度如何？第三節(jié)水分的測定方法干脆法——利用水分本身的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)測定水分的方法干燥法干脆法蒸餾法卡爾費休法特點：精確度高、重復(fù)性好，應(yīng)用范圍較廣；但費時，人工操作間接法——利用食品的比重、折射率、電導(dǎo)、介電常數(shù)等物理性質(zhì)測定的方法特點：精確度低，快速，自動連續(xù)干燥法（又稱重量法）在確定的溫度和壓力條件下，將樣品加熱干燥，蒸發(fā)以解除其中水分并依據(jù)樣品前后失重來計算水分含量的方法，稱為干燥法。常壓干燥法（常壓烘箱干燥法）干燥法減壓干燥法（真空烘箱干燥法）接受干燥法測定水分的前提條件：水分是樣品中唯一的揮發(fā)物質(zhì)；通過干燥可以較徹底地去除樣品中的水分；在加熱過程中，樣品中的其它組分可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但其引起的重量變更可以忽視不計。思索題：什么時候必需選擇減壓干燥法？水分測定操作過程

樣品接受預(yù)處理（樣品、稱量瓶）精確稱取適量樣品于恒重稱量瓶中在規(guī)定條件下干燥冷卻稱量干燥冷卻稱量恒重試驗結(jié)果處理主要操作條件和要點預(yù)處理(樣品、稱量瓶、海砂）樣品重量和稱量瓶規(guī)格干燥設(shè)備干燥條件干燥劑樣品預(yù)處理原則：在采集、處理和保存過程中，須防止組分發(fā)生變更和水分散失。樣品性質(zhì)預(yù)處理方法固體切細或磨碎。谷類約18目，其他食品30～40目半固體或液體準(zhǔn)備好潔凈、恒重、內(nèi)含適量海沙和一根小玻棒的蒸發(fā)皿；精密稱量適量樣品于蒸發(fā)皿中，用不玻棒攪勻后置于沸水浴上，邊攪拌邊蒸發(fā)，蒸干后擦去皿底水滴，再置于干燥箱內(nèi)。1、糖漿、甜煉乳等濃稠液體，一般要加水稀釋，將固形物含量控制在20～30%；2、面包類水分含量大于16%的谷類食品，可采用二步干燥法。稱量瓶的預(yù)處理用烘箱進行干燥處理，在100℃的烘箱進行重復(fù)干燥，以使其達到恒重（兩次稱量質(zhì)量差不超過2mg）。干燥之后的稱量皿應(yīng)存放在干燥器中。稱量瓶放入烘箱內(nèi)，蓋子應(yīng)當(dāng)打開，斜放在旁邊，取出時先蓋好蓋子，用紙條取，放入干燥器內(nèi)，冷卻后稱重。

海砂的預(yù)處理用水洗去泥土的海砂或河沙，先用6mol/L鹽酸煮沸半小時，用水洗到中性，再用6mol/L氫氧化鈉溶液煮沸半小時，用水洗到中性，經(jīng)105℃烘干后備用。樣品重量和稱量瓶規(guī)格a.樣品重量：一般限制干燥殘留物在1.5～3g樣品稱樣量（g）固態(tài)、濃稠態(tài)食品3～5果汁、牛乳等液態(tài)食品15～20樣品重量和稱量瓶規(guī)格b.稱量瓶及其規(guī)格稱量瓶玻璃耐酸堿，不受樣品性質(zhì)的限制，常用于常壓干燥法。鋁質(zhì)質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性強，但對酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法。規(guī)格玻璃底部直徑：4～5cm，6.5～9.0cm鋁質(zhì)直徑5cm，高度至少2cm直徑加大，高度至少3cm選擇稱量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。干燥設(shè)備真空烘箱烘箱對流式：溫差最大

一般電熱烘箱強力循環(huán)通風(fēng)式：溫差最小特定溫度和時間條件下，應(yīng)考慮不同類型的烘箱而引起的溫差變更

干燥條件依據(jù)樣品的性質(zhì)以及分析目的選擇干燥的溫度、壓力和干燥時間。干燥溫度根據(jù)經(jīng)驗，準(zhǔn)確度要求不高的。壓力常壓、減壓干燥時間a.干燥到恒重b.規(guī)定一定的干燥時間干燥溫度一般是95～105℃；對含還原糖較多的食品應(yīng)先（50～60℃）干燥然后再105℃加熱。對熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。對于脂肪高的樣品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），應(yīng)用前一次的數(shù)據(jù)計算。干燥時間a.恒重——最終兩次重量之差＜2mg?；颈ＷC水分蒸發(fā)完全。b.規(guī)定時間——依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法的要求。避開手段：運用清潔干燥的海砂和樣品一起攪拌勻整，再將樣品加熱干燥直至恒重。作用：防止表面硬皮的形成；可以使樣品分散，削減樣品水分蒸發(fā)的障礙。用量：依樣品量而定，一般每3g樣品加20～30g海砂就能使其充分分散。其他：硅藻土、無水硫酸鈉在干燥過程中，一些食品原料可能易形成硬皮或塊狀，結(jié)果成不穩(wěn)定或錯誤。干燥器中的干燥劑干燥器中一般接受硅膠作為干燥劑，當(dāng)其顏色由藍色減退或變成紅色時，應(yīng)剛好更換；干燥劑在135℃下干燥2～3h后可重新利用。常壓烘箱干燥法（干脆干燥法）原理：在確定溫度（95~105℃）和壓力(常壓）下，將樣品放在烘箱中加熱干燥，除去蒸發(fā)的水分，干燥前后樣品的質(zhì)量之差即為樣品的水分含量。適用范圍：適用于在95~105℃下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微且對熱穩(wěn)定的食品。樣品的制備、測定及結(jié)果計算a.采集，處理，保存過程中，要防止組分發(fā)生變化，特別要防止水分的丟失或受潮。b.固體樣品要磨碎（粉碎），谷類達18目，其他30～40目。c.液態(tài)樣品要在水浴上先濃縮，然后進干燥箱，不然烘箱受不了。樣品的預(yù)處理（對分析結(jié)果影響較大）二步干燥法對于水分含量在16%以上的樣品，如面包之類的谷類食品，先將樣品稱出總質(zhì)量后，切成厚為2～3mm的薄片，在自然條件下風(fēng)干15～20h，使其與大氣濕度大致平衡，然后再次稱量，并將樣品粉碎、過篩、混勻，放于稱量瓶中以烘箱干燥法測定水分。9%以下要暴露在空氣中，平衡到9-15%再其次步干燥主要緣由：與空氣中水分平衡、水分逸散通道打開淀粉高水量、高溫糊化稱取樣品105℃干燥稱量瓶恒重2—4小時干燥器內(nèi)冷卻兩次差不超過2mg為恒重0.5小時后稱重再烘l小時冷卻稱重水分測定結(jié)果的計算萬變不離其宗的基本原理：適宜條件下干燥到恒重后，樣品失去物質(zhì)的總質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量，乘以100%。X——樣品中的水分含量，g/100g；m1——干燥前稱量瓶和樣品的質(zhì)量,g；m2——干燥后稱量瓶和樣品的質(zhì)量,g；m3——恒重稱量瓶的質(zhì)量，g。

m1——簇新樣品總質(zhì)量，g；m2——風(fēng)干后樣品的質(zhì)量，g；m3——干燥前樣品與稱量瓶的質(zhì)量，g；m4——干燥后樣品與稱量瓶的質(zhì)量，g；m5——稱量瓶質(zhì)量，g。二步干燥法

干脆干燥法m1——干燥前樣品和稱量瓶質(zhì)量，g；m2——海砂（或無水硫酸鈉）質(zhì)量，g；m3——干燥后樣品、海砂及稱量瓶的總質(zhì)量，g；m4——恒重稱量瓶質(zhì)量，g。

加海沙或其他方法說明和留意事項干脆干燥法測定食品中水分是國家標(biāo)準(zhǔn)第一法。該方法不能完全排出食品中的結(jié)合水，所以它不行能測出食品中真正的水分。設(shè)備和操作簡潔，但時間較長，不適合含易揮發(fā)物質(zhì)、高脂肪、高糖食品及含有較多的高溫易氧化、易揮發(fā)、易分解物質(zhì)的食品。減壓干燥法

原理：在低壓條件下，水分的沸點會隨之降低適用范圍：適用于在100℃以上加熱簡潔變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品，如淀粉制品、豆制品、罐頭食品、糖漿、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。優(yōu)點：可以防止：含脂肪高的樣品在高溫下的脂肪氧化；含糖高的樣品在高溫下的脫水炭化；含高溫易分解成分的樣品在高溫下分解等樣品的測定及方法

步驟：放入樣品→連接泵，抽出箱內(nèi)空氣至所需壓力（一般為40~53kPa），并同時加熱至所需溫度（55℃左右）→關(guān)閉真空泵，停止抽氣→保持確定的溫度和壓力干燥→打開活塞→待壓力復(fù)原正常后再打開方法說明及留意事項壓力一般為40~53kPa，溫度為50~60℃。實際應(yīng)用時可依據(jù)樣品性質(zhì)及干燥箱耐壓實力不同而調(diào)整壓力和溫度自干燥箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時起計算干燥時間；恒重一般以減量不超過0.5mg時為標(biāo)準(zhǔn)，但對受熱后易分解的樣品則可以不超過1～3mg的減量值為恒重標(biāo)準(zhǔn)。其他干燥法

化學(xué)干燥法：將某種對于水蒸氣具有猛烈吸附的化學(xué)藥品與含水樣品一同裝入一個干燥容器，通過等溫擴散及吸附作用而使樣品達到干燥恒重。微波烘箱干燥法：微波是指頻率范圍為103～105MHz的電磁波。微波加熱是靠電磁波把能量傳播到被加熱物體的內(nèi)部。加熱速度快、勻整性好、易于瞬時限制、選擇性吸取、加熱效率高紅外線干燥法

是一種快速測定水分的方法，它以紅外線發(fā)熱管為熱源，通過紅外線的輻射熱和干脆熱加熱樣品，高效快速地使水分蒸發(fā)。加熱快速，精密度差二、蒸餾法

接受與水互不相溶的高沸點有機溶劑與樣品中的水分共沸蒸餾，收集餾分于接收管內(nèi)，從所得的水分的容量求出樣品中的水分含量。干脆蒸餾：運用沸點比水高、與水互不相溶的溶劑，在遠高于水沸點的溫度下加熱回流蒸餾：運用沸點僅比水略高的溶劑如甲苯、二甲苯和苯適用范圍設(shè)備簡潔經(jīng)濟，管理便利，精確度能夠滿足常規(guī)分析的要求，快速。對于谷類、干果、油類、香料等樣品，分析結(jié)果精確，特殊是對于香料，蒸餾法是唯一的、公認的水分測定法。操作方法

儀器稱取樣品適量→加入50~75mL新蒸餾的甲苯（或二甲苯）使樣品浸沒→連接冷凝管與水分接收管→從冷凝管頂端注入甲苯，裝滿水分接收管→加熱蒸餾（2d/s)至大部分蒸出→加熱蒸餾（4d/s)沖洗→讀數(shù)

X——樣品中的水分含量，mL/100g；或按水在20℃時密度0.9982g/mL計算質(zhì)量含量；V——接收管內(nèi)水的體積，mL；m——樣品的質(zhì)量，g。方法說明和留意事項蒸餾法為食品水分測定國家標(biāo)準(zhǔn)第三法避開了揮發(fā)性物質(zhì)以及脂肪氧化造成的誤差。有機溶劑的選擇：考慮能否完全潮濕樣品、適當(dāng)?shù)臒醾鲗?dǎo)、化學(xué)惰性、可燃性以及樣品的性質(zhì)等因素?zé)岵环€(wěn)定常選用低沸點的（苯、甲苯或甲苯-二甲苯）：如對于含糖的樣品宜選用苯作為溶劑三、卡爾-費休（Karl-Fischer）法

簡稱費休法或K-F法屬于碘量法，被廣泛應(yīng)用于多種化工產(chǎn)品的水分測定?？焖俣志_，且不需加熱在很多場合，該法也常被作為水分特殊是微量水分的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用于校正其它分析方法原理基于水存在時碘與二氧化硫的氧化還原反應(yīng)：2H2O＋SO2＋I2→←2HI＋H2SO4上述反應(yīng)是可逆的，在體系中加入了吡啶和甲醇則使反應(yīng)順當(dāng)向右進行C5H5N·I2＋C5H5N·SO2＋C5H5N＋H2O→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3C5H5N·SO3＋CH3OH→C5H5N(H)SO4·CH3通常碘、二氧化硫、吡啶按1：3：10的比例溶解在甲醇溶液中，該溶液被稱為卡爾-費休法試劑，通常用純水作為基準(zhǔn)物來標(biāo)定該試劑。過量的碘指示終點（顏色、雙指示電極安培滴定法）適用范圍廣泛用于各種樣品的水分含量測定，特殊適用于痕量水分分析（如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等）其測定精確性比干脆干燥法要高；也是測定脂肪和油類物品中微量水分的志向方法?？?費休水分測定儀

卡爾-費休試劑的標(biāo)定

（？要標(biāo)定）50mL的無水甲醇（水＜0.05%）加入反應(yīng)器中，接通電源，啟動電磁攪拌器，先用卡爾-費休試劑滴入甲醇中使其中殘存的微量水分與試劑作用達到計量點，不記錄卡爾-費休試劑的消耗量。用微量注射器從加料口注入10μL蒸餾水，用卡爾費-休試劑滴定至終點，記錄試劑的消耗量。終點：I2，有水時呈淡黃色，接近終點時呈琥珀色，剛出現(xiàn)微弱的黃綜色時，為滴定終點。T——卡爾-費休試劑的水質(zhì)量（mg/mL）m——水的質(zhì)量，g；V——滴定消耗卡爾-費休試劑的體積，mL。

計算公式樣品水分的測定

固體樣品必須要先粉碎勻整。精確取0.30～0.50g樣品，測定步驟同上。結(jié)果計算X——樣品中的水分含量，mg/100mg；T——卡爾-費休試劑的水質(zhì)量，mg/mL；V——滴定所消耗卡爾費休試劑，mL；m——樣品的質(zhì)量，g。

說明及留意事項樣品的顆粒大小特殊重要。通常樣品細度約為40目，宜用裂開機處理，不用研磨機以防水分損失。假如食品中含有氧化劑、還原劑、堿性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硼酸等，都會與卡爾-費休試劑所含組分起反應(yīng)，干擾測定。（偏高或低？）四、其他方法介電容量法：依據(jù)樣品的介點常數(shù)與含水率有關(guān)，以含水食品作為測量電極間的充填介質(zhì)，通過電容的變更達到對食品水分含量的測定。須要運用已知水分含量的樣品（標(biāo)準(zhǔn)方法測定）制定標(biāo)準(zhǔn)曲線進行校準(zhǔn)。須要考慮樣品的密度、樣品的溫度等因素電導(dǎo)率法

原理：當(dāng)樣品中水分含量變更時，可導(dǎo)致其電流傳導(dǎo)性隨之變更，因此通過測量樣品的電阻來確定水分含量，就成為一種具有確定精確度的快速分析方法。必需保持溫度恒定，每個樣品的測定時間必需恒定為1min。紅外吸取光譜法紅外線是一種電磁波，一般指波長為0.75~1000μm的光依據(jù)水分對某一波長的紅外光的吸取強度與其在樣品中的含量存在確定的關(guān)系建立了紅外吸取光譜測水分法。折光法

通過測量物質(zhì)的折射率來鑒別物質(zhì)的組成、確定物質(zhì)的純度、濃度及推斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱為折光法。測定可溶性固形物的含量水分活度值的測定

一、水分活度值的測定意義單純的水分含量并不是表示食品穩(wěn)定性的牢靠指標(biāo)。這是由于水與食品中的其他成分結(jié)合的方式不同而造成的。為了更好地定量說明食品中的水存在狀態(tài)，更好地闡明水分含量與食品保藏性能的關(guān)系，引入水分活度（WaterActivity）這個概念。水分活度依據(jù)平衡熱力學(xué)定律，水分活度可定義為：溶液中水的逸度（Fugacity）與純水逸度之比值A(chǔ)w＝

Aw——水分活度；f——溶劑(水)的逸度（逸度是溶劑從溶液中逃脫的趨勢）f0——純?nèi)軇ㄋ┑囊荻?。也可近似地表示為溶液中水蒸汽分壓與純水蒸汽壓之比：==AwP——溶液或食品中的水分蒸汽分壓，一般說來，P隨食品中易蒸發(fā)的自由水含量的增多而加大；P0——為純水的蒸汽壓，可從有關(guān)手冊中查出；ERH——平衡相對濕度（EquilibriumRelativeHumidity），它是指食品中水分蒸發(fā)達到平衡時（即單位時間內(nèi)脫離食品的水的摩爾數(shù)等于返回食品的水摩爾數(shù)的時候），食品上方恒定的水蒸汽分壓與在此溫度時水的飽和蒸汽壓的比值（乘以100用整數(shù)表示）水分含量是指食品中水的總含量，即確定量食品中水的質(zhì)量分數(shù)；水分活度值表示食品中水分存在的狀態(tài)，即反映水分與食品成分的結(jié)合程度或游離程度。結(jié)合程度越高，則水分活度值越低；結(jié)合程度越低，則水分活度值越高。相對濕度指的卻是食品四周的空氣狀態(tài)。測定食品的水分活度值的意義

對食品的色、香、味、組織結(jié)構(gòu)和食品品質(zhì)有影響：褐變對食品的保藏穩(wěn)定性有重要影響二、水分活度測定方法

在食品中工業(yè)中對于水分活度的測定方法很多，如蒸汽壓力法、電濕度計法、溶劑萃取法、近似計算法和水分活度測定儀等。Aw測定儀法

原理：在確定的溫度下，用標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液校正Aw測定儀的Aw值，在同一條件下測定樣品，利用測定儀上的傳感器，依據(jù)食品中的蒸汽壓力的變更，從儀器上的表頭上讀出指示的水分活度。本章總結(jié)：方法的比較原理樣品