一般水分測(cè)定

食品營(yíng)養(yǎng)成份分析測(cè)定在食品成分測(cè)定技術(shù)中：成分分析是食品分析最基本和最主要的內(nèi)容，樣品檢測(cè)圍繞食品的營(yíng)養(yǎng)性展開(kāi)。學(xué)習(xí)要領(lǐng)：

What——要測(cè)定的是什么？

Why——為什么測(cè)？

How——怎么測(cè)？測(cè)定意義測(cè)定內(nèi)容測(cè)定方法第一節(jié)水分含量的測(cè)定一、測(cè)定水分的意義水分含量的測(cè)定是食品分析中最基本、最重要的測(cè)試內(nèi)容之一。去除水分后剩下的干基稱為總固形物。因?yàn)樗勺鳛橐环N廉價(jià)的摻入物，所以對(duì)食品制造商來(lái)說(shuō)，這就意味著巨大的經(jīng)濟(jì)利益。1.水分含量在產(chǎn)品保藏中是一個(gè)關(guān)鍵的質(zhì)量因素，可直接影響一些產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。如：①脫水蔬菜和水果；②奶粉；③雞蛋粉；④脫水馬鈴薯；⑤香精香料。如：①在果醬和果凍中，可防止糖返砂結(jié)晶②可調(diào)整糖漿濃度③常規(guī)加工過(guò)的谷物，水分含量應(yīng)為4-8％；吸潮膨脹后，水分含量為7-8％★④有助糧谷的安全貯藏和保障其加工品質(zhì)2.水分含量是產(chǎn)品的重要質(zhì)量因素水分對(duì)糧谷安全貯藏和加工品質(zhì)的影響

A、對(duì)糧谷而言，水分低于13.5％時(shí)是安全的，可看為全部是結(jié)合水，糧食顆粒的生命活動(dòng)很微弱，微生物不能生長(zhǎng)，糧谷不會(huì)長(zhǎng)霉。但含水量上升后，生命活動(dòng)增強(qiáng)，不僅消耗谷粒的營(yíng)養(yǎng)成分，還放出熱量和水分，導(dǎo)致生霉。

安全的貯藏水分是：谷物：12％-14％；豆類(lèi)：10％-13％。B、在加工糧谷時(shí)，含水量應(yīng)達(dá)到13.5-14％。過(guò)高過(guò)低都會(huì)影響糧食顆粒的物性和工藝品質(zhì)，對(duì)加工不利。如碎米率、出米率等。C、加工面粉時(shí)，對(duì)小麥的麥皮和胚乳的含水量要求不一樣，表皮應(yīng)被壓扁而不碎，胚乳應(yīng)被磨成細(xì)粉，一般要求入磨小麥水分達(dá)到

14％-14.5％。如：①濃縮牛乳或奶粉；②液體蔗糖(67％固形物)

液體玉米糖漿(80％固形物)③脫水產(chǎn)品(如果水分含量太高很難包裝)④濃縮果汁⑤干邑白蘭地3.含水量的減少有利于產(chǎn)品的包裝和運(yùn)輸干邑白蘭地:如：①干酪的水分含量必須≤39％；②通心粉的水分含量必須≤15％；③菠蘿汁中可溶性固形物含量必須≥10.5°Bè④葡萄糖漿的固形物含量必須≥70％；⑤加工肉類(lèi)食品時(shí)，添加水的百分比通常有專(zhuān)門(mén)的指標(biāo)。4.有些產(chǎn)品的水分含量(或固形物含量)通常有專(zhuān)門(mén)的規(guī)定，5.食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的計(jì)量值要求列出水分含量。6.水分含量數(shù)據(jù)可用于表示樣品在同一計(jì)量基礎(chǔ)上的其他分析測(cè)定結(jié)果(干基、濕基含量計(jì)算)。二、食品的水分含量分布食品種類(lèi)近似含水量（濕基）食品種類(lèi)近似含水量（濕基）谷物制品小麥面粉（整粒）白面包（加料）玉米片椒鹽餅干通心粉（干,加料）10.313.43.04.110.2乳制品牛乳（純的,新鮮）

酸奶酪（清淡，低脂）

酪農(nóng)干酪切達(dá)干酪香草冰淇淋88.089.079.337.561.0食品種類(lèi)近似含水量（濕基）食品種類(lèi)近似含水量（濕基）脂肪和油脂人造奶油黃油（含鹽）

大豆油（色拉）16.716.90甜味劑

砂糖

紅糖濃縮或過(guò)濾的蜂蜜01.617.1肉，家禽和魚(yú)牛肉雞肉有鰭魚(yú)，鰈魚(yú)蛋（整蛋)

63.268.679.175.3堅(jiān)果核桃（干）花生(加鹽干烤)

花生醬（含鹽）4.41.61.2食品種類(lèi)近似含水量/%（濕基）水果和蔬菜西瓜（未加工）橙子（未加工，帶皮）蘋(píng)果（未加工，連皮）葡萄（美國(guó)品種，未加工）葡萄干黃瓜（帶皮，未加工）馬鈴薯（未加工，新鮮帶皮）蠶豆（綠皮，未加工）

91.586.883.981.315.496.079.090.3三、水分測(cè)定方法水分測(cè)定方法有許多種，我們?cè)谶x擇時(shí)要根據(jù)食品的性質(zhì)來(lái)選擇。常采用的水份測(cè)定方法如下：1、干燥法：2、蒸餾法3、卡爾費(fèi)休法4、水分活度AW的測(cè)定干燥法以原樣重量-干燥后重量=水分重量①常壓干燥法（此法用的廣泛）；②真空干燥法（有的樣品加熱分解時(shí)用）；③紅外線干燥法；④真空器干燥法（干燥劑法）；1、干燥法必須符合下列條件（對(duì)食品而言）：①水分是唯一的揮發(fā)的物質(zhì)，不含或含其它揮發(fā)性成分極微。②水分的排除情況很完全，即含膠態(tài)物質(zhì)、含結(jié)合水量少。因?yàn)槌汉茈y把結(jié)合水除去，只好用真空干燥除去結(jié)合水。③食品中其他組分在加熱過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的重量變化非常小，可忽略不計(jì)，對(duì)熱穩(wěn)定的食品。干燥法例如，啤酒廠要經(jīng)常測(cè)啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易揮發(fā)的芳香油。這一點(diǎn)不符合我們的第一點(diǎn)要求，如果用烘箱法烘，揮發(fā)物與水分同時(shí)失去，造成分析誤差。此外，啤酒花中的α—酸在烘干過(guò)程中，部分發(fā)生氧化等化學(xué)反應(yīng)，這又造成分析上的誤差。但是一般工廠還是用烘干法測(cè)定，他們一般采取低溫長(zhǎng)時(shí)間（80～85℃烘4小時(shí)），或者高溫短時(shí)（105℃烘1小時(shí)）2、操作條件的選擇：（1）稱量瓶的選擇——（鋁制、玻璃）玻璃稱量皿——能耐酸堿，不受樣品性質(zhì)的限制，常用于常壓干燥法。鋁制稱量盒——質(zhì)量輕，導(dǎo)熱性強(qiáng)，但

對(duì)酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法或原糧水分的測(cè)定。干燥法選擇稱量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。稱量皿放入烘箱內(nèi)，蓋子應(yīng)該打開(kāi)，斜放在旁邊，取出時(shí)先蓋好蓋子，用紙條取，放入干燥器內(nèi)，冷卻后稱重。

干燥法（2）稱樣量

樣品一般控制在干燥后的殘留物為1.5～3克；固態(tài)、濃稠態(tài)樣品控制在3～5克；含水分較高的樣品控制在15～20克；（3）干燥設(shè)備烘箱：電熱烘箱有各種形式，對(duì)流式、強(qiáng)力循環(huán)通風(fēng)式。①普通；②真空干燥法（4）干燥條件干燥溫度：一般是95～105℃；對(duì)含還原糖較多的食品應(yīng)先（50～60℃）干燥然后再105℃加熱。對(duì)熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。對(duì)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(jì)算。干燥器干燥法干燥時(shí)間：恒重——最后兩次重量之差＜2mg。基本保證水分蒸發(fā)完全。規(guī)定時(shí)間——根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度要求不高的。對(duì)于易結(jié)塊或形成硬皮的樣品要加入定量的海砂。干燥法1.原理：食品中水分一般指在大氣壓下，100℃左右加熱所失去的物質(zhì)。但實(shí)際上在此溫度下所失去的是揮發(fā)性物質(zhì)的總量，而不完全是水。2.適用范圍：在95～l05℃范圍內(nèi)不含或含其他揮發(fā)性成分極微且對(duì)熱穩(wěn)定的各種食品。干燥法直接干燥法（常壓干燥法）烘箱預(yù)熱→清洗稱量皿→烘至恒重m3→準(zhǔn)確稱樣+稱量皿重m1→

放入調(diào)好溫度的烘箱（95～105℃）→烘1h→于干燥器冷卻30min→稱重→烘1h→冷卻30min→稱重→反復(fù)至恒重（兩次重量差不超過(guò)0.002g即為恒重）準(zhǔn)確稱樣+稱量皿重m2。水分的計(jì)算：水分%=(m1-m2)/(m1-m3)×100%干燥法3、常壓干燥法操作過(guò)程：⑴樣品的預(yù)處理（對(duì)分析結(jié)果影響較大）a.在采樣時(shí)要特別注意防止水分的變化，對(duì)有些食品例如奶粉、咖啡等很容易吸水，在稱量時(shí)要迅速，否則越稱越重。b.固體樣品要磨碎（粉碎）：谷類(lèi)達(dá)18目，其他30～40目。c.液態(tài)樣品要在水浴上先濃縮，然后進(jìn)干燥箱，不然烘箱受不了。d.濃稠液體（糖漿、煉乳等）：加入海砂，使樣品疏松，擴(kuò)大蒸發(fā)的接觸面，海砂與玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，兩者要知重量。e.含水量﹥16%的谷類(lèi)食品，采用兩步干燥法。如面包，切成薄片，自然風(fēng)干15-20h，再稱量，磨碎，過(guò)篩，烘干。

注意事項(xiàng)本方法不適用于膠體、高脂肪、高糖、含易氧化、易揮發(fā)物質(zhì)的食品中水分分析油脂或高脂肪樣品，由于脂肪氧化，而后面一次重量反而增加，應(yīng)以前一次重量計(jì)算。對(duì)于易焦化和容易分解的食品，可以選用比較低的溫度或縮短干燥時(shí)間。1.原理：利用在低壓下水的沸點(diǎn)降低的原理,利用較低的溫度，在減壓下進(jìn)行干燥以排除水分，樣品中被減少的量為樣品的水分含量。2．適用范圍：

適用于在較高溫度下易熱分解、變質(zhì)或不易除去結(jié)合水的食品，如糖漿、果糖、味精、麥乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量測(cè)定。干燥法減壓干燥法——真空干燥法干燥法3.裝置如（下圖）真空烘箱(帶真空泵、干燥瓶、安全瓶）。準(zhǔn)確稱2.00～5.00g樣品→于烘至恒重的稱量皿→至真空烘箱→打開(kāi)真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需的壓力40～53KPa，并同時(shí)加熱至所需溫度(50～60℃）→關(guān)閉真空泵上的活塞，停止抽氣，使烘箱內(nèi)保持一定的溫度和壓力→烘4h→打開(kāi)活塞使空氣經(jīng)干燥瓶緩緩進(jìn)入烘箱內(nèi)，待壓力恢復(fù)正常后→再打開(kāi)烘箱取出稱量皿，放入干燥器中冷卻0.5h后稱量→稱至恒重。4.操作：結(jié)果計(jì)算：同直接干燥法6.說(shuō)明及注意事項(xiàng)①真空烘箱內(nèi)各部位溫度要求均勻一致,若干燥時(shí)間短時(shí),更應(yīng)嚴(yán)格控制.②減壓干燥時(shí)，自烘箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時(shí)起計(jì)算烘干時(shí)間，一般每次烘干時(shí)間為2小時(shí)，但有的樣品需5小時(shí)；恒重一般以減量不超過(guò)0.5mg時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)受熱后易分解的樣品則可以不超過(guò)1～3mg的減量值為恒重標(biāo)準(zhǔn)。1.原理：基于兩種互不相溶的液體二元體系的沸點(diǎn)低于各組分的沸點(diǎn)這一事實(shí)，將食品中的水分與有機(jī)溶劑如甲苯、二甲苯等，共沸蒸出，冷凝并收集餾出液，由于水與其他組分密度不同，餾出液在有刻度的接收管中分層，根據(jù)水的體積計(jì)算水分含量。

例：有關(guān)沸點(diǎn)：水——100℃苯——80.2℃水+苯——69.25℃有關(guān)相對(duì)密度：(20/4)

d水=1.00000d苯=0.87900d甲苯=0.86694二、共沸蒸餾法此法由于采用了一種高效的換熱方式，水分可迅速移出。因此測(cè)定過(guò)程在密閉容器中進(jìn)行，加熱溫度比直接干燥法低,對(duì)易氧化、分解、熱敏性以及含有大量揮發(fā)性組分樣品的測(cè)定準(zhǔn)確度優(yōu)于干燥法。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，廣泛用于各類(lèi)果蔬、油類(lèi)等多種樣品的水分的測(cè)定。特別是香料，此法是唯一公認(rèn)的水分含量的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。共沸蒸餾法2.特點(diǎn)和使用范圍3、儀器共沸蒸餾法蒸餾式水分測(cè)定儀如圖所示甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水飽和后，分去水層，進(jìn)行蒸餾，收集餾出液備用。準(zhǔn)確稱取適量樣品置于蒸餾瓶中，并用溶劑完全浸泡↓接蒸餾裝置，從冷凝管頂端注入溶劑，使之充滿水分接收管↓開(kāi)始時(shí)慢慢加熱，至水分大部分蒸出，每秒鐘約蒸餾出2滴↓然后再加快蒸餾速度，每秒鐘4滴，至刻度管水量不在增加↓用少量的甲苯清洗去除附著在滴管刷上的水滴↓讀數(shù)共沸蒸餾法4、計(jì)算：共沸蒸餾法V——接收管內(nèi)水的體積。W——樣品質(zhì)量。5、蒸餾法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：⑴熱交換充分⑵受熱后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)比重量法少⑶設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便缺點(diǎn)：⑴水與有機(jī)溶劑易發(fā)生乳化現(xiàn)象⑵樣品中水分可能完全沒(méi)有揮發(fā)出來(lái)⑶水分有時(shí)附在冷凝管壁上，造成讀數(shù)誤差①樣品用量一般谷類(lèi)、豆類(lèi)約20g，魚(yú)、肉、蛋、乳制品約5～10克，蔬菜、水果約5g。②有機(jī)溶劑一般用甲苯，其沸點(diǎn)為110.7℃。對(duì)于在高溫易分解樣品則用苯作蒸餾溶劑(純苯沸點(diǎn)80.2℃，水苯其沸點(diǎn)則為69.25℃)，但蒸餾的時(shí)間需延長(zhǎng)。③加熱溫度不宜太高，溫度太高時(shí)冷凝管上端水汽難以全部回收。蒸餾時(shí)間一般為2～3小時(shí)，樣品不同蒸餾時(shí)間各異。④為了盡量避免接受管和冷凝管壁附著水滴，儀器必須洗滌干凈。共沸蒸餾法6、說(shuō)明及注意事項(xiàng)是測(cè)定各種物質(zhì)中微量水分的一種方法，是在1935年由卡爾?費(fèi)休提出的測(cè)定水分的容量方法，屬于碘量法，是對(duì)于測(cè)定水分最為準(zhǔn)確的化學(xué)方法。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分，我們國(guó)家也把這個(gè)方法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分。三、卡爾·費(fèi)休法（KarlFischer)簡(jiǎn)稱費(fèi)休法或K—F法。此反應(yīng)具有可逆性，當(dāng)生成物H2SO4濃度＞0.05%時(shí)，即發(fā)生可逆反應(yīng)。要使反應(yīng)順利向右進(jìn)行，要加入適量的堿性物質(zhì)以中和生成的酸。I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI1、原理在水存在時(shí)，即樣品中的水與卡爾費(fèi)休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。硫酸吡啶很不穩(wěn)定，消耗一部分水而干擾測(cè)定，我們可加無(wú)水甲醇，則生成穩(wěn)定的化合物。I2＋SO2＋H2O＋3C5H5N

2氫碘酸吡啶＋硫酸吡啶I2＋SO2＋H2O＋3C5H5N＋CH3OH

2氫碘酸吡啶＋甲基硫酸吡啶經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在體系中加入吡啶，可使反應(yīng)向右進(jìn)行。該法適合于測(cè)定低水分含量的食品，如脫水水果和蔬菜、糖果和巧克力、咖啡和油脂，以及任何高糖高蛋白低水分的樣品。此方法快速準(zhǔn)確且不需加熱。不僅可測(cè)得樣品中的自由水，而且可測(cè)出結(jié)合水，即此法測(cè)得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量。適合于測(cè)定水分含量大于0.03%的樣品。2、適用范圍3、卡爾費(fèi)休試劑的配制與標(biāo)定若以甲醇作溶劑，則試劑中I2、SO2、C5H5N（含水量在0.05%以下）三者的克分子數(shù)比例為I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10配制這種試劑要單獨(dú)配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存，臨用時(shí)再混合，而且要標(biāo)定。甲液I2的CH3OH溶液乙液SO2的CH3OH吡啶溶液這種方法對(duì)試劑要求嚴(yán)格，要求甲醇、吡啶都是無(wú)水的，并且要求有KF水分測(cè)定儀主要儀器：KF—l型水分測(cè)定儀(上?；ぱ芯吭褐?SDY一84型水分滴定儀(上海醫(yī)械專(zhuān)機(jī)廠制)

配制稱85gI2于干燥的有塞棕色燒瓶中↓加670ml無(wú)水CH3OH↓塞上瓶塞，振搖使I2全部溶解↓加270ml吡啶，混勻，于冰水浴冷卻↓通干燥的SO2氣體60g↓塞上瓶塞→于暗處24小時(shí)后標(biāo)定使用標(biāo)定：先加50ml無(wú)水甲醇→于反應(yīng)器中→接通電源→啟動(dòng)電磁攪拌器→用KF試劑滴入甲醇中使甲醇中尚殘留的痕量水分與試劑達(dá)到終點(diǎn)（即指針到達(dá)一定刻度，不記錄KF試劑用量）→保持一分鐘→用10μl注射器從反應(yīng)器加料口注入10μl蒸餾水（相當(dāng)于0.01g水）→電流表指針接近零點(diǎn)→用KF試劑滴定到原定終點(diǎn)→記錄F=G*1000/VF——KF試劑的水當(dāng)量（mg/ml）V——KF滴定消耗試劑的體積（ml）G——水的重量（g）操作方法對(duì)于固體樣，如糖果必須預(yù)先粉碎，稱0.30～0.50g樣于稱樣瓶中取50ml甲醇→于反應(yīng)器中，所加甲醇要能淹沒(méi)電極，用KF試劑滴定50ml甲醇中痕量水→滴至指針與標(biāo)定時(shí)相當(dāng)并且保持1min不變時(shí)→打開(kāi)加料口→將稱好的試樣立即加入→塞上皮塞→攪拌→用KF試劑滴至終點(diǎn)保持1min不變→記錄結(jié)果計(jì)