食品中水分測(cè)定

關(guān)于食品中水分測(cè)定第1頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水的性質(zhì)水是由氫和氧組成的無(wú)機(jī)物，水的分子式H20,相對(duì)分子量18，常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)味、透明的液體；標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)100℃，凝固點(diǎn)是0℃；水分子有很強(qiáng)的極性，能通過(guò)氫鍵結(jié)合成締合分子；在101.3kPa和3.98℃時(shí)，水的密度最大，為1g/ml。第2頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水在食品中存在的狀態(tài)

水分的存在狀態(tài)結(jié)合水或束縛水:

自由水或游離水不可移動(dòng)水或滯化水毛細(xì)管水自由流動(dòng)水第3頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月食品中水分存在的形式結(jié)合水（Boundwater)：在食品中與其他成分結(jié)合在一起形成膠體狀態(tài)的水。如：1、與蛋白質(zhì)的活性基團(tuán)（-OH,=NH,-NH3,-COOH,-CONH2)和碳水化合物的活性基團(tuán)（-OH)以氫鍵相結(jié)合而不能自由運(yùn)動(dòng)的水

2、與蛋白質(zhì)、淀粉水合作用和膨潤(rùn)吸收作用水分、以及某些鹽類(lèi)的結(jié)晶水等。特點(diǎn)：①水的沸點(diǎn)和冰點(diǎn)時(shí)，這部分水不能通過(guò)蒸發(fā)而溢去,也不會(huì)結(jié)冰（冰點(diǎn)為－40℃）②不能作為溶質(zhì)的溶劑③壓榨不能使結(jié)合水與其組織細(xì)胞分離注意：結(jié)合水不具有水的特性，所以要除掉這部分水是困難的。第4頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月食品中水分存在的形式游離水（Freewater)：動(dòng)植物食品組織中通過(guò)毛細(xì)管的作用力所吸存的水；存在于細(xì)胞外各種毛細(xì)管和腔體中的水；吸附于食品表面的吸附水和濕存水。特點(diǎn)：游離水主要存在植物細(xì)胞間隙，具有水的一切特性，也就是說(shuō)100℃時(shí)水要沸騰，0℃以下要結(jié)冰，并且易汽化。游離水是食品的主要分散劑，可以溶解糖、酸、無(wú)機(jī)鹽等，可用簡(jiǎn)單的熱力方法除掉。第5頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分的活度水分活度水分活度是指食品中水分存在的狀態(tài)，即水分與食品結(jié)合程度（游離程度）。（1）水分活度值越高，結(jié)合程度越低；水分活度值越低，結(jié)合程度越高；

(2)水分活度數(shù)值：用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相對(duì)濕度，其數(shù)值在0-1之間。

(3)水分活度的測(cè)試意義：Aw值對(duì)食品保藏具有重要的意義。第6頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為什么要檢測(cè)水分①水是維持動(dòng)、植物和人類(lèi)生存必不可少的物質(zhì)之一，是重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。

除谷物和豆類(lèi)等的種子類(lèi)食品以外，作為食品的許多動(dòng)植物一般含有60~90%水分，有的甚至更高，水是許多食品組成成分中數(shù)量最多的組分。如蔬菜含水分85~97%、水果80~90%、魚(yú)類(lèi)67~81%、蛋類(lèi)73~75%、乳類(lèi)87~89%、豬肉43~59%，即使是干態(tài)食品，也含有少量水分，如面粉12~14%、餅干2.5~4.5%。第7頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月部分食品中水分的指標(biāo)品名水分含量/%引用標(biāo)準(zhǔn)畜禽肉豬肉≤77GB18394-2001牛肉≤78羊肉≤77雞肉≤77蛋制品巴氏殺毒冰全蛋≤76.0GB2749-2003冰蛋黃≤55乳粉全脂乳粉≤5GB5410-2008香腸(臘腸)、香肚

≤25

GB10147-1988

人造奶油≤16GB5196-2003第8頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為什么要檢測(cè)水分②是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

食品工廠可按原料中的水分含量進(jìn)行物料衡算。這可對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)管理。③水分的含量高低，對(duì)微生物的生長(zhǎng)及生化反應(yīng)都有密切的關(guān)系

在一般情況下要控制水分低一點(diǎn)，防止微生物生長(zhǎng)，但是并非水分越低越好。第9頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分測(cè)定的方法分類(lèi)直接測(cè)定法（重量法）：

利用水分本身的物理化學(xué)性質(zhì)，采用烘干、化學(xué)干燥、蒸餾或其他物理化學(xué)的方法去除樣品中的水分，再通過(guò)稱(chēng)量等手段得到水分的含量。特點(diǎn)：通用方法、準(zhǔn)確度較高。間接測(cè)定法：

利用食品的相對(duì)密度、折射率、電導(dǎo)、介電常數(shù)等物理性質(zhì)測(cè)定水分含量。特點(diǎn)：不除去水分，針對(duì)特殊的樣品（一般為純品），特定的儀器。如：液態(tài)樣品主要由水分和可溶性固形物所組成，采用折光法測(cè)出樣品中固形物含量，然后按下式間接求出水分含量：水分（%）=100%﹣可溶性固形物%第10頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分測(cè)定的方法直接干燥法：

適用于谷物及其制品，水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品等食品中水分的測(cè)定。(GB/T5009.3-2003第一法;GB/T5413.8-1997;GB/T9695.15-2008;AOAC950.46)減壓干燥法：

適用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的測(cè)定。（GB/T5009.3-2003第二法）化學(xué)干燥法化學(xué)干燥法就是將某種對(duì)于水蒸汽具有強(qiáng)烈吸附作用的化學(xué)藥品與含水樣品同裝入一個(gè)干燥器（玻璃或真空干燥器），通過(guò)等溫?cái)U(kuò)散及吸附作用而使樣品達(dá)到干燥恒重，然后根據(jù)干燥前后樣品的失重即可計(jì)算出其水分含量，此法在室溫下干燥，需要較長(zhǎng)時(shí)間，幾天、幾十天甚至幾個(gè)月。注：干燥劑有五氧化二磷、氧化鋇、高氯酸鎂、氫氧化鋅、硅膠、氧化氯等。第11頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分測(cè)定的方法蒸餾法：適用于含較多揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香型料。（5009.3第三法）卡爾菲休法：

適用于產(chǎn)品中痕量、微量水分的測(cè)定，可用于各種固體、液體、及某些體態(tài)樣品的測(cè)定。適用于面粉、糖果、巧克力、茶葉、乳粉等試樣?？焖傥⒉ǜ稍锓ǎ何⒉ㄊ侵割l率范圍為103～3×105MHZ的電磁波。當(dāng)微波通過(guò)含水樣品時(shí)，因水分引起的能量損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于干物質(zhì)所引起的損耗，所以測(cè)量微波能量的損耗就可以求出樣品含水量。

AOAC方法，適用于奶酪、肉與肉制品、番茄制品等食品的測(cè)定。紅外線干燥法：根據(jù)水分對(duì)某一波長(zhǎng)的紅外光的吸收程度與其在樣品中含量存在一定的關(guān)系的事實(shí)即建立了紅外光譜測(cè)定水分方法。如GB18394-2001測(cè)定畜禽肉中的水分。氣相色譜法：氣相色譜儀，TCD（熱導(dǎo)池）檢測(cè)器。

第12頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常壓烘箱干燥法1、特點(diǎn)與原理⑴

特點(diǎn)：此法應(yīng)用最廣泛，操作以及設(shè)備都簡(jiǎn)單，而且有相當(dāng)高的精確度。⑵

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)。注：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。包含：游離水、微量的醇類(lèi)、油脂、有機(jī)酸等揮發(fā)性物質(zhì)第13頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常壓烘箱干燥法適用范圍水分是唯一揮發(fā)成分；就是說(shuō)在加熱時(shí)只有水分揮發(fā)。水分揮發(fā)要完全；對(duì)于一些糖和果膠、明膠所形成凍膠中的結(jié)合水，不能完全除掉，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。食品中其它成分由于受熱而引起的化學(xué)變化可以忽略不計(jì)。注：符合上面三點(diǎn)就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在95～105℃下進(jìn)行干燥。第14頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常壓烘箱干燥法操作步驟：清洗稱(chēng)量皿→烘至恒重→稱(chēng)取樣品→放入調(diào)好溫度的烘箱（95～105℃）→烘2-4小時(shí)→于干燥器冷卻0.5小時(shí)→稱(chēng)重→重復(fù)→稱(chēng)至恒重（兩次重量差不超過(guò)0.002g即為恒重）*固態(tài)樣品：磨碎后過(guò)20目∽40目篩，混勻。在切碎或研磨過(guò)程中，要注意樣品中水分的變化，操作要迅速，防止處理工具粘附水分。第15頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于水分含量在14%以上的，采取二步干燥法。先將稱(chēng)完總質(zhì)量的樣品自然風(fēng)干15-20h，使其達(dá)到安全水分標(biāo)準(zhǔn)，再將此樣品進(jìn)行準(zhǔn)確稱(chēng)量，然后粉碎、過(guò)篩、混勻，保存于清潔干燥的磨口瓶中供分析用。第16頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*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;粘稠的樣品（如煉乳、果醬、糖漿等）：加熱干燥中，其表殼易結(jié)殼焦化，使內(nèi)部水分蒸發(fā)受阻，可在測(cè)定前加入精制的海砂混勻，以增大水分的蒸發(fā)面積。

第17頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*液體樣品：應(yīng)控制水分蒸發(fā)的速度，先用低溫烘烤除去大部分水分，然后在較高溫度下烘烤，可避免濺出和爆裂，使樣品損失。第18頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）操作條件選擇稱(chēng)樣量。一般控制在1.5~3g；水分含量低、濃稠態(tài)食品控制在3~5g；水分含量高的控制在15~20g為宜。稱(chēng)量器皿規(guī)格。玻璃稱(chēng)量瓶能耐酸堿，不受樣品性質(zhì)限制，常用于常壓干燥法。鋁質(zhì)稱(chēng)量盒導(dǎo)熱性好，對(duì)酸性食品不適宜，適用于減壓干燥。干燥設(shè)備。最好用風(fēng)量可調(diào)的烘箱干燥調(diào)節(jié)。溫度控制在95~105℃。對(duì)于熱穩(wěn)定物，可提高到130~135℃進(jìn)行干燥，對(duì)于糖含量較高的應(yīng)用低溫干燥半小時(shí)后，再在100~105℃條件下進(jìn)行干燥。第19頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）注意事項(xiàng)硅膠藍(lán)色減退或變成紅色時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。硅膠應(yīng)避免接觸油脂糖類(lèi)含量較高的產(chǎn)品宜用減壓干燥法（真空干燥）恒重：前后2次稱(chēng)量之差不大于2mg對(duì)于揮發(fā)性較強(qiáng)的物質(zhì)采用蒸餾法測(cè)定水分第20頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真空干燥法（減壓干燥法）減壓干燥法原理：是在真空干燥箱中進(jìn)行干燥，抽氣減壓，使水的沸點(diǎn)降低，加快水分的蒸發(fā)，可縮短測(cè)定時(shí)間。本法適用于在100℃以上加熱容易變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品。其測(cè)定結(jié)果比較接近真正水分。

*60℃±5℃，適用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的測(cè)定。(GB/T5009.3-2003)第21頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

減壓干燥示意圖(2)儀器及裝置：真空烘箱、真空泵、干燥瓶、安全瓶。

第22頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)操作步驟恒重標(biāo)準(zhǔn)：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)。（5）注意事項(xiàng)第23頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、儀器法卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）法，簡(jiǎn)稱(chēng)費(fèi)休法或K-F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，對(duì)于測(cè)定水分最為專(zhuān)一，也是測(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。第24頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月適用范圍費(fèi)休法廣泛地應(yīng)用于各種液體、固體及一些氣體樣品中水分含量的測(cè)定，均能得到滿(mǎn)意的結(jié)果，在很多場(chǎng)合，此法也常被作為水分特別是痕量水分（低至ppm級(jí)）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，用以校正其他測(cè)定方法。在食品分析中，此法能用于含水量從1ppm到接近100%的樣品的測(cè)定，已應(yīng)用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶葉、乳粉、煉乳及香料等食品中的水分測(cè)定，結(jié)果的準(zhǔn)確度優(yōu)于直接干燥法，也是測(cè)定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。第25頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑴原理利用I2氧化SO2時(shí)需要有一定的水參加反應(yīng)，（氧化還原反應(yīng)）I2+SO2+2H2O→H2SO4+2HI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，吡啶（C5H5N）。I2+SO2+2H2O+3C5H5N→2C5H5NHI+C5H5NSO3

氫碘酸吡啶硫酸吡啶

硫酸吡啶很不穩(wěn)定，與水發(fā)生副反應(yīng)，形成干擾。若有甲醇存在，則可生成穩(wěn)定的化合物。將I2、SO2、C5H5N、CH3OH配在一起成為費(fèi)休試劑。第26頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

滴定操作所用的標(biāo)準(zhǔn)溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH的混合溶液，此溶液稱(chēng)為費(fèi)休試劑。費(fèi)休法的滴定總反應(yīng)式可寫(xiě)為：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O→2C5H5N?HI+C5H5N?HSO4CH3

I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）試劑有效濃度取決于碘的濃度。新鮮配置的卡爾?費(fèi)休（Karl?Fischer）試劑混合后需要放置一定時(shí)間后才能使用，而且每次使用前必須標(biāo)定。第27頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

終點(diǎn)的判定方法目視法：是當(dāng)用費(fèi)休試劑滴定樣品達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，再過(guò)量1滴費(fèi)休試劑中的游離碘即會(huì)使體系呈現(xiàn)淺黃甚至棕黃色，據(jù)此即作為終點(diǎn)而停止滴定，此法適用于含有1%以上水分的樣品，由其產(chǎn)生的終點(diǎn)誤差不大；

永停法：給溶液通電，在開(kāi)始滴定至滴定終點(diǎn)前，因無(wú)游離態(tài)碘，當(dāng)過(guò)量1滴卡爾*費(fèi)休試劑滴入體系后，游離碘出現(xiàn)去極化，開(kāi)始導(dǎo)電。第28頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月卡爾?費(fèi)休法簡(jiǎn)介儀器及作業(yè)指導(dǎo)書(shū)：卡爾菲休滴定儀試劑：①無(wú)水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇約200ml置干燥圓底燒瓶中，加光潔鎂條15g與碘0.5g，接上冷凝裝置，冷凝管的頂端和接受器支管上要裝上無(wú)水氯化鈣干燥管，當(dāng)加熱回流至金屬鎂條溶解。分餾，用干燥的抽濾瓶作接受器，收集64~650C餾分備用第29頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月卡爾?費(fèi)休法簡(jiǎn)介②無(wú)水吡啶：要求其含水量在0.1%以下。③無(wú)水硫酸鈉、硫酸。④碘：將固體碘置硫酸干燥器內(nèi)干燥48小時(shí)以上。⑤二氧化硫：采用鋼瓶裝的二氧化硫或用硫酸分解亞硫酸鈉而制得。⑥5A分子篩。⑦水－甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液：每ml含1mg水，準(zhǔn)確吸取1ml水注入預(yù)先干燥的1000ml容量瓶中，用無(wú)水甲醇稀釋至刻度，搖勻備用。第30頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月卡爾?費(fèi)休法簡(jiǎn)介⑧卡爾?費(fèi)休試劑：稱(chēng)取85g碘于干燥的1L具塞的棕色玻璃試劑瓶中，加入670ml無(wú)水甲醇，蓋上瓶塞，搖動(dòng)至碘全部溶解后，加入270ml吡啶混勻，然后置于冰水浴中冷卻，通入干燥的二氧化硫氣體60~70g，通氣完畢后塞上瓶塞，放置暗處至少