水分和水分活度值的測(cè)定

水分和水分活度值的測(cè)定第1頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固形物(%)=100%－水份（%）

不同的食品水分含量相差較多。

食品中的固形物——指食品內(nèi)將水分排除后的全部殘留物，包括蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、無(wú)氮抽出物、灰分等。在食物成分表中，食品中碳水化合物含量通常以總碳水化合物或無(wú)氮抽出物來(lái)表示，二者都以減差法計(jì)算?？偺妓衔铮?）=100-（水分+粗蛋白質(zhì)+灰分+粗脂肪）無(wú)氮抽出物（%）=100-（水分+粗蛋白質(zhì)+灰分+粗脂肪+粗纖維素）%第2頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、水分的測(cè)定方法①直接法——利用水分本身的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)測(cè)定水分：重量法、蒸餾法、卡爾·費(fèi)休法、化學(xué)方法。②間接法——利用食品的物理常數(shù)通過(guò)函數(shù)關(guān)系確定水分含量。如測(cè)相對(duì)密度、折射率、電導(dǎo)、旋光率等。直接法比間接法準(zhǔn)確度高。第3頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、水分的測(cè)定的意義

控制食品水分含量，對(duì)于保持食品具有良好的感官性狀，維持食品中其他組分的平衡關(guān)系，保證食品具有一定的保存期等均有著重要的作用。此外，各種生產(chǎn)原料中水分含量高低，對(duì)于它們的品質(zhì)和保存，進(jìn)行成本核算，提高工廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益等均具有重大意義。第4頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)水分的測(cè)定

一、干燥法

以原樣重量-干燥后重量=水分重量（一）干燥法的注意事項(xiàng)1、干燥法的前提條件樣品本身要符合三項(xiàng)條件第5頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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。第6頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、操作條件的選擇：

（1）稱(chēng)量瓶的選擇（鋁制、玻璃）玻璃稱(chēng)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(chēng)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。選擇稱(chēng)量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。第7頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月稱(chēng)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(chēng)重。

第8頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵稱(chēng)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；⑶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真空第9頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑷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。2.對(duì)熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。3.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。干燥器第10頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月干燥時(shí)間：恒重——最后兩次重量之差＜2mg?；颈ＷC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。第11頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）直接干燥法（常壓干燥法）

1.原理：

在一定的溫度（95～105℃）和壓力（常壓）下，將樣品在烘箱中加熱干燥，除去水分，干燥前后樣品的質(zhì)量之差為樣品的水分含量。2.適用范圍：3.樣品的制備、測(cè)定及結(jié)果計(jì)算。第12頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑴樣品的預(yù)處理（對(duì)分析結(jié)果影響較大）a.采集，處理，保存過(guò)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(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。第13頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月d.濃稠液體（糖漿、煉乳等）：加水稀釋?zhuān)詈笠鸭尤氲乃ァ＜尤牒Ｉ?，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(chēng)量，磨碎，過(guò)篩，烘干。第14頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常壓干燥法操作過(guò)程：烘箱預(yù)熱稱(chēng)量皿橫重m3準(zhǔn)確稱(chēng)樣+稱(chēng)量皿重m1干燥1h冷卻30min稱(chēng)量干燥1h冷卻30min稱(chēng)量反復(fù)至恒重準(zhǔn)確稱(chēng)樣+稱(chēng)量皿重m2。水分的計(jì)算：水分%=(m1-m2)/(m1-m3)×100%第15頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）減壓干燥法（1）原理：利用水的沸點(diǎn)隨P減小而↓的原理，將樣品稱(chēng)量后放入真空干燥箱內(nèi)，在選定的真空度與加熱溫度下干燥至恒重，干燥后樣品所失去的質(zhì)量百分比即為水分含量。（2）裝置如（下圖）第16頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）操作：A將準(zhǔn)確稱(chēng)好的樣品放入真空干燥箱內(nèi)，打開(kāi)真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需的壓力，如烘箱密封的不好，要重新緊一次門(mén)的開(kāi)關(guān)螺栓。B并同時(shí)加熱至所需溫度。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，經(jīng)一定時(shí)間后（一般2h），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(chēng)量皿，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱(chēng)量，并重復(fù)以上操作至恒重。第17頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月減壓干燥箱第19頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真空干燥法測(cè)水分，一般用于100℃以上容易變質(zhì)、破壞或不易除去結(jié)合水的樣品，如糖漿、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果醬和脫水蔬菜等樣品都可采用真空干燥法測(cè)定水分。第20頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）紅外干燥法⑴原理：以紅外線(xiàn)燈管做為熱源（700～300000nm波長(zhǎng)），利用紅外線(xiàn)的輻射熱加熱式樣，高效快速的使水分蒸發(fā)，據(jù)干燥前后的失重即可求出樣品的水分。集烘箱于天平為一體。第21頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵裝置MA30水分測(cè)定儀（德），樣品最大為30g。SCT—3A快速水分測(cè)定儀（中），樣品最大量為100g。⑶操作方法特點(diǎn)：測(cè)定水分快速，簡(jiǎn)便，但其精密度較差，當(dāng)樣品份數(shù)較多時(shí)，效率反而降低。第22頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月MA30水分測(cè)定儀（已停產(chǎn)）第23頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、蒸餾法（應(yīng)用廣泛的為共沸蒸餾）

⑴原理：

兩種互不相溶的液體，二元體系的沸點(diǎn)低于其中各組份沸點(diǎn)，將食品中的水分與有機(jī)溶劑如甲苯、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℃第24頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有關(guān)相對(duì)密度：(20/4)

d水=1.00000d苯=0.87900d甲苯=0.86694

⑵特點(diǎn)和使用范圍

此法為一種高效的換熱方法，水分可以被迅速的移去，加熱溫度比直接干燥法低。另外是在密閉的容器中進(jìn)行的，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)性組分的樣品的測(cè)定準(zhǔn)確度明顯優(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。第25頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑶操作注意事項(xiàng)

a.要先接好冷水，且先打開(kāi)冷凝水。b.試劑苯、甲苯、二甲苯，要預(yù)先蒸餾，除去水分備用。c.準(zhǔn)確稱(chēng)量適量的樣品（估計(jì)含水量2~5ml）。d.加熱慢慢蒸餾，使2滴餾出液/每秒。⑷計(jì)算：水分（%）=(V∕W)×100V——接收管內(nèi)水的體積。W——樣品質(zhì)量。第27頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、卡爾·費(fèi)休法（KarlFischer)簡(jiǎn)稱(chēng)費(fèi)休法或K—F法。1935年由卡爾·菲休提出的測(cè)定水分的定量方法，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。多年來(lái)，許多分析工作者對(duì)此方法進(jìn)行了較為全面的研究，在反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量、試劑的穩(wěn)定性、滴定方法、計(jì)量點(diǎn)的指示及各類(lèi)樣品的應(yīng)用和儀器操作的自動(dòng)化等方面，有許多改進(jìn)，使該方法日趨成熟與完善。第28頁(yè)，課件共55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+2H2OH2SO4+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）可以。第29頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I2+SO2+2H2O+3C5H5N2C5H5NHI+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。費(fèi)休法的滴定總反應(yīng)式可寫(xiě)為：I2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH2C5H5NHI+C5H5NHSO4CH3氫碘酸吡啶甲基硫酸吡啶第30頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵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，也常作為水分痕量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分析方法，也可用于此法校定其他的測(cè)定方法。使用范圍有化工、試劑、化肥、醫(yī)藥、食品等。第31頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在食品分析中，能用于含水量從lppm到接近l00％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32頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑶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(chǎng)制)⑷試劑：

盡量用無(wú)水的試劑，有時(shí)需要蒸餾后再使用，加入無(wú)水硫酸鈉保存無(wú)水甲醇、無(wú)水吡啶，或選用費(fèi)休試劑滴一下，配好費(fèi)休試劑后，放置24小時(shí)后，進(jìn)行標(biāo)定且每天要標(biāo)定。第33頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月KF—l型水分測(cè)定儀第34頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)定有三種方法：①是用純水進(jìn)行標(biāo)定。②用事先配好的水—甲醇標(biāo)定。③用二水合酒石酸鈉標(biāo)定。理論含水量為15.66％。

第35頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑸測(cè)定注意：a.甲醇有毒，操作時(shí)注意；b.費(fèi)休試劑可分為甲乙液儲(chǔ)存。新配制的試劑其有效濃度不斷降低，其原因是由于試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應(yīng)引起的，較高消耗了一部分碘。這也說(shuō)明了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吡啶溶液第36頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑹滴定終點(diǎn)確定：a.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，即為滴定終點(diǎn)。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；b.如測(cè)定樣品中的微量水分或深色樣品時(shí)，常用永停滴定法（電位滴定法）。第37頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.其它測(cè)定水分方法⑴化學(xué)干燥法⑵氣相色譜法⑶微波法⑷紅外吸收光譜法⑸其它還有聲波和超聲波法，直流和交流電導(dǎo)率法，介電容量法，核磁共振波譜法，中子法。第38頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GB/T5009.3—2003《食品的水分測(cè)定》1.直接干燥2.減壓干燥3.蒸餾第39頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§3水分活度值的測(cè)定一、水分活度表示食品中水分存在的狀態(tài)，反應(yīng)水與食品的結(jié)合或游離程度，Aw↓結(jié)合程度↑，Aw↑結(jié)合程度↓。Aw影響色、香、味保存期。一般，同種食品水分含量↑，Aw值↑。定義：溶液中水的逸度與純水的逸度之比值，可近似表示為溶液中水蒸氣分壓與純水蒸汽壓之比。逸度——溶液中水逸出的趨勢(shì)、能力。f=pγ（逸度系數(shù)）。第40頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Aw=f水/f純水≈p水分壓/p純水分壓二、水分活度值的測(cè)定方法（一）Aw測(cè)定儀法；（二）擴(kuò)散法；（三）溶劑萃取法。第41頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水分含量與水分活度是兩種不同的概念。水分含量是指食品中水的總含量，常以重量百分?jǐn)?shù)表示；而水分活度則表示食品中水分存在的狀態(tài)，即反應(yīng)水分與食品的結(jié)合程度或游離程度，其值越小說(shuō)明結(jié)合程度越高，反之則說(shuō)明結(jié)合程度低。2.測(cè)定水分活度值的意義Aw值的大小對(duì)食品的色、香、味、質(zhì)構(gòu)以及食品的穩(wěn)定性都有著重要影響。各種微生物的生命活動(dòng)及各種化學(xué)、生物化學(xué)變化都要求一定的Aw值，故Aw值與食品的保藏性能密切相關(guān)。相同含水量的食品由于它們的Aw值不同而保藏性能會(huì)有明顯差異。因此，測(cè)定食品的Aw值，依據(jù)Aw值降低有利于其保藏的原理，認(rèn)為控制水分活度即可提高產(chǎn)品的質(zhì)量并延長(zhǎng)其保存期，例如水果軟糖中添加的瓊脂、主食面包中添加乳化劑、糕點(diǎn)生產(chǎn)中添加甘油等對(duì)于調(diào)整食品Aw值、改善質(zhì)構(gòu)口感及延長(zhǎng)保存期均起了很好的作用。Aw值的測(cè)定已成為食品分析的重要項(xiàng)目之一。第42頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、水分活度值的測(cè)定方法Aw測(cè)定儀法；

2.擴(kuò)散法；3.溶劑萃取法。第43頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、AW測(cè)定儀法⑴原理：在一定溫度下主要利用AW測(cè)定儀中的傳感器根據(jù)食品中水的蒸汽壓力的變化，從儀器的表頭上讀出指針?biāo)镜乃只疃取Ｔ跇悠窚y(cè)定前需用氯化鋇飽和溶液校正AW測(cè)定儀的AW為9.000。第44頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵步驟①儀器校正兩張濾紙→浸于氯化鋇飽和液中→用小夾子輕輕地把它放在儀器的樣品盒內(nèi)→然后將傳感器的表頭放在樣品盒上，輕輕地?cái)Q緊→于20℃恒溫烘箱→加熱恒溫3小時(shí)后→將校正螺絲校正AW為9.00第45頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②樣品測(cè)定取樣→于15～25℃恒溫后→（果蔬樣品迅速搗碎取湯汁或與固形物按比例取樣→肉和魚(yú)等固體試樣需適當(dāng)切細(xì)）→于容器樣品盒內(nèi)→將傳感器的表頭置于樣品盒上輕輕地?cái)Q緊→于20℃恒溫烘箱中→加熱2小時(shí)后→不斷觀(guān)察表頭儀器指針的變化情況→等指針恒定不變時(shí)→所指的數(shù)值即為此溫度下試樣的AW值第46頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、溶劑萃取法⑴原理：食品中的水可用不混溶的溶劑苯來(lái)萃取。苯在一定溫度下其萃取的水量隨樣品中水分活度而變化，即萃取的水量與水相中的水分活度成比例，其結(jié)果與同溫度下測(cè)定的苯中飽和溶解水值與水相中的水的比值即為該樣品的水分活度。第47頁(yè)，課件共55頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑵步驟稱(chēng)樣1.00g→于250ml磨口三角燒瓶→加100ml苯→塞上瓶塞→振搖1小時(shí)