食品中水分的測(cè)定

關(guān)于食品中水分的測(cè)定水分的測(cè)定概述重量法儀器法231第2頁,共80頁，星期六，2024年，5月（一）水分的存在狀態(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)水一、概述第3頁,共80頁，星期六，2024年，5月1.自由水（游離水）：

——是靠分子間力形成的吸附水。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、無機(jī)鹽等，可用簡單的熱力方法除掉。第4頁,共80頁，星期六，2024年，5月2、親和水：——強(qiáng)極性基團(tuán)單分子外的水分子層。

存在于細(xì)胞壁或原生質(zhì)中，是極性集團(tuán)吸附著的水（形成水膜中的水分子）或是與極性分子以微弱氫鍵結(jié)合的水。蒸發(fā)時(shí)需吸收較多的能量。

第5頁,共80頁，星期六，2024年，5月3.結(jié)合水（束縛水）：——以氫鍵結(jié)合的水，結(jié)晶水。

大部分和蛋白質(zhì)、淀粉等親水性膠體結(jié)合在一起。結(jié)合力比親和水的結(jié)合力強(qiáng)。注意：束縛水不具有水的特性，所以要除掉這部分水是困難的。特點(diǎn)：①不易結(jié)冰（冰點(diǎn)為－40℃）②不能作為溶質(zhì)的溶劑第6頁,共80頁，星期六，2024年，5月食品中的固形物——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、無氮抽出物、灰分等。固形物(%)=100%－水份（%）

不同的食品水分含量相差較多。

第7頁,共80頁，星期六，2024年，5月（二）水分的測(cè)定的意義

水分是影響食品質(zhì)量的因素，控制水分是保障食品不變質(zhì)的手段。在一般情況下要控制水分低一點(diǎn)，防止微生物生長，但是并非水分越低越好。

第8頁,共80頁，星期六，2024年，5月（三）測(cè)定方法分類1、直接法：－－利用水分本身的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)測(cè)定的方法。如：干燥法、蒸餾法、卡爾－費(fèi)休法；第9頁,共80頁，星期六，2024年，5月2、間接法:——利用食品的物理常數(shù)通過函數(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10頁,共80頁，星期六，2024年，5月（四）測(cè)定方法《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)—食品中水分的測(cè)定》（GB5009.3—2010）中規(guī)定：直接干燥法適用于在101℃～105℃下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微的谷物及其制品、水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品及鹵菜制品等食品中水分的測(cè)定，不適用于水分含量小于0.5g/100g的樣品。減壓干燥法適用于糖、味精等易分解的食品中水分的測(cè)定，不適用于添加了其它原料的糖果，如奶糖、軟糖等試樣測(cè)定，同時(shí)該法不適用于水分含量小于0.5g/100g的樣品。第11頁,共80頁，星期六，2024年，5月蒸餾法適用于含較多揮發(fā)性物質(zhì)的食品如油脂、香辛料等水分的測(cè)定，不適用于水分含量小于1g/100g的樣品?？?費(fèi)休法適用于所有食品中微量水分的測(cè)定，如適用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類等樣品中水分的測(cè)定。第12頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定概述重量法儀器法231第13頁,共80頁，星期六，2024年，5月二、重量法凡操作過程中包括有稱量步驟的測(cè)定方法，統(tǒng)稱為重量法，如烘箱干燥法，紅外線干燥法，干燥劑法等。第14頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（一）直接干燥法1、原理在一定溫度和壓力下--加熱試樣--試樣減失的質(zhì)量--即水分的質(zhì)量。即：以原樣質(zhì)量-干燥后質(zhì)量=水分質(zhì)量第15頁,共80頁，星期六，2024年，5月2、適用范圍（對(duì)食品而言）：

水分是唯一揮發(fā)成分

就是說在加熱時(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16頁,共80頁，星期六，2024年，5月3、試劑（1）6mol/L的鹽酸：煮海砂用；（2）6mol/L的氫氧化鈉：煮海砂用；（3）海砂和河砂：用于半固體、粘稠性液體、液體食品。制備：用水洗去泥土－用鹽酸煮－水洗至中性－用氫氧化鈉煮－用水洗至中性－烘干備用。

第17頁,共80頁，星期六，2024年，5月加海砂的作用：①防樣品表面結(jié)硬殼焦化，使內(nèi)部水分易于蒸發(fā)。②增大蒸發(fā)面積。說明：無海砂，也可以用無水硫酸鈉代替。第18頁,共80頁，星期六，2024年，5月4、樣品的制備樣品的制備方法常以食品種類及存在狀態(tài)的不同而異；一般情況下，食品以固態(tài)(如面包、餅干、乳粉等)、液態(tài)(如牛乳、果汁等)和濃稠態(tài)(如煉乳、糖漿、果醬等）存在。第19頁,共80頁，星期六，2024年，5月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(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。第20頁,共80頁，星期六，2024年，5月d.濃稠液體（糖漿、煉乳等）：加水稀釋，最后要把加入的水除去。加入海砂，海砂與玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，兩者要知重量。濃稠態(tài)樣品直接加熱干燥，其表面易結(jié)硬殼焦化，使內(nèi)部水分蒸發(fā)受阻，故在測(cè)定前，需加入精制海砂或無水硫酸鈉，攪拌均勻，以增大蒸發(fā)面積。?第21頁,共80頁，星期六，2024年，5月（1）固體樣品：

①水分含量在14％以下的樣品磨碎混均過篩密閉保存。注意：為防止水分逸失，動(dòng)作要快，要迅速。蛋糕？？第22頁,共80頁，星期六，2024年，5月②水分含量大于15％的樣品先制成風(fēng)干樣（60℃左右干燥4h，水分降到12%～14%)粉碎密閉保存測(cè)定。

第23頁,共80頁，星期六，2024年，5月例：含水量﹥16%的谷類食品，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，過篩，烘干。

第24頁,共80頁，星期六，2024年，5月（2）液態(tài)食品先低溫濃縮（水浴上）－再高溫干燥（在干燥箱里）－測(cè)定。原因：液態(tài)樣品若直接高溫加熱，可因沸騰造成樣品的損失。

第25頁,共80頁，星期六，2024年，5月5、儀器用具分析天平、烘盒、蒸發(fā)皿、粉碎機(jī)、干燥器、電烘箱等。烘盒：鋁質(zhì)或玻璃的都可以。測(cè)定固體樣品時(shí)用。蒸發(fā)皿：測(cè)定液體樣品用。干燥器：干燥劑（硅膠，藍(lán)綠色有效）

第26頁,共80頁，星期六，2024年，5月（1）稱樣數(shù)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克第27頁,共80頁，星期六，2024年，5月

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。

選擇稱量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。（2）稱量皿規(guī)格：（鋁制、玻璃）第28頁,共80頁，星期六，2024年，5月注意：稱量皿放入烘箱內(nèi)，蓋子應(yīng)該打開，斜放在旁邊，取出時(shí)先迅速蓋好蓋子，用紙條（或手套）取，放入干燥器內(nèi)，準(zhǔn)確密封，冷卻后稱重。

第29頁,共80頁，星期六，2024年，5月第30頁,共80頁，星期六，2024年，5月第31頁,共80頁，星期六，2024年，5月第32頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定使用方法：①調(diào)節(jié)需加熱溫度數(shù)值，打開電源開關(guān)，加熱升溫，看箱內(nèi)溫度顯示值。②箱內(nèi)溫度若比所需溫度低，則調(diào)節(jié)溫控旋鈕向右；反之，向左旋。至箱內(nèi)溫度與所需溫度基本相符。說明：溫控旋鈕調(diào)好后，若測(cè)定溫度不變，旋鈕不能再動(dòng)。第33頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定6、測(cè)定步驟一（固體樣品）（1）定溫：將烘箱溫度預(yù)熱至105℃±2℃。（2）烘干鋁盒：凈烘盒－蓋套底下－入105℃烘箱－烘0.5h－取出－冷－稱－復(fù)烘－冷－稱－恒質(zhì)（兩次質(zhì)量差不超過0.002g）.（3）稱樣：用恒質(zhì)鋁盒、分析天平稱樣約3g（具體稱樣量，食品的種類不同，稱樣量不同）.第34頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（4）烘干試樣：烘盒蓋套底下105℃烘3h取出（蓋蓋）冷（干燥器內(nèi)）稱復(fù)烘冷稱

第35頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定6、測(cè)定步驟二（半固體。液體樣品）（1）恒質(zhì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)皿洗凈－加10.00g海砂及1個(gè)小玻棒－105℃烘0.5h－冷－稱－復(fù)烘－冷－稱－恒質(zhì)。（2）稱樣用恒質(zhì)蒸發(fā)皿準(zhǔn)確稱樣5～10g，攪勻。

第36頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（3）蒸干沸水浴中蒸干（不斷攪拌）；（4）烘干擦去皿底水－105℃烘4h－冷－稱－復(fù)烘－冷－稱－恒質(zhì)。第37頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定7、結(jié)果計(jì)算

水分％＝×100

雙試驗(yàn)允許差：≤0.2％，求平均值。取小數(shù)點(diǎn)一位。采用其它方法測(cè)定，結(jié)果與此比較相差≤0.5％。（烘前盒+樣）－（烘后盒+樣）（烘前盒+樣）－（盒）第38頁,共80頁，星期六，2024年，5月8、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。選擇稱量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。第39頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定8、操作條件的選擇（2）稱量控制：

①一般控制在干燥后的殘余物的質(zhì)量1.5～3.0g;②對(duì)于水分含量低的固態(tài)、濃稠態(tài)樣品，控制在3～5g；③對(duì)于液態(tài)樣品，控制在15～20g為宜。第40頁,共80頁，星期六，2024年，5月（3）干燥條件干燥溫度：①一般是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，后一次質(zhì)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)算第41頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定干燥時(shí)間：兩種：一是干燥至恒質(zhì)，二是規(guī)定一定的時(shí)間。顯然后法不如前法測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確。第42頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定9、測(cè)定水分產(chǎn)生誤差的原因（1）制樣過程中，吸濕與散濕；（2）加熱過程中，化學(xué)變化；（3）干燥過程中，濃稠樣表面結(jié)膜，使水分不完全揮發(fā)；第43頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（4）稱量速度、烘干時(shí)間、冷卻時(shí)間。烘盒移入干燥器的速度等；（5）稱量時(shí)勿用手直接接觸稱量皿，否則產(chǎn)生誤差。第44頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定

（二）定溫定時(shí)烘干法1、測(cè)定原理樣130℃定時(shí)烘干稱計(jì)算此法是在限定條件下，測(cè)得的試樣減少的質(zhì)量，當(dāng)成了試樣水分的質(zhì)量。

第45頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定

通過試驗(yàn)確定：此條件下試樣中水分可能未完全揮發(fā)，但由于溫度高，一些非水成分揮發(fā)，二者質(zhì)量可視為互相抵消。所以，用此法測(cè)定必須嚴(yán)守限定條件，做到“四定”。即定溫（130℃）、定時(shí)（40min)、定烘盒規(guī)格、定試樣量（據(jù)烘盒的底面×0.126g計(jì)算）第46頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定2、儀器用具（同105℃恒質(zhì)法）3、操作方法（1）定烘箱溫度（130℃±2℃）（2）烘干烘盒：凈烘盒蓋套底下130℃烘40min冷稱記錄數(shù)據(jù)第47頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（3）稱樣：據(jù)烘盒的面積稱樣。直徑4.5cm稱2g,直徑5.5cm稱3g.（4）烘干試樣烘盒蓋套底下－130℃烘40min－取出（蓋蓋）－冷（干燥器內(nèi)）－稱－記錄數(shù)據(jù)4、結(jié)果計(jì)算（同105℃恒質(zhì)法）第48頁,共80頁，星期六，2024年，5月復(fù)習(xí)1、電烘箱的使用方法；2、固體樣品水分的測(cè)定方法：測(cè)定溫度105℃，用烘盒。定溫——測(cè)烘盒（2次）——稱樣——烘干（2次）——稱（2次）。3、半固體、液體水分的測(cè)定方法：測(cè)定溫度105℃,用蒸發(fā)皿。定溫——恒質(zhì)蒸發(fā)皿（加砂）（2次）——稱樣——沸水浴中蒸干——烘干（2次）?！妗娴?9頁,共80頁，星期六，2024年，5月復(fù)習(xí)4、水分測(cè)定的條件的選擇.稱量瓶、稱樣量、干燥溫度、干燥時(shí)間。5、測(cè)定水分產(chǎn)生誤差的原因。制樣、干燥、冷卻、稱量中等。6、定溫定時(shí)法測(cè)定小麥粉中的水分?！八亩ā?。第50頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（三）其它測(cè)定方法簡介1、減壓干燥法（1）原理利用壓力降低，沸點(diǎn)降低的原理，在一定真空度下加熱樣品，樣在較低溫下干燥，樣減質(zhì)量，即水分質(zhì)量。第51頁,共80頁，星期六，2024年，5月水分的測(cè)定（2）使用范圍適用于在100℃以上加熱易分解。變質(zhì)或不易除去結(jié)合水的樣品。例如：淀粉制品、豆制品、罐頭食品、糖漿、蜂蜜、蔬菜、水果、味精油脂等。第52頁,共80頁，星期六，2024年，5月（3）儀器：真空電烘箱1－真空泵；2－三通；3－干燥器；4－真空烘箱第53頁,共80頁，星期六，2024年，5月第54頁,共80頁，星期六，2024年，5月（3）樣品測(cè)定

1、稱樣，樣入真空電烘箱。2、干燥箱連接真空泵，抽真空（53kpa）3、同時(shí)加熱升溫（65±5℃）。4、關(guān)真空泵，恒溫4h。5、開活塞，空氣經(jīng)干燥裝置，慢進(jìn)電烘箱，壓力回復(fù)。6、開烘箱，取烘盒。7、冷，稱，復(fù)烘，恒質(zhì)。第55頁,共80頁，星期六，2024年，5月說明：1、自箱內(nèi)壓力達(dá)規(guī)定真空度時(shí)開始計(jì)時(shí)2、一般烘2h,有的樣需烘5h.3、恒質(zhì)：一般兩次質(zhì)量差≤0.5mg受熱易揮發(fā)樣≤1～3mg第56頁,共80頁，星期六，2024年，5月3、蒸餾法（1）原理兩種互不相溶的液體，二元體系的沸點(diǎn)低于其中各組份分沸點(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57頁,共80頁，星期六，2024年，5月3、蒸餾法（1）原理（書上）據(jù)水分和有機(jī)溶劑共沸蒸餾，收集餾出液，由于密度不同，分層，據(jù)餾出液體積計(jì)算水分百分含量。有關(guān)相對(duì)密度：(20/4)

d水=1.00000d苯=0.87900d甲苯=0.86694第58頁,共80頁，星期六，2024年，5月（2）特點(diǎn)和適用范圍

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，設(shè)備簡單，操作方便，廣泛用于各類果蔬、干果，油脂、香料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59頁,共80頁，星期六，2024年，5月（3）儀器水分蒸餾裝置1－250mL錐形瓶；2－水分接收管；（有刻度）3－冷凝管第60頁,共80頁，星期六，2024年，5月（4）試劑精制甲苯和二甲苯制備：先以水飽和－分去水層－蒸餾－收集餾出液有機(jī)溶劑物理常數(shù)有機(jī)溶劑沸點(diǎn)共沸混合物20℃時(shí)在水中的溶解度g/100g沸點(diǎn)/℃水分含量/％苯80.169.38.80.05甲苯110.784.119.60.05二甲苯1399235.80.04四氯化碳76.8664.10.01第61頁,共80頁，星期六，2024年，5月（5）操作方法①稱樣：（含水2～5mL)入錐形瓶；②加溶劑：50~75mL入錐形瓶（浸沒樣品）；③連接冷凝管、水分接收管；④從冷凝管頂注入溶劑至水分接受管滿；第62頁,共80頁，星期六，2024年，5月（5）操作方法⑤蒸餾：開始2d/s－大部水蒸出4d/s－水全部蒸出（接受管水體積不變）；⑥沖洗冷凝管：（用溶劑）冷凝管壁有水珠，用附有橡皮頭的銅絲擦下，再蒸餾，至無水珠。第63頁,共80頁，星期六，2024年，5月操作注意事項(xiàng)：a.要先接好冷水，且先打開冷凝水。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。第64頁,共80頁，星期六，2024年，5月（6）計(jì)算：水分（%）=(V∕W)×100V——接收管內(nèi)水的體積,mL;W——樣品質(zhì)量,g;第65頁,共80頁，星期六，2024年，5月4、卡爾·費(fèi)休法（KarlFischer)簡稱費(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，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66頁,共80頁，星期六，2024年，5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）可以。第67頁,共80頁，星期六，2024年，5月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配在一起的標(biāo)準(zhǔn)溶液稱為費(fèi)休試劑。第68頁,共80頁，星期六，2024年，5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，也可用于此法校正其他的測(cè)定方法。使用范圍有化工、試劑、化肥、醫(yī)藥、食品等。第69頁,共80頁，星期六，2024年，5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)