食品分析水分測(cè)定(水分的存在形態(tài)+水分測(cè)定方法)課件

第五章水分和水分活度值的測(cè)定

第一節(jié)概述第二節(jié)水分的測(cè)定第三節(jié)水分活度值的測(cè)定第一節(jié)概述水的作用：沒有水就沒有生命，食品組成離不開水。一、食品中水分的存在形式1.自由水（游離水）——是靠分子間力形成的吸附水。2.親和水——

強(qiáng)極性基團(tuán)單分子外的水分子層。3.結(jié)合水（束縛水）——是食品中與非水組分結(jié)合最牢固的水，如葡萄糖、麥芽糖、乳糖的結(jié)晶水以及與食品中的蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、果膠物質(zhì)中的羧基、氨基、羥基、巰基通過氫鍵結(jié)合的水。

固形物(%)=100%－水份（%）

不同的食品水分含量相差較多（見表5-1）。

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。三、水分的測(cè)定的意義

1.

水分含量是產(chǎn)品的一個(gè)質(zhì)量因素。2.有些產(chǎn)品的水分含量（或固形物含量）通常有專門的規(guī)定，為了使產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，必須通過水分的檢驗(yàn)控制水分的含量。3.

水分含量在食品保藏中是一個(gè)關(guān)鍵因素，它可影響一些產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。4.

食品營養(yǎng)價(jià)值的計(jì)算值要求列出水分含量。5.水分含量數(shù)據(jù)可用于表示樣品在同一計(jì)量基礎(chǔ)上其它分析的測(cè)定結(jié)果。6.水分含量的高低，對(duì)于食品的品質(zhì)保存、成本核算、提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。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。

這就是說在加熱時(shí)只有水分揮發(fā)。例如，樣品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法，這些都有揮發(fā)成分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

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。選擇稱量皿的大小要合適，一般樣品≯1/3高度。⑵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；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。加入海砂的作用：第一是防止表面硬皮的形成；第二是可以使樣品分散，減少樣品水分蒸發(fā)的障礙。（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：適用于在95~105℃下，不含或含其它揮發(fā)性物質(zhì)甚微且對(duì)熱穩(wěn)定的食品。3.樣品的制備、測(cè)定及結(jié)果計(jì)算。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,否則會(huì)因?yàn)楦邷丶訜岱序v造成樣品損失。分樣篩篩目與篩孔大小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。e.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。（三）減壓干燥法1.原理：利用水的沸點(diǎn)隨P↓的原理，將樣品稱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）3.操作：將準(zhǔn)確稱好的樣品放入真空干燥箱內(nèi)，打開真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需的壓力，如烘箱密封的好，要重新緊一次門的開關(guān)螺栓。2.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。3.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。

二、蒸餾法（應(yīng)用廣泛的為共沸蒸餾）

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℃3.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。⑷計(jì)算：水分（%）=(V∕W)×100V——接收管內(nèi)水的體積。

W——樣品質(zhì)量。三、卡爾·費(fèi)休法（KarlFischer)

簡(jiǎn)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。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。反應(yīng)完畢后多余的游離碘呈現(xiàn)紅棕色,即可確定滴定終點(diǎn)。現(xiàn)在所用的卡爾-費(fèi)休水分測(cè)定儀采用“時(shí)間滯留”法作為終點(diǎn)判斷準(zhǔn)則，并有聲光報(bào)警指示。2.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。在食品分析中，能用于含水量從lmg/kg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。3.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)械專機(jī)廠制)4.試劑：

盡量用無水的試劑，有時(shí)需要蒸餾后再使用，加入無水硫酸鈉保存無水甲醇、無水吡啶，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。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。5.測(cè)定注意：

甲醇有毒，操作時(shí)注意；費(fèi)休試劑可分為甲乙液儲(chǔ)存。四、其它測(cè)定水分方法1.化學(xué)干燥法2.氣相色譜法3.微波法4.紅外吸收光譜法5.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。GB/T5009.3—2003《食品的水分測(cè)定》1.直接干燥

2.減壓干燥

3.蒸餾第三節(jié)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)，反映水與食品的結(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)）。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。本章主要內(nèi)容什么是結(jié)合水？什么是自由水？水分的測(cè)定方法。各種測(cè)定方法的原理、儀器?？栙M(fèi)休法原理、試劑。水分活度的測(cè)定方法。習(xí)題1、食品中水分存在狀態(tài)分為哪幾種？２、在下列情況下，水分測(cè)定的結(jié)果是偏高還是偏低？為什么？.烘箱干燥法：樣品粉碎不充分；樣品中含有較多揮發(fā)性成分；脂肪的氧化；樣品的吸濕性較強(qiáng)；美拉德反應(yīng)；樣品表面結(jié)了硬皮；裝有樣品的干燥器未密封好；干