一般水分測定

食品營養(yǎng)成份分析測定在食品成分測定技術(shù)中：成分分析是食品分析最基本和最主要的內(nèi)容，樣品檢測圍繞食品的營養(yǎng)性展開。學習要領(lǐng)：

What——要測定的是什么？

Why——為什么測？

How——怎么測？測定意義測定內(nèi)容測定方法第一節(jié)水分含量的測定一、測定水分的意義水分含量的測定是食品分析中最基本、最重要的測試內(nèi)容之一。去除水分后剩下的干基稱為總固形物。因為水可作為一種廉價的摻入物，所以對食品制造商來說，這就意味著巨大的經(jīng)濟利益。1.水分含量在產(chǎn)品保藏中是一個關(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)加工過的谷物，水分含量應為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)量因素水分對糧谷安全貯藏和加工品質(zhì)的影響

A、對糧谷而言，水分低于13.5％時是安全的，可看為全部是結(jié)合水，糧食顆粒的生命活動很微弱，微生物不能生長，糧谷不會長霉。但含水量上升后，生命活動增強，不僅消耗谷粒的營養(yǎng)成分，還放出熱量和水分，導致生霉。

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

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加工肉類食品時，添加水的百分比通常有專門的指標。4.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，5.食品營養(yǎng)價值的計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量基礎(chǔ)上的其他分析測定結(jié)果(干基、濕基含量計算)。二、食品的水分含量分布食品種類近似含水量（濕基）食品種類近似含水量（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)干酪切達干酪香草冰淇淋88.089.079.337.561.0食品種類近似含水量（濕基）食品種類近似含水量（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

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

63.268.679.175.3堅果核桃（干）花生(加鹽干烤)

花生醬（含鹽）4.41.61.2食品種類近似含水量/%（濕基）水果和蔬菜西瓜（未加工）橙子（未加工，帶皮）蘋果（未加工，連皮）葡萄（美國品種，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、水分測定方法水分測定方法有許多種，我們在選擇時要根據(jù)食品的性質(zhì)來選擇。常采用的水份測定方法如下：1、干燥法：2、蒸餾法3、卡爾費休法4、水分活度AW的測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。因為常壓很難把結(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)生化學反應引起的重量變化非常小，可忽略不計，對熱穩(wěn)定的食品。干燥法例如，啤酒廠要經(jīng)常測啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易揮發(fā)的芳香油。這一點不符合我們的第一點要求，如果用烘箱法烘，揮發(fā)物與水分同時失去，造成分析誤差。此外，啤酒花中的α—酸在烘干過程中，部分發(fā)生氧化等化學反應，這又造成分析上的誤差。但是一般工廠還是用烘干法測定，他們一般采取低溫長時間（80～85℃烘4小時），或者高溫短時（105℃烘1小時）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，導熱性強，但

對酸性食品不適宜，常用于減壓干燥法或原糧水分的測定。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)，蓋子應該打開，斜放在旁邊，取出時先蓋好蓋子，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，對流式、強力循環(huán)通風式。①普通；②真空干燥法（4）干燥條件干燥溫度：一般是95～105℃；對含還原糖較多的食品應先（50～60℃）干燥然后再105℃加熱。對熱穩(wěn)定的谷物可用120～130℃干燥。對于脂肪高的樣品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），應用前一次的數(shù)據(jù)計算。干燥器干燥法干燥時間：恒重——最后兩次重量之差＜2mg。基本保證水分蒸發(fā)完全。規(guī)定時間——根據(jù)經(jīng)驗，準確度要求不高的。對于易結(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）烘箱預熱→清洗稱量皿→烘至恒重m3→準確稱樣+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→反復至恒重（兩次重量差不超過0.002g即為恒重）準確稱樣+稱量皿重m2。水分的計算：水分%=(m1-m2)/(m1-m3)×100%干燥法3、常壓干燥法操作過程：⑴樣品的預處理（對分析結(jié)果影響較大）a.在采樣時要特別注意防止水分的變化，對有些食品例如奶粉、咖啡等很容易吸水，在稱量時要迅速，否則越稱越重。b.固體樣品要磨碎（粉碎）：谷類達18目，其他30～40目。c.液態(tài)樣品要在水浴上先濃縮，然后進干燥箱，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%的谷類食品，采用兩步干燥法。如面包，切成薄片，自然風干15-20h，再稱量，磨碎，過篩，烘干。

注意事項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，應以前一次重量計算。對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間。1.原理：利用在低壓下水的沸點降低的原理,利用較低的溫度，在減壓下進行干燥以排除水分，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）。準確稱2.00～5.00g樣品→于烘至恒重的稱量皿→至真空烘箱→打開真空泵抽出烘箱內(nèi)空氣至所需的壓力40～53KPa，并同時加熱至所需溫度(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→打開活塞使空氣經(jīng)干燥瓶緩緩進入烘箱內(nèi)，待壓力恢復正常后→再打開烘箱取出稱量皿，放入干燥器中冷卻0.5h后稱量→稱至恒重。4.操作：結(jié)果計算：同直接干燥法6.說明及注意事項①真空烘箱內(nèi)各部位溫度要求均勻一致,若干燥時間短時,更應嚴格控制.②減壓干燥時，自烘箱內(nèi)部壓力降至規(guī)定真空度時起計算烘干時間，一般每次烘干時間為2小時，但有的樣品需5小時；恒重一般以減量不超過0.5mg時為標準，但對受熱后易分解的樣品則可以不超過1～3mg的減量值為恒重標準。1.原理：基于兩種互不相溶的液體二元體系的沸點低于各組分的沸點這一事實，將食品中的水分與有機溶劑如甲苯、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)水的體積計算水分含量。

例：有關(guān)沸點：水——100℃苯——80.2℃水+苯——69.25℃有關(guān)相對密度：(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。因此測定過程在密閉容器中進行，加熱溫度比直接干燥法低,對易氧化、分解、熱敏性以及含有大量揮發(fā)性組分樣品的測定準確度優(yōu)于干燥法。設(shè)備簡單，操作方便，廣泛用于各類果蔬、油類等多種樣品的水分的測定。特別是香料，此法是唯一公認的水分含量的標準分析方法。共沸蒸餾法2.特點和使用范圍3、儀器共沸蒸餾法蒸餾式水分測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，進行蒸餾，收集餾出液備用。準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↓開始時慢慢加熱，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)缺點優(yōu)點：⑴熱交換充分⑵受熱后發(fā)生化學反應比重量法少⑶設(shè)備簡單，管理方便缺點：⑴水與有機溶劑易發(fā)生乳化現(xiàn)象⑵樣品中水分可能完全沒有揮發(fā)出來⑶水分有時附在冷凝管壁上，造成讀數(shù)誤差①樣品用量一般谷類、豆類約20g，魚、肉、蛋、乳制品約5～10克，蔬菜、水果約5g。②有機溶劑一般用甲苯，其沸點為110.7℃。對于在高溫易分解樣品則用苯作蒸餾溶劑(純苯沸點80.2℃，水苯其沸點則為69.25℃)，但蒸餾的時間需延長。③加熱溫度不宜太高，溫度太高時冷凝管上端水汽難以全部回收。蒸餾時間一般為2～3小時，樣品不同蒸餾時間各異。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、說明及注意事項是測定各種物質(zhì)中微量水分的一種方法，是在1935年由卡爾?費休提出的測定水分的容量方法，屬于碘量法，是對于測定水分最為準確的化學方法。國際標準化組織把這個方法定為國際標準測微量水分，我們國家也把這個方法定為國家標準測微量水分。三、卡爾·費休法（KarlFischer)簡稱費休法或K—F法。此反應具有可逆性，當生成物H2SO4濃度＞0.05%時，即發(fā)生可逆反應。要使反應順利向右進行，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，即樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應。硫酸吡啶很不穩(wěn)定，消耗一部分水而干擾測定，我們可加無水甲醇，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)實驗證明，在體系中加入吡啶，可使反應向右進行。該法適合于測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。此方法快速準確且不需加熱。不僅可測得樣品中的自由水，而且可測出結(jié)合水，即此法測得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量。適合于測定水分含量大于0.03%的樣品。2、適用范圍3、卡爾費休試劑的配制與標定若以甲醇作溶劑，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配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存，臨用時再混合，而且要標定。甲液I2的CH3OH溶液乙液SO2的CH3OH吡啶溶液這種方法對試劑要求嚴格，要求甲醇、吡啶都是無水的，并且要求有KF水分測定儀主要儀器：KF—l型水分測定儀(上?；ぱ芯吭褐?SDY一84型水分滴定儀(上海醫(yī)械專機廠制)

配制稱85gI2于干燥的有塞棕色燒瓶中↓加670ml無水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小時后標定使用標定：先加50ml無水甲醇→于反應器中→接通電源→啟動電磁攪拌器→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到終點（即指針到達一定刻度，不記錄KF試劑用量）→保持一分鐘→用10μl注射器從反應器加料口注入10μl蒸餾水（相當于0.01g水）→電流表指針接近零點→用KF試劑滴定到原定終點→記錄F=G*1000/VF——KF試劑的水當量（mg/ml）V——KF滴定消耗試劑的體積（ml）G——水的重量（g）操作方法對于固體樣，如糖果必須預先粉碎，稱0.30～0.50g樣于稱樣瓶中取50ml甲醇→于反應器中，所加甲醇要能淹沒電極，用KF試劑滴定50ml甲醇中痕量水→滴至指針與標定時相當并且保持1min不變時→打開加料口→將稱好的試樣立即加入→塞上皮塞→攪拌→用KF試劑滴至終點保持1min不變→記錄結(jié)果計