食品理化檢驗(yàn) 水分測定

1、水分和水分活度的測定水分和水分活度的測定LOGO水分的測定水分的測定概述概述測定方法測定方法21LOGO測定水分的意義測定水分的意義LOGO測定水分的意義測定水分的意義水分的含量高低，對(duì)微生物的生水分的含量高低，對(duì)微生物的生長及生化反應(yīng)都有密切的關(guān)系長及生化反應(yīng)都有密切的關(guān)系重要的質(zhì)量指標(biāo)之一重要的質(zhì)量指標(biāo)之一一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)LOGO水分在食品中存在的形式水分在食品中存在的形式具有水本身的物理性質(zhì)具有水本身的物理性質(zhì)易結(jié)冰、溶劑、微生物活動(dòng)易結(jié)冰、溶劑、微生物活動(dòng)自由水自由水親和水親和水結(jié)合水結(jié)合水束縛水束縛水與弱極性基團(tuán)以氫鍵結(jié)合與弱極性基團(tuán)以氫鍵結(jié)合向外蒸發(fā)能力較弱向外

2、蒸發(fā)能力較弱與非水組分結(jié)合最牢固的水與非水組分結(jié)合最牢固的水不易結(jié)冰，不能作為溶劑不易結(jié)冰，不能作為溶劑微生物不能利用微生物不能利用所處的狀態(tài)不同、與非水組分結(jié)合強(qiáng)弱所處的狀態(tài)不同、與非水組分結(jié)合強(qiáng)弱-COOH、-NH2、-OH、-SH飽水狀態(tài)飽水狀態(tài)生材生材狀態(tài)狀態(tài)纖 維 飽 和纖 維 飽 和點(diǎn)點(diǎn)氣干狀態(tài)氣干狀態(tài)絕干狀態(tài)絕干狀態(tài)干燥干燥細(xì)胞壁細(xì)胞壁細(xì)細(xì)胞胞腔腔結(jié)合水結(jié)合水自自由由水水飽水狀態(tài)飽水狀態(tài)生材生材狀態(tài)狀態(tài)纖 維 飽 和纖 維 飽 和點(diǎn)點(diǎn)氣干狀態(tài)氣干狀態(tài)絕干狀態(tài)絕干狀態(tài)干燥干燥細(xì)胞壁細(xì)胞壁細(xì)細(xì)胞胞腔腔結(jié)合水結(jié)合水自自由由水水結(jié)結(jié)合合水水干燥法干燥法蒸餾法蒸餾法卡爾卡爾- -費(fèi)休法費(fèi)休

3、法相對(duì)密度相對(duì)密度折射率折射率電導(dǎo)電導(dǎo)旋光率旋光率水分測定方法水分測定方法直接法直接法間接法間接法函數(shù)關(guān)系確定函數(shù)關(guān)系確定水分含量水分含量LOGOGB/T 5009.32003 食品的水分測定食品的水分測定 1. 直接干燥直接干燥 2. 減壓干燥減壓干燥 3. 蒸餾蒸餾LOGO干燥法干燥法直接干燥法直接干燥法減壓干燥法減壓干燥法原理、適用范圍、操作方法原理、適用范圍、操作方法干燥法的前提條件干燥法的前提條件以原樣重量以原樣重量 - - 干燥后重量干燥后重量 = = 水分重量水分重量水分是唯一的揮發(fā)的物質(zhì)水分是唯一的揮發(fā)的物質(zhì)可以較徹底地去除水分可以較徹底地去除水分食品中其他組分在加熱過程中發(fā)生

4、化學(xué)反應(yīng)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)引起的重量變化非常小，可忽略不計(jì)對(duì)熱穩(wěn)定的食品對(duì)熱穩(wěn)定的食品干燥法干燥法操作條件的選擇操作條件的選擇（1）稱量瓶的選擇）稱量瓶的選擇（玻璃、鋁制）（玻璃、鋁制）耐酸堿，不受限制耐酸堿，不受限制常壓干燥常壓干燥不適合酸性食品不適合酸性食品輕、導(dǎo)熱性強(qiáng)輕、導(dǎo)熱性強(qiáng)減壓干燥減壓干燥不超過皿高的不超過皿高的1/3為宜為宜操作條件的選擇操作條件的選擇稱量皿放入烘箱內(nèi)，蓋稱量皿放入烘箱內(nèi)，蓋子應(yīng)該打開，斜放在旁邊，子應(yīng)該打開，斜放在旁邊，取出時(shí)先蓋好蓋子，用取出時(shí)先蓋好蓋子，用紙條紙條取取，放入干燥器內(nèi)，冷卻后，放入干燥器內(nèi)，冷

5、卻后稱重。稱重。注意注意稱量瓶需烘至恒重稱量瓶需烘至恒重2mg，放至干燥器，放至干燥器注意注意變色硅膠變色硅膠干燥時(shí)藍(lán)色干燥時(shí)藍(lán)色吸水變?yōu)榉奂t色吸水變?yōu)榉奂t色稱樣量稱樣量水分含量低：水分含量低：35g（奶粉）（奶粉）水分含量高：水分含量高：1520g（果汁）（果汁）干燥設(shè)備干燥設(shè)備烘箱烘箱普通、真空普通、真空 干燥條件干燥條件干干燥燥溫溫度度干干燥燥時(shí)時(shí)間間干燥器干燥器干燥溫度：干燥溫度： 95105 含糖高的食品：（含糖高的食品：（5060）0.5h 105 對(duì)熱穩(wěn)定的谷物：對(duì)熱穩(wěn)定的谷物：120130 干燥時(shí)間：干燥時(shí)間：恒重恒重最后兩次重量之差最后兩次重量之差 2 mg 基本保證水分蒸發(fā)

6、完全?；颈ＷC水分蒸發(fā)完全。規(guī)定時(shí)間規(guī)定時(shí)間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度要求不高的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度要求不高的。 易結(jié)塊或形成硬皮：海砂。易結(jié)塊或形成硬皮：海砂。干燥條件干燥條件 原理：原理： 在一定的溫度（在一定的溫度（95105）和壓力（常壓）和壓力（常壓）下，將樣品在烘箱中加熱干燥，除去水分，干燥下，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。前后樣品的質(zhì)量之差為樣品的水分含量。適用范圍：適用范圍：在在 95105下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微且下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微且對(duì)熱穩(wěn)定的食品。對(duì)熱穩(wěn)定的食品。固體樣品：磨碎（粉碎）固體樣品：磨碎（粉碎）液態(tài)樣品：低溫濃縮

7、液態(tài)樣品：低溫濃縮 干燥箱干燥箱樣品的預(yù)處理樣品的預(yù)處理水量水量16%16%（面包）：兩步干燥法（面包）：兩步干燥法切成薄片風(fēng)干切成薄片風(fēng)干151520h 20h 干燥箱干燥箱 濃稠液體（糖漿、煉乳等）：表面易節(jié)殼濃稠液體（糖漿、煉乳等）：表面易節(jié)殼 加入海砂（預(yù)先干燥至恒重）加入海砂（預(yù)先干燥至恒重） 烘箱預(yù)熱烘箱預(yù)熱 稱量瓶恒重稱量瓶恒重m3 準(zhǔn)確稱樣準(zhǔn)確稱樣+稱量瓶重稱量瓶重 m1 干燥干燥1h 冷卻冷卻30min 稱量稱量 干燥干燥1h 冷卻冷卻30min 稱量稱量 反復(fù)至恒重反復(fù)至恒重 準(zhǔn)確稱樣準(zhǔn)確稱樣+稱量瓶重稱量瓶重 m2 水分的計(jì)算水分的計(jì)算： 水分水分% = 100% m1稱

8、量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）和樣品的質(zhì)量，稱量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）和樣品的質(zhì)量，g； m2稱量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）和樣品干燥后的質(zhì)量，稱量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）和樣品干燥后的質(zhì)量，g； m3稱量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）的質(zhì)量，稱量瓶（或蒸發(fā)皿加海砂、玻棒）的質(zhì)量，g。常壓干燥法操作過程常壓干燥法操作過程(m1 - m2)(m1 - m3)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 水果、蔬菜樣品，應(yīng)先洗去泥沙后，再用蒸餾水果、蔬菜樣品，應(yīng)先洗去泥沙后，再用蒸餾水沖洗一次，然后用潔凈紗布吸干表面的水分。水沖洗一次，然后用潔凈紗布吸干表面的水分。 稱量瓶從烘箱中取出后，應(yīng)稱量瓶從烘箱中取出后，應(yīng)迅速放入干

9、燥器迅速放入干燥器中中進(jìn)行冷卻，否則，不易達(dá)到恒重。進(jìn)行冷卻，否則，不易達(dá)到恒重。 干燥器里面干燥器里面變色硅膠變色硅膠變紅時(shí)，需及時(shí)換出，置變紅時(shí)，需及時(shí)換出，置135左右烘左右烘23小時(shí)使其小時(shí)使其再生再生后再用。后再用。LOGO減壓干燥法減壓干燥法原理原理 利用在低壓下水的利用在低壓下水的沸點(diǎn)降低沸點(diǎn)降低的原理，將取樣的原理，將取樣后的稱量皿置于真空烘箱內(nèi)，在選定的后的稱量皿置于真空烘箱內(nèi)，在選定的真空度于真空度于加熱加熱溫度下干燥到恒重，干燥后樣品所失去的質(zhì)溫度下干燥到恒重，干燥后樣品所失去的質(zhì)量即為水分含量。量即為水分含量。適用范圍適用范圍 100加熱易分解、變質(zhì)的食品加熱易分解、變

10、質(zhì)的食品 不易除去結(jié)合水的不易除去結(jié)合水的 如：糖漿、高脂肪食品、果蔬等如：糖漿、高脂肪食品、果蔬等LOGO儀器及裝置儀器及裝置 真空烘箱（帶真空泵、干燥瓶、安全瓶）真空烘箱（帶真空泵、干燥瓶、安全瓶）干燥瓶、安全瓶的作用干燥瓶、安全瓶的作用： 除去樣品蒸發(fā)出來的水分除去樣品蒸發(fā)出來的水分 除去烘箱恢復(fù)常壓時(shí)空氣中的水分除去烘箱恢復(fù)常壓時(shí)空氣中的水分壓力：壓力：404053.3 53.3 KP (300KP (300400mmHg)400mmHg)溫度：溫度：505060 60 時(shí)間：時(shí)間：2 2 h h恒重標(biāo)準(zhǔn)：恒重標(biāo)準(zhǔn)：0.5 mg0.5 mg真空干燥工作流程圖真空干燥工作流程圖NaOHL

11、OGO蒸餾法蒸餾法 原理原理 兩種互不相溶的液體體系的沸點(diǎn)低于各組分的沸點(diǎn)兩種互不相溶的液體體系的沸點(diǎn)低于各組分的沸點(diǎn) 食品中水分食品中水分 + 甲苯、二甲苯、苯共沸蒸出甲苯、二甲苯、苯共沸蒸出 分層分層 直接讀出水的體積直接讀出水的體積P（H2O） =P大氣壓大氣壓 ； P（A）=P大氣壓大氣壓水蒸氣蒸餾：水蒸氣蒸餾：P總總 =P（H2O） + P（A）=P大氣壓大氣壓溫度溫度 水的沸點(diǎn)水的沸點(diǎn)100LOGO蒸餾法蒸餾法 特點(diǎn)：特點(diǎn)：加熱溫度比直接干燥法低加熱溫度比直接干燥法低 氧化、分解反應(yīng)比直接干燥法低氧化、分解反應(yīng)比直接干燥法低適用范圍：適用范圍： 易氧化、分解、熱敏性易氧化、分解、熱

12、敏性 含有大量揮發(fā)性組分的樣品含有大量揮發(fā)性組分的樣品 對(duì)于對(duì)于香料香料，是唯一的、公認(rèn)的水分測定法，是唯一的、公認(rèn)的水分測定法蒸餾法蒸餾法步驟步驟準(zhǔn)確稱取一定樣品準(zhǔn)確稱取一定樣品加入約加入約5075ml甲苯浸沒樣品甲苯浸沒樣品加熱蒸餾加熱蒸餾至水分大部分蒸出后，加快蒸餾速度至水分大部分蒸出后，加快蒸餾速度當(dāng)刻度管水量不再增加當(dāng)刻度管水量不再增加讀數(shù)讀數(shù)從冷凝管頂端注入甲苯裝滿接收管從冷凝管頂端注入甲苯裝滿接收管甲苯需精制甲苯需精制LOGO結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算 水分水分(%)= 式中：式中： V-接受管內(nèi)水的體積接受管內(nèi)水的體積, ml W-樣品的質(zhì)量樣品的質(zhì)量 ,g。100WVLOGO常用的有機(jī)

13、溶劑及選擇依據(jù)常用的有機(jī)溶劑及選擇依據(jù)苯苯甲苯甲苯二甲苯二甲苯 CClCCl4 4密度密度0.880.880.860.860.860.86 1.59 1.59沸點(diǎn)沸點(diǎn)8080808014014076.876.8與水共沸點(diǎn)與水共沸點(diǎn)69.2569.2584.184.166.066.0有比水輕的，也有比水重的有比水輕的，也有比水重的LOGO 為了盡量避免接受管和冷凝管壁附著水為了盡量避免接受管和冷凝管壁附著水滴，儀器必須洗滌干凈滴，儀器必須洗滌干凈冷凝管上口填塞少量脫脂棉或裝盛有氯冷凝管上口填塞少量脫脂棉或裝盛有氯化鈣的干燥管化鈣的干燥管冷凝管尖端無水滴時(shí)，從冷凝管上口加冷凝管尖端無水滴時(shí)，從冷凝

14、管上口加入甲苯入甲苯說明及注意事項(xiàng)說明及注意事項(xiàng)結(jié)果產(chǎn)生誤差的原因結(jié)果產(chǎn)生誤差的原因v樣品中水分沒有完全蒸發(fā)出來樣品中水分沒有完全蒸發(fā)出來v水分附集在冷凝器和連接管內(nèi)壁水分附集在冷凝器和連接管內(nèi)壁v水分溶解在有機(jī)溶劑中水分溶解在有機(jī)溶劑中v生成了乳濁液生成了乳濁液v餾出了水溶性的成分餾出了水溶性的成分卡爾卡爾費(fèi)休法（費(fèi)休法（Karl Fischer) Karl Fischer) 原理原理I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI（ I2+SO2+3C5H5N+CH3OH ）+H2O 2 C5H5N HI+ C5H5N HSO4CH3 將將I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成為配

15、在一起成為費(fèi)休試劑費(fèi)休試劑最為專一，最為準(zhǔn)確測定水分的化學(xué)方法最為專一，最為準(zhǔn)確測定水分的化學(xué)方法滴定終點(diǎn)的判斷：過量滴定終點(diǎn)的判斷：過量1滴碘呈現(xiàn)紅棕色滴碘呈現(xiàn)紅棕色n此反應(yīng)具有可逆性，當(dāng)生成物此反應(yīng)具有可逆性，當(dāng)生成物 H2SO4 濃度濃度0.05 % 時(shí)，即發(fā)生可逆反應(yīng)，要使反應(yīng)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（中和生成的酸，吡啶（C5H5N）可以。）可以。n硫酸吡啶很不穩(wěn)定，與水發(fā)生副反應(yīng)，形硫酸吡啶很不穩(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)定的成干擾。若有甲醇存在，則可生成穩(wěn)定的化

16、合物?；衔铩？柨栙M(fèi)休法費(fèi)休法 適用范圍適用范圍v含有含有1%或更多水分的樣品或更多水分的樣品v 痕量水分（低至痕量水分（低至ppm級(jí)）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法級(jí)）的標(biāo)準(zhǔn)分析方法v 校正其他測定方法校正其他測定方法v 脂肪和油品中痕量水分的理想方法脂肪和油品中痕量水分的理想方法總結(jié)：水分測定方法的比較總結(jié)：水分測定方法的比較v原理原理v樣品的性質(zhì)樣品的性質(zhì)原理原理 n烘箱干燥法烘箱干燥法：將樣品中的水分除去，利用測得：將樣品中的水分除去，利用測得的剩余固體的的剩余固體的質(zhì)量質(zhì)量計(jì)算水分含量。非水揮發(fā)性計(jì)算水分含量。非水揮發(fā)性物質(zhì)在干燥過程中也有揮發(fā)，但與揮發(fā)掉的水物質(zhì)在干燥過程中也有揮發(fā)，但與揮發(fā)掉

17、的水相比很小，常忽略不計(jì)。相比很小，常忽略不計(jì)。n蒸餾法蒸餾法：采用將水分從固體物質(zhì)中分離的方法，：采用將水分從固體物質(zhì)中分離的方法，然而水分含量是直接通過測定然而水分含量是直接通過測定體積體積來定量。來定量。nKarl Fischer Karl Fischer 滴定法滴定法：則基于樣品中水分發(fā)生：則基于樣品中水分發(fā)生化化學(xué)反應(yīng)學(xué)反應(yīng)的原理，水分的多少可由滴定液的用量的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出來。反映出來。 樣品的性質(zhì)樣品的性質(zhì) n烘箱干燥法會(huì)使某些食品的成分在高溫下發(fā)生烘箱干燥法會(huì)使某些食品的成分在高溫下發(fā)生化學(xué)變化生成水，或者利用水及其它組分，從化學(xué)變化生成水，或者利用水及其

18、它組分，從而影響水分含量的測定。在較低溫度下進(jìn)行真而影響水分含量的測定。在較低溫度下進(jìn)行真空干燥可能就可以克服上述問題的發(fā)生?？崭稍锟赡芫涂梢钥朔鲜鰡栴}的發(fā)生。n蒸餾：能最大程度地減少一些食品微量成分的蒸餾：能最大程度地減少一些食品微量成分的揮發(fā)和分解。揮發(fā)和分解。nKarl Fischer 滴定法：水分含量非常低或高糖、滴定法：水分含量非常低或高糖、高脂食品常采用。高脂食品常采用。水分活度值的測定水分活度值的測定水分活度的定義水分活度的定義溶液中水的逸度與純水的逸度之比值，可近似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表示為溶液中水蒸氣分壓與純水蒸汽壓

19、之比逸度（逸度（f）溶液中水逃脫逸出的趨勢(shì)、能力溶液中水逃脫逸出的趨勢(shì)、能力Aw = f水水f純水純水P水分壓水分壓P純水分壓純水分壓擴(kuò)散法擴(kuò)散法Aw測定儀法測定儀法溶劑萃取法溶劑萃取法擴(kuò)散法擴(kuò)散法v原理原理： 樣品在康威氏微量擴(kuò)散皿的密封和樣品在康威氏微量擴(kuò)散皿的密封和恒溫條件下，分別在恒溫條件下，分別在Aw較高和較低較高和較低的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中擴(kuò)散平衡后，根的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中擴(kuò)散平衡后，根據(jù)樣品質(zhì)量的增加（在據(jù)樣品質(zhì)量的增加（在Aw較高的標(biāo)較高的標(biāo)準(zhǔn)溶液中平衡）和減少（在準(zhǔn)溶液中平衡）和減少（在Aw較低較低的標(biāo)準(zhǔn)溶液中平衡）的標(biāo)準(zhǔn)溶液中平衡） ，得到樣品的，得到樣品的水分活度值。水分活度值。魚干水分活性的測定.swf康威氏皿擴(kuò)散法康威氏皿擴(kuò)散法（+）結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算v原理原理：在一定的溫度下，用標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液：在一定的溫度下，用標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液BaClBaCl2 2校校正正AwAw測定儀的測定儀的AwAw值，在同一條件下測定樣品，利值，在同一條件下測定樣品，利用測定儀上的傳感器，根據(jù)食品中的蒸