第三章水分-删

1、第三章第三章 水分的测定水分的测定（一）常压干燥法（一）常压干燥法1.1.特点与原理特点与原理特点特点：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且有相当高的精确度。有相当高的精确度。原理原理：在一定的温度（：在一定的温度（9595105105）和压力（常压）和压力（常压）下，将样品放在烘箱中加热干燥，蒸发掉水分，干燥下，将样品放在烘箱中加热干燥，蒸发掉水分，干燥前后样品的质量之差即为样品的水分含量。前后样品的质量之差即为样品的水分含量。注：注：实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水量，而不完全是水

2、。2.2.干燥法必须符合下列条件（对食品而言）干燥法必须符合下列条件（对食品而言） 水分是唯一挥发成分水分是唯一挥发成分 这就是说在加热时只有水分挥发。这就是说在加热时只有水分挥发。 水分挥发要完全水分挥发要完全 对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。样品中对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。样品中结合水都不能除掉。因此，采用常压干燥的水分，并不是食品结合水都不能除掉。因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。中总的水分含量。 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。 高糖高脂肪食品不适用。高糖高脂肪食品不

3、适用。注：注：符合上面三点就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在符合上面三点就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在100100105105下进行干燥下进行干燥。3.3.烘箱干燥法的测定要点烘箱干燥法的测定要点 取样（称样）取样（称样） 在采样时要特别注意防止水分的变化在采样时要特别注意防止水分的变化称样量称样量 样品一般控制在干燥后的残留物为样品一般控制在干燥后的残留物为1.51.53 3克；克； 固态、浓稠态样品控制在固态、浓稠态样品控制在 3 35 5 克；克； 含水分较高的样品控制在含水分较高的样品控制在 151520 20 克。克。l（2 2）称量皿规格）称量皿规格l 称量皿分为玻璃称

4、量瓶和铝质称量盒两种。前者能耐称量皿分为玻璃称量瓶和铝质称量盒两种。前者能耐酸碱，不受样品性质的限制，故常用于干燥法。铝质称量酸碱，不受样品性质的限制，故常用于干燥法。铝质称量盒质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压盒质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。称量皿规格的选择，以干燥法。称量皿规格的选择，以样品置于其中平铺开后厚样品置于其中平铺开后厚度不超过皿高的度不超过皿高的1/31/3为宜。为宜。（3 3）干燥设备）干燥设备 电热烘箱有各种形式，一般使用电热烘箱有各种形式，一般使用强力循环通风式强力循环通风式，其风量，其风量较大，烘干大量式样时效率高，但质轻试样有时

5、会飞散，若仅较大，烘干大量式样时效率高，但质轻试样有时会飞散，若仅作测定水分含量用，作测定水分含量用，最好采用风量可调节的烘箱最好采用风量可调节的烘箱。当风量减小。当风量减小时，烘箱上隔板时，烘箱上隔板1/21/21/31/3面积的温度能保持在规定温度面积的温度能保持在规定温度11的范围内，即符合测定使用要求。温度计通常处于离隔板的范围内，即符合测定使用要求。温度计通常处于离隔板3cm3cm的中心处，为保证测定温度较恒定，并减少取出过程中因吸湿的中心处，为保证测定温度较恒定，并减少取出过程中因吸湿而产生的误差，一批测定的称量皿最好为而产生的误差，一批测定的称量皿最好为8 81212个，并排列在

6、个，并排列在隔板的较中心部位。隔板的较中心部位。 干燥条件的选择干燥条件的选择 三个因素：三个因素：温度；温度；压力（常压、真空）干燥；压力（常压、真空）干燥；时间。时间。电热干燥箱电热干燥箱（4 4）干燥温度：）干燥温度：一般是一般是9595105105；对含还原糖较多的食品应先（；对含还原糖较多的食品应先（50506060）干燥然后再）干燥然后再105105加热。加热。2.2.对热稳定的谷物可用对热稳定的谷物可用120120130130干燥。干燥。3.3.对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次（由于对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。脂肪氧

7、化），应用前一次的数据计算。4.4.操作方法操作方法 清洗称量皿清洗称量皿烘至恒重烘至恒重称取样品称取样品放入调好温度的放入调好温度的烘箱（烘箱（100100105105）烘烘1.51.5小时小时于干燥器冷却于干燥器冷却称重称重再烘再烘0.50.5小时小时称至恒重（两次重量差不超过称至恒重（两次重量差不超过0.002g0.002g即即为恒重）。为恒重）。 注：注：称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。后称重。 干燥器干燥器在实验中观察干燥器中硅胶

8、的颜色；若硅胶在实验中观察干燥器中硅胶的颜色；若硅胶变红，说明什么？应如何处理？变红，说明什么？应如何处理？硅胶是没有颜色的固体。能变色的是变色硅胶，是在硅胶中硅胶是没有颜色的固体。能变色的是变色硅胶，是在硅胶中添加了氯化钴（分子式：添加了氯化钴（分子式：CoClCoCl2 2，也称为氯化亚钴）。氯化钴，也称为氯化亚钴）。氯化钴含有的结晶水个数不同时候呈现不同颜色。不含有结晶水的含有的结晶水个数不同时候呈现不同颜色。不含有结晶水的时候是蓝色的，随着结晶水增多，会呈现蓝紫，紫红，粉红时候是蓝色的，随着结晶水增多，会呈现蓝紫，紫红，粉红等颜色。（等颜色。（CoClCoCl2 2呈蓝色，呈蓝色，Co

9、ClCoCl2 2 H H2 2O O呈蓝紫色，呈蓝紫色，CoClCoCl2 2 2H2H2 2O O呈呈紫红色，紫红色，CoClCoCl2 2 6H6H2 2O O呈粉红色）呈现粉红色时候说明吸水达呈粉红色）呈现粉红色时候说明吸水达到饱和，这时候硅胶失去吸水能力，需要去除烘干，变成蓝到饱和，这时候硅胶失去吸水能力，需要去除烘干，变成蓝色之后才能再用。色之后才能再用。 5.5.计算计算 水分水分= =（G G1 1G G2 2）/ /（G G1 1-G-G0 0） 固形物（固形物（% %）=100 =100 水分水分% %G G1 1 称量皿质量称量皿质量+ +样品质量（样品质量（g g）G

10、G2 2 恒重后称量皿质量恒重后称量皿质量+ +样品质量（样品质量（g g）G G0 0称量皿质量，（称量皿质量，（g g）固形物固形物 ： 指食品内将水分排除以后的全部残留物。其组分有蛋白质、脂肪、指食品内将水分排除以后的全部残留物。其组分有蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物和灰分等。粗纤维、无氮抽出物和灰分等。 6.6.判断恒重的方法判断恒重的方法l1.1.反复干燥后各次的称量数值不断减小，当最后两次的称反复干燥后各次的称量数值不断减小，当最后两次的称量数值之差不超过量数值之差不超过2mg2mg，说明水分已蒸发完全，达到恒量，说明水分已蒸发完全，达到恒量，干燥恒量值为最后一次的称量数值。干燥

11、恒量值为最后一次的称量数值。l2. 2. 反复干燥后各次的称量数值不断减小，而最后一次的反复干燥后各次的称量数值不断减小，而最后一次的称量数值增大，说明水分已蒸发完全并发生了氧化，干燥称量数值增大，说明水分已蒸发完全并发生了氧化，干燥恒量值为氧化前的称量数值。恒量值为氧化前的称量数值。 7.7.样品的预处理（对分析结果影响较大）样品的预处理（对分析结果影响较大）a.a.采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。化，特别要防止水分的丢失或受潮。b. b. 固体样品要磨碎（粉碎），谷类达固体样品要磨碎（粉碎），谷类达1818目，

12、其目，其他他30304040目。目。c. c. 液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，不然烘箱受不了。不然烘箱受不了。 d. d.浓稠液体（糖浆、炼乳等）：浓稠液体（糖浆、炼乳等）： 加水稀释，最后要把加入的水除去；加入海砂，海砂加水稀释，最后要把加入的水除去；加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。e.e.含水量含水量16%16%的谷类食品，采用两步干燥法。的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，自然风干如面包，切成薄片，自然风干151520h20h，再称量，再称量，磨碎，过筛，

13、烘干。磨碎，过筛，烘干。8.8.注意事项注意事项（1 1）油脂或高脂肪样品，由于脂肪氧化，而后面一次重量）油脂或高脂肪样品，由于脂肪氧化，而后面一次重量反而增加，应以前一次重量计算。反而增加，应以前一次重量计算。（2 2）对于易焦化和容易分解的食品，可以选用比较低的温）对于易焦化和容易分解的食品，可以选用比较低的温度或缩短干燥时间。度或缩短干燥时间。（3 3）对于液体与半固体样品，要在称量皿中加入海砂，使）对于液体与半固体样品，要在称量皿中加入海砂，使样品疏松，扩大蒸发的接触面，并且用一个玻璃棒搅拌均样品疏松，扩大蒸发的接触面，并且用一个玻璃棒搅拌均匀。先放到沸水浴中烘，烘的差不多，再放到烘箱

14、烘，否匀。先放到沸水浴中烘，烘的差不多，再放到烘箱烘，否则则不加海砂样品容易使表面形成一层膜，造成水分不易出不加海砂样品容易使表面形成一层膜，造成水分不易出来，另外易沸腾的液体飞沫使重量损失。来，另外易沸腾的液体飞沫使重量损失。 9.9.烘箱干燥法产生误差的原因烘箱干燥法产生误差的原因 样品中含有非水分易挥发性物质（酒精、醋酸、香精油、样品中含有非水分易挥发性物质（酒精、醋酸、香精油、磷脂等）；磷脂等）； 样品中的某些成分和水分的结合，使测的结果偏低样品中的某些成分和水分的结合，使测的结果偏低, ,主要主要是限制水分挥发；是限制水分挥发； 食品中的脂肪与空气中的氧发生氧化，使样品重量增重；食品

15、中的脂肪与空气中的氧发生氧化，使样品重量增重； 在高温条件下物质的分解（如果糖对热敏感在高温条件下物质的分解（如果糖对热敏感, ,蔗糖水解为蔗糖水解为二分子单糖等）二分子单糖等）; ; C C6 6H H1212O O6 6 大于大于7070 C C6 6H H6 6O O3 3 + 3H + 3H2 2O O 被测样品表面产生硬壳，妨碍水分的扩散；尤其是对于富被测样品表面产生硬壳，妨碍水分的扩散；尤其是对于富含糖分和淀粉的样品；含糖分和淀粉的样品； 烘干到结束样品重新吸水。烘干到结束样品重新吸水。( (二二) )真空干燥法真空干燥法1.1.原理原理 利用水的沸点随利用水的沸点随P P降低而下

16、降的原理，将样品称量后放入降低而下降的原理，将样品称量后放入真空干燥箱内，在选定的真空度与加热温度下干燥至恒重，真空干燥箱内，在选定的真空度与加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量。干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量。 本法适用于在本法适用于在100100以上加热容易变质及含有不易除去结以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品。合水的食品。其测定结果比较接近真正水分。其测定结果比较接近真正水分。2.2.操作方法操作方法 将准确称好的样品放入真空干燥箱内，打开真将准确称好的样品放入真空干燥箱内，打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如烘箱密封的空泵抽出烘箱内空气至

17、所需的压力，如烘箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓。好，要重新紧一次门的开关螺栓。( (三三) )蒸馏法测定水分蒸馏法测定水分1.1.原理原理互不相溶的二元混合体系的沸点低互不相溶的二元混合体系的沸点低于各组分的沸点。于各组分的沸点。将食品中的水分将食品中的水分与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出, ,冷冷凝并收集溜液凝并收集溜液, ,由于密度不同由于密度不同, ,馏出馏出液在接受管中分层液在接受管中分层, ,根据馏出液中根据馏出液中水的体积水的体积, ,即可计算出样品中水分即可计算出样品中水分含量。含量。例：有关沸点：例：有关沸点：水水 100 100苯苯 80.2 80.

18、2 水水 + + 苯苯 69.25 69.25 2.2.特点和使用范围特点和使用范围 此法为一种此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅高效的换热方法，水分可以被迅速的移去，加热温度比直接干燥法低速的移去，加热温度比直接干燥法低。另外是在。另外是在密闭的容器中进行的，设备简单，操作方便，广密闭的容器中进行的，设备简单，操作方便，广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。 3.3.操作注意事项操作注意事项l 准确称取适量样品准确称取适量样品( (估计含水量估计含水量2 25mL),5mL),放入水分测定仪器放入水分测定仪器的烧瓶中的烧瓶中, ,加入新

19、蒸馏的甲苯加入新蒸馏的甲苯( (或二甲苯或二甲苯)50)5075ml75ml使样品浸没使样品浸没, ,连接冷凝管及接受管连接冷凝管及接受管, ,从冷凝管顶端注入甲苯从冷凝管顶端注入甲苯( (或二甲苯或二甲苯),),使之使之充满水分接受刻度管。加热慢慢蒸馏充满水分接受刻度管。加热慢慢蒸馏, ,使使每秒钟约蒸馏出每秒钟约蒸馏出2 2滴馏滴馏出液出液, ,待大部分水分蒸馏出后待大部分水分蒸馏出后, ,加速蒸馏使每秒约蒸出加速蒸馏使每秒约蒸出4 4滴馏出液滴馏出液, ,当水分全部蒸出后当水分全部蒸出后( (接收管内的体积不再增加时接收管内的体积不再增加时),),从冷凝管顶端从冷凝管顶端注入少许甲苯注入

20、少许甲苯( (或二甲苯或二甲苯) )冲洗冲洗. .如发现冷凝管壁或接受管上部附如发现冷凝管壁或接受管上部附有水滴有水滴, ,可用附用小橡皮头的铜丝擦下可用附用小橡皮头的铜丝擦下, ,再蒸馏片刻直到接受管再蒸馏片刻直到接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止。上部及冷凝管壁无水滴附着为止。读取接受管水层的容积。读取接受管水层的容积。4.4.计算计算 水分（水分（% %）= ( V W ) = ( V W ) 100100 V V接收管内水的体积。接收管内水的体积。 WW样品质量。样品质量。5.5.常用的有机溶剂及选择依据常用的有机溶剂及选择依据常用的有机溶剂有比水轻的，也有比水重的。常用的有机溶剂有比

21、水轻的，也有比水重的。选择依据选择依据：对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因为：对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因为它的沸点高，常选用低沸点的有机溶剂，如苯。对于一些它的沸点高，常选用低沸点的有机溶剂，如苯。对于一些含有糖分，可分解释放出水分的样品，如脱水洋葱和脱水含有糖分，可分解释放出水分的样品，如脱水洋葱和脱水大蒜可采用苯，要根据样品的性质来选择有机溶剂。大蒜可采用苯，要根据样品的性质来选择有机溶剂。 溶剂苯甲苯二甲苯CClCCl4 4密度0.880.880.860.860.860.861.591.59沸点 80 80 80 80 140 140 76.8 76.8 ( (四四) )

22、卡尔卡尔费休法费休法 卡尔费休法是测定各种物质中卡尔费休法是测定各种物质中微量水分微量水分的一种方法，属的一种方法，属 于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法。于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法。 这种方法于这种方法于19351935年由卡尔费休提出，一直采用年由卡尔费休提出，一直采用I I2 2、SOSO2 2、吡啶、无水吡啶、无水CHCH3 3OHOH（含水量在（含水量在0.05%0.05%以下）配制的试剂测定食品以下）配制的试剂测定食品中水分含量，并且国际标准化组织把这个方法定为测微量水中水分含量，并且国际标准化组织把这个方法定为测微量水分的国际标准，我们国家也把这个方法定为

23、国家标准测微量分的国际标准，我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。水分。1.1.原理原理 在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂中的在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂中的SOSO2 2与与I I2 2产生氧化还原反应。产生氧化还原反应。 I I2 2 + SO + SO2 2 + 2H + 2H2 2O 2HI + HO 2HI + H2 2SOSO4 4 但这个反应是个但这个反应是个可逆可逆反应，当硫酸浓度达到反应，当硫酸浓度达到0.05%0.05%以上以上时，即能发生逆反应。如果我们让反应按照正方向进行，需时，即能发生逆反应。如果我们让反应按照正方向进行，需要加入适当的要加入适当

24、的碱性物质碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验以中和反应过程中生成的酸。经实验证明，在体系中加入证明，在体系中加入吡啶吡啶，这样就可使反应向右进行。，这样就可使反应向右进行。 lI2+SO2+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI+C5H5NSO3 氢碘酸吡啶氢碘酸吡啶 硫酸酐吡啶硫酸酐吡啶 硫酸酐吡啶很不稳定，与水发生副反应硫酸酐吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有，形成干扰。若有甲醇甲醇存在，则可生成稳定的化合物。存在，则可生成稳定的化合物。硫酸酐吡啶硫酸酐吡啶+CH+CH3 3OHOH（无水）（无水）甲基硫酸氢吡啶甲基硫酸氢吡啶(C(C5 5H H5 5N HN H+ +CHCH3 3SOSO4 4- -) )。 我们把这上面三步反应写成总反应式为我们把这上面三步反应写成总反应式为 I I2 2+SO+SO2 2+H+H2 2O+3O+3吡啶吡啶+CH+CH3 3OH 2OH 2氢碘酸吡啶氢碘酸吡啶+ +甲基硫酸氢吡啶甲基硫酸氢吡啶 将将I I2 2、 SOSO2 2、C C5 5H H5 5N N 、CHCH3 3OH OH 配在一起成为费休试剂。配在一起成为费休试剂。 从反应式可以看出