食品中水分测定

1、水的性质 水是由氢和氧组成的无机物，水的分子式H20,相对分子量18，常温常压下为无色、无味、透明的液体； 标准大气压下，水的沸点100，凝固点是0 ； 水分子有很强的极性，能通过氢键结合成缔合分子； 在101.3kPa和3.98 时，水的密度最大，为1g/ml。水在食品中存在的状态 水分的 存在状态结合水或束缚水: 自由水 或游离水不可移动水或滞化水毛细管水自由流动水食品中水分存在的形式结合水（结合水（Bound water)Bound water)：在食品中与其他成分结合在一起形成胶体状态的水。如如：1、与蛋白质的活性基团（-OH,=NH,-NH3,-COOH, -CONH2)和碳水化合物

2、的活性基团（-OH)以氢键相结合而不能自由运动的水 2、与蛋白质、淀粉水合作用和膨润吸收作用水分、以及某些盐类的结晶水等。特点：特点：水的沸点和冰点时，这部分水不能通过蒸发而溢去水的沸点和冰点时，这部分水不能通过蒸发而溢去, ,也不会结也不会结 冰（冰点为冰（冰点为4040）不能作为溶质的溶剂）不能作为溶质的溶剂 压榨不能使结合水与其组压榨不能使结合水与其组织细胞分离织细胞分离注意：结合水不具有水的特性，所以要除掉这部分水是困难的注意：结合水不具有水的特性，所以要除掉这部分水是困难的。食品中水分存在的形式游离水（游离水（Free water)：动植物食品组织中通过毛细管的作用力所吸存的水；存在

3、于细胞外各种毛细管和腔体中的水；吸附于食品表面的吸附水和湿存水。水分的活度水分活度水分活度水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。（1）水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高； (2) 水分活度数值：用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相对湿度，其数值在0-1之间。 (3)水分活度的测试意义：Aw值对食品保藏具有重要的意义。为什么要检测水分水是维持动、植物和人类生存必不可少的物质之一，是重水是维持动、植物和人类生存必不可少的物质之一，是重要的质量指标之一要的质量指标之一。 除谷物和豆类等的种子类食品以外，作为食品的许多动植物除谷物和豆类等的种

4、子类食品以外，作为食品的许多动植物一般含有一般含有6090%水分，有的甚至更高，水是许多食品组成水分，有的甚至更高，水是许多食品组成成分中数量最多的组分。如蔬菜含水分成分中数量最多的组分。如蔬菜含水分8597%、水果、水果8090%、鱼类、鱼类6781%、蛋类、蛋类7375%、乳类、乳类8789%、猪肉、猪肉4359%，即使是干态食品，也含有少量水分，如面粉，即使是干态食品，也含有少量水分，如面粉1214%、饼干、饼干2.54.5%。部分食品中水分的指标品名水分含量/%引用标准畜禽肉猪肉 77GB18394-2001牛肉 78羊肉 77鸡肉 77蛋制品巴氏杀毒冰全蛋76.0GB2749-200

5、3冰蛋黄55乳粉全脂乳粉5GB5410-2008香肠(腊肠)、香肚 25 GB10147-1988 人造奶油16GB5196-2003为什么要检测水分 是一项重要的经济指标是一项重要的经济指标 食品工厂可按原料中的水分含量进行物料食品工厂可按原料中的水分含量进行物料衡算。这可对生产进行指导管理。衡算。这可对生产进行指导管理。 水分的含量高低，对微生物的生长及生化水分的含量高低，对微生物的生长及生化反应都有密切的关系反应都有密切的关系 在一般情况下要控制水分低一点，防止微生在一般情况下要控制水分低一点，防止微生物生长，但是并非水分越低越好。物生长，但是并非水分越低越好。水分测定的方法分类直接测定

6、法（重量法）：直接测定法（重量法）： 利用水分本身的物理化学性质，采用烘干、化学干燥、蒸利用水分本身的物理化学性质，采用烘干、化学干燥、蒸馏或其他物理化学的方法去除样品中的水分，再通过称量等馏或其他物理化学的方法去除样品中的水分，再通过称量等手段得到水分的含量。手段得到水分的含量。特点：通用方法、准确度较高。间接测定法间接测定法： 利用食品的相对密度、折射率、电导、介电常数等物理性利用食品的相对密度、折射率、电导、介电常数等物理性质测定水分含量。质测定水分含量。特点：不除去水分，针对特殊的样品（一般为纯品），特定的仪器。如：液态样品主要由水分和可溶性固形物所组成，采用折光如：液态样品主要由水分

7、和可溶性固形物所组成，采用折光法测出样品中固形物含量，然后按下式间接求出水分含量：法测出样品中固形物含量，然后按下式间接求出水分含量：水分（水分（%）=100%可溶性固形物可溶性固形物%水分测定的方法直接干燥法：直接干燥法： 适用于谷物及其制品，水产品、豆制品、乳制品、肉制品等适用于谷物及其制品，水产品、豆制品、乳制品、肉制品等食品中水分的测定。食品中水分的测定。(GB/T5009.3-2003第一法第一法; GB/T5413.8- 1997 ;GB/T9695.15-2008;AOAC 950.46)减压干燥法：减压干燥法： 适用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的测定。适用于糖及糖果、味

8、精等易分解食品中的水分的测定。（GB/T5009.3-2003第二法）第二法）化学干燥法化学干燥法 化学干燥法就是将某种对于水蒸汽具有强烈吸附作用的化学化学干燥法就是将某种对于水蒸汽具有强烈吸附作用的化学药品与含水样品同装入一个干燥器（玻璃或真空干燥器），药品与含水样品同装入一个干燥器（玻璃或真空干燥器），通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重，然后根通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重，然后根据干燥前后样品的失重即可计算出其水分含量，此法在室据干燥前后样品的失重即可计算出其水分含量，此法在室温下干燥，需要较长时间，几天、几十天甚至几个月。温下干燥，需要较长时间，几天、几十天甚至几个

9、月。注：干燥剂有五氧化二磷、氧化钡、高氯酸镁、氢氧化锌、注：干燥剂有五氧化二磷、氧化钡、高氯酸镁、氢氧化锌、硅胶、氧化氯等。硅胶、氧化氯等。 水分测定的方法 蒸馏法：适用于含较多挥发性物质的食品，如油脂、香型料。适用于含较多挥发性物质的食品，如油脂、香型料。（5009.3第三法）第三法） 卡尔菲休法： 适用于产品中痕量、微量水分的测定，可用于适用于产品中痕量、微量水分的测定，可用于各种固体、液体、及某些体态样品的测定。适用于面粉、糖各种固体、液体、及某些体态样品的测定。适用于面粉、糖果、巧克力、茶叶、乳粉等试样。果、巧克力、茶叶、乳粉等试样。 快速微波干燥法：微波是指频率范围为微波是指频率范围

10、为1033105MHZ的的电磁波。当微波通过含水样品时，因水分引起的能量损耗远电磁波。当微波通过含水样品时，因水分引起的能量损耗远远大于干物质所引起的损耗，所以测量微波能量的损耗就可远大于干物质所引起的损耗，所以测量微波能量的损耗就可以求出样品含水量。以求出样品含水量。 AOAC方法，适用于奶酪、肉与肉制品、番茄制品等食品的测定。 红外线干燥法：根据水分对某一波长的红外光的吸收程度与根据水分对某一波长的红外光的吸收程度与其在样品中含量存在一定的关系的事实即建立了红外光谱测其在样品中含量存在一定的关系的事实即建立了红外光谱测定水分方法。定水分方法。 如GB18394-2001测定畜禽肉中的水分。

11、 气相色谱法：气相色谱仪，气相色谱仪，TCD（热导池）检测器。（热导池）检测器。 常压烘箱干燥法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，而且有此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且有相当高的精确度。相当高的精确度。 原理：原理：食品中水分一般指在大气压下，食品中水分一般指在大气压下，100左右加热所左右加热所失去的物质。失去的物质。注：实际上在此温度下所失去的注：实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是挥发性物质的总量，而不完全是水。是水。包含：游离水、微量的醇类、包含：游离水、微量的醇类、油脂、有机酸等挥发性物质油脂、有机酸等挥发性物质

12、常压烘箱干燥法适用范围水分是唯一挥发成分；就是说在加热时只有水分挥发。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，不能完全除掉，因为常压很难把结合水除去，只好用真空干燥除去结合水。 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。注：符合上面三点就可采用烘箱干燥法烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在95105下进行干燥。常压烘箱干燥法操作步骤：清洗称量皿烘至恒重称取样品放入调好温度的烘箱（95105）烘2-4小时于干燥器冷却0.5小时称重重复称至恒重（两次重量差不超过0.002g即为恒重）* *固态样品固态样品：磨碎后过20目40目筛，混匀。在切碎或研磨过程中，要注意样品中水分的

13、变化，操作要迅速，防止处理工具粘附水分。对于水分含量在14%以上的，采取二步干燥法。先将称完总质量的样品自然风干15-20h，使其达到安全水分标准，再将此样品进行准确称量，然后粉碎、过筛、混匀，保存于清洁干燥的磨口瓶中供分析用。* *对于易焦化和容易分解的食品：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可以选用比较低的温度或缩短干燥时间短干燥时间; ;粘稠的样品（如炼乳、果酱、糖浆等）：加热干粘稠的样品（如炼乳、果酱、糖浆等）：加热干燥中，其表壳易结壳焦化，使内部水分蒸发受阻，可在测定燥中，其表壳易结壳焦化，使内部水分蒸发受阻，可在测定前加入精制的海砂混匀，以增大水分的蒸发面积。前加

14、入精制的海砂混匀，以增大水分的蒸发面积。 * *液体样品液体样品：应控制水分蒸发的速度，先用低温烘烤除去大部分水分，然后在较高温度下烘烤，可避免溅出和爆裂，使样品损失。（3）操作条件选择称样量。一般控制在1.53g；水分含量低、浓稠态食品控制在35g；水分含量高的控制在1520g为宜。称量器皿规格。玻璃称量瓶能耐酸碱，不受样品性质限制，常用于常压干燥法。铝质称量盒导热性好，对酸性食品不适宜，适用于减压干燥。干燥设备。最好用风量可调的烘箱干燥调节。温度控制在95105。对于热稳定物，可提高到130135进行干燥，对于糖含量较高的应用低温干燥半小时后，再在100105条件下进行干燥。（4）注意事项

15、硅胶蓝色减退或变成红色时，应及时更换。硅胶应避免接触油脂糖类含量较高的产品宜用减压干燥法（真空干燥）恒重：前后2次称量之差不大于2mg对于挥发性较强的物质采用蒸馏法测定水分真空干燥法（减压干燥法）减压干燥法原理：减压干燥法原理：是在真空干燥箱中进行干燥，抽气减压，使是在真空干燥箱中进行干燥，抽气减压，使水的水的沸点降低沸点降低，加快水分的蒸发，可缩短测定时间。，加快水分的蒸发，可缩短测定时间。本法适用于在本法适用于在100以上加热容易变质及含有不易除去结合水以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品。其测定结果比较接近真正水分。的食品。其测定结果比较接近真正水分。 *60 5，适用于糖及糖果、

16、味精等易分解食品中的水分的，适用于糖及糖果、味精等易分解食品中的水分的测定。测定。(GB/T5009.3-2003) 减压干燥示意图(2)仪器及装置：仪器及装置： 真空烘箱、真空烘箱、 真空泵、真空泵、 干燥瓶、干燥瓶、 安全瓶。安全瓶。 (3)操作步骤恒重标准：减压干燥时，自烘箱内部压力降至规定真空度时起计算烘干时间，一般每次烘干时间为2小时，但有的样品需5小时；恒重一般以减量不超过0.5mg时为标准，但对受热后易分解的样品则可以不超过13mg的减量值为恒重标准。（5）注意事项三、仪器法三、仪器法卡尔卡尔费休（费休（Karl Fischer）法，简称）法，简称费休法或费休法或K-F法，是在法

17、，是在1935年由卡尔年由卡尔费休提出的测定水分的容量方法，属于费休提出的测定水分的容量方法，属于碘量碘量法法，对于测定水分最为专一，也是测定水分，对于测定水分最为专一，也是测定水分最为准确最为准确的化学的化学方法。方法。国际标准化组织把这个方法定为国际标准化组织把这个方法定为国际标准测国际标准测微量水分微量水分，我们国家，我们国家也把这个方法定为国家标准测微也把这个方法定为国家标准测微量水分。量水分。适用范围适用范围费休法广泛地应用于各种液体、固体及一些气体样品中水分费休法广泛地应用于各种液体、固体及一些气体样品中水分含量的测定，均能得到满意的结果，在很多场合，此法也含量的测定，均能得到满意

18、的结果，在很多场合，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至常被作为水分特别是痕量水分（低至ppm级）的标准分析级）的标准分析方法，用以校正其他测定方法。方法，用以校正其他测定方法。在食品分析中，此法能用于含水量从在食品分析中，此法能用于含水量从1ppm到接近到接近100%的样的样品的测定，已应用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖品的测定，已应用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定，结果蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水的准确度优于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。分的理

19、想方法。 原理原理利用利用I2氧化氧化SO2时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反应）应）I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI此反应具有可逆性，当生成物此反应具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度浓度0.05 % 时，即时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶（物质以中和生成的酸，吡啶（C5H5N）。）。I I2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O+3CO+3C5 5H H5 5N 2CN 2C5 5H H5 5NHI+CNHI+C5 5H H5 5N

20、SONSO3 3 氢碘酸吡啶氢碘酸吡啶 硫酸吡啶硫酸吡啶 硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有甲醇硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。存在，则可生成稳定的化合物。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。 滴定操作所用的标准溶液是含有滴定操作所用的标准溶液是含有I2、SO2、C5H5N及及CH3OH的混合溶液，此溶液称为费休试剂。的混合溶液，此溶液称为费休试剂。费休法的滴定总反应式可写为：费休法的滴定总反应式可写为：（ I2+SO2+3C5H5

21、N+CH3OH ）+H2O 2 C5H5N HI+ C5H5N HSO4CH3 I2SO2C5H5N = 1310卡尔卡尔费休（费休（Karl Fischer）试剂有效浓度取决于碘的浓度。）试剂有效浓度取决于碘的浓度。新鲜配置的卡尔新鲜配置的卡尔费休（费休（Karl Fischer）试剂混合后需要放置）试剂混合后需要放置一定时间后才能使用，而且每次使用前必须标定。一定时间后才能使用，而且每次使用前必须标定。 终点的判定方法终点的判定方法目视法：目视法： 是当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过是当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过量量1滴费休试剂中的游离碘即会使体系呈现滴费休试剂中的

22、游离碘即会使体系呈现浅黄甚至棕黄浅黄甚至棕黄色色，据此即作为终点而停止滴定，此法适用于，据此即作为终点而停止滴定，此法适用于含有含有1%以以上水分上水分的样品，由其产生的终点误差不大；的样品，由其产生的终点误差不大； 永停法：永停法：给溶液通电，在开始滴定至滴定终点前，因无游离给溶液通电，在开始滴定至滴定终点前，因无游离态碘，当过量态碘，当过量1滴卡尔滴卡尔*费休试剂滴入体系后，游离碘出现费休试剂滴入体系后，游离碘出现去极化，开始导电。去极化，开始导电。卡尔卡尔费休法简介费休法简介仪器及作业指导书：仪器及作业指导书：卡尔菲休滴定仪卡尔菲休滴定仪试剂：试剂：无水甲醇：要求其含水量在无水甲醇：要求

23、其含水量在0.05%以下。量取甲醇约以下。量取甲醇约200ml置干燥圆底烧瓶中，加光洁镁条置干燥圆底烧瓶中，加光洁镁条15g与碘与碘0.5g，接上冷，接上冷凝装置，冷凝管的顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙凝装置，冷凝管的顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙干燥管，当加热回流至金属镁条溶解。分馏，用干燥的抽干燥管，当加热回流至金属镁条溶解。分馏，用干燥的抽滤瓶作接受器，收集滤瓶作接受器，收集64650C 馏分备用馏分备用卡尔卡尔费休法简介费休法简介无水吡啶：要求其含水量在无水吡啶：要求其含水量在0.1%0.1%以下。以下。无水硫酸钠、硫酸。无水硫酸钠、硫酸。碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥4848小时以上。小时以上。 二氧化硫：采用钢瓶装的二氧化硫或用硫酸分解亚硫酸钠而制二氧化硫：采用钢瓶装的二氧化硫或用硫酸分解亚硫酸钠而制得。得。5A5A分子筛。分子筛。水甲醇标准溶液：每水甲醇标准溶液：每mlml含含1mg1mg水，准确吸取水，准确吸取1ml1ml水注入预先干水注入预先干燥的燥的1000ml1000ml容量瓶中，用无水甲醇稀释至刻度，摇匀备用容量瓶中，用无水甲醇稀释至刻度，摇匀备用。卡尔卡尔费休法简介费休法简介卡尔卡尔费休