食品中水分和灰分的测定

1、 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）食物中水分含量的测定是食品分析的重要项食物中水分含量的测定是食品分析的重要项目之一，因为水是食品的重要组成部分。控制食目之一，因为水是食品的重要组成部分。控制食品水分含量，对于保持食品的感官性质、维持食品水分含量，对于保持食品的感官性质、维持食品中其他组分的平衡关系、防止食品的腐败变质品中其他组分的平衡关系、防止食品的腐败变质等，都起着重要的作用。等，都起着重要的作用。第一节第一节 水分的测定水分的测定（1 1）水分含量测定的意义）水分含量测定的意义 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检

2、测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（2）水分的存在状态）水分的存在状态自由流动水自由流动水结合水结合水 (束缚水束缚水):（指结晶水和吸（指结晶水和吸附水）：与食品中其它成分以氢附水）：与食品中其它成分以氢键结合键结合,较难分离较难分离游离水（自由水）：游离水（自由水）：存在于动植物的细存在于动植物的细胞外各种毛细管和胞外各种毛细管和腔体中的水腔体中的水.易分离易分离滞化水滞化水(不可移动水不可移动水)毛细管水毛细管水食品中的水分食品中的水分 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（3）水分的测定方法）水分的

3、测定方法 任何食品都可以看作是由水分和干物质组成任何食品都可以看作是由水分和干物质组成,因此用因此用测定干物质的方法也间接测定了水分测定干物质的方法也间接测定了水分,反之亦然反之亦然.故食品中故食品中水分测定的方法很多，通常可分为直接法和间接法两大水分测定的方法很多，通常可分为直接法和间接法两大类。类。直接法是利用水分本身的物理、化学性质去掉样品中的直接法是利用水分本身的物理、化学性质去掉样品中的水分，再对其进行定量分析的方法。准确度较高。水分，再对其进行定量分析的方法。准确度较高。间接法是利用食品的相对密度、折射率、电导、介电常间接法是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

4、水分的方法。不需要除去样品中的水数等物理性质测定水分的方法。不需要除去样品中的水分。分。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）干燥法干燥法水分的测定水分的测定红外线干燥法直接干燥法：适用于谷物及其制品、水产品、豆制品、乳制品、肉制品及卤菜制品等减压干燥法：适用于糖及糖果、味精等易分解食品蒸馏法：蒸馏法：适用于含较多的挥发性物质的食品，如油脂、香辛料等卡尔卡尔费休法费休法其他测定水分方法其他测定水分方法直接法间接法干燥法干燥法水分的测定水分的测定红外线干燥法直接干燥法：适用于谷物及其制品、水产品、豆制品、乳制品、肉制品及卤菜制品等减

5、压干燥法：适用于糖及糖果、味精等易分解食品蒸馏法：蒸馏法：适用于含较多的挥发性物质的食品，如油脂、香辛料等卡尔卡尔费休法费休法其他测定水分方法其他测定水分方法 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（一）干燥法（一）干燥法（二）蒸馏法（二）蒸馏法（三）卡尔（三）卡尔费休法费休法一、食品中水分的测定一、食品中水分的测定 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（一）干燥法（一）干燥法 将样品在一定条件下加热干燥，使其中水分将样品在一定条件下加热干燥，使其中水分蒸发，以样品在蒸

6、发前后减少的质量来计算水分蒸发，以样品在蒸发前后减少的质量来计算水分含量的测定方法。主要介绍直接干燥法、减压干含量的测定方法。主要介绍直接干燥法、减压干燥法的原理、适用范围和操作方法。燥法的原理、适用范围和操作方法。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）1、常压烘箱干燥法、常压烘箱干燥法(1) 原理原理 基于食品中的水分受热以后，产生的蒸汽压高于空基于食品中的水分受热以后，产生的蒸汽压高于空气在电热干燥箱重中的分压，使食品中的水分蒸发出来，气在电热干燥箱重中的分压，使食品中的水分蒸发出来，同时，由于不断的加热和排走水蒸汽，而达到完

7、全干燥同时，由于不断的加热和排走水蒸汽，而达到完全干燥的目的。的目的。(2) 适用范围适用范围 本法以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量，故本法以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量，故适用于在适用于在95105范围不含其他挥发成分且对热稳定的范围不含其他挥发成分且对热稳定的各种食品。各种食品。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）固态样品固态样品 固态样品必须固态样品必须磨碎磨碎，全部经过，全部经过2040目筛，目筛，混匀。在磨碎过程中，要防止样品水分含量变化。混匀。在磨碎过程中，要防止样品水分含量变化。一般水分在一般水分在14%

8、以下时称为安全水分，即在实验以下时称为安全水分，即在实验室条件下进行粉碎过筛等处理，水分含量一般不室条件下进行粉碎过筛等处理，水分含量一般不会发生变化。但要求动作迅速。制备好的样品存会发生变化。但要求动作迅速。制备好的样品存于干燥洁净的磨口瓶中备用。于干燥洁净的磨口瓶中备用。各类样品的制备、测定及结果计算各类样品的制备、测定及结果计算 样品的制备方法常样品的制备方法常以食品种类及存在状态的以食品种类及存在状态的不同而异，不同而异，一般情况下，食品以固态一般情况下，食品以固态(如面包、饼干、乳粉等如面包、饼干、乳粉等)、液态、液态(如牛乳、果汁等如牛乳、果汁等)和浓稠态和浓稠态(如炼乳、糖浆、果

9、酱等）存在。如炼乳、糖浆、果酱等）存在。现将样品制备与测定方法等分述如下：现将样品制备与测定方法等分述如下： 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）1003121mmmm测定时，测定时，精确称取上述样品精确称取上述样品2.0010.00 g（视样品性质和水（视样品性质和水分含量而定），置于已干燥、冷却并称至分含量而定），置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量恒重的有盖称量瓶瓶中，移入中，移入95105常压烘箱中，开盖常压烘箱中，开盖24小时后小时后取出，取出，加盖置干燥内冷却加盖置干燥内冷却0.5小时后称重。小时后称重。再烘再烘1小时

10、小时左右，又冷左右，又冷却却0.5小时后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超小时后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过过2mg即算恒重。测定结果按下式计算：即算恒重。测定结果按下式计算：水分（水分（%）=式中式中 m1 -干燥前样品与称量瓶质量，干燥前样品与称量瓶质量，g m2 -干燥后样品与称量瓶质量，干燥后样品与称量瓶质量，g m3 - 称量瓶质量称量瓶质量 ， g 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 半固体或浓稠态样品半固体或浓稠态样品 浓稠态样品直接加热干燥，其表面易结硬壳焦化，浓稠态样品直接加热干燥，其表面易

11、结硬壳焦化，使内部水分蒸发受阻，故在测定前，需加入使内部水分蒸发受阻，故在测定前，需加入精制海砂精制海砂或或无水硫酸钠无水硫酸钠，以增大蒸发面积。但测定中，应先准确称，以增大蒸发面积。但测定中，应先准确称样，再加入已知质量的海砂或无水硫酸钠，搅拌均匀后样，再加入已知质量的海砂或无水硫酸钠，搅拌均匀后干燥至恒重。测定结果按下式干燥至恒重。测定结果按下式 水分（水分（%）=100)(41321mmmmmm1 -干燥前样品与称量瓶质量干燥前样品与称量瓶质量 g；m2 -海砂（或无水硫酸钠）质量，海砂（或无水硫酸钠）质量，g；m 3-干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，

12、g；m 4-称量瓶质量，称量瓶质量，g； 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）液态样品液态样品 液态样品直接置于高温加热，会因沸腾而造成样品损液态样品直接置于高温加热，会因沸腾而造成样品损失，故需经低温浓缩后，再进行高温干燥。测定时先准确失，故需经低温浓缩后，再进行高温干燥。测定时先准确称样于已烘干至恒重的蒸发皿内，置于热水浴锅上蒸发至称样于已烘干至恒重的蒸发皿内，置于热水浴锅上蒸发至近干，再移入干燥箱中干燥至恒重。结果计算公式同上述近干，再移入干燥箱中干燥至恒重。结果计算公式同上述一步干燥法。一步干燥法。 由于由于液态样品主要由

13、水分和可溶性固形物液态样品主要由水分和可溶性固形物所组成，因所组成，因此也可采用比重法、折光法等测出样品中固形物含量，然此也可采用比重法、折光法等测出样品中固形物含量，然后按下式间接求出水分含量：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% 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）称样数量称样数量 测定时称样数量一般控制在其干燥后的残留物质量在测定时称样数量一般控制在其干燥后的残留物质量在1.53g为宜。对于水分含量较低的固态、浓稠态食品，将为宜。对于水分含量较低的固态、浓稠态食品，将称样数量控制在

14、称样数量控制在35g，而对于果汁、牛乳等液态食品，通，而对于果汁、牛乳等液态食品，通常每份样量控制在常每份样量控制在1520g为宜。为宜。（4） 操作条件选择操作条件选择操作条件选择主要包括操作条件选择主要包括:称样数量，称量器皿规格，干燥称样数量，称量器皿规格，干燥设备及干燥条件等的选择。设备及干燥条件等的选择。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）干燥设备干燥设备 电热烘箱有各种形式，一般使用强力循环通风式，其风电热烘箱有各种形式，一般使用强力循环通风式，其风量较大，烘干大量式样时效率高，但质轻的试样有时会飞散。量较大，烘干大

15、量式样时效率高，但质轻的试样有时会飞散。 温度计通常处于离隔板温度计通常处于离隔板3cm的中心处，为保证测定温度的中心处，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的称量皿最好为812个，并排列在隔板的较中心部位。个，并排列在隔板的较中心部位。称量皿规格称量皿规格 称量皿分为玻璃称量瓶和铝质称量盒两种。前者能耐酸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，常用于干燥法。后者质量轻，导碱，不受样品性质的限制，常用于干燥法。后者质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法

16、。称量皿热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。称量皿的规格，以样品置于其中铺开后厚度不超过器皿高的的规格，以样品置于其中铺开后厚度不超过器皿高的1/3为宜。为宜。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）干燥条件干燥条件 温度一般控制在温度一般控制在95105，对热稳定的谷物等，可提，对热稳定的谷物等，可提高到高到120130范围内进行干燥；对含还原糖较多的食品应范围内进行干燥；对含还原糖较多的食品应先用低温（先用低温（5060）干燥）干燥0.5小时，然后在用小时，然后在用100105干干燥。燥。干燥时间的确定有两种方法干燥时

17、间的确定有两种方法 一种是干燥到恒重，另一种是规定一定的干燥时间。一种是干燥到恒重，另一种是规定一定的干燥时间。前者基本能保证水分蒸发完全；后者需根据测定对象的不前者基本能保证水分蒸发完全；后者需根据测定对象的不同而规定不同的干燥时间。对准确度要求不高的样品，如同而规定不同的干燥时间。对准确度要求不高的样品，如各种饲料中水分含量的测定，可采用第二种方法进行。一各种饲料中水分含量的测定，可采用第二种方法进行。一般是采用第一种方法。般是采用第一种方法。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）水果、蔬菜样品，应先洗去泥沙后，再用蒸馏水冲洗

18、一次，水果、蔬菜样品，应先洗去泥沙后，再用蒸馏水冲洗一次，然后用洁净纱布吸干表面的水分。然后用洁净纱布吸干表面的水分。在测定过程中，称量皿从烘箱中取出后，应迅速放入干燥在测定过程中，称量皿从烘箱中取出后，应迅速放入干燥器中进行冷却，否则，不易达到恒重。器中进行冷却，否则，不易达到恒重。干燥器内一般用硅胶作干燥剂，硅胶吸湿后效能会减低，干燥器内一般用硅胶作干燥剂，硅胶吸湿后效能会减低，故当硅较蓝色减褪或变红时，需及时换出，置故当硅较蓝色减褪或变红时，需及时换出，置135左右左右烘烘23小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大减低。能力也

19、会大大减低。果糖含量较高的样品，如水果制品、蜂蜜等，在高温下果糖含量较高的样品，如水果制品、蜂蜜等，在高温下（70）长时间加热，其果糖会发生氧化分解作用而导）长时间加热，其果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。含有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品，长时间加含有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品，长时间加热则会发生羰氨反应析出水分而导致误差：对此类样品宜热则会发生羰氨反应析出水分而导致误差：对此类样品宜用其他方法测定水分含量。用其他方法测定水分含量。（5） 说明及注意事项说明及注意事项 食品中水分、灰分的检测食品中

20、水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） (1) 原理原理 利用在低压下水的沸点降低的原理，将取样后的称量利用在低压下水的沸点降低的原理，将取样后的称量皿置于真空烘箱内，在选定的真空度于加热温度下干燥到皿置于真空烘箱内，在选定的真空度于加热温度下干燥到恒重。干燥后样品所失去的质量即为水分含量。恒重。干燥后样品所失去的质量即为水分含量。(2) 适用范围适用范围 适用于在较高温度下易热分适用于在较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食解、变质或不易除去结合水的食品，如糖浆、果糖、味精、麦乳品，如糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品精、高脂肪食品、果

21、蔬及其制品等的水分含量测定。等的水分含量测定。2、减压干燥法、减压干燥法 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（3） 仪器及装置仪器及装置 真空烘箱真空烘箱(带真空泵）带真空泵） 、干燥瓶、安全瓶、干燥瓶、安全瓶。 在用减压干燥法测水分含量时，为了除去烘干过程中在用减压干燥法测水分含量时，为了除去烘干过程中样品蒸发出来的水分以及烘箱恢复常压时空气中的水分，样品蒸发出来的水分以及烘箱恢复常压时空气中的水分，整套仪器设备除用一个真空烘箱（带真空泵）外，还还需整套仪器设备除用一个真空烘箱（带真空泵）外，还还需要设置一套安全、缓冲的设施，

22、连接了几个干燥瓶和一个要设置一套安全、缓冲的设施，连接了几个干燥瓶和一个安全瓶，设备流程如图安全瓶，设备流程如图 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（4）操作方法）操作方法 准确称取准确称取25g样品于已烘干至恒重的称量皿中，放样品于已烘干至恒重的称量皿中，放入真空烘箱内，按图所示流程连接好全套装置后，打开入真空烘箱内，按图所示流程连接好全套装置后，打开真空泵抽出烘箱内空气至所需压力真空泵抽出烘箱内空气至所需压力4053.3KP(300400mmH g)，并同时加热至所需温度，并同时加热至所需温度(605）。关闭真空泵上的活塞，

23、停止抽气，使烘箱）。关闭真空泵上的活塞，停止抽气，使烘箱内保持一定的温度和压力，经一定时间后，打开活塞使内保持一定的温度和压力，经一定时间后，打开活塞使空气经干燥瓶缓缓进入烘箱内，待压力恢复正常后，再空气经干燥瓶缓缓进入烘箱内，待压力恢复正常后，再打开烘箱取出称量皿，放入干燥器中冷却打开烘箱取出称量皿，放入干燥器中冷却0.5小时后称量。小时后称量。并重复以上操作至恒重。并重复以上操作至恒重。（5）结果计算）结果计算 同直接干燥法同直接干燥法 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（6） 说明及注意事项说明及注意事项真空烘箱内各部位温

24、度要求均匀一致，若干燥时间短时，真空烘箱内各部位温度要求均匀一致，若干燥时间短时，更应严格控制。更应严格控制。第一次使用的铝质称量盒要反复烘干二次，每次置于调节第一次使用的铝质称量盒要反复烘干二次，每次置于调节到规定温度的烘箱内烘到规定温度的烘箱内烘12小时，然后移至干燥器内冷却小时，然后移至干燥器内冷却45分分钟，称重钟，称重(精确到精确到0.1mg)，求出恒重。第二次以后使用时，通，求出恒重。第二次以后使用时，通常采用前一次的恒重值。试样为谷粒时，如小心使用可重复常采用前一次的恒重值。试样为谷粒时，如小心使用可重复2030次而恒重值不变。次而恒重值不变。由于直读天平与被测量物之间的温度差会

25、引起明显的误差，由于直读天平与被测量物之间的温度差会引起明显的误差，故在操作中应力求被称量物与天平的温度相同后再称重，一故在操作中应力求被称量物与天平的温度相同后再称重，一般冷却时间在般冷却时间在0.51小时内。小时内。减压干燥时，自烘箱内部压力降至规定真空度时起计算烘减压干燥时，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干时间，一般每次烘干时间为2小时，但有的样品需小时，但有的样品需5小时；小时；恒重一般以减量不超过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时为标准，但对受热后易分解的样品则可以不超过样品则可以不超过13mg的减量值为恒重标准。的减量值为

26、恒重标准。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 红外线干燥法是一种快速测定水分的方法。在测定精红外线干燥法是一种快速测定水分的方法。在测定精度、速度、操作简易、数字显示等方面都表现出优越的性度、速度、操作简易、数字显示等方面都表现出优越的性能。能。测定原理测定原理 以红外线发热管为热源，通过红外线的辐射以红外线发热管为热源，通过红外线的辐射热和直射热加热试样，高效、迅速地使水分蒸发，样品干热和直射热加热试样，高效、迅速地使水分蒸发，样品干燥过程中，红外线水分测定仪的显示屏上直接显示出水分燥过程中，红外线水分测定仪的显示屏上直接显

27、示出水分变化过程，直至达到恒定值即为样品水分含量。变化过程，直至达到恒定值即为样品水分含量。仪器仪器 红外线水分测定仪（红外线水分测定仪（MA-40数字显示式红外线水数字显示式红外线水分测定仪）分测定仪）操作操作 将样品置于样品皿上摊平，仪器自动校准内置砝将样品置于样品皿上摊平，仪器自动校准内置砝码，选择干燥温度，开始干燥。码，选择干燥温度，开始干燥。 MA-40红外线水分测定仪红外线水分测定仪允许的测定温度范围是允许的测定温度范围是40160，样品量的允许范围是，样品量的允许范围是040g，测定的精度为，测定的精度为0.1mg。 3、红外线干燥法、红外线干燥法 食品中水分、灰分的检测食品中水

28、分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（ 1）原理）原理 基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组分的沸基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组分的沸点这一事实，将食品中的水分与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出，点这一事实，将食品中的水分与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出，冷凝并收集溜液，由于相对密度不同，溜出液在接收管中分层，冷凝并收集溜液，由于相对密度不同，溜出液在接收管中分层，根据馏出液中水的体积，即可计算出样品中水分含量。根据馏出液中水的体积，即可计算出样品中水分含量。（2） 特点及适用范围特点及适用范围 此法采用了高效的换热方式，水分可迅速移出。此外，测此法采

29、用了高效的换热方式，水分可迅速移出。此外，测定过程在密闭容器中进行，加热温度比直接干燥法低，故对易定过程在密闭容器中进行，加热温度比直接干燥法低，故对易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分的样品的测定准氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分的样品的测定准确度明显优于干燥法。该法设备简单，操作方便，广泛用于谷确度明显优于干燥法。该法设备简单，操作方便，广泛用于谷类、果蔬、油类香料等多种样品的水分测定，特别对于香料，类、果蔬、油类香料等多种样品的水分测定，特别对于香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析法。此法是唯一公认的水分含量的标准分析法。（二）（二） 蒸馏法蒸馏法 食品中水分、灰分的检

30、测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（3）仪器及试剂）仪器及试剂蒸馏式水分测定仪如图所示。蒸馏式水分测定仪如图所示。甲苯或二甲苯：甲苯或二甲苯： 取甲苯或二甲苯，取甲苯或二甲苯，先以水饱和后，分去水层，进行蒸先以水饱和后，分去水层，进行蒸馏，收集馏出液备用。馏，收集馏出液备用。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（4） 操作方法操作方法 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25ml)，放入水分测定，放入水分测定仪器的烧瓶中，仪器的烧瓶中，加入新蒸馏的甲苯加入新蒸馏的甲

31、苯(或二甲苯或二甲苯)5075ml使样使样品浸没，连接冷凝管及接收管，从冷凝管顶端注入甲苯品浸没，连接冷凝管及接收管，从冷凝管顶端注入甲苯(或或二甲苯二甲苯)，使之充满水分接收刻度管。，使之充满水分接收刻度管。 慢慢加热蒸馏，使慢慢加热蒸馏，使每秒钟约蒸馏出每秒钟约蒸馏出2滴馏出液，滴馏出液，待大部待大部分水分蒸馏出后，加速蒸馏使每秒约蒸出分水分蒸馏出后，加速蒸馏使每秒约蒸出4滴馏出液，当水滴馏出液，当水分全部蒸出后分全部蒸出后(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少许甲苯(或二甲苯或二甲苯)冲洗。如发现冷凝管壁或接受管上冲洗。如发现冷

32、凝管壁或接受管上部附有水滴，可用附用小橡皮头的铜丝擦下，再蒸馏片刻直部附有水滴，可用附用小橡皮头的铜丝擦下，再蒸馏片刻直至接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止。至接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止。读取接收管水层读取接收管水层的容积。的容积。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）100WV（5）结果计算）结果计算X= 式中式中 X-水分含量，水分含量，mL/100g V-接受管内水的体积，接受管内水的体积， mL W-样品的质量样品的质量 ，g 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术

33、（理化部分）（6）说明及注意事项）说明及注意事项样品用量一般谷类、豆类约样品用量一般谷类、豆类约20 g，鱼、肉、蛋、乳制品，鱼、肉、蛋、乳制品约约510克，蔬菜、水果约克，蔬菜、水果约5g。有机溶剂一般用甲苯，其沸点微有机溶剂一般用甲苯，其沸点微110.7。对于。对于 在在 高温高温易分解样品则用苯作蒸馏溶剂易分解样品则用苯作蒸馏溶剂(纯苯沸点纯苯沸点80.2，水苯沸点，水苯沸点则为则为69.25)，但蒸馏的时间需延长。，但蒸馏的时间需延长。加热温度不宜太高，温度太高时冷凝管上端水汽难以全加热温度不宜太高，温度太高时冷凝管上端水汽难以全部回收。蒸馏时间一般为部回收。蒸馏时间一般为23小时，样

34、品不同蒸馏时间各小时，样品不同蒸馏时间各异。异。为了尽量避免接受管和冷凝管壁附着水滴，仪器必须洗为了尽量避免接受管和冷凝管壁附着水滴，仪器必须洗涤干净。涤干净。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 卡尔费休（Karl Fischer）法，简称费休法或K-F法，是在1935年由卡尔费休提出的测定水分的容量方法，属于碘量法，对于测定水分最为专一，也是测定水分最为准确的化学方法。（三）卡尔（三）卡尔费休法费休法 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（1） 适用范围适用范围

35、 费休法广泛地应用于各种液体、固体及一些气体样品中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，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低水分含量的测定，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至至ppm级）的标准分析方法，用以校正其他测定方法。级）的标准分析方法，用以校正其他测定方法。在食品分析中，采用适当的预防措施后此法能用于含水量从在食品分析中，采用适当的预防措施后此法能用于含水量从1ppm到接近到接近100%的样品的测定，已应用于面粉、砂糖、人的样品的测定，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造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食

36、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分的理想方法。和油品中痕量水分的理想方法。（2） 主要仪器主要仪器 容量法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量在容量法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量在0.5mg以上的样品。库仑法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量以上的样品。库仑法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量在在10g以上的样品。如：以上的样品。如：KF1型水分测定仪或型水分测定仪或SDY84型型水分滴定仪。水分滴定仪。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部

37、分）（3） 原理原理费休法的基本原理是利用费休法的基本原理是利用I2 氧化氧化SO2 时，需要有定量的水时，需要有定量的水参加反应：参加反应： SO2 + I2 +2H2O H2SO4 +2HI 此反应具可逆性，当硫酸浓度达此反应具可逆性，当硫酸浓度达0.05%以上时，即能发以上时，即能发生逆反应。需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生生逆反应。需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸，使反应顺利地向右进行。经实验证明，采用吡啶成的酸，使反应顺利地向右进行。经实验证明，采用吡啶（C5H5N ）作溶剂可满足此要求，此时反应进行如下：）作溶剂可满足此要求，此时反应进行如下： C5H5N I

38、2 + C5H5N SO2 +C5H5N+H2O 碘吡啶碘吡啶 亚硫酸吡啶亚硫酸吡啶 2 C5H5NHI+ C5H5NSO2 O氢碘酸吡啶 硫酸吡啶 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）生成的硫酸吡啶很不稳定，能与水发生副发应，消耗生成的硫酸吡啶很不稳定，能与水发生副发应，消耗一部分水而干扰测定：一部分水而干扰测定：若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶；若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶；C5H5NSO2 O+H2OC5H5NHSO4HC5H5NSO2 O+CH3OHC5H5NHSO4 CH3于是促使

39、测定水的滴定反应得以定量完成。于是促使测定水的滴定反应得以定量完成。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 由此可见，滴定操作所用的标准溶液是含有由此可见，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+3C5H5N+CH3OH ）+H2O 2 C5H5N HI+ C5H5N HSO4CH3 从上式可以看到从上式可以看到1mol水需要与水需要与1mol碘、碘、1mol二氧化硫和

40、二氧化硫和3mol吡啶及吡啶及1mol甲醇反应而产生甲醇反应而产生2mol氢碘酸吡啶和氢碘酸吡啶和1mol甲基甲基硫酸氢吡啶（实际操作中各试剂用量摩尔比为硫酸氢吡啶（实际操作中各试剂用量摩尔比为I2:SO2:C5H5N=1:3:10 ）。）。 卡尔卡尔费歇尔试剂的有效浓度取决于碘的浓度。新鲜配制费歇尔试剂的有效浓度取决于碘的浓度。新鲜配制的试剂，由于各种不稳定因素，其有效浓度会不断降低。因的试剂，由于各种不稳定因素，其有效浓度会不断降低。因此，新鲜配制的卡尔此，新鲜配制的卡尔费歇尔试剂，混合后，需放置一定的时费歇尔试剂，混合后，需放置一定的时间后才能使用，而且每次使用前均应标定。间后才能使用，

41、而且每次使用前均应标定。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 一种是用试剂本身所含的碘作为指示剂一种是用试剂本身所含的碘作为指示剂 当用费休试当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过量剂滴定样品达到化学计量点时，再过量1滴费休试剂中的游滴费休试剂中的游离碘即会使体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此即作为终点而停离碘即会使体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此即作为终点而停止滴定，此法适用于含有止滴定，此法适用于含有1%以上水分的样品，由其产生的以上水分的样品，由其产生的终点误差不大；终点误差不大； 另一方法为双指示电极安培滴定法，也叫永停滴定法

42、，另一方法为双指示电极安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是将两枚相似的微铂电极插在被滴样品溶液中，给两其原理是将两枚相似的微铂电极插在被滴样品溶液中，给两电极间施加电极间施加1025mV电压，在开始滴定直至化学计量点前，电压，在开始滴定直至化学计量点前，因体系中无游离碘，电极间的极化作用使外电路中无电流通因体系中无游离碘，电极间的极化作用使外电路中无电流通过（即微安表指针始终不动），而当过量过（即微安表指针始终不动），而当过量1滴费休试剂滴入滴费休试剂滴入体系后，由于游离碘而使体系变为去极化，则溶液开始导电，体系后，由于游离碘而使体系变为去极化，则溶液开始导电，微安表指针偏转至一定刻度并稳定不

43、变，即为终点。此法更微安表指针偏转至一定刻度并稳定不变，即为终点。此法更适宜于测定深色样品及微量、痕量水分时采用。适宜于测定深色样品及微量、痕量水分时采用。滴定操作中可用两种方法确定终点滴定操作中可用两种方法确定终点 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）1000RHppAWp0p二、食品中水分活度值（二、食品中水分活度值（Aw）的测定）的测定 食品中水分具有不同的存在状态，而各种水分的测定方食品中水分具有不同的存在状态，而各种水分的测定方法只能定量地测定食品中水的总含量。水分活度反映了食品法只能定量地测定食品中水的总含量。水分活度

44、反映了食品中水分存在的状态。中水分存在的状态。 Aw可根据拉乌尔定律用蒸气压的关系可根据拉乌尔定律用蒸气压的关系来表示：来表示： -食品中水蒸气压；食品中水蒸气压； - 同温下纯水的蒸气压同温下纯水的蒸气压 RH-平衡相对湿度平衡相对湿度 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）水分含量：指食品中水的总含量，即一定食品中含水分含量：指食品中水的总含量，即一定食品中含水的百分数。水的百分数。水分活度：指食品中水分存在的状态，即水分与食水分活度：指食品中水分存在的状态，即水分与食品的结合程度或游离程度。结合程度越高，水分活品的结合程度或游

45、离程度。结合程度越高，水分活度值越低；结合程度越低，水分活度值越高。度值越低；结合程度越低，水分活度值越高。相对湿度：指食物周围的空气状态。相对湿度：指食物周围的空气状态。即水分活度等于在同一温度下，纯水蒸气压与食品中水分所即水分活度等于在同一温度下，纯水蒸气压与食品中水分所产生的蒸气压之间的比率。在一定温度下食品与周围环境处产生的蒸气压之间的比率。在一定温度下食品与周围环境处于水分平衡状态时，食品的水分活度值在数值上等于用百分于水分平衡状态时，食品的水分活度值在数值上等于用百分率表示的相对湿度，其数值在率表示的相对湿度，其数值在01之间。之间。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食

46、品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）水分活度值测定的意义：水分活度值测定的意义： 水分活度值对食品的色、香、味、组织结构以及食水分活度值对食品的色、香、味、组织结构以及食品的稳定性都有着重要影响，各种微生物的生命活动及品的稳定性都有着重要影响，各种微生物的生命活动及各种化学、生物化学变化都有要求一定的各种化学、生物化学变化都有要求一定的Aw值，故值，故Aw值值对食品保藏具有重要的意义。同样，含有水分的食物由对食品保藏具有重要的意义。同样，含有水分的食物由于其水活度值不同，故其贮藏的稳定性也不同。利用水于其水活度值不同，故其贮藏的稳定性也不同。利用水分活度原理，控制水分活度，从

47、而提高产品质量，延长分活度原理，控制水分活度，从而提高产品质量，延长食品保藏期。故食品中水分活度值的测定已逐渐成为食食品保藏期。故食品中水分活度值的测定已逐渐成为食品检验中的一个重要项目。品检验中的一个重要项目。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）水分活度值测定的方法：扩散法、水分活度测定仪法等。水分活度值测定的方法：扩散法、水分活度测定仪法等。1、扩散法、扩散法原理原理 样品在康威微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在样品在康威微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在Aw值较高和较低的标准饱和溶液中进行扩散平衡，根据样品值较高和较低

48、的标准饱和溶液中进行扩散平衡，根据样品质量的增加（在较高质量的增加（在较高Aw值标准溶液中平衡）和减少（在较低值标准溶液中平衡）和减少（在较低Aw值标准溶液中平衡）求出样品的值标准溶液中平衡）求出样品的Aw值。值。仪器仪器 康威微量扩散皿。康威微量扩散皿。小铝皿或玻璃皿，放样品用，小铝皿或玻璃皿，放样品用，直径直径2528mm，深度，深度7mm的圆形小皿。的圆形小皿。分析天平，感量分析天平，感量1mg。试剂试剂 标准水分活度试剂如表所示。标准水分活度试剂如表所示。样品处理样品处理 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）测定方法测定方

49、法在预先恒重的铝皿或玻璃皿中，准确称取约在预先恒重的铝皿或玻璃皿中，准确称取约2.00g均匀样均匀样品品24份，迅速放入康威皿内室中。外室放入饱和标准试剂份，迅速放入康威皿内室中。外室放入饱和标准试剂5mL，或标准的上述各式盐，或标准的上述各式盐5.0g，加入少许蒸馏水润湿。，加入少许蒸馏水润湿。常选择常选择24种标准试剂，其中种标准试剂，其中12份的份的Aw值大于或小于试样值大于或小于试样Aw值。值。扩散皿磨中边缘均匀涂有一层凡士林，样品放入后，盖扩散皿磨中边缘均匀涂有一层凡士林，样品放入后，盖上玻璃盖，在完全封闭的状态下，移至（上玻璃盖，在完全封闭的状态下，移至（250.5) 的恒的恒温箱

50、中，放置（温箱中，放置（20.5)h。取出铝皿或玻璃皿，用分析天平迅速称量，分别计算各取出铝皿或玻璃皿，用分析天平迅速称量，分别计算各样品质量的增减。样品质量的增减。以各种标准饱和溶液在以各种标准饱和溶液在25时的时的Aw为横坐标，样品质量为横坐标，样品质量增减为纵坐标，在坐标纸上作图，将各点连接成一条直线，增减为纵坐标，在坐标纸上作图，将各点连接成一条直线，此线与横轴的交点即为该样品的水分活度值。此线与横轴的交点即为该样品的水分活度值。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）每个样品测定时应做平行试验。其每个样品测定时应做平行试验

51、。其Aw测定值的平行测定值的平行误差不得超过误差不得超过0.02。2、 Aw测定仪法测定仪法 利用利用Aw测定仪直接测定样品的水蒸气分压。这种测定仪直接测定样品的水蒸气分压。这种测定方比较准确，但需专门的仪器及一定的实验条件。测定方比较准确，但需专门的仪器及一定的实验条件。 在一定温度下，用标准饱和溶液校正在一定温度下，用标准饱和溶液校正Aw测定仪的测定仪的Aw值，在同一条件下测定样品的值，在同一条件下测定样品的Aw值。将样品置于值。将样品置于仪器的测试盒内，在一定温度下达到平衡时，盒内的仪器的测试盒内，在一定温度下达到平衡时，盒内的样品的水蒸气分压通过传感器在仪器的表头上指示出样品的水蒸气分

52、压通过传感器在仪器的表头上指示出Aw的读数。的读数。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）第二节 灰分的测定本节的知识点：本节的知识点： 灰分的概念、灰分测定内容、总灰分测定原灰分的概念、灰分测定内容、总灰分测定原理、灰化方法、总灰分测定方法及测定条件的选理、灰化方法、总灰分测定方法及测定条件的选择、高温炉结构、瓷坩埚的性能。择、高温炉结构、瓷坩埚的性能。能力点：能力点： 掌握高温炉的使用方法；掌握坩埚处理、样掌握高温炉的使用方法；掌握坩埚处理、样品炭化、灰化等基本操作方法；进一步熟悉天平品炭化、灰化等基本操作方法；进一步熟悉天平

53、的称量操作。的称量操作。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）食品的组成十分复杂，除含有大量有机物质外，还含有较丰富食品的组成十分复杂，除含有大量有机物质外，还含有较丰富的无机成分。当这些组分经高温灼烧时，将发生一系列物理和的无机成分。当这些组分经高温灼烧时，将发生一系列物理和化学变化，最后有机成分经燃烧、分解而挥发逸散，而无机成化学变化，最后有机成分经燃烧、分解而挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来。食品经灼烧后的残分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来。食品经灼烧后的残留物称为灰分。灰分是标示食品中无机成分总量

54、的一项指标。留物称为灰分。灰分是标示食品中无机成分总量的一项指标。灰分测定的内容灰分测定的内容(1) 总灰分总灰分(2) 水溶性灰分水溶性灰分(3) 水不溶性灰分水不溶性灰分 按溶解性分类按溶解性分类(4) 酸不溶性灰分酸不溶性灰分 其中水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧其中水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类的含量。水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、化物和盐类的含量。水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。酸不溶性灰分反铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量

55、。映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）测定灰分的意义测定灰分的意义(1) 评判食品的加工精度和食品品质时评判食品的加工精度和食品品质时,总灰分是一项重总灰分是一项重要的指标。要的指标。 面粉的加工精度面粉的加工精度 在面粉加工中，常以总灰分含量在面粉加工中，常以总灰分含量评定面粉等级，富强粉为评定面粉等级，富强粉为0.30.5%；标准粉为；标准粉为0.60.9%； 无机盐是六大营养要素之一，要正确评价某食品的营无机盐是六大营养要素之一，要正确评价某食品的营养价值，其无机盐含量是

56、一个评价指标。例如，黄豆是养价值，其无机盐含量是一个评价指标。例如，黄豆是营养价值较高的食物，它的灰分含量高达营养价值较高的食物，它的灰分含量高达5.0%。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分） 生产果胶、明胶之类的胶质品时，灰分是这些制生产果胶、明胶之类的胶质品时，灰分是这些制品的胶冻性能的标志。果胶分为品的胶冻性能的标志。果胶分为HM和和LM两种，两种，HM只要有糖、酸存在即能形成凝胶，而只要有糖、酸存在即能形成凝胶，而LM除糖、除糖、酸以外，还需要有金属离子，如：酸以外，还需要有金属离子，如： Ca2+、Al3+。 水溶性灰

57、分和酸不溶性灰分可作为食品生产的一水溶性灰分和酸不溶性灰分可作为食品生产的一项控制指标。项控制指标。 水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的果汁含量。果汁含量。 酸不溶性灰分中的大部分，是一些来自酸不溶性灰分中的大部分，是一些来自原料本身中的，或在加工过程中来自环境污染混入原料本身中的，或在加工过程中来自环境污染混入产品中的泥沙等机械污染物。产品中的泥沙等机械污染物。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）(2) 判断食品受污染的程度判断食品受污染的程度 不同的食品，因所用原料、加工方法及测定条件的不不同的

58、食品，因所用原料、加工方法及测定条件的不同，各种灰分的组成和含量也不相同，当这些条件确定后，同，各种灰分的组成和含量也不相同，当这些条件确定后，某种食品的灰分常在一定范围内。如果灰分含量超过了正某种食品的灰分常在一定范围内。如果灰分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原常范围，说明食品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原料或食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。料或食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。因此，测定灰分可以判断食品受污染的程度。因此，测定灰分可以判断食品受污染的程度。 因此，灰分是某些食品的重要的质量控制指标，是食因此，灰分是某些食品的重

59、要的质量控制指标，是食品成分分析的项目之一。品成分分析的项目之一。 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（1） 原理原理 把一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，把一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，使有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化使有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、盐、碳酸盐、氯化物氯化物等无机盐和金属氧化物的形等无机盐和金属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留物式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留

60、物的重量即可计算出样品中总灰分的含量。的重量即可计算出样品中总灰分的含量。一、总灰分的测定一、总灰分的测定 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（2） 仪器仪器 高温炉高温炉 坩埚坩埚 坩埚钳坩埚钳 干燥器干燥器 分析天平分析天平（3） 试剂试剂1：4盐酸溶液盐酸溶液 0.5%三氯化铁溶液和等量蓝墨水的混合液三氯化铁溶液和等量蓝墨水的混合液6mol/L硝酸硝酸36%过氧化氢过氧化氢辛醇或纯植物油辛醇或纯植物油 食品中水分、灰分的检测食品中水分、灰分的检测食品安全检验技术（理化部分）食品安全检验技术（理化部分）（4） 测定条件的选择