食品中水分的测定2

第五章食品一般成分的测定水分的测定水分的测定概述重量法仪器法2311.水分的存在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一、概述特点：游离水主要存在植物细胞间隙，具有水的一切特性，也就是说100℃时水要沸腾，0℃以下要结冰，并且易汽化。游离水是食品的主要分散剂，可以溶解糖、酸、无机盐等，可用简单的热力方法除掉。自由水（游离水）——是靠分子间力形成的吸附水。束缚水这种水是与食品中脂肪、蛋白质、碳水化合物等形式结合状态。它是以氢键的形式与有机物的活性基团结合在一起，故称束缚水。注意：束缚水不具有水的特性，所以要除掉这部分水是困难的。特点：①不易结冰（冰点为－40℃）②不能作为溶质的溶剂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。2.测定水分的意义①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。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一般含有60~90%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85~97%、水果80~90%、鱼类67~81%、蛋类73~75%、乳类87~89%、猪肉43~59%，即使是干态食品，也含有少量水分，如面粉12~14%、饼干2.5~4.5%。二、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衡算。这可对生产进行指导管理。③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。②是一项重要的经济指标水分的测定概述重量法仪器法231二、重量法凡操作过程中包括有称量步骤的测定方法，统称为重量法，如烘箱干燥法，红外线干燥法，干燥剂法等。

2.1直接干燥法(1)原理

在一定的温度（95~105℃）和压力（常压）下，将样品放在烘箱中加热干燥，蒸发掉水分，干燥前后样品的质量之差即为样品的水分含量。(2)适用范围（对食品而言）：

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。烘箱干燥法一般是在95～105℃下进行干燥。(3)样品的制备、测定及结果计算

样品的制备方法常以食品种类及存在状态的不同而异；一般情况下，食品以固态(如面包、饼干、乳粉等)、液态(如牛乳、果汁等)和浓稠态(如炼乳、糖浆、果酱等）存在。a.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。b.固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他30～40目。c.液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱。d.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，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。浓稠态样品直接加热干燥，其表面易结硬壳焦化，使内部水分蒸发受阻，故在测定前，需加入精制海砂或无水硫酸钠，搅拌均匀，以增大蒸发面积。e.含水量﹥16%的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，在自然条件下风干15－20小时，使其达到安全水分标准（即与大气湿度大致平衡），再准确称重，然后再将风干样品粉碎、过筛、混匀，贮于洁净干燥的磨口瓶重备用。(后同固体样品)。测定精确称取上述样品2~10g（视样品性质和水分含量而定），置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量瓶中，移入95~105℃常压烘箱中，开盖2~4小时后取出，加盖置干燥内冷却0.5小时后称重。再烘1小时左右，又冷却0.5小时后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即算恒重。测定结果按下式计算：对于水分含量14%以上的样品水分（%）=式中m1-------新鲜样品总质量，g;m2------风干后样品总质量，g;m3------干燥前适量样品于称量瓶质量，g；m4------干燥后适量样品与称量瓶质量，g；m5------称量瓶质量，g.浓稠液体水分（%）=式中：m1-----干燥前样品与称量瓶质量g;m2-------海砂（或无水硫酸钠）质量，g；m3------干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g；m4-------称量瓶质量，g；液态样品由于液态样品主要由水分和可溶性固形物所组成，因此也可采用比重法、折光法等测出样品中固形物含量，然后按下式间接求出水分含量：水分（%）=100%﹣可溶性固形物%（4）操作条件选择①称样数量：样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克；固态、浓稠态样品控制在3～5克；含水分较高的样品控制在15～20克；

（铝制、玻璃）玻璃称量皿——能耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于常压干燥法。铝制称量盒——质量轻，导热性强，但

对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法或原粮水分的测定。选择称量皿的大小要合适，一般样品≯1/3高度。②称量皿规格：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，冷却后称重。

③干燥设备

电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风式。

普通；真空最简便的干燥设备是装有温度调节器的常压电烘箱。使用真空烘箱时，用连续抽气的方法可以降低空气中的蒸汽压，以便提高干燥速率，干燥过程中，最好送入干燥空气，以除去水蒸汽。

④干燥条件：干燥温度：一般是95～105℃；对含还原糖较多的食品应先（50～60℃）干燥0.5h,然后再105℃加热。2.对热稳定的谷物可用120～130℃干燥。3.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。干燥时间：恒重——最后两次重量之差＜2mg。

基本保证水分蒸发完全。规定时间——根据经验，准确度要求不高的。对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。判断恒重的方法：1.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2mg，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。2.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，干燥恒量值为氧化前的称量数值。

(5)说明及注意事项①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。②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。

③果糖含量较高的样品，如水果制品、蜜蜂等，在高温下（＞70℃）长时间加热，其果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。④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：对此类样品宜用其他方法测定水分含量。2.2减压干燥法(1)原理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)适用范围适用于在较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食品，如糖浆、果糖、味精、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测定。

(3)仪器及装置真空烘箱(带真空泵、干燥瓶、安全瓶）。干燥瓶安全瓶操作方法

准确称2.00～5.00g样品→于烘至恒重的称量皿→至真空烘箱→70℃、真空度93.3～98.6KPa（700～740mmHg）→烘5小时→于干燥皿冷却→称至恒重(5)结果计算：同直接干燥法(6)说明及注意事项

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1~3mg的减量值为恒重标准。水分的测定概述重量法仪器法231三、仪器法

3.1卡尔•费休法

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。国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分，我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。。⑴原理利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反应）

I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI

此反应具有可逆性，当生成物H2SO4浓度＞0.05%时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶（C5H5N）。I2+SO2+2H2O+3C5H5N2C5H5NHI+C5H5NSO3

氢碘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。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。

将I2、SO2、C5H5N、CH3OH配在一起成为费休试剂。滴定操作所用的标准溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH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：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O2C5H5N•HI+C5H5N•HSO4CH3

I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10滴定操作中可用两种方法确定终点

一种是当用费休试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1%以上水分的样品，由其产生的终点误差不大；

另一方法为双指示电极安培滴定法，电位滴定法。此法更适宜于测定深色样品及微量、痕量水分时采用。(2)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含量的测定，均能得到满意的结果，在很多场合，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至ppm级）的标准分析方法，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1ppm到接近100%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。⑶主要仪器

KF-l型水分测定仪SDY-84型水分滴定仪(4)试剂①无水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇约200ml置干燥圆底烧瓶中，加光洁镁条15g与碘0.5g，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64~650C馏分备用。②无水吡啶：要求其含水量在0.1%以下。③碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥48小时以上。④无水硫酸钠。⑤硫酸。⑥二氧化硫：采用钢瓶装的二氧化硫或