食品中水分的测定（食品分析课件）

4.1.1水分的测定食品中的水分食品中水分的存在形式

食品中的水自由水滞化水毛细管水自有流动水结合水吸附水结晶水结合水和自由水的区别自由水易气化，易从样品中去除冰点高可作为溶剂能被微生物利用结合水很难从样品中去除冰点低不可作为溶剂不能被微生物利用水分的测定的意义水分含量是食品重要的质量指标之一水分含量是食品加工业一项重要的经济指标水分含量高低对微生物的生长及生化反应都有密切的关系，直接关系到食品的储藏特性水分的测定方法直接干燥法减压干燥法蒸馏法卡尔·费休法GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》4.1.2水分的测定

——常压烘箱干燥法常压干燥法是样品在一定条件下加热干燥，使其中的水分蒸发，以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量的测定方法。样品必须具备的条件水分是唯一的挥发的物质自由水含量很大对热稳定样品的制备半固体含水量>16%液体固体检验步骤烘箱预热称空称量瓶m0准确称样+称量瓶重m1干燥冷却称量干燥、冷却、称重恒重计算结果计算操作条件选择操作条件选择称量瓶的选择玻璃称量瓶耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于常压干燥法。铝制称量瓶质量轻，导热性强，不耐酸，常用于减压干燥法或原粮水分的测定。称样量样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克；干燥温度一般是95～105℃，对热稳定的谷物可用120～130℃干燥。干燥时间达到衡重，即最后两次重量之差＜2mg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135℃左右烘2~3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。④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。⑤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：对次类样品宜用其他方法测定水分含量。⑥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。利用低压下水的沸点降低的原理，将样品置于减压低温真空干燥箱内加热至恒量，这样在一定的温度及减压的情况下失去物质的总质量即为样品中的水分含量。真空干燥法装置图真空干燥法步骤准确称取2~5g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真空泵抽出烘箱内空气至所需压力40~53.3KP(300~400mmHg)，并同时加热至所需温度(50~60℃）。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0.5小时后称量。重复以上操作至恒重。结果计算与常压干燥法一样.注意事项①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。②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1~2小时，然后移至干燥器内冷却45分钟，称重(精确到0.1mg)，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20~30次而恒重值不变。③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，一般冷却时间在0.5~1小时内。④减压干燥时，烘干时间的计算应自烘箱内部压力降至规定真空度时起，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。4.1.4水分的测定

——红外线干燥法以红外线灯管做为热源（700～300000nm波长），利用红外线的辐射热加热试样，高效快速的使水分蒸发，据干燥前后的失重即可求出样品的水分。集烘箱于天平为一体。红外线干燥的优点效率高干燥品质较好受热均匀红外水分测定仪可广泛应用于猪肉、羊肉、牛肉、鸡肉、兔肉、塑胶、橡胶、医药，粮食、饲料、种子、土壤、菜籽，食品、淀粉、面粉、菌种、脱水蔬菜、烟草、化工、茶叶、纺织，纸张等一切需要快速测定水分的行业。使用步骤——测量前将红外线水分测定仪放置在平稳的工作台面上，然后，连接电源线，通电开机，预热30

min仪器自检后显示0.000g，若出现不归零情况，请按“置零”键归零放上100g砝码，按“校准”，自动校准，完毕后取下砝码使用步骤——测量取样到仪器，然后盖上加热桶，按“测试”按键仪器开始工作测试过程中，仪器显示屏不仅能显示加热温度，还能显示水分值%。随着温度的上升，水分值在不断的变化。测试完后，掀开加热桶让仪器散热。根据机器显示的水分值%，做好相关实验数据的记录。待仪器冷却好之后，方可进行下一个样品的测试。4.1.5水分的测定

——蒸馏法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，冷凝并收集馏出液，由于密度不同，馏出液在接受管中分层，根据馏出液中水的体积，即可计算出样品中水分含量。

原理水100℃苯80.2℃水苯共沸物69.25℃特点操作方便设备简单低温高效使用范围果蔬……油品香料常用的有机溶剂常用的有机溶剂有比水轻的，也有比水重的。苯甲苯

二甲苯

CCl4密度0.88

0.860.86

1.59沸点80℃110.7℃140℃76.8℃蒸馏式水分测定仪如图所示。选取甲苯或二甲苯作溶剂时，要先进行精制：先以水饱和后，分去水层，进行蒸馏，收集馏出液备用。

接收器圆底烧瓶操作步骤准确称取适量样品(估计含水量2~5ml)，放入水分测定测定仪器的烧瓶中，加入所选溶剂,连接装置加热慢慢蒸馏,当水分全部蒸出后(接收管内的体积不再增加时)，从冷凝管顶端注入少许溶剂冲洗。读取接受管水层的容积。结果计算

水分(%)=

式中：V-----接受管内水的体积,ml

W-----样品的质量,g。

①样品用量：一般谷类、豆类约20g，鱼、肉、蛋、乳制品约5~10g，蔬菜、水果约5g。②有机溶剂：一般用甲苯，其沸点为110.7℃。对于在高温易分解样品则用苯作蒸馏溶剂(纯苯沸点80.2℃，水苯沸点则为69.25℃)，但蒸馏的时间需延长。注意事项③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2~3hs，样品不同蒸馏时间各异。④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。4.1.6水分的测定

——卡尔∙费休法卡尔·费休法简称费休法，是1935年卡尔·费休(KarlFischer)提出的测定水分的容量分析方法。费休法是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。虽属经典方法但经过近年改进，提高了准确度，扩大了测量范围，已被列为许多物质中水分测定的标准方法。特点准确专一应用广泛快速I2+SO2+2H2OH2SO4+2HII2+SO2+2H2O+3C5H5N

2C5H5NHI+C5H5NSO3

氢碘酸吡啶硫酸吡啶最终，将I2、SO2、C5H5N、CH3OH配在一起即为费休试剂。原理费休法的滴定总反应式可写为：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O2C5H5N•HI+C5H5N•HSO4CH3实际操作中各试剂用量摩尔比为I2：SO2：C5H5N=1：3：10指示剂法永停法滴定操作中可用两种方法确定终点适用范围①适用于含有1%或更多水分的样品。如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品，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。②不仅可测样品中的自由水，而且可测结合水。即此法测得结果更客观地反映出样品中总水分含量。。卡尔•费休法操作流程准确称取0.3~0.5g样品置于称样瓶中。在水分测定仪的反应器中加入50ml甲醇，接通仪器，先用卡尔•费休试剂滴定至微安表指针的偏转程度与标定卡尔•费休试剂操作中的偏转情况相当并保持1分钟不变时。打开加料口迅速将称好的试样加入反应器中，用卡尔•费休试剂滴定至原设定的终点并保持1分钟不变，记录试剂的用量（ml）。结果计算式中：T—卡尔•费休试剂对水的滴定度，mg/ml；V—滴定所消耗的卡尔•费休试剂体积，ml；W—样品质量，g。注意事项

①此法固体样品细度以40目为宜，最好用粉碎机而不要研磨，防止水分损失。②样品中含有氧化剂、还原剂、碱性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硼酸等，都会与KF试剂所含组分反应，干扰测定。如含有强还原性物料（如维生素C）会与KF试剂反应，使测定值偏高；羰基化合物与甲醇发生缩醛反应生成水，测定值偏高，而且这个反应也会使终点消失；不饱和脂肪酸与碘反应使水分测定值偏高。4.1.7水分活度的测定什么是水分活度?

水分活度的测定意义水分活度对食品的主要影响：物理、化学、微生物特性食物保质期、颜色、味道、维生素、成分、香味等的稳定性霉菌的生成和微生物的生长特性都直接受物质的水分活度所影响。水分活度的测定方法Aw测定仪法扩散法溶剂萃取法检测原理食品中的水分都是随着环境条件的变化而变化的。当环境空气的相对湿度低于食品的水分活度时，食品中的水分向空气中蒸发，食品的质量减轻；反之，质量增加。不管是蒸发水分还是吸收水分，最终是食品和环境的水分达到平衡。据此，采用标准水分活度试剂，形成相应湿度的空气环境，在康维微量扩散皿的密封和恒温条件下，观察食品试样在某种空气环境中因水分变化而引起的质量变化。通常使试样分别