第五章水分和水分活度的测定.ppt

第五章第五章 水分和水分活度的测定水分和水分活度的测定v教学内容教学内容v水分和水分活度的测定v教学目标教学目标v掌握水分测定不同方法的适用范围v掌握干燥法的基本操作流程v掌握水分含量的计算方法v掌握水分活度的-扩散法测定原理及步骤v为什么植物种子可以放冰箱冷冻而水果则不行？v食品的腐败变质与水分含量有关系吗？v 食品分析的一般程序为食品分析的一般程序为食品分析的一般程序为食品分析的一般程序为 样品的采集和保存样品的制备和处理成分分析分析数据处理分析报告的撰写一、水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水没有水就没有生命，食品组成离不开水水约占人体组成的水约占人体组成的70% 动植物含水量大多在60%-90%之间（谷类和豆类种子一般水分含量为12-16%）水是体温调节剂、溶剂、营养成分和代谢载体，同时也是机体反应剂、反应介质和润滑剂第一节第一节 概述概述二、水分的存在状态二、水分的存在状态根据水分在食品中所处的状态不同以及与非水组分结合强弱的不同可以把水分分为以下三类：①自由水（游离水）：自由水（游离水）： 以溶液状态存在的水分，保持着水分的物理性质，在被截留的区域内可以自由流动，是良好的溶剂和运输工具。

低温下易结冰，化学反应进行场所它的数量制约着细胞的代谢强度，如呼吸速度、光合速度、生长速度等自由水占总含水量百分比越大则代谢越旺盛②亲和水：亲和水： 强极性基团单分子外的几个水分子层所包含的水，以及与非水组分中的弱极性基团以氢键结合的水③结合水结合水： 又称束缚水，是食品中与非水成分结合最牢固的水如结晶水和通过氢键与氨基、羧基、羟基等结合的水所有这些水不再能溶解其他物质，较难流动如心肌含水79%,与血液含水量相差不多，但所含的水均为结合水，故呈坚实的形态干燥的成熟种子也保持约25%左右的水即结合水，结合水不参与代谢作用，在食品内部不能作为溶剂，微生物也不能利用它们来进行繁殖，很难用蒸发的方法排除出去v食品中以自由水形态存在的水在加热时容易蒸发，另外两种状态存在的水加热也能蒸发，但不如自由水蒸发容易v但若长时间对食品加热，非但不能去除水分，反而会使食品发生变质，影响分析结果v因此水分测定要严格控制温度、时间等规定的操作条件，方能得到满意的结果三、水分测定的意义三、水分测定的意义水分含量的测定是食品分析中最基本、最重要的测试水分含量的测定是食品分析中最基本、最重要的测试内容之一。

内容之一去掉水分后剩下的干基称为去掉水分后剩下的干基称为总固形物总固形物水是一种廉价的掺入物，对食品制造商来说意味着巨水是一种廉价的掺入物，对食品制造商来说意味着巨大的经济利益大的经济利益如：在果酱和果冻中，控制水分含量，可防止糖返砂结晶；常规加工过的谷物，水分含量应为4-8％；吸潮膨胀后，水分含量为7-8％；硬糖水分含量控制在3.0%以内，可抑制微生物生长繁殖，延长保质期；新鲜面包水分含量若低于28%－30%，其外观形态干瘪，失去光泽；1.1.水分含量是产品的重要质量因素水分含量是产品的重要质量因素2.2.水分含量在水分含量在产品保藏产品保藏中是一个关键的质量因中是一个关键的质量因素，可直接影响一些产品质量的稳定性素，可直接影响一些产品质量的稳定性 如： ① 脱水蔬菜和水果； ② 奶粉； ③ 鸡蛋粉； ④ 脱水马铃薯； ⑤ 香精香料水分对粮谷安全贮藏和加工品质的影响水分对粮谷安全贮藏和加工品质的影响 A、对粮谷而言，水分低于13.5％时是安全的，可看为全部是结合水，粮食颗粒的生命活动很微弱，微生物不能生长，粮谷不会长霉。

但含水量上升后，生命活动增强，不仅消耗谷粒的营养成分，还放出热量和水分，导致生霉安全的贮藏水分安全的贮藏水分是：是： 谷物：谷物：1212％％-14-14％；％； 豆类：豆类：1010％％-13-13％B、在加工粮谷时，含水量应达到13.5-14％过高过低都会影响粮食颗粒的物性和工艺品质，对加工不利 如碎米率、出米率等C、加工面粉时，对小麦的麦皮和胚乳的含水量要求不一样，表皮应被压扁而不碎，胚乳应被磨成细粉，一般要求入磨小麦水分达到   14％-14.5％ 如： ① 浓缩牛乳或奶粉； ② 液体蔗糖(67％固形物) 液体玉米糖浆(80％固形物) ③ 脱水产品(如果水分含量太高很难包装) ④ 浓缩果汁 ⑤ 干邑白兰地3.3.含水量的减少有利于产品的包装和运输含水量的减少有利于产品的包装和运输干邑白兰地干邑白兰地:九公升白酒经过两次蒸馏程序后，只能酿制成一公升干邑白兰地  如： ①干酪的水分含量必须≤39％； ②通心粉的水分含量必须≤15％； ③葡萄糖浆的固形物含量必须≥70％； ④加工肉类食品时，添加水的百分比通常有专门的指标。

4.4.有些产品的水分含量有些产品的水分含量( (或固形物含量或固形物含量) )通常有通常有专门的规定专门的规定5.食品营养价值的计量值要求列出水分含量6.水分含量数据可用于表示样品在同一计量基础上的其他分析测定结果(干基、湿基含量计算)湿基表示法是以物料质量为基准计算的，而干基表示法是以物料湿基表示法是以物料质量为基准计算的，而干基表示法是以物料中固体中固体干物质干物质为基准计算的为基准计算的 湿基含水量=物料中所含水的质量/（物料中所含水的质量+物料中所含干物质的质量）*100%干基含水量=物料中所含水的质量/物料中所含干物质的质量*100% 干基含水量=湿基含水量/（1-湿基含水量）*100%各种食品中水分含量的范围各种食品中水分含量的范围种类鲜果鲜菜鱼类鲜蛋乳类猪肉面粉饼干面包水分含量/%70～9380～9767～8l67～7487～8943～5912～142.5～4.528～30一、水分测定的方法一、水分测定的方法1.1.直接测定法直接测定法 利用水分本身的物理和化学性质去掉样品中的水分，再对利用水分本身的物理和化学性质去掉样品中的水分，再对其进行定量的方法其进行定量的方法。

　烘干法　烘干法 化学干燥法化学干燥法 蒸馏法蒸馏法 卡尔－费休法卡尔－费休法第二节第二节 水分的测定水分的测定2 2、间接测定法、间接测定法　　    利用密度、折光率、电导率、介电常数等物利用密度、折光率、电导率、介电常数等物理性质测定水分的方法间接测定法不需要除去样理性质测定水分的方法间接测定法不需要除去样品中的水分品中的水分二、水分的测定二、水分的测定 干燥法干燥法v在一定的温度和压力下，通过加热方式将样品中在一定的温度和压力下，通过加热方式将样品中的的水分蒸发完全水分蒸发完全并根据样品并根据样品加热前后的质量差加热前后的质量差来来计算水分含量的方法称为干燥法包括直接干燥计算水分含量的方法称为干燥法包括直接干燥法和减压干燥法法和减压干燥法v水分含量测定值的大小与所用烘箱的类型，箱内水分含量测定值的大小与所用烘箱的类型，箱内条件、干燥温度和干燥时间等密切相关虽然费条件、干燥温度和干燥时间等密切相关虽然费时长，但操作简便，应用范围广时长，但操作简便，应用范围广干燥法的注意事项干燥法的注意事项v应用干燥法测水分样品应符合的条件① 水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性成分极微。

② 水分的排除情况很完全，即含胶态物质、含结合水量少，因为常压很难把结合水除去③ 食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小，可忽略不计，对热稳定的食品1．直接干燥法．直接干燥法 （常压加热干燥法）（常压加热干燥法）原理原理 利利用用食食品品中中水水分分的的物物理理性性质质，，在在101.3 101.3 kPakPa（（一一个个大大气气压压）），，温温度度101 101 ℃℃～～105 105 ℃℃下下采采用用挥挥发发方方法法测测定定样样品品中中干干燥燥减减失失的的重重量量，，包包括括吸吸湿湿水水、、部部分分结结晶晶水水和和该该条条件件下下能能挥挥发发的的物物质质，，再通过干燥前后的称量数值计算出水分的含量再通过干燥前后的称量数值计算出水分的含量适用范围适用范围在在101101～～105℃105℃范范围围内内不不含含或或含含有有极极微微量量挥挥发发性性成成分分，，而而且且对对热稳定的各种食品热稳定的各种食品所用到的仪器所用到的仪器区分几个概念：表面皿、蒸发皿仪器：仪器：  电热恒温干燥箱；精密天平（感量电热恒温干燥箱；精密天平（感量0.1mg）；）；干燥器（内附有效干燥剂）；称量瓶；干燥器（内附有效干燥剂）；称量瓶；v样品制备样品制备 固体样品固体样品先磨碎、过筛。

谷类样品过18目筛，其他食品过30-40目筛 糖浆等浓稠样品为防止物理栅的发生，一般要加水稀释，或加入干燥助剂（如石英砂、海砂等）糖浆稀释液的固形物质量分数应控制在20-30%，海砂量为样品质量的1-2倍 液态样品液态样品先在水浴上浓缩，然后用烘箱干燥   v面包等水分含量大于16%谷类食品一般采用两步干燥法，即样品称量后，切成2-3mm薄片，风干15-20h后再次称重，然后磨碎、过筛，再用烘箱干燥至恒重v果蔬类样品可切成薄片或长条，按上述方法进行两步干燥，或先用50-60℃低温烘3-4h，再升温至95-105℃，继续干燥至恒重操作方法操作方法（（1）固体样品）固体样品称量瓶的处理：洁净铝制或玻璃制称量瓶 → 置于干燥箱中，瓶盖斜支于瓶边 → 101-105℃干燥1 h  → 加盖，置于干燥器内 → 冷却0.5 h  →称量→  重复干燥冷却步骤至恒重          样品的测定： 粉碎或磨细的样品 2-10g→ 置于称量瓶中 → 加盖，精密称量→开盖，置于干燥箱中→101-105℃干燥2-4 h  → 加盖，置于干燥器内 → 冷却0.5 h  →称量→ 101-105℃干燥1h →冷却0.5 h  →称量→重复干燥冷却步骤至恒重（前后两次质量差不超过2 mg）。

食品中水分测定方法食品中水分测定方法 （（2）半固体或液体样品）半固体或液体样品海砂的准备海砂的准备：水洗净的海砂→  加入6M HCl→  煮沸0.5 h→  水洗至中性→  加入6M NaOH→  煮沸0.5 h→  水洗至中性101-105℃干燥备用蒸发皿的准备：蒸发皿的准备：洁净蒸发皿内放入10.0g海砂及一根小玻棒 →  置于干燥箱中 → 101-105℃干燥1 h  → 置于干燥器内 → 冷却0.5 h  →称量→  重复干燥冷却步骤至恒重样品的测定：样品5-10g → 置于蒸发皿中 →  精密称量→搅匀，沸水浴蒸干 → 擦去瓶底水滴  →置于干燥箱中→101-105℃干燥4 h  → 置于干燥器内 → 冷却0.5 h  →称量→ 101-105℃干燥1h →冷却0.5 h →称量→重复干燥冷却步骤至恒重加入海砂的作用加入海砂的作用v防止物理栅的形成防止物理栅的形成 物理栅是食品物料表面收缩和封闭的一种特殊现象在烘干过程中，有时样品内部的水分还来不及转移至物料表面，表面便形成一层干燥薄膜，以至于大部分水分留在食品内不能排除例如在干燥糖浆、富含糖分的水果、富含糖分和淀粉的蔬菜等样品时，如不加以处理，样品表面极易结成干膜，妨碍水分从食品内部扩散到它的表层。

v增加称量准确度增加称量准确度 液体样品干燥后固形物含量较少，加入海砂可增加称量准确度v 式中      X ——水分含量， g/100 g (％)； m1——称量瓶（或称量瓶加海砂、玻璃棒）和样品的质量，即恒重前样品和称量瓶的质量，g； m2————称量瓶（或称量瓶加海砂、玻璃棒）和样品干燥后的质量，即恒重后样品和称量瓶的质量g；        m0————称量瓶（或称量瓶加海砂、玻璃棒），g；水分含量≥1 g/100 g时，计算结果保留三位有效数字；水分含量＜1 g/100 g时，结果保留两位有效数字 计算公式计算公式练习 称取5.0012g虾肉，置于恒重后质量为10.6231g的蒸发皿中，加热干燥后恒重，测定质量为11.7481g，计算虾肉中的水分含量77.5%， 77.5g/100g）操作条件选择操作条件选择1、、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2~4g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2~10g  2 2、称量瓶规格：、称量瓶规格：称量瓶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瓶规格的选择，以样品置于其中平铺开后厚度不超过瓶高的1/31/3为宜3 3、干燥条件、干燥条件：温度一般控制在温度一般控制在101~105℃，对热稳定的谷物等，可提高到120~130℃范围内进行干燥；对含还原糖较多的食品应先用低温（50~60℃）干燥0.5小时，然后在用101~105℃干燥说明及注意事项说明及注意事项①水果、蔬菜样品，先洗去泥沙，再用蒸馏水冲洗，然后吸干表面的水分②测定过程中，盛有试样的称量器瓶从烘箱中取出后，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为干燥剂，当硅胶蓝色减退或变红时，应及时更换，再生后使用硅胶吸附油脂等后，去湿力会大大降低④恒重一般指2次称量之差不大于2mg，根据食品的类型和测定要求来确定⑤测定水分后的样品，可供测定脂肪、灰分含量用常压干燥法虽设备和操作简单，但时间较长，且不大适宜胶体食品以及高脂肪和高糖食品或含有较多高温易氧化、易挥发物质的食品v练习 1 写出面粉中水分的测定方法及所用仪器 注意注意 称样量的表述，天平感量、干燥时间和干燥温度等的描述2 2．减压干燥法．减压干燥法 原理原理利用食品中水分的物理性质，在达到40 kPa～53 kPa压力后加热至60 ℃±5 ℃，采用减压烘干方法去除试样中的水分，再通过烘干前后的称量数值计算出水分的含量。

适用范围适用范围v适用于在较高温度（100℃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仪器及装置仪器及装置 真空干燥箱，扁形铝制或玻璃制称量瓶 干燥器：内附有效干燥剂 天平：感量为0.1 mg操作方法操作方法取已恒重恒重的称量瓶称取约2 g～～10 g（精确至0.0001 g）试样，放入真空干燥箱内，将真空干燥箱连接真空泵，抽出真空干燥箱内空气（所需压力一般为40 kPa~53 kPa)，并同时加热至所需温度60 ℃±5 ℃关闭真空泵上的活塞，停止抽气，使真空干燥箱内保持一定的温度和压力保持一定的温度和压力，经4 h后，打开活塞，使空气经干燥装置缓缓通入至真空干燥箱内，待压力恢复正常后再打开压力恢复正常后再打开取出称量瓶，放入干燥器中0.5 h后称量，并重复以上操作至前后两次质量差不超过2 mg，即为恒重恒重分析结果表述分析结果表述    同常压干燥法1.1.原理：原理：利用食品中水分的物理化学性质，使用水分测定器将食品中的水利用食品中水分的物理化学性质，使用水分测定器将食品中的水分与甲苯或二甲苯共同蒸出，根据分与甲苯或二甲苯共同蒸出，根据接收的水的体积计算出试样中接收的水的体积计算出试样中水分的含量水分的含量。

本方法适用于含较多其他挥发性物质的食品，如油本方法适用于含较多其他挥发性物质的食品，如油脂、香辛料等脂、香辛料等液液体二元体系的沸点低于各组分的体二元体系的沸点低于各组分的沸点；水沸点；水与其他组分与其他组分密密度不同度不同，，馏出液在有刻度的接收管中馏出液在有刻度的接收管中分层分层，根据水的体积计算水分含量根据水的体积计算水分含量 例：有关沸点：水例：有关沸点：水 —— 100℃ 甲苯甲苯110 ℃ 水水 + 甲苯甲苯 —— 84.1 ℃ 有关相对密度：有关相对密度：(20/4) d水水 = 1.00000 d苯苯 = 0.87900 d甲苯甲苯 = 0.86694三、共沸蒸馏法三、共沸蒸馏法v此法由于采用了一种此法由于采用了一种高效的换热方式高效的换热方式，，水分可迅速移出水分可迅速移出v因此测定过程在密闭容器中进行，因此测定过程在密闭容器中进行，加热温度比直接干燥法低加热温度比直接干燥法低, ,对对易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分样品易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分样品的测的测定准确度优于干燥法。

定准确度优于干燥法v设备简单，操作方便，广泛用于各类果蔬、油类等多种样品设备简单，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的水分的测定特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法标准分析方法标准分析方法标准分析方法共沸蒸馏法共沸蒸馏法2.2.特点和使用范围特点和使用范围3 3、仪器、仪器共沸蒸馏法共沸蒸馏法蒸馏式水分测定仪如图蒸馏式水分测定仪如图所示所示甲苯或二甲苯：取甲苯甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水饱和或二甲苯，先以水饱和后，分去水层，进行蒸后，分去水层，进行蒸馏，收集馏出液备用馏，收集馏出液备用准确称取适量样品置于蒸馏瓶中（蒸出水准确称取适量样品置于蒸馏瓶中（蒸出水2 2～～5 5 mLmL），并用溶剂），并用溶剂完全浸泡（完全浸泡（75mL75mL））↓↓接蒸馏装置，从冷凝管顶端注入溶剂接蒸馏装置，从冷凝管顶端注入溶剂, ,使之充满水使之充满水分接收管分接收管↓↓开始时慢慢加热，开始时慢慢加热，每秒钟约蒸馏出每秒钟约蒸馏出2 2滴滴, ,至水分大部分蒸出至水分大部分蒸出↓↓然后再加快蒸馏速度，然后再加快蒸馏速度，每秒钟每秒钟4 4滴，滴，至刻度管水量不在增加至刻度管水量不在增加↓↓从冷凝管顶部加入甲苯清洗从冷凝管顶部加入甲苯清洗↓↓读数读数共沸蒸馏法共沸蒸馏法4、计算：、计算：共沸蒸馏法共沸蒸馏法 X——试样中水分的含量，单位为毫升每百克（mL/100 g）（或按水在20 ℃的密度0.998，20 g/mL计算质量)；V——接收管内水的体积，单位为毫升（mL）；m——试样的质量，单位为克（g）。

以重复性条件下获得的两次独立测定结果5 5、蒸馏法的优缺点、蒸馏法的优缺点优点：优点： ¨⑴ ⑴ 热交换充分热交换充分¨⑵ ⑵ 受热后发生化学反应比重量法少受热后发生化学反应比重量法少¨⑶ ⑶ 设备简单，管理方便设备简单，管理方便缺点：缺点：§⑴ ⑴ 水与有机溶剂易发生乳化现象水与有机溶剂易发生乳化现象§⑵ ⑵ 样品中水分可能完全没有挥发出来样品中水分可能完全没有挥发出来§⑶ ⑶ 水分有时附在冷凝管壁上，造成读数误差水分有时附在冷凝管壁上，造成读数误差①样品用量一般谷类、豆类约20g，鱼、肉、蛋、乳制品约5～10克，蔬菜、水果约5g②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℃，水苯其沸点则为69.25℃)，但蒸馏的时间需延长③馏出液若为乳浊液，可添加少量戊醇、异丁醇④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2～3小时，样品不同蒸馏时间各异⑤为了尽量避免接受管和冷凝管壁附着水滴，仪器必须洗涤干净共沸蒸馏法共沸蒸馏法6 6、说明及注意事项、说明及注意事项四、 仪器法四、卡尔四、卡尔··费休水分测定法费休水分测定法 卡卡尔尔··费费休休(Karl(Karl．．Fischer)Fischer)法法，，简简称称费费休休法法或或K-FK-F法法，，是一种以是一种以容量法容量法测定水分的化学分析法，属于测定水分的化学分析法，属于碘量法碘量法 。

国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分，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我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分原理原理 I I2 2氧化氧化SOSO2 2时，需要有定量的水参与反应：时，需要有定量的水参与反应：硫酸吡啶很不稳定，消耗一部分水而干扰测定，我们可加无水甲醇，则生成稳定的化合物I I2 2＋＋SOSO2 2＋＋H H2 2O O＋＋3C3C5 5H H5 5N N＋＋CHCH3 3OH OH 2 2氢碘酸吡啶＋甲基硫酸吡啶氢碘酸吡啶＋甲基硫酸吡啶若体系中有吡啶（碱）存在，则这一可逆反应可完全进行，若体系中有吡啶（碱）存在，则这一可逆反应可完全进行，1mol I2只与与只与与1mol水反应水反应v该法适合于测定低水分含量的食品，如脱水水果和蔬菜、糖果和巧克力、咖啡和油脂，以及任何高糖高蛋白低水分的样品v此方法快速准确且不需加热 v适合于测定水分含量大于0.03%0.03%的样品适用范围适用范围常用的卡尔·费休试剂若以甲甲醇醇为溶剂 各 组 分 物 质 的 量 比 为  I2∶SO2∶C5H5N=1∶3∶10。

v滴定终点的确定滴定终点的确定：一种是用试剂本身所含的碘作指示剂，当刚出现微弱的黄棕色时为滴定终点；另一种方法为双指示电极安培滴定法，又称永停滴定法，当所有的水都参与了化学反应，过量的碘就会在电极的阳极区域形成，反应终止，微安表指针偏转一定刻度并稳定不变时为终点v通过消耗碘的量，从而计量出被测物质水的含量v仪器仪器卡尔·费休水分测定仪天平：感量为0.1 mg操作操作 卡尔·费休试剂对水的滴定度 (g/mL) ：式中 T——卡尔·费休试剂的滴定度，单位为毫克每毫升（g/ mL）； M——水的质量，g； V——滴定消耗卡尔·费休试剂的体积，mL      滴定度：每毫升滴定剂溶液相当于被测物质的质量结果计算结果计算式中     T——卡尔·费体试剂对水的滴定度，g／mL；             V——滴定所消耗的卡尔·费休试剂体积，mL；             M——样品质量，g说明及注意事项说明及注意事项①适于测定脱水蔬菜、乳制品、油脂、巧克力、糖果等样品，但水分含量高且不均匀的样品不宜使用该法② 固体样品细度以40目为宜。

最好用粉碎机处理，粉碎样品时保证含水量均匀也是获得准确结果的关键③ 5A分子筛供装入干燥塔或干燥管中干燥氮气或空气使用④ 无水甲醇及无水吡啶适合加入无水硫酸钠保存⑤试验证明，含有强还原性组分的样品不宜用此法测定⑥只需现成仪器及配制好费休试剂在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10 %v五、红外线干燥法五、红外线干燥法——快速测定水分的方法快速测定水分的方法 （1）原理 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，干燥过程中，测定仪显示屏上显示出水分变化过程① 红外线水分测定仪需通过测定已知水分含量的标准样进行校正，更换灯管后，也要进行校正② 试样可直接放入试样皿中，也可将其先放在铝箔上称重，再连同铝箔一起放在试样皿上黏性、糊状的样品放在铝箔上摊平即可  干燥法测定水分方法比较干燥法测定水分方法比较：：测定方法测定方法 原原 理理 操作条件操作条件 特特 点点 直接干燥法直接干燥法 在在常压常压下加热使样品下加热使样品蒸发，根据加热前后蒸发，根据加热前后失重计算水分含量失重计算水分含量常压烘箱　　常压烘箱　　温温度度101-105℃时间时间2h-4h　恒重　恒重一般一般样样品品减压干燥法减压干燥法在减压状态下加热使在减压状态下加热使样品水分蒸发，根据样品水分蒸发，根据加热前后失重计算水加热前后失重计算水分含量分含量减压烘箱真空减压烘箱真空度度40-53kpa温度温度<100℃ 时间时间 4h 恒重恒重受热易受热易分解样分解样品品红外线干燥红外线干燥法法利用红外线作为热源，利用红外线作为热源，加热样品，使水分蒸加热样品，使水分蒸发，根据加热前后失发，根据加热前后失重计算水分含量重计算水分含量红外线装置红外线装置时间时间10-30min10-30min快速测快速测定定其他干燥法其他干燥法v折光法折光法 通过测定液体食品的折射率，可测得可溶性固形物的含量，通过测定液体食品的折射率，可测得可溶性固形物的含量，根据总固形物与可溶性固形物的关系表，即可查出总固形物根据总固形物与可溶性固形物的关系表，即可查出总固形物的含量，也就可以得到样品中水分的含量。

的含量，也就可以得到样品中水分的含量v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药品与含水样品同装入一个干燥器( (玻璃或真空干燥器玻璃或真空干燥器) )，通，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，此法在室温下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、几十天甚至几个月燥，需要较长时间，几天、几十天甚至几个月干燥剂有五氧化二磷、氧化钡、高氯酸镁、硅胶、无水氯化钙、干燥剂有五氧化二磷、氧化钡、高氯酸镁、硅胶、无水氯化钙、硫酸（硫酸（100%100%）等微波烘箱干燥法微波烘箱干燥法 微波是指频率范围为微波是指频率范围为103103～～3 3×105MHZ105MHZ的电磁波当微波通过含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远大于干物质所引起的损水样品时，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以求出样品含水量。

耗，所以测量微波能量的损耗就可以求出样品含水量 部分食品在包装之前可利用微波烘箱干燥法快速测定食品在生部分食品在包装之前可利用微波烘箱干燥法快速测定食品在生产过程中的水分含量，并据此加以调整产过程中的水分含量，并据此加以调整红外吸收光谱法红外吸收光谱法水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在样品中的含量存在一水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在样品中的含量存在一定的关系建立红外吸收光谱测水分法可测出样品中大约定的关系建立红外吸收光谱测水分法可测出样品中大约0.05%0.05%的水分含量，应用前景广阔的水分含量，应用前景广阔水分测定国家标准水分测定国家标准思考题思考题1 1采用蒸馏法测水分含量时，选用（采用蒸馏法测水分含量时，选用（ ）作为溶剂）作为溶剂A A、苯酚、苯酚 B B、四氯化碳、四氯化碳 C C、、 二甲苯二甲苯 D D、甲苯、甲苯2 2哪类样品在干燥之前，应加入精制海砂（哪类样品在干燥之前，应加入精制海砂（ ））A A、蔬菜、蔬菜 B B、果酱、果酱 C C、面包、面包 D D、肉、肉3 3下列样品分别采用什么方法进行干燥，为什么？下列样品分别采用什么方法进行干燥，为什么？A A 含果糖较高的蜂蜜、水果样品含果糖较高的蜂蜜、水果样品B B 香料样品香料样品 C C谷物样品谷物样品4 4卡尔卡尔- -费休法适于测定什么样品，滴定反应属于什么类型费休法适于测定什么样品，滴定反应属于什么类型5 5食品中水分的存在形式？干燥法主要除去的是哪一类水分？食品中水分的存在形式？干燥法主要除去的是哪一类水分？6 6说明常压干燥法、减压干燥法和蒸馏法测定水分的原理和适说明常压干燥法、减压干燥法和蒸馏法测定水分的原理和适用范围。

用范围第三节第三节　食品中水分活度的测定食品中水分活度的测定￿v水分含量是否可作为食品稳定性的可靠指标水分含量是否可作为食品稳定性的可靠指标? ?v食品腐败程度是否与水分含量正相关？食品腐败程度是否与水分含量正相关？v水分与其他成分结合强度不同造成相同水分含量水分与其他成分结合强度不同造成相同水分含量的食品有不同的腐败现象的食品有不同的腐败现象v为更好地定量说明食品中水分状态，更好地阐明为更好地定量说明食品中水分状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性能的关系，引入了水分活水分含量与食品保藏性能的关系，引入了水分活度的概念度的概念1.1.水分活度定义：水分活度定义： 溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，可近似表示溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，可近似表示为溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比为溶液中水蒸气分压与纯水蒸汽压之比 逸度：溶液中水逸出的趋势、能力逸度：溶液中水逸出的趋势、能力 Aw = f/fAw = f/f0 0 ≈ p/p ≈ p/p0 0 Aw Aw 水分活度；水分活度； f f溶剂（水）的逸度；溶剂（水）的逸度；f f0 0纯溶剂（水）的逸度纯溶剂（水）的逸度P P 食品在密闭容器中达到平衡时的水分蒸汽分压食品在密闭容器中达到平衡时的水分蒸汽分压P P0 0 相同温度下纯水的饱和蒸汽压相同温度下纯水的饱和蒸汽压 水分含量是指食品中水的总含量，即一定量的食品中水分含量是指食品中水的总含量，即一定量的食品中水的质量分数。

水的质量分数 水分活度表示食品中水分存在的状态，即水分与其他非水分活度表示食品中水分存在的状态，即水分与其他非水组分的结合程度或游离程度水组分的结合程度或游离程度Aw↓Aw↓结合程度结合程度↑↑，，Aw↑Aw↑结合程度结合程度↓↓ AwAw影响色、香、影响色、香、味保存期一般，同种食品水分含量味保存期一般，同种食品水分含量↑↑，，AwAw值值↑↑相对湿度：食品周围的空气状态相对湿度：食品周围的空气状态水分含量、水分活度和相对湿度水分含量、水分活度和相对湿度2 2．水分活度测定意义．水分活度测定意义 水分活度影响食品的色、香、味和组织结构等品质水分活度影响食品的色、香、味和组织结构等品质 褐变反应：酚氧化酶催化酚类物质形成黑色素引起酚氧化酶催化酚类物质形成黑色素引起的，水分活度降低，酚氧化酶活性降低的，水分活度降低，酚氧化酶活性降低食品的各种化学、生物化学变化对水分活度都有一定食品的各种化学、生物化学变化对水分活度都有一定的要求食品内的绝大多数酶、如淀粉酶、过氧化物酶等在水食品内的绝大多数酶、如淀粉酶、过氧化物酶等在水分活度低于分活度低于0.850.85的环境催化活性明显减弱。

的环境催化活性明显减弱水分活度影响食品的保藏稳定性水分活度影响食品的保藏稳定性 微生物的生长繁殖是食品腐败变质的重要因素微生物赖微生物的生长繁殖是食品腐败变质的重要因素微生物赖以生存的水分是自由水，食品内自由水含量越高，水分活度以生存的水分是自由水，食品内自由水含量越高，水分活度越大，更易受微生物污染，保藏稳定性越差越大，更易受微生物污染，保藏稳定性越差 细菌在细菌在Aw>0.9Aw>0.9时才能生长；酵母菌时才能生长；酵母菌AwAw阈值阈值0.87.0.87.绝大多数霉绝大多数霉菌的菌的AwAw为为0.80.8 金黄色葡萄球菌生长要求的最低水分活度为金黄色葡萄球菌生长要求的最低水分活度为0.860.86，而相当，而相当于这个水分活度的水分含量则随不同的食品而异，如干肉为于这个水分活度的水分含量则随不同的食品而异，如干肉为23%23%，乳粉为，乳粉为16%16%，肉汁为，肉汁为63%63%，所以按水分含量多少难以判，所以按水分含量多少难以判断食品的保存性，只有测定和控制水分活度才对于食品保藏断食品的保存性，只有测定和控制水分活度才对于食品保藏性具有重要意义性具有重要意义3 3．水分活度值的测定方法．水分活度值的测定方法（（1 1）水分活度仪测定法；）水分活度仪测定法；（（2 2）扩散法；）扩散法；（（3 3）溶剂萃取法。

溶剂萃取法（（1 1）水分活度仪测定法）水分活度仪测定法v原理原理 在一定的温度下用标准饱和溶液校正水分活度测定仪的Aw值，在同一条件下测定样品，利用测定仪上的传感器，根据食品中的蒸汽压力的变化，从仪器的表头上读出指示的水分活度v方法提要方法提要 在密闭、恒温的水分活度仪测量舱内,试样中的水分扩散平衡此时水分活度仪测量舱内的传感器或数字化探头显示出的响应值(相对湿度对应的数值)即为样品的水分活度(Aw)分析步骤分析步骤 在室温18℃ ~25℃，湿度50%~80%的条件下，用饱和盐溶液校正水分活度仪   称取约1g(精确至0.01g)试样，迅速放入样品皿中,封闭测量仓,在温度20℃ ~25℃ 、相对湿度50%~80%的条件下测定每间隔5min记录水分活度仪的响应值当相邻两次响应值之差小于0.005Aw时,即为测定值仪器充分平衡后,同一样品重复测定三次结果计算结果计算 当符合允许差所规定的要求时,取二次平行测定的算术平均值作为结果   计算结果保留三位有效数字允许差  在重复性条件下获得的三次独立测定结果与算术平均值的相对偏差不超过5%（（2 2）扩散法）扩散法v原理原理：： 样品在在密封和恒温的康卫氏皿中，试样中自样品在在密封和恒温的康卫氏皿中，试样中自由水与由水与AwAw较高和较高和AwAw较低的标准饱和溶液相互扩散，较低的标准饱和溶液相互扩散，达到扩散平衡后，根据样品质量变化，求得样品的达到扩散平衡后，根据样品质量变化，求得样品的水分活度值。

水分活度值实验器材实验器材 v分析天平：感量分析天平：感量0.0001g和和0.1gv恒温箱：恒温箱：0-40℃，精度，精度±1 ℃v康卫氏皿：带磨砂玻璃盖康卫氏皿：带磨砂玻璃盖v称量皿；称量皿；v电热鼓风干燥箱电热鼓风干燥箱 v试样的制备试样的制备 粉末状固体、颗粒状固体及糊状样品粉末状固体、颗粒状固体及糊状样品 取有代表性样品至少200g，混匀，置于密闭的玻璃容器内 块状样品块状样品 取可食部分的代表性样品至少200g在室温18℃ ~25℃ ,湿度50%~80%的条件下，迅速切成约小于3mm× 3mm× 3mm的小块，不得使用组织捣碎机，混匀后置于密闭的玻璃容器内分析步骤分析步骤v预处理预处理 将盛有试样的密闭容器、康卫氏皿及称量皿置于恒温培养箱内将盛有试样的密闭容器、康卫氏皿及称量皿置于恒温培养箱内, ,于于25℃ 25℃ ±1℃1℃条件下条件下, ,恒温恒温30min30min取出后立即使用及测定取出后立即使用及测定v预测定预测定 分别取分别取12.O 12.O mLmL溴化锂饱和溶液、氯化镁饱和溶液、氯化钴饱和溴化锂饱和溶液、氯化镁饱和溶液、氯化钴饱和溶液、硫酸钾饱和溶液于溶液、硫酸钾饱和溶液于4 4只康卫氏皿的外室只康卫氏皿的外室, ,用经恒温的称量皿用经恒温的称量皿迅速称取与标准饱和盐溶液相等份数的同一试样约迅速称取与标准饱和盐溶液相等份数的同一试样约.5g,.5g,于已知质于已知质量的称量皿中量的称量皿中( (精确至精确至0.0001g),0.0001g),放入盛有标准饱和盐溶液的康卫放入盛有标准饱和盐溶液的康卫氏皿的内室。

沿康卫氏皿上口平行移动盖好涂有凡士林的磨砂玻氏皿的内室沿康卫氏皿上口平行移动盖好涂有凡士林的磨砂玻璃片璃片, ,放人放人25℃ 25℃ ±1℃ 1℃ 的恒温培养箱内恒温的恒温培养箱内恒温24h24h 取出盛有试样的称量皿取出盛有试样的称量皿, ,加盖加盖, ,立即称量立即称量( (精确至精确至0.0001g)0.0001g)v预测定结果计算预测定结果计算试样质量的增减量计算试样质量的增减量计算:式中式中:X— —试样质量的增减量试样质量的增减量,单位为克每克单位为克每克(g/g);m1 扩散平衡后扩散平衡后,试样和称量皿的质量试样和称量皿的质量,单位为克单位为克(g);m 扩散平衡前扩散平衡前,试样和称量皿的质量试样和称量皿的质量,单位为克单位为克(g);m0称量皿的质量称量皿的质量,单位为克单位为克(g)v绘制二维直线图绘制二维直线图 以所选饱和盐溶液以所选饱和盐溶液(25℃ )(25℃ )的水分活度的水分活度(Aw)(Aw)数值为横坐标数值为横坐标, ,对应标准饱和盐溶对应标准饱和盐溶液的试样的质量增液的试样的质量增减数值为纵坐标减数值为纵坐标, ,绘绘制二维直线图。

取制二维直线图取横坐标截距值横坐标截距值, ,即为即为该样品的水分活度该样品的水分活度预测值v试样的测定试样的测定 依据预测定结果依据预测定结果, ,分别选用水分活度数值大于和小于试样预测分别选用水分活度数值大于和小于试样预测结果数值的饱和盐溶液结果数值的饱和盐溶液各3 3种种, ,各取各取12.0mL,12.0mL,注人康卫氏皿的外注人康卫氏皿的外室按与测定中迅速称取与标准饱和盐溶液相等份数的同一室按与测定中迅速称取与标准饱和盐溶液相等份数的同一试样约试样约1.5g1.5g⋯⋯ ⋯⋯加盖加盖, ,立即称量立即称量( (精确至精确至0.0001g)0.0001g)” 操作v结果计算结果计算同预测定同预测定取横坐标截距值取横坐标截距值, ,即为该样品的水分活度值即为该样品的水分活度值, ,参见图参见图A.2A.2当符合允许差所规定的要求时当符合允许差所规定的要求时, ,取三次平行测定的算术平均值作取三次平行测定的算术平均值作为结果计算结果保留三位有效数字计算结果保留三位有效数字在重复性条件下获得的三次独立测定结果与算术平均值的相对在重复性条件下获得的三次独立测定结果与算术平均值的相对偏差不超过偏差不超过lOlO% %。

注意事项注意事项v称重要精确迅速，各份样品称量应在同一条件下称重要精确迅速，各份样品称量应在同一条件下进行 v康卫氏皿密封性要好康卫氏皿密封性要好 v试样的大小、形状对测定结果影响不大试样的大小、形状对测定结果影响不大v对试样的对试样的AwAw值范围预先有一估计，以便正确选择值范围预先有一估计，以便正确选择标准饱和盐溶液标准饱和盐溶液 （（3 3）溶剂萃取法）溶剂萃取法v原理：食品中的水可用不混溶的溶剂苯来萃取原理：食品中的水可用不混溶的溶剂苯来萃取苯在一定温度下其萃取的水量随样品中水分活苯在一定温度下其萃取的水量随样品中水分活度而变化，即萃取的水量与水相中的水分活度度而变化，即萃取的水量与水相中的水分活度成正比用卡尔成正比用卡尔- -费休法分别测定从食品和纯水费休法分别测定从食品和纯水中萃取出的水量并求出两者之比值，即为该样中萃取出的水量并求出两者之比值，即为该样品的水分活度值品的水分活度值 步骤步骤 v称样称样1.00g1.00g →→ 于于250250 mlml磨口三角烧瓶磨口三角烧瓶 →→ 加加100ml100ml苯苯 →→ 塞上瓶塞塞上瓶塞 →→ 振摇振摇1 1小时小时 →→ 静置静置1010分钟分钟 → → 吸吸50ml50ml →→ 于卡尔费休水分测定器中于卡尔费休水分测定器中 →→ 加无水甲醇加无水甲醇70ml70ml →→ 混合混合 →→ 用用KFKF试剂滴至微红色试剂滴至微红色→→ 置电流置电流指针再不变即为终点指针再不变即为终点 →→ 记录记录v求苯中饱和溶解水值：求苯中饱和溶解水值： 取蒸馏水取蒸馏水10ml10ml代替样品代替样品 →→ 加加苯苯100100 mlml →→ 振摇振摇2 2分钟分钟 →→ 静置静置5 5分钟分钟 →→ 同上样同上样品测定品测定 计算计算 A AW W =V=Vn n×10/V10/V0 0 A AW W —— 样品中水分活度值样品中水分活度值 V Vn n—— 从食品中萃取的水量，即从从食品中萃取的水量，即从KFKF试剂滴试剂滴定度乘滴定样品消耗定度乘滴定样品消耗KFKF试剂体积试剂体积 V V0 0 —— 测定纯水中萃取水量测定纯水中萃取水量 思考题思考题v1 1 水分活度与水分总含量有何区别？食品的腐败水分活度与水分总含量有何区别？食品的腐败变质主要与食品中那一部分水分有关，为什么？变质主要与食品中那一部分水分有关，为什么？v2 2 降低水分活度的方法有哪些？降低水分活度的方法有哪些？。