1、水分含量的幾種測(cè)定方法2012-04-25水分測(cè)定方法有許多種，我們?cè)谶x擇時(shí)要根據(jù)食品的性質(zhì)來(lái)選擇。常采用的水份測(cè)定方法如下： 1、熱干燥法： 常壓干燥法(此法用的廣泛); 真空干燥法(有的樣品加熱分解時(shí)用); 紅外線干燥法; 真空器干燥法(干燥劑法); 2、蒸餾法 3、卡爾費(fèi)休法 4、水分活度AW的測(cè)定 下面我們分別講述測(cè)定水分的方法。 一、常壓干燥法 1、特點(diǎn)與原理 特點(diǎn)：此法應(yīng)用最廣泛，操作以及設(shè)備都簡(jiǎn)單，而且有相當(dāng)高的精確度。 原理：食品中水分一般指在大氣壓下，100左右加熱所失去的物質(zhì)。但實(shí)際上在此溫度下所失去的是揮發(fā)性物質(zhì)的總量，而不完全是水。 2、干燥法必須符合下列條件(對(duì)食品而

2、言)： 水分是唯一揮發(fā)成分 這就是說(shuō)在加熱時(shí)只有水分揮發(fā)。例如，樣品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法，這些都有揮發(fā)成分。 水分揮發(fā)要完全 對(duì)于一些糖和果膠、明膠所形成凍膠中的結(jié)合水。它們結(jié)合的很牢固，不宜排除，有時(shí)樣品被烘焦以后，樣品中結(jié)合水都不能除掉。因此，采用常壓干燥的水分，并不是食品中總的水分含量。 食品中其它成分由于受熱而引起的化學(xué)變化可以忽略不計(jì)。 例：還原糖 氨基化合物變色(美拉德反應(yīng)) H2O 還有H2C4H4O6(酒石酸) 2NaHCO3NaC4H4O6(酒石酸鈉) 2H2O 2CO2 發(fā)酵糖(NaHCO3 KH

3、C4H4O6)H2O CO2 NaKC4H4O6 高糖高脂肪食品不適應(yīng) 只看符合上面三點(diǎn)就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在100105下進(jìn)行干燥。 我們講的上面三點(diǎn)，應(yīng)該是具體的具體分析，對(duì)于一個(gè)分析工作人員，或者是一個(gè)技術(shù)員，雖然干燥法必須符合三點(diǎn)要求，那么我們?cè)谥挥泻嫦涞那闆r下，而且蓑紅樣品不見(jiàn)得符合以上講的三點(diǎn)，難道就不測(cè)水分嗎? 例如，啤酒廠要經(jīng)常測(cè)啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易揮發(fā)的芳香油。這一點(diǎn)不符合我們的第一點(diǎn)要求，如果用烘箱法烘，揮發(fā)物與水分同時(shí)失去，造成分析誤差。此外，啤酒花中的酸在烘干過(guò)程中，部分發(fā)生氧化等化學(xué)反應(yīng)，這又造成分析上的誤差，但是一般

4、工廠還是用烘干法測(cè)定，他們一般采取低溫長(zhǎng)時(shí)間(8085烘4小時(shí))，或者高溫短時(shí)(105烘1小時(shí)) 所以應(yīng)根據(jù)我們所在的環(huán)境和條件選擇合適的操作條件，當(dāng)然我們應(yīng)該首先明白有沒(méi)有揮發(fā)物和化學(xué)反應(yīng)等所造成的誤差。 3、烘箱干燥法的測(cè)定要點(diǎn) 取樣(稱樣) 在采樣時(shí)要特別注意防止水分的變化，對(duì)有些食品例如奶粉、咖啡等很容易吸水，在稱量時(shí)要迅速，否則越稱越重。 干燥條件的選擇 三個(gè)因素：溫度;壓力(常壓、真空)干燥;時(shí)間。 一般是溫度對(duì)熱不穩(wěn)定的食品可采用70105;溫度對(duì)熱穩(wěn)定的食品采用120135。 4、操作方法 清洗稱量皿烘至恒重稱取樣品放入調(diào)好溫度的烘箱(100105)烘1.5小時(shí)于干燥器冷卻稱重

5、再烘0.5小時(shí)稱至恒重(兩次重量差不超過(guò)0.002g即為恒重) *油脂或高脂肪樣品，由于脂肪氧化，而后面一次重量反而增加，應(yīng)以前一次重量計(jì)算。 *對(duì)于易焦化和容易分解的食品，可以選用比較低的溫度或縮短干燥時(shí)間。 *對(duì)于液體與半固體樣品，要在稱量皿中加入海砂，使樣品疏松，擴(kuò)大蒸發(fā)的接觸面，并且用一個(gè)玻璃棒作為容器。先放到沸水浴中烘，烘的差不多，再放到烘箱烘，否則不加海砂樣品容易使表面形成一層膜，造成水分不易出來(lái)，另外易沸騰的液體飛沫使重量損失。 計(jì)算：水分=G2-G1/W 固形物(%)=100-水分% G1恒重后稱量皿重量(g) G2恒重后稱量皿和樣品重量(g) W樣品重量(g) 固形物指食品內(nèi)

6、將水分排除以后的全部殘留物。其組分有蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、無(wú)氮抽出物和灰分等。 5、烘箱干燥法產(chǎn)生誤差的原因 樣品中含有非水分易揮發(fā)性物質(zhì)(酒精、醋酸、香精油、磷脂等); 樣品中的某些成分和水分的結(jié)合，使測(cè)的結(jié)果偏低(如蔗糖水解為二分子單糖)，主要是限制水分揮發(fā); 食品中的脂肪與空氣中的氧發(fā)生氧化，使樣品重量增重; 在高溫條件下物質(zhì)的分解(果糖對(duì)熱敏感); 果糖C6H12O6大于70C6H6O3 3H2O 被測(cè)樣品表面產(chǎn)生硬殼，妨礙水分的擴(kuò)散;尤其是對(duì)于富含糖分和淀粉的樣品; 烘干到結(jié)束樣品重新吸水。 二、真空干燥法 1、原理：利用較低溫度，在減壓下進(jìn)行干燥以排除水分，樣品中被減少的

7、量為樣品的水分含量。 本法適用于在100以上加熱容易變質(zhì)及含有不易除去結(jié)合水的食品。其測(cè)定結(jié)果比較接近真正水分。 2、操作方法 準(zhǔn)確稱2.005.00g樣品于烘至恒重的稱量皿至真空烘箱70、真空度93.398.6KPa(700740mmHg)烘5小時(shí)于干燥皿卻稱至恒重 計(jì)算：水分=G/W G樣品中干燥后的失重(g) W樣品重量(g) 真空干燥法測(cè)水分，一般用于100以上容易變質(zhì)、破壞或不易除去結(jié)合水的樣品，如糖漿、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果醬和脫水蔬菜等樣品都可采用真空干燥法測(cè)定水分。 三、蒸餾法測(cè)定水分(迪安斯達(dá)克) 蒸餾發(fā)出現(xiàn)在二十世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)它采用沸騰的有機(jī)液體，將樣品中水分分離出來(lái)，此

8、法直到如今仍在適用。 1、原理：把不溶于水的有機(jī)溶劑和樣品放入蒸餾式水分測(cè)定裝置中加熱，試樣中的水分與溶劑蒸汽一起蒸發(fā)，把這樣的蒸汽在冷凝管中冷凝，由水分的容量而得到樣品的水分含量。 2、步驟 準(zhǔn)確稱2.005.00g樣品于250ml水分測(cè)定蒸餾瓶中加入約5075ml有機(jī)溶劑接蒸餾裝置徐徐加熱蒸餾至水分大部分蒸出后在加快蒸餾速度至刻度管水量不在增加讀數(shù) 計(jì)算： 水分=V/W V刻度管中水層的容量ml W樣品的重量(g) 3、常用的有機(jī)溶劑及選擇依據(jù) 常用的有機(jī)溶劑有比水清的，也有比水重的。 苯甲苯二甲苯CCl4 密度0.880.860.861.59 沸點(diǎn)808014076.8 選擇依據(jù)：對(duì)熱不

9、穩(wěn)定的食品，一般不采用二甲苯，因?yàn)樗姆悬c(diǎn)高，常選用低沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，如苯。對(duì)于一些含有糖分，可分解釋放出水分的樣品，如脫水洋蔥和脫水大蒜可采用苯，要根據(jù)樣品的性質(zhì)來(lái)選擇有機(jī)溶劑。 4、蒸餾法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 熱交換充分 受熱后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)比重量法少 設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便 缺點(diǎn)： 水與有機(jī)溶劑易發(fā)生乳化現(xiàn)象 樣品中水分可能完全沒(méi)有揮發(fā)出來(lái) 水分有時(shí)附在冷凝管壁上，造成讀數(shù)誤差 對(duì)分層不理想，造成讀數(shù)誤差，可加少量戊醇或異丁醇防止出現(xiàn)乳濁液。 這種方法用于測(cè)定樣品中除水分外，還有大量揮發(fā)性物質(zhì)，例如，醚類、芳香油、揮發(fā)酸、CO2等。目前AOAC規(guī)定蒸餾法用于飼料、啤酒花、調(diào)味品的水分測(cè)定，特別是香

10、料，蒸餾法是唯一的、公認(rèn)的水分檢驗(yàn)分析方法。 四、卡爾費(fèi)休法 眾所周知，卡爾費(fèi)休法是測(cè)定各種物質(zhì)中微量水分的一種方法，這種方法自從1935年由卡爾費(fèi)休提出后，一直采用I2、SO2、吡啶、無(wú)水CH3OH(含水量在0.05%以下)配制而成，并且國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分，我們國(guó)家也把這個(gè)方法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分。 1、原理：在水存在時(shí)，即樣品中的水與卡爾費(fèi)休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。 I2 SO2 2H2O2HI H2SO4 但這個(gè)反應(yīng)是個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)硫酸濃度達(dá)到0.05%以上時(shí)，即能發(fā)生逆反應(yīng)。如果我們讓反應(yīng)按照一個(gè)正方向進(jìn)行，需要

11、加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過(guò)程中生成的酸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在體系中加入吡啶，這樣就可使反應(yīng)向右進(jìn)行。 3C5H5N H2O I2 SO22氫碘酸吡啶 硫酸酐吡啶 生成硫酸酐吡啶不穩(wěn)定，能與水發(fā)生反應(yīng)，消耗一部分水而干擾測(cè)定，為了使它穩(wěn)定，我們可加無(wú)水甲醇。 硫酸酐吡啶 CH3OH(無(wú)水)甲基硫酸吡啶 我們把這上面三步反應(yīng)寫成總反應(yīng)式為： I2 SO2 H2O 3吡啶 CH3OH2氫碘酸吡啶 甲基硫酸吡啶 從反應(yīng)式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產(chǎn)生2

12、mol氫碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。這是理論上的數(shù)據(jù)，但實(shí)際上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是過(guò)量的，反應(yīng)完畢后多余的游離碘呈現(xiàn)紅棕色，即可確定為到達(dá)終點(diǎn)。 I2SO2C5H5N=1310 2、卡爾費(fèi)休試劑的配制與標(biāo)定 若以甲醇作溶劑，則試劑中I2、SO2、C5H5N(含水量在0.05%以下)三者的克分子數(shù)比例為 I2SO2C5H5N=1310 這種試劑有效濃度取決于碘的濃度。新配制的試劑其有效濃度不斷降低，其原因是由于試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應(yīng)引起的，較高消耗了一部分碘。 這也說(shuō)明了配制這種試劑要單獨(dú)配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存，臨用時(shí)再

13、混合，而且要標(biāo)定。 甲液I2的CH3OH溶液 乙液SO2的CH3OH吡啶溶液 這種方法對(duì)試劑要求嚴(yán)格，要求甲醇、吡啶都是無(wú)水的，并且要求有KF水分測(cè)定儀(上?；ぱ芯克? 配制： 稱85gI2于干燥的有塞棕色燒瓶中加670ml無(wú)水CH3OH塞上瓶塞振搖使I2全部溶解加270ml吡啶混勻于冰水浴冷卻通干燥的SO2氣體60g塞上瓶塞于暗處24小時(shí)后標(biāo)定使用 標(biāo)定： 先加50ml無(wú)水甲醇于反應(yīng)器中接通電源啟動(dòng)電磁攪拌器用KF試劑滴入甲醇中使甲醇中尚殘留的痕量水分與試劑達(dá)到終點(diǎn)(即指針到達(dá)一定刻度，不記錄KF試劑用量)保持一分鐘用10l注射器從反應(yīng)器加料口注入10l蒸餾水(相當(dāng)于0.01g水)電流表

14、指針接近零點(diǎn)用KF試劑滴定到原定終點(diǎn)記錄 F=G*100/V FKF試劑的水當(dāng)量(mg/ml) VKF滴定消耗試劑的體積(ml) G水的重量(g) 3、步驟 對(duì)于固體樣，如糖果必須預(yù)先粉碎，稱0.300.50g樣于稱樣瓶中 取50ml甲醇于反應(yīng)器中，所加甲醇要能淹沒(méi)電極，用KF試劑滴定50ml甲醇中痕量水滴至指針與標(biāo)定時(shí)相當(dāng)并且保持1min不變時(shí)打開(kāi)加料口將稱好的試樣立即加入塞上皮塞攪拌用KF試劑滴至終點(diǎn)保持1min不變記錄 計(jì)算： 水分=FV/W FKF試劑的水當(dāng)量(mg/ml) V滴定所消耗的卡爾費(fèi)休試劑(ml) W樣品重量(g) 注：此法適用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類等

15、樣品; 樣品中有強(qiáng)還原性物料，包括維生素C的樣品不能測(cè)定; 卡爾費(fèi)休法不僅可測(cè)得樣品中的自由水，而且可測(cè)出結(jié)合水，即此法測(cè)得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量。 固體樣品細(xì)度以40目為宜，最好用粉碎機(jī)而不用研磨，防止水分損失。 五、水分活度值的測(cè)定 食品中水分活度的檢驗(yàn)方法很多，如蒸汽壓力法、電濕度計(jì)法、附感敏器的濕動(dòng)儀法、溶劑萃取法、擴(kuò)散法、水分活度測(cè)定儀法和近似計(jì)算法等。一般常用的是水分活度測(cè)定儀法(AW測(cè)定儀法)、溶劑萃取法和擴(kuò)散法。水分活度測(cè)定儀法操作簡(jiǎn)便，能在較短時(shí)間得到結(jié)果。 1、AW測(cè)定儀法 原理：在一定溫度下主要利用AW測(cè)定儀中的傳感器根據(jù)食品中水的蒸汽壓力的變化，從儀器的表頭

16、上讀出指針?biāo)镜乃只疃?。在樣品測(cè)定前需用氯化鋇和溶液校正AW測(cè)定儀的AW為9.000。 步驟 儀器校正 兩張濾紙浸于氯化鋇飽和液中用小夾子輕輕地把它放在儀器的樣品盒內(nèi)然后將傳感器的表頭放在樣品盒上，輕輕地?cái)Q緊于20恒溫烘箱加熱恒溫3小時(shí)后將校正螺絲校正AW為9.00 樣品測(cè)定 取樣于1525恒溫后(果蔬樣品迅速搗碎取湯汁與固形物按比例取樣肉和魚等固體試樣需適當(dāng)切細(xì))于容器樣品盒內(nèi)將傳感器的表頭置于樣品盒上輕輕地?cái)Q緊于20恒溫烘箱中加熱2小時(shí)后不斷觀察表頭儀器指針的變化情況等指針恒定不變時(shí)所指的數(shù)值即為此溫度下試樣的AW值 2、溶劑萃取法 原理：食品中的水可用不混溶的溶劑苯來(lái)萃取。苯在一定溫度

17、下其萃取的水量隨樣品中水分活度而變化，即萃取的水量與水相中的水分活度成比例，其結(jié)果與同溫度下測(cè)定的苯中飽和溶解水值與水相中的水的比值即為該樣品的水分活度。 步驟 稱樣1.00g于250ml磨口三角燒瓶加100ml苯塞上瓶塞振搖1小時(shí)靜置10分鐘 吸50ml于卡爾費(fèi)休水分測(cè)定器中加無(wú)水甲醇70ml混合用KF試劑滴至微紅色置電 流指針再不變即為終點(diǎn)記錄 求苯中飽和溶解水值： 取蒸餾水10ml代替樣品加苯100ml振搖2分鐘靜置5分鐘同上樣品測(cè)定 計(jì)算 AW=H2On×10/H2O0 AW樣品中水分活度值 H2On從食品中萃取的水量，即從KF試劑滴定度乘滴定樣品消耗KF試劑毫升數(shù) H2O0

18、測(cè)定純水中萃取水量 3、擴(kuò)散法 樣品在康威氏微量擴(kuò)散皿密封和恒溫下，分別在較高和較低的標(biāo)準(zhǔn)飽和溶液中擴(kuò)散平衡后，根據(jù)樣品重量的增加和減少的量，求出樣品中AW值。 六、其它測(cè)定水分方法 1、化學(xué)干燥法 化學(xué)干燥法就是將某種對(duì)于水蒸汽具有強(qiáng)烈吸附作用的化學(xué)藥品與含水樣品同裝入一個(gè)干燥器(玻璃或真空干燥器)，通過(guò)等溫?cái)U(kuò)散及吸附作用而使樣品達(dá)到干燥恒重，然后根據(jù)干燥前后樣品的失重即可計(jì)算出其水分含量，此法在室溫下干燥，需要較長(zhǎng)時(shí)間，幾天、幾十天甚至幾個(gè)月。 干燥劑有五氧化二磷、氧化鋇、高氯酸鎂、氫氧化鋅、硅膠、氧化氯等。 2、微波法 微波是指頻率范圍為1033×105MHZ的電磁波。當(dāng)微波通過(guò)含水樣品時(shí)，因水分引