试谈水分的测定

第四章第四章 水分的测水分的测定定 食品分析食品分析2006级级第三章第三章 水分的测定水分的测定第一节第一节 概述概述3 3、水分的含量高低，对微生物的生水分的含量高低，对微生物的生长及生化反应都有密切的关系。长及生化反应都有密切的关系。1、重要的质量指标之一、重要的质量指标之一 2 2、一项重要的经济指标、一项重要的经济指标一、测定一、测定水分水分的的意义意义二、二、水分在食品中存在的形式水分在食品中存在的形式水分水分在食在食品中品中存在存在形式形式具有水的一切特性具有水的一切特性自由水自由水向外蒸发能力较弱向外蒸发能力较弱亲和水亲和水是食品中与非水组分结合是食品中与非水组分结合最牢固的水最牢固的水结合水结合水三三 、水分测定方法、水分测定方法 利用水分本身的物理性质、化学性质利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔费休法、费休法、化学方法。化学方法。1 1、直接法、直接法2 2、间接法、间接法 利用食品的物理常数通过函数关系确定利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含量。如测相对密度、折射率、电导、水分含量。如测相对密度、折射率、电导、旋光率等。旋光率等。l干燥法干燥法l蒸馏法蒸馏法l卡尔卡尔费休法（费休法（Karl Fischer)Karl Fischer)第二节第二节 水分的测定水分的测定原理：食品中的水分在原理：食品中的水分在100100105105的条件的条件下受热蒸发，可以根据受热前后的质量下受热蒸发，可以根据受热前后的质量差来确定其含水量。差来确定其含水量。以原样重量以原样重量 -干燥后重量干燥后重量 =水分重量水分重量一一、干燥法、干燥法（一）干燥法的注意事项（一）干燥法的注意事项1、干燥法的前提条件、干燥法的前提条件 水分是唯一的挥发的物质。水分是唯一的挥发的物质。可以较彻底地去除水分。可以较彻底地去除水分。食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引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，对热稳定的起的重量变化非常小，可忽略不计，对热稳定的食品。食品。2 2、操作条件的选择：、操作条件的选择：（1 1）称量瓶的选择）称量瓶的选择 （铝制、玻璃）（铝制、玻璃）称量皿放入烘箱内，盖称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用钳子取出时先盖好盖子，用钳子取，放入干燥器内，冷却后取，放入干燥器内，冷却后称重。称重。注意注意 称样量称样量 样品一般控制样品一般控制在干燥后的残留物在干燥后的残留物为为1.53克。克。干燥设备干燥设备烘箱烘箱普通、真空普通、真空 干燥条件干燥条件干干燥燥温温度度干干燥燥时时间间干燥法必须符合下列条件（对食品而言）：干燥法必须符合下列条件（对食品而言）：水分是唯一挥发成分水分是唯一挥发成分 这就是说在加热时只有水分挥发。这就是说在加热时只有水分挥发。水分挥发要完全水分挥发要完全 对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。样品中结合水都不对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。样品中结合水都不能除掉。因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。能除掉。因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。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。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。高糖高脂肪食品不适应高糖高脂肪食品不适应注：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100100105105下进下进行干燥。行干燥。A A、采集，处理，保存过程中，要防止组分、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。发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。B B、固体样品要磨碎（粉碎）、固体样品要磨碎（粉碎）C.C.液态样品要在水浴上先浓缩，然液态样品要在水浴上先浓缩，然 后进干燥箱。后进干燥箱。样品的预处理（对分析结果影响较大）样品的预处理（对分析结果影响较大）D D、浓稠液体（糖浆、炼乳等）、浓稠液体（糖浆、炼乳等）加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱 原理：原理：利用较低温度，在减压下进行干燥以利用较低温度，在减压下进行干燥以排除水分，样品中被减少的量为样品的水排除水分，样品中被减少的量为样品的水分含量。分含量。本法适用于在本法适用于在100以上加热容易变质以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品。其测定结及含有不易除去结合水的食品。其测定结果比较接近真正水分。果比较接近真正水分。二、蒸馏法二、蒸馏法n原理：原理：把不溶于水的有机溶剂和样品放入把不溶于水的有机溶剂和样品放入蒸馏式水分测定装置中加热，试样中的水蒸馏式水分测定装置中加热，试样中的水分与溶剂蒸汽一起蒸发，把这样的蒸汽在分与溶剂蒸汽一起蒸发，把这样的蒸汽在冷凝管中冷凝，由水分的容量而得到样品冷凝管中冷凝，由水分的容量而得到样品的水分含量。的水分含量。步骤步骤准确称取一定样品准确称取一定样品加入约加入约5075ml有机溶剂有机溶剂加热蒸馏加热蒸馏至水分大部分蒸出后，加快蒸馏速度至水分大部分蒸出后，加快蒸馏速度当刻度管水量不在增加当刻度管水量不在增加读数读数常用的有机溶剂及选择依据常用的有机溶剂及选择依据苯苯甲苯甲苯 二甲苯二甲苯 CClCCl4 4密度密度0.880.880.860.860.860.86 1.59 1.59沸点沸点8080808014014076.876.8常用的有机溶剂有比水轻的，也有比水重的。常用的有机溶剂有比水轻的，也有比水重的。蒸馏法的优缺点蒸馏法的优缺点 优点优点 热交换充分热交换充分 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 设备简单，管理方便设备简单，管理方便 缺点缺点 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 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 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，造成读数误差蒸馏法的适用范围蒸馏法的适用范围o脂肪类食品和除水分外还含有大量挥发物质的食品，如油脂、香辛料等。卡尔费休法是测定各种物质中卡尔费休法是测定各种物质中微量水分微量水分的一种方法，这的一种方法，这种方法自从种方法自从19351935年由卡尔费休提出后，一直采用年由卡尔费休提出后，一直采用I I2 2、SOSO2 2、吡啶、无水吡啶、无水CHCH3 3OHOH（含水量在含水量在0.05%0.05%以下）配制而成，并且以下）配制而成，并且国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分，我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。们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。三、卡尔三、卡尔费休法（费休法（Karl Fischer)原理原理I2+SO2+2H2O H2SO4+2HII2+SO2+H2O+3C5H5N 2C5H5NHI+C5H5NSO3 硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。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。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。nI2+SO2+H2O+3C5H5N+CH3OH 2C5H5NHI+C5H5NSO3 反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定为到达终点。反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定为到达终点。实际操作中：实际操作中：I2：SO2：C5H5N：CH3OH1：3：10：50将将I2、SO2、C5H5N、CH3OH 配在一起成为配在一起成为费休试剂费休试剂。适用范围适用范围总结：方法的比较v原理v样品的性质v预期的目的原理 n烘箱干燥法是将样品中的水分除去，利用测得的剩余固体的质量质量计算水分含量。非水挥发性物质在干燥过程中也有挥发，但与挥发掉的水相比很小，常忽略不计。n蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而水分含量是直接通过测定体积体积来定量。nKarl Fischer 滴定法则基于样品中水分发生化学反应化学反应的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出来。样品的性质 n烘箱干燥法会使某些食品的成分在高温下发生化学变化生成水，或者利用水及其它组分，从而影响水分含量的测定。在较低温度下进行真空干燥可能就可以克服上述问题的发生。n蒸馏技术能最大程度地减少一些食品微量成分的挥发和分解。n对于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用Karl Fischer 滴定法。用途 n烘箱干燥法是干燥各种食品产物的法定方法n在干燥法中，微波干燥、红外干燥最为快捷，直接干燥、化学干燥和真空干燥所需要的时间更长一些。问 题下面的例子中，会不会过高或过低估计被测食品的水分含量？下面的例子中，会不会过高或过低估计被测食品的水分含量？n、热空气干燥时、热空气干燥时 样品颗粒形状太大样品颗粒形状太大 含高浓度挥发性风味化合物含高浓度挥发性风味化合物 脂类氧化脂类氧化 样品具有吸湿性样品具有吸湿性 蔗糖水解蔗糖水解 表面硬皮的形成表面硬皮的形成 含有干燥样品的干燥器未正确密封含有干燥样品的干燥器未正确密封 n、甲苯蒸馏法、甲苯蒸馏法样品中水和溶剂间形成的乳浊液没有分离样品中水和溶剂间形成的乳浊液没有分离 冷凝器中残留水滴冷凝器中残留水滴n、卡尔费休法、卡尔费休法天气非常潮湿时称量起始样品天气非常潮湿时称量起始样品 玻璃器皿不干玻璃器皿不干 样品碾磨得非常粗糙样品碾磨得非常粗糙 食品中富含维生素食品中富含维生素 食品中富含不饱和脂肪酸食品中富含不饱和脂肪酸