食品中水分的测定课件

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水分的水分的测定定食品分院:刘深勇1食品中水分的测定水分的测定概述重量法仪器法2312食品中水分的测定(一)水分的存在状态水分的存在状态水分的存在状态结合水或束合水或束缚水水:自由水或游离水自由水或游离水不可移不可移动水或滞化水水或滞化水毛毛细管水管水自由流自由流动水水一、概述3食品中水分的测定1.自由水(游离水):是靠分子是靠分子间力形成的吸附水。力形成的吸附水。游离水主要存在植物游离水主要存在植物游离水主要存在植物游离水主要存在植物细细胞胞胞胞间间隙,具有水的一切特性,隙,具有水的一切特性,隙,具有水的一切特性,隙,具有水的一切特性,也就是也就是也就是也就是说说100100100100时时水要沸水要沸水要沸水要沸腾腾,0000以下要以下要以下要以下要结结冰,并冰,并冰,并冰,并且易汽化。游离水是食品的主要分散且易汽化。游离水是食品的主要分散且易汽化。游离水是食品的主要分散且易汽化。游离水是食品的主要分散剂剂,可以溶,可以溶,可以溶,可以溶解糖、酸、无机解糖、酸、无机解糖、酸、无机解糖、酸、无机盐盐等,可用等,可用等,可用等,可用简单简单的的的的热热力方法除掉。力方法除掉。力方法除掉。力方法除掉。4食品中水分的测定2 2、亲和水:、亲和水:强极性基极性基团单分子外的水分子分子外的水分子层。存在于存在于存在于存在于细细胞壁或原生胞壁或原生胞壁或原生胞壁或原生质质中,是极性集中,是极性集中,是极性集中,是极性集团团吸附吸附吸附吸附着的水(形成水膜中的水分子)或是与极性分子着的水(形成水膜中的水分子)或是与极性分子着的水(形成水膜中的水分子)或是与极性分子着的水(形成水膜中的水分子)或是与极性分子以微弱以微弱以微弱以微弱氢键结氢键结合的水。蒸合的水。蒸合的水。蒸合的水。蒸发时发时需吸收需吸收需吸收需吸收较较多的能量。多的能量。多的能量。多的能量。5食品中水分的测定3.3.结合水(束缚水):结合水(束缚水):以以氢键结合的水,合的水,结晶水。晶水。大部分和蛋白大部分和蛋白质、淀粉等、淀粉等亲水性胶体水性胶体结合在一合在一起。起。结合力比合力比亲和水的和水的结合力合力强。注意:束注意:束缚水不具有水的特性,所以要除掉水不具有水的特性,所以要除掉这部分部分水是困水是困难的。的。特点:特点:不易不易结冰(冰点冰(冰点为4040)不能作不能作为溶溶质的溶的溶剂 6食品中水分的测定食品中的固形物食品中的固形物指食品内将水分排除后的全部残指食品内将水分排除后的全部残留物,包括蛋白留物,包括蛋白质、脂肪、粗、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、无氮抽出物、灰分等。灰分等。固形物固形物(%)=100%(%)=100%水份(水份(%)不同的食品水分含量相差不同的食品水分含量相差较多。多。7食品中水分的测定(二)水分的测定的意义水分是影响食品水分是影响食品质量的因素,控制水分是保障量的因素,控制水分是保障食品不食品不变质的手段。的手段。在一般情况下要控制水分低一点,防止微生物生长,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。但是并非水分越低越好。8食品中水分的测定(三)测定方法分类1 1、直接法:、直接法:利用水分本身的物理性利用水分本身的物理性质和化学性和化学性质测定定的方法。的方法。如:干燥法、蒸如:干燥法、蒸馏法、卡法、卡尔费休法;休法;9食品中水分的测定2 2、间接法接法:利用食品的物理常数通利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含函数关系确定水分含量。量。如如测相相对密度、折射率、密度、折射率、电导、旋光率等。、旋光率等。直接法比间接法准确度高。10食品中水分的测定(四)测定方法(四)测定方法食品安全国家食品安全国家标准准食品中水分的食品中水分的测定定(GB 5009.32010)中中规定:定:直接干燥法直接干燥法适用于在适用于在101105下,不含或含下,不含或含其他其他挥发性物性物质甚微的谷物及其制品、水甚微的谷物及其制品、水产品、豆制品、豆制品、乳制品、肉制品及品、乳制品、肉制品及卤菜制品等食品中水分的菜制品等食品中水分的测定,定,不适用于水分含量小于不适用于水分含量小于0.5g/100g的的样品。品。减减压干燥法干燥法适用于糖、味精等易分解的食品中水分的适用于糖、味精等易分解的食品中水分的测定,不适用于添加了其它原料的糖果,如奶糖、定,不适用于添加了其它原料的糖果,如奶糖、软糖等糖等试样测定,同定,同时该法不适用于水分含量小于法不适用于水分含量小于0.5g/100g的的样品。品。11食品中水分的测定蒸蒸馏法法适用于含适用于含较多多挥发性物性物质的食品如油脂、香辛的食品如油脂、香辛料等水分的料等水分的测定,不适用于水分含量小于定,不适用于水分含量小于1g/100g的的样品。品。卡卡尔费休法休法适用于所有食品中微量水分的适用于所有食品中微量水分的测定,如定,如适用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脱水果蔬适用于食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脱水果蔬类等等样品中水分的品中水分的测定。定。12食品中水分的测定水分的测定概述重量法重量法仪器法23113食品中水分的测定二、重量法凡操作凡操作过程中包括有称量步程中包括有称量步骤的的测定方法,定方法,统称称为重量法,如烘箱干燥法,重量法,如烘箱干燥法,红外外线干燥法,干燥干燥法,干燥剂法等。法等。14食品中水分的测定水分的测定(一)直接干燥法1 1、原理、原理在一定温度和在一定温度和压力下力下-加加热试样-试样减减失的失的质量量-即水分的即水分的质量。量。即:以原即:以原样质量量-干燥后干燥后质量量=水分水分质量量15食品中水分的测定2 2、适用范适用范围(对食品而言)食品而言):水分是唯一水分是唯一挥发成分成分 就是就是说在加在加热时只有水分只有水分挥发。水分水分挥发要完全要完全对于一些糖和果胶、明胶所形成于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的胶中的结合水,不能合水,不能完全除掉,因完全除掉,因为常常压很很难把把结合水除去,只好用真空干燥除合水除去,只好用真空干燥除去去结合水。合水。食品中其它成分由于受食品中其它成分由于受热而引起的化学而引起的化学变化可以化可以忽略不忽略不计。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95105下进行干燥。16食品中水分的测定3 3、试剂(1 1)6mol/L6mol/L的的盐酸:煮海砂用;酸:煮海砂用;(2 2)6mol/L6mol/L的的氢氧化氧化钠:煮海砂用;:煮海砂用;(3 3)海砂和河砂:)海砂和河砂:用于半固体、粘稠性液体、液体食品。用于半固体、粘稠性液体、液体食品。制备:用水洗去泥土 用盐酸煮 水洗至中性 用氢氧化钠煮 用水洗至中性 烘烘干备用。17食品中水分的测定加海砂的作用:加海砂的作用:防防样品表面品表面结硬壳焦化,使内部水分易于蒸硬壳焦化,使内部水分易于蒸发。增大蒸增大蒸发面面积。说明:无海砂,也可以用无水硫酸明:无海砂,也可以用无水硫酸钠代替代替。18食品中水分的测定4 4、样品的制品的制备样品的品的制制备方法常以食品种方法常以食品种类及存在状及存在状态的的不同而异;不同而异;一般情况下,食品以一般情况下,食品以固固态(如面包、如面包、饼干、乳粉等干、乳粉等)、液液态(如牛乳、果汁等如牛乳、果汁等)和和浓稠稠态(如如炼乳、糖乳、糖浆、果、果酱等)存在。等)存在。19食品中水分的测定a.采集,处理,保存过程中,要防止组采集,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分发生变化,特别要防止水分的丢失或受潮。受潮。b.固体样品要磨碎(粉碎),谷类达固体样品要磨碎(粉碎),谷类达18目,其他目,其他3040目。目。c.液态样品要在水浴上先浓缩,然后液态样品要在水浴上先浓缩,然后进干燥箱。进干燥箱。20食品中水分的测定d.浓稠液体(糖浆、浓稠液体(糖浆、炼乳等):炼乳等):加水稀释,最后要加水稀释,最后要把加入的水除去。把加入的水除去。加入海砂,海砂与加入海砂,海砂与玻璃棒在水浴上干燥玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱,两者要后入干燥箱,两者要知重量。知重量。浓稠稠态样品直接加品直接加热干干燥,其表面易燥,其表面易结硬壳焦硬壳焦化化,使内部水分蒸,使内部水分蒸发受受阻,故在阻,故在测定前,需加定前,需加入入精制海砂或无水硫酸精制海砂或无水硫酸钠,搅拌均匀,以拌均匀,以增大增大蒸蒸发面面积。21食品中水分的测定(1 1)固体)固体样品:品:水分含量在水分含量在1414以下的以下的样品品磨碎磨碎混均混均过筛密密闭保存。保存。注意:注意:为防止水分逸失,防止水分逸失,动作要快,要迅速。作要快,要迅速。蛋糕?蛋糕?22食品中水分的测定水分含量大于水分含量大于1515的的样品品先制成先制成风干干样(6060左右干燥左右干燥4h4h,水分降,水分降到到12%12%14%)14%)粉碎粉碎密密闭保存保存测定。定。23食品中水分的测定例:例:含水量含水量16%的谷类食品,采用的谷类食品,采用两步干燥法。如面两步干燥法。如面包,切成薄片,自包,切成薄片,自然风干然风干1520h,再,再称量,磨碎,过筛,称量,磨碎,过筛,烘干烘干。24食品中水分的测定(2 2)液)液态食品食品先低温先低温浓缩(水浴上)(水浴上)再高温干燥再高温干燥(在干燥箱里)(在干燥箱里)测定。定。原因:液原因:液态样品若直接高温加品若直接高温加热,可因沸,可因沸腾造造成成样品的品的损失。失。25食品中水分的测定5、仪器用具分析天平、烘盒、蒸分析天平、烘盒、蒸发皿、粉碎机、干燥器、皿、粉碎机、干燥器、电烘箱等。烘箱等。烘盒:烘盒:铝质或玻璃的都可以。或玻璃的都可以。测定固体定固体样品品时用。用。蒸蒸发皿:皿:测定液体定液体样品用。品用。干燥器:干燥干燥器:干燥剂(硅胶,(硅胶,蓝绿色有效)色有效)26食品中水分的测定(1 1)称)称样数量:数量:样品一般控制在干燥后的残留物品一般控制在干燥后的残留物为1.51.53 3克;克;固固态、浓稠稠态样品控制在品控制在3355克;克;含水分含水分较高的高的样品控制在品控制在15152020克克27食品中水分的测定 玻璃称量皿玻璃称量皿能耐酸碱,不受能耐酸碱,不受样品性品性质的限制,常的限制,常用于常用于常压干燥法。干燥法。铝制称量盒制称量盒质量量轻,导热性性强,但,但对酸性食品不适酸性食品不适宜,常用于减宜,常用于减压干燥法或原粮水分的干燥法或原粮水分的测定。定。选择称量皿的大小要合适,一般称量皿的大小要合适,一般样品品1/31/3高度。高度。(2 2)称量皿)称量皿规格:格:(铝制、玻璃)制、玻璃)28食品中水分的测定注意:称量皿放入烘箱内,盖子注意:称量皿放入烘箱内,盖子应该打开,斜放在打开,斜放在旁旁边,取出,取出时先迅速盖好盖子,用先迅速盖好盖子,用纸条(或手套)条(或手套)取,放入干燥器内,准确密封,冷却后称重。取,放入干燥器内,准确密封,冷却后称重。29食品中水分的测定30食品中水分的测定31食品中水分的测定32食品中水分的测定水分的测定使用方法:调节需加热温度数值,打开电源开关,加热升温,看箱内温度显示值。箱内温度若比所需温度低,则调节温控旋钮向右;反之,向左旋。至箱内温度与所需温度基本相符。说明:温控旋钮调好后,若测定温度不变,旋钮不能再动。33食品中水分的测定水分的测定6、测定步骤一(固体样品)(1)定温:将烘箱温度预热至10510522。(2 2)烘干铝盒:净烘盒 盖套底下 入105105烘箱烘箱 烘烘0.5h 0.5h 取出取出 冷冷 称称 复复烘烘 冷冷 称称 恒恒质质(两两次次质质量差不超量差不超过过0.002g0.002g).(3)称样:用恒质铝盒、分析天平称样约3g(具体称样量,食品的种类不同,称样量不同).34食品中水分的测定水分的测定(4)烘干试样:烘盒盖套底下105烘3h 3h 取出(盖盖)冷(干燥器内)称 复烘 冷 称 35食品中水分的测定水分的测定6、测定步骤二(半固体。液体样品)(1)恒质蒸发皿蒸发皿洗净加10.00g海砂及1个小玻棒105烘0.5h冷称复烘冷称恒质。(2)称样用恒质蒸发皿准确称样510g,搅匀。36食品中水分的测定水分的测定(3)蒸干沸水浴中蒸干(不断搅拌);(4)烘干擦去皿底水105烘4h冷称复烘冷称恒质。37食品中水分的测定水分的测定7 7、结果计算 水分 100 双试验允许差:0.20.2,求平均值。取小数点一位。采用其它方法测定,结果与此比较相差0.50.5。(烘前盒+样)(烘后盒+样)(烘前盒+样)(盒)38食品中水分的测定8、操作条件的选择:、操作条件的选择:(1)称量瓶的选择)称量瓶的选择 (铝制、玻璃)(铝制、玻璃)玻璃称量皿玻璃称量皿能耐酸碱,不受样品性质的限能耐酸碱,不受样品性质的限 制,常用于常压干燥法。制,常用于常压干燥法。铝制称量盒铝制称量盒质量轻,导热性强,但质量轻,导热性强,但 对酸性食品不适宜,对酸性食品不适宜,常用于常用于 减压干燥法或原粮水分的测定。减压干燥法或原粮水分的测定。选择称量皿的大小要合适,一般样品选择称量皿的大小要合适,一般样品 1/3高度。高度。39食品中水分的测定水分的测定8、操作条件的选择(2)称量控制:一般控制在干燥后的残余物的质量1.53.0g;g;对于水分含量低的固态、浓稠态样品,控制在3 35g5g;对于液态样品,控制在151520g20g为宜。40食品中水分的测定(3)干燥条件干燥温度:一般是95105;对含还原糖较多的食品应先(5060)干燥然后再105加热。对热稳定的谷物可用120130干燥。对于脂肪高的样品,后一次质量可能高于前一次(由于脂肪氧化),应用前一次的数据计算41食品中水分的测定水分的测定干燥时间:两种:一是干燥至恒质,二是规定一定的时间。显然后法不如前法测定结果准确。42食品中水分的测定水分的测定9、测定水分产生误差的原因(1)制样过程中,吸湿与散湿;(2)加热过程中,化学变化;(3)干燥过程中,浓稠样表面结膜,使水分不完全挥发;43食品中水分的测定水分的测定(4)称量速度、烘干时间、冷却时间。烘盒移入干燥器的速度等;(5)称量时勿用手直接接触称量皿,否则产生误差。44食品中水分的测定水分的测定(二)定温定时烘干法1、测定原理样130定时烘干 称 计算 此法是在限定条件下,测得的试样减少的质量,当成了试样水分的质量。45食品中水分的测定水分的测定 通过试验确定:此条件下试样中水分可能未完全挥发,但由于温度高,一些非水成分挥发,二者质量可视为互相抵消。所以,用此法测定必须严守限定条件,做到“四定”。即定温(130130)、定时(40min)40min)、定烘盒规格、定试样量(据烘盒的底面0.126g0.126g计算)46食品中水分的测定水分的测定2 2、仪器用具(同105105恒质法)3 3、操作方法 (1 1)定烘箱温度 (13013022)(2)烘干烘盒:净烘盒盖套底下130烘40min 40min 冷 称 记录数据47食品中水分的测定水分的测定(3 3)称样:据烘盒的面积称样。直径4.5cm称2g,直径5.5cm称3g.(4)烘干试样烘盒盖套底下130烘40min 40min 取出(盖盖)冷(干燥器内)称 记录数据 4 4、结果计算 (同105105恒质法)48食品中水分的测定复习1、电烘箱的使用方法;2、固体样品水分的测定方法:测定温度105,用烘盒。定温测烘盒(2次)称样烘干(2次)称(2次)。3、半固体、液体水分的测定方法:测定温度105,用蒸发皿。定温恒质蒸发皿(加砂)(2次)称样沸水浴中蒸干烘干(2次)。49食品中水分的测定复习4、水分测定的条件的选择.称量瓶、称样量、干燥温度、干燥时间。5、测定水分产生误差的原因。制样、干燥、冷却、称量中等。6、定温定时法测定小麦粉中的水分。“四定”。50食品中水分的测定水分的测定(三)其它测定方法简介1、减压干燥法(1)原理利用压力降低,沸点降低的原理,在一定真空度下加热样品,样在较低温下干燥,样减质量,即水分质量。51食品中水分的测定水分的测定(2)使用范围适用于在100以上加热易分解。变质或不易除去结合水的样品。例如:淀粉制品、豆制品、罐头食品、糖浆、蜂蜜、蔬菜、水果、味精油脂等。52食品中水分的测定(3)仪器:真空电烘箱1真空泵;2三通;3干燥器;4真空烘箱53食品中水分的测定54食品中水分的测定(3)样品测定1、称样,样入真空电烘箱。2、干燥箱连接真空泵,抽真空(53kpa)3、同时加热升温(655)。4、关真空泵,恒温4h。5、开活塞,空气经干燥装置,慢进电烘箱,压力回复。6、开烘箱,取烘盒。7、冷,称,复烘,恒质。55食品中水分的测定说明:1、自箱内压力达规定真空度时开始计时2、一般烘2h,有的样需烘5h.3、恒质:一般两次质量差0.5mg受热易挥发样13mg56食品中水分的测定3、蒸馏法(1)原理 两种互不相溶的液体,二元体系的沸点低于其中各组份分沸点,将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等,共沸蒸出,冷凝并收集馏出液,由于水与其他组分密度不同,馏出液在有刻度的接收管中分层,根据水的体积计算水分含量。例:有关沸点:水 100 100 苯 80.2 80.2 水+苯 69.25 69.25 57食品中水分的测定3、蒸馏法(1)原理(书上)据水分和有机溶剂共沸蒸馏,收集馏出液,由于密度不同,分层,据馏出液体积计算水分百分含量。有关相对密度:(20/4)(20/4)d水=1.00000d苯=0.87900d甲苯=0.8669458食品中水分的测定(2)特点和适用范围 此法为一种高效的换热方法,水分可以被迅速的移去,加热温度比直接干燥法低。另外是在密闭的容器中进行的,设备简单,操作方便,广泛用于各类果蔬、干果,油脂、香料等多种样品的水分的测定。特别是香料,此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。59食品中水分的测定(3)仪器水分蒸馏装置1250mL锥形瓶;2水分接收管;(有刻度)3冷凝管60食品中水分的测定(4)试剂精制甲苯和二甲苯制备:先以水饱和分去水层蒸馏收集馏出液有机溶剂物理常数有机溶剂沸点 共沸混合物20时在 水中的溶解度g/100g沸点/水分含量/苯80.169.38.80.05甲苯110.784.119.60.05二甲苯1399235.80.04四氯化碳76.8664.10.0161食品中水分的测定(5)操作方法称样:(含水25mL)入锥形瓶;加溶剂:5075mL入锥形瓶(浸没样品);连接冷凝管、水分接收管;从冷凝管顶注入溶剂至水分接受管满;62食品中水分的测定(5)操作方法蒸馏:开始2d/s大部水蒸出4d/s水全部蒸出(接受管水体积不变);冲洗冷凝管:(用溶剂)冷凝管壁有水珠,用附有橡皮头的铜丝擦下,再蒸馏,至无水珠。63食品中水分的测定操作注意事项:a.要先接好冷水,且先打开冷凝水。b.试剂苯、甲苯、二甲苯,要预先蒸馏,除去水分备用。c.准确称量适量的样品(估计含水量25ml)。d.加热慢慢蒸馏,使2滴馏出液/每秒。64食品中水分的测定(6)计算:水分(%)=(VW)100V接收管内水的体积,mL;W样品质量,g;65食品中水分的测定4 4、卡尔、卡尔 费休法(费休法(Karl Fischer)Karl Fischer)简称费休法或 K KF F 法。19351935年由卡尔菲休提出的测定水分的定量方法,属于碘量法,是对于测定水分最为准确的化学方法。多年来,许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究,在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面,有许多改进,使该方法日趋成熟与完善。66食品中水分的测定原理利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应,(氧化还原反应)I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI此反应具有可逆性,当生成物 H2SO4 浓度0.05%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)可以。67食品中水分的测定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配在一起的标准溶液称为费休试剂。68食品中水分的测定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,也常作为水分痕量级标准分析方法,也可用于此法校正其他的测定方法。使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。69食品中水分的测定 在食品分析中,能用于含水量从lppm lppm 到接近l00l00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。70食品中水分的测定 主要仪器:KFl型水分测定仪(上海化工研究院制)SDY一84型水分滴定仪(上海医械专机厂制)71食品中水分的测定kF-1水分测定仪72食品中水分的测定kF-1水分测定仪采用卡尔费休水份分析方法(经典方法),分析数据准确可靠,用“永停法”来确定终点。电路设计合理、使用方便,性能可靠。电磁搅拌器采用直流电机无级调速,搅拌速度可以任意调节。滴定系统采用标准磨口,便于不同容量规格的滴定管互换使用。用通过干燥的空气加压排除反应瓶中废液,操作方便,整个操作在密闭系统中进行,安全可靠。73食品中水分的测定容量水分滴定仪74食品中水分的测定试剂:注意:尽量用无水的试剂,有时需要蒸馏后再使用;加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶,或选用费休试剂滴一下;配好费休试剂后,放置2424小时后,进行标定且每天要标定。75食品中水分的测定标定费休试剂有三种方法:是用纯水进行标定。用事先配好的水甲醇标定。用二水合酒石酸钠标定。测定注意:甲醇有毒,操作时注意;费休试剂可分为甲乙液储存。76食品中水分的测定5.其它测定水分方法化学干燥法气相色谱法微波法红外吸收光谱法其它还有声波和超声波法,直流和交流电导率法,介电容量法,核磁共振波谱法,中子法。77食品中水分的测定GB/T5009.32003食品的水分测定1.直接干燥2.减压干燥3.蒸馏78食品中水分的测定本节重点1.什么是结合水?什么是自由水?2.水分的测定方法。3.各种测定方法的原理、仪器。4.卡尔费休法原理、试剂。5.水分活度的测定方法。79食品中水分的测定作业1、试述干燥法测定食品中水分方法的种类、原理及适用范围。2、试述蒸馏法测定食品中水分的原理及适用范围。3、什么是恒质?在水分测定中如何进行恒质操作?80食品中水分的测定此课件下载可自行编辑修改,供参考!感谢您的支持,我们努力做得更好!81食品中水分的测定
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