食品分析第六章水分和水分活度值的测定解析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/3/1,*,*,第六章 水分和水分活度值的测定,第一节 概述,水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。,一、食品中水分的存在形式,自由水,（游离水）在被截留区域内可以自由流动。,亲和水,强极性基团单分子外的水分子层和非水组分中的弱极性基团结合的水。,结合水,（束缚水）以氢键结合的水及结晶水。,2021/3/1,1,第六章 水分和水分活度值的测定第一节 概述202,固形物(%)=100%水份（%）,食品中的固形物指食品内将水分排除后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。,2021/3/1,2,固形物(%)=100%水份（%）,二、水分的测定方法,直接法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、卡尔费休法、化学方法。,间接法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、电导率、旋光度等。,直接法比间接法准确度高。,2021/3/1,3,二、水分的测定方法 直接法利用水分本身的物理性质,三、水分的测定的意义,1.水分是影响食品质量的因素，控制水分是保障食品不变质的手段之一。,2.水分含量数据可用于表示样品在同一计量基础上其他分析的测定结果,2021/3/1,4,三、水分的测定的意义1.水分是影响食品质量的因素，控制水,第二节 水分的测定,一、干燥法,以原样重量-干燥后重量=水分重量,2021/3/1,5,第二节 水分的测定一、干燥法 2021/,（一）干燥法的注意事项,1、干燥法的前提条件,样品本身要符合三项条件：,2021/3/1,6,（一）干燥法的注意事项2021/3/16,水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性 成分极微。,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，只好用真空干燥除去结合水。,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。,2021/3/1,7,水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性,2、操作条件的选择：,（1）称量瓶的选择 （铝制、玻璃）,玻璃称量皿能耐酸碱，不受样品性质的限,制，常用于常压干燥法。,铝制称量盒质量轻，导热性强，但,对酸性食品不适宜，,常用于,减压干燥法或原粮水分的测定。,选择称量皿的大小要合适，一般样品1/3高度。,2021/3/1,8,2、操作条件的选择：2021/3/18,称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。,2021/3/1,9,称量皿放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先,称样量,样品一般控制在干燥后的残留物为1.53克；,固态、浓稠态样品控制在 35 克；,含水分较高的样品控制在 1520 克；,2021/3/1,10,称样量 2021/3/110,干燥设备,烘箱,电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风式。,普通烘箱；强力通风烘箱 真空干燥烘箱,干燥器,2021/3/1,11,干燥设备干燥器2021/3/111,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。,2.对热稳定的谷物可用120130 干燥。,3.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。,2021/3/1,12,干燥条件干燥温度：2021/3/112,干燥时间：,恒重,最后两次重量之差 2 mg。,基本保证水分蒸发完全。,规定时间,根据经验，准确度要求不高。,对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。,2021/3/1,13,干燥时间：2021/3/113,（二）直接干燥法（常压干燥法）,1.原理：,在一定的温度（95105）和（120130 ）和常压下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。,2.适用范围：,3.样品的制备、测定及结果计算。,2021/3/1,14,（二）直接干燥法（常压干燥法）2021/3/114,样品的预处理（对分析结果影响较大）,a.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。,b.固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他3040目。,c.液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，不然烘箱受不了。,2021/3/1,15,a.采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防,d.浓稠液体（糖浆、炼乳等）：,加水稀释，最后要把加入的水除去。,加入海砂，海砂与玻璃棒在水浴上干燥后入干燥箱，两者要知重量。,e.含水量16%的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，自然风干1520h，再称量，磨碎，过筛，烘干。,2021/3/1,16,d.浓稠液体（糖浆、炼乳等）：e.含水量16%的谷类,常压干燥法操作过程,烘箱预热,称量皿恒重m3,准确称样+称量皿 m1,干燥1h,冷却30min,称量,准确称样+称量皿重 m2。,水分的计算：,水分%=(m1-m2)/(m1-m3)100%,至恒重,前后两次质量差不超过2mg,恒重,2021/3/1,17,常压干燥法操作过程烘箱预热称量皿恒重m3准确称样+称量皿,（三）减压干燥法,（1）原理：采用较低的温度，在减压条件下蒸发排除样品中的水分，根据干燥前后样品所失去的质量计算样品的水分含量。,（2）操作：将准确称好的样品放入真空干燥箱内，打开真空泵抽出烘箱内空气至所需的压力，如烘箱密封得好，要重新紧一次门的开关螺栓。,2021/3/1,18,（三）减压干燥法2021/3/118,2021/3/1,19,2021/3/119,2021/3/1,20,2021/3/120,咖啡,乳粉,干果,坚果,糖和蜂蜜,2021/3/1,21,咖啡2021/3/121,二、蒸馏法,（应用广泛的为共沸蒸馏）,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。,2021/3/1,22,二、蒸馏法（应用广泛的为共沸蒸馏）原理：,例：有关沸点：水 100,苯 80.2,水+苯 69.25,有关相对密度：(20/4),d,水,=0.998230 d,苯,=0.87900 d,甲苯,=0.86694,2021/3/1,23,例：有关沸点：水 1002021/3/123,特点和使用范围,1.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。,2.以蒸馏收集到的水量为准，避免了挥发性物质减少的质,量的干扰。,3.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、油类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。,2021/3/1,24,特点和使用范围2021/3/124,2021/3/1,25,2021/3/125,（2）操作步骤,样品置于蒸馏瓶中，并用溶剂完全浸泡,开始时慢慢加热，然后再加速让其沸腾、蒸馏,从冷凝管顶端注入溶剂，并使之充满双向水接收管,蒸馏约1h,用滴管刷和金属丝去除附壁水滴，并用甲苯冲洗,让仪器冷却到环境温度,读数,2021/3/1,26,（2）操作步骤样品置于蒸馏瓶中，并用溶剂完全浸泡开始时慢慢加,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。,操作注意事项,2021/3/1,27,a.要先接好冷水，且先打开冷凝水。操作注意事项202,计算,水分（%）=(V W)100,V接收管内水的体积。,W样品质量。,2021/3/1,28,计算水分（%）=(V W)1002021/3,三、卡尔费休法（Karl Fischer，K-F),1935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。,2021/3/1,29,三、卡尔费休法（Karl Fischer，K-F)2,1.原理,利用I,2,氧化SO,2,时需要有一定的水参加反应（氧化还原反应）,I,2,+SO,2,+2H,2,O H,2,SO,4,+2HI,吡啶（C,5,H,5,N）作用：,此反应具有可逆性，当生成物 H,2,SO,4,浓度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（C,5,H,5,N）可以。,2021/3/1,30,1.原理2021/3/130,2.I,2,+SO,2,+H,2,O+3C,5,H,5,N,2C,5,H,5,N,HI,+C,5,H,5,N,SO,3,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。,2021/3/1,31,2.I2+SO2+H2O+3C5H5N,3.卡尔费休试剂（KFR）:,I,2、,SO,2、,C,5,H,5,N 以1：3：10的比例溶解在CH,3,OH溶液中。,卡尔费休试剂：量取670ml，甲醇（4.1）或乙二醇甲醚（4.2）于1000ml干燥的磨口棕色瓶中，加入85g碘（4.3），盖紧瓶塞，振摇至碘全部溶解，加入270ml吡啶（4.4），摇匀，于冰水浴中冷却，缓慢通入二氧化硫（4.5），使增重达65g左右，盖紧瓶塞，摇匀，于暗处放置24h以上。,2021/3/1,32,3.卡尔费休试剂（KFR）:卡尔费休试剂：量取670ml,4.KFPeq：卡尔费休试剂对水的等价值，表示与1mLKFR试剂完全反应的水分含量值（mg/mL）。1mL试剂相当于3.5mg水。,标定方法：纯水法、甲醇水标准试剂和二水合酒石酸钠法。,水分含量KFPeqV100/m,V滴定样品所用的KFR试剂体积，mL；,m-样品质量mg.,2021/3/1,33,4.KFPeq：卡尔费休试剂对水的等价值，表示与1mLKF,2021/3/1,34,2021/3/134,在食品分析中，能用于含水量从lppm 到接近l00的样品的测定。是水分痕量级标准分析方法。,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，可用于校正其它方法。,是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。,适用范围,2021/3/1,35,在食品分析中，能用于含水量从lppm 到接近l00的样品的,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),试剂：,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，配好费林试剂后，放置24小时后，进行标定且每天要标定。,2021/3/1,36,主要仪器：2021/3/136,测定注意：,1、甲醇有毒，操作时注意；,2、费休试剂可分为甲乙液储存（甲液：吡啶、甲醇、二氧化硫；乙液：碘的甲醇溶液）；,3、食品中的易被氧化物质、羰基化和物会使水分含量测定值偏高，不饱和脂肪酸和碘能反应使结果偏高;,4、样品细度一般应达到40目，以便水分能被完全萃取。,2021/3/1,37,测定注意：2021/3/137,5.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。,2021/3/1,38,5.其它测定水分方法2021/3/138,GB/T 5009.32003 食品的水分测定,1.直接干燥,2.减压干燥,3.蒸馏,2021/3/1,39,GB/T 5009.32003 食品的水分测定2021,水分活