54食品分析第六章水分和水分活度值的测定解析

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,*,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淌。,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。,固形物(%)=100%水份%,食品中的固形物指食品内将水分排解后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。,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。,三、水分的测定的意义,1.水分是影响食品质量的因素，掌握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根底上其他分析的测定结果,其次节 水分的测定一、枯燥法,以原样重量-枯燥后重量=水分重量,一枯燥法的留意事项,1、枯燥法的前提条件,样品本身要符合三项条件：,水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性 成分极微。,水分的排解状况很完全，即含胶态物质、含结 合水量少。由于常压很难把结合水除去，只好用真空枯燥除去结合水。,食品中其他组分在加热过程中发生化学反响引起的重量变化特别小，可无视不计，对热稳定的食品。,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，常用于常压枯燥法。,铝制称量盒质量轻，导热性强，但,对酸性食品不适宜，常用于,减压枯燥法或原粮水分的测定。,选择称量皿的大小要适宜，一般样品1/3高度。,称量皿放入烘箱内，盖子应当翻开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入枯燥器内，冷却后称重。,称样量,样品一般掌握在枯燥后的残留物为1.53克；,固态、浓稠态样品掌握在 35 克；,含水分较高的样品掌握在 1520 克；,枯燥设备,烘箱,电热烘箱有各种形式，对流式、强力循环通风式。,一般烘箱；强力通风烘箱 真空枯燥烘箱,枯燥器,枯燥条件,枯燥温度：,一般是 95105；对含复原糖较多的食品应先5060枯燥然后再105加热。,2.对热稳定的谷物可用120130 枯燥。,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。,枯燥时间：,恒重最终两次重量之差 2 mg。,根本保证水分蒸发完全。,规定时间依据阅历，准确度要求不高。,对于易结块或形成硬皮的样品要参加定量的海砂。,二直接枯燥法常压枯燥法,1.原理：,在肯定的温度95105和120130 和常压下，将样品在烘箱中加热枯燥，除去水分，枯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。,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。,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。,常压枯燥法操作过程,烘箱预热,称量皿恒重m3,准确称样+称量皿 m1,枯燥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,三 减压枯燥法,1 原理：承受较低的温度，在减压条件下蒸发排解样品中的水分，依据枯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枯燥箱内，翻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。,咖啡,乳粉,干果,坚果,糖和蜂蜜,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,依据水的体积计算水分含量。,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,特点和使用范围,1.此法为一种高效的换热方法，水分可以被快速的移去，,加热温度比直接枯燥法低。,2.以蒸馏收集到的水量为准，避开了挥发性物质削减的质,量的干扰。,3.另外是在密闭的容器中进展的，设备简洁，操作便利，,广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。,特殊是香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。,2操作步骤,样品置于蒸馏瓶中，并用溶剂完全浸泡,开头时渐渐加热，然后再加速让其沸腾、蒸馏,从冷凝管顶端注入溶剂，并使之布满双向水接收管,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,a.要先接好冷水，且先翻开冷凝水。,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量含水量25ml。,d.加热渐渐蒸馏，使2滴馏出液/每秒。,操作留意事项,计算,水分%=(V W)100,V接收管内水的体积。,W样品质量。,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，很多分析工作者对此方法进展了较为全面的争论，在反响的化学计量、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，有很多改进，使该方法日趋成熟与完善。,1.原理,利用I2氧化SO2时需要有肯定的水参与反响氧化复原反响,I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI,吡啶C5H5N作用：此反响具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度0.05%时，即发生可逆反响，要使反响顺当向右进展，要参加适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶C5H5N可以。,2.I2+SO2+H2O+3C5H5N,2C5H5NHI+C5H5NSO3,氢碘酸吡啶 硫酸吡啶,硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反响，形成干扰。假设有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。,3.卡尔费休试剂KFR:,I2、SO2、C5H5N 以1：3：10的比例溶解在CH3OH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枯燥的磨口棕色瓶中，参加85g碘4.3，盖紧瓶塞，振摇至碘全部溶解，参加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。,4.KFPeq：卡尔费休试剂对水的等价值，表示与1mLKFR试剂完全反响的水分含量值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.,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枯燥法，可用于校正其它方法。,是测定脂肪和油品中痕量水分的抱负方法。,适用范围,主要仪器：,KFl 型水分测定仪(上海化工争论院制),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，参加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，进展标定且每天要标定。,测定留意：,1、甲醇有毒，操作时留意；,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响使结果偏高;,4、样品细度一般应到达40目，以便水分能被完全萃取。,5.其它测定水分方法,化学枯燥法,气相色谱法,微波法,红外吸取光谱法,其它还有声波和超声波法，直流和沟通电导率法，介电容量法，核磁共振波谱法，中子法。,GB/T 5009.32023 食品的水分测定,1.直接枯燥,2.减压枯燥,3.蒸馏,水分活度:表示食品中水分存在的状态，反响水与食品的结合或游离程度。,Aw结合程度，Aw结合程度。Aw影响色、香、味保存期。,一般，同种食品水分含量，Aw值。,3 水分活度值的测定,定义：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。,逸度溶液中水逸出的趋势、力量。,f=p逸度系数。,Aw=f水/f纯水 p水分压/p纯水分压=EQH/100,二、水分活度值的测定方法,一 Aw测定仪法；,二 集中法；,三 溶剂萃取法。,溶剂萃取法,原理：在肯定的温度下，苯所萃取出的水量与样品中水相的水分活度成正比。,操作：,用苯来萃取样品中的水,用卡尔费休水分测定仪测定苯中的水分含量,计算：,AwVn/V0*10,第五章 重点,什么是结合水？什么是自由水？,水分的测定方法。,各种测定方法的原理、仪器。,卡尔费休法原理、试剂。,水分活度的测定方法。,