技術(shù)鏈接：www.cngykj.com

1.掌握蒸發(fā)、干燥、恒重的概念和知識，水分、水分活度等的概念和知識。
2.掌握天平稱量操作，電熱干燥箱、干燥器的正確使用方法；蒸餾裝置的正確使用；
3.掌握水分測定的各種方法，熟練掌握常壓干燥測定水分的操作技能。

水分是食品的天然成分，通常雖不看作營養(yǎng)素，但它是動植物體內(nèi)*的重要成分，具有十分重要的生理
意義。食品中水分含量的多少，直接影響食品的感官性狀，影響膠體狀態(tài)的形成和穩(wěn)定?？刂剖称匪值暮?，可防止食品的腐敗變質(zhì)和營養(yǎng)成分的水解。因此，了解食品水分的含量，能掌握食品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時，增加了其他測定項目數(shù)據(jù)的可比性。在食品中水分存在形態(tài)有三種：即游離水、結(jié)合水和化合水。游離水，指存在于動植物細胞外各種毛細管和腔體中的自由水，包括吸附于食品表面的吸附水；結(jié)合水，指形成食品膠體狀態(tài)的結(jié)合水，如蛋白質(zhì)、淀粉的水合作用和膨潤吸收的水分及糖類、鹽類等形成結(jié)晶水；化合水，指物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中與其他物質(zhì)化合生成新的化合物的水，如碳水化合物中的水。前一種形態(tài)存在的水分，易于分離，后兩種形態(tài)存在的水分，不易分離。如果不加限制地長時間加熱干燥，必然使食物變質(zhì)，影響分析結(jié)果。所以要在一定的溫度、一定的時間和規(guī)定的操作條件下進行測定，方能得到滿意的結(jié)果。測定食品中的水分含量的國家標準方法有：直接干燥法、減壓干燥法和蒸餾法。
二.測定方法(GB 5009.3---85)
本標準適用于各類食品中水分含量的測定。
(一)直接干燥法(*法)
1.原理
食品中的水分一般是指在100±5?C直接干燥的情況下所失去物質(zhì)的總量。直接干燥法適用于在95~105?C下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微的食品。
2.試劑
(1)鹽酸(1+1)
(2)氫氧化鈉溶液(240g/L).
(3)海沙：取用水洗去泥土的海沙或河沙，先用鹽酸(1+1)煮沸0.5h，用水洗至中性，再用氫氧化鈉(240g/L)溶液煮沸0.5h，用水洗至中性，經(jīng)100±5?C干燥備用。
3.操作方法
(1)固體樣品：取潔凈鋁制或玻璃制的扁形稱量瓶，置于100±5?C干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，加熱0.5~1.0h，取出，蓋好，置干燥器內(nèi)冷卻0.5h，稱量，并重復(fù)干燥至恒量。稱取2.00~10.0g切碎或磨細的樣品，放入此稱量瓶中，樣品厚度要約5mm。加蓋，精密稱量后，置100±5?C干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，干燥2-4h后，蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱量。然后放入100±5?C干燥箱中干燥1h左右，取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后再稱量。至前后兩次質(zhì)量差不超過2mg，即為恒量。
(2)半固體或液體樣品：取潔凈的蒸發(fā)皿，內(nèi)加10.0g海沙及一根小玻璃棒，置于100±5?C干燥箱中，干燥0.5~1.0h后取出。放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱量，并重復(fù)干燥至恒量。然后精密稱取5~10g樣品，置于蒸發(fā)皿中，用小玻棒攪勻放在沸水浴上蒸干，并隨時攪拌，擦去皿底的水滴，置100±5?C的干燥箱中干燥4h后蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱量。以下按(1)中自“然后放入100±5?C干燥箱中干燥1h左右”起依法操作。
4.計算
      
式中：X—樣品中水分的含量
，g/100g
m1—稱量瓶(或蒸發(fā)皿加海沙、玻棒)和樣品的質(zhì)量，g；
m2—稱量瓶(或蒸發(fā)皿加海沙、玻棒)和樣品干燥后的質(zhì)量，g；
m3—稱量瓶(或蒸發(fā)皿加海沙、玻棒)的質(zhì)量，g；
5.說明
(1)本法設(shè)備操作簡單，但時間較長，且不適宜膠體、高脂肪、高糖食品及含有較多的高溫易氧化、易揮發(fā)物質(zhì)的食品。
(2)本法測得的水分還包括微量的芳香油、醇、有機酸等揮發(fā)性物質(zhì)。
(3)加入海沙，是為了增大受熱與蒸發(fā)面積，防止食品結(jié)塊，加速水分蒸發(fā)，縮短分析時間。
(4)水分蒸凈與否，無直觀指標，只能依靠恒量來判斷。恒量是指兩次烘烤稱量的質(zhì)量差不超過規(guī)定的毫克數(shù)，一般不超過2mg。
(5)本方法zui低檢出量為0.002g取樣量為2g
時，方法檢出限為0.10g/100g，方法相對誤差≤5%。
(二)減壓干燥法(第二法)
1.原理
食品中的水分指在一定的溫度及壓力的情況下失去物質(zhì)的總量，適用于含糖、味精等易分解的食品。
2.儀器

真空干燥箱。
3.操作方法
按本試驗一中3.中的要求稱取樣品，放入真空干燥箱內(nèi)，將干燥箱連接水泵，抽出干燥箱內(nèi)空氣至所需壓力(一般為40～53kPa)，并同時加熱至所需溫度55±5?C，關(guān)閉通水泵或真空泵上的活塞，停止抽氣，使干燥箱內(nèi)保持一定溫度和壓力，經(jīng)一定時間后，打開活塞，使空氣經(jīng)干燥裝置緩緩?fù)ㄈ胫粮稍锵鋬?nèi)，待壓力恢復(fù)正常后再打開。取出稱量瓶，放入干燥器中0.5h后稱量，并重復(fù)以上操作至恒量。
4.計算

同本試驗一中4.。
5.說明
(1)此法為減壓干燥法，減壓后，水的沸點降低，可以在較低溫度下使水分蒸發(fā)干凈。
(2)本法適用于膠體樣品、高溫易分解的樣品及水分較多的樣品，如淀粉制品、豆制品、罐頭食品、糖漿、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。由于采用較低的蒸發(fā)溫度，可防止含脂肪高的樣品中的脂肪在高溫下氧化；可防止含糖高的樣品在高溫下脫水炭化；也可防止含高溫易分解成分的樣品在高溫下分解。
(3)本法一般選擇壓力為40~53kPa，選擇溫度為50~60?C。但實際應(yīng)用進可根據(jù)樣品性質(zhì)及干燥箱耐壓能力不同的調(diào)整壓力和溫度，如AOAC法中咖啡為：3.3kPa和98～100?C；奶粉：13.3kPa和100?C；干果：13.3kPa和70?C；堅果和堅果制品：13.3kPa和95?C100?C；；糖及蜂蜜：6.7kPa和60?C等。
(三)蒸餾法(第三法)
1.原理
食品中的水分與甲苯或二甲苯共同蒸出，收集餾出液于接收管內(nèi)，根據(jù)體積計算含量。本法適用于含較多其他揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香辛料等水分的測定。
2.試劑
甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水飽和后，分去水層，進行蒸餾，收集餾出液備用。
3.議器
水分測定器：如圖1—1所示。

1—250mL錐形瓶；2—水分接收管，有刻度；3—冷凝管
4．操作方法

稱取適當(dāng)樣品(估計含水2～5mL)，放入250mL錐形瓶中，加入新蒸餾的甲苯(或二甲苯)75mL，連接冷凝管與水分接收管，從冷凝管頂端注入甲苯，裝滿水分接收管。加熱，慢慢蒸餾，使每秒鐘得餾出液2滴，待大部分水分蒸出后，加速蒸餾約每秒鐘4滴，當(dāng)水分全部蒸出后，接收管內(nèi)的水分體積不再增加時，從冷凝管頂端加入甲苯?jīng)_洗。如冷凝管壁附有水滴，可用附有小橡皮頭的銅絲擦下，再蒸餾片刻至接收管上部及冷凝管壁無水滴附著為止，讀取接收管水層的體積。
5．計算
  ……………………(3—3)
式中：X2—樣品中水分的含量，mL/100g；或按水在20?C時密度0.9982g/mL計算質(zhì)量含量；
V—接收管內(nèi)水的體積，mL；
M4—樣品的質(zhì)量，g。
6.說明
(1)本法與干燥法有較大的差別，干燥法是以經(jīng)烘烤干燥后減失的質(zhì)量為依據(jù)，而蒸餾法以蒸餾收集到的水量為準，避免了揮發(fā)性物質(zhì)減失的質(zhì)量對水分測定的誤差及脂肪氧化對水分測定的誤差。因此，適用于含水較多又有較多揮發(fā)性成分的蔬菜、水果、發(fā)酵食品、油脂及香辛料等食品。
(2)此法采用專門的水分蒸餾器。食品中的水分與比水輕同水互不相溶的溶劑如甲苯(沸點110?C)、二甲苯(沸點140?C)、無水汽油(沸點95～120?C)等有機溶劑共同蒸出，冷凝回流于接收管的下部，而有機溶劑在接收管的上部，當(dāng)有機溶劑注入接收管并超過接收管的支管時就回流入錐形瓶中，待水分體積不再增加后，讀取其體積。
(3)一般加熱時要用石棉網(wǎng)，如樣品含糖量高，用油浴加熱較好。
(4)樣品為粉狀或半流體時，先將瓶底鋪滿干潔海沙，再加入樣品及甲苯。
(5)所用甲苯必須無水，也可將甲苯經(jīng)過氯化鈣或無水硫.酸鈉吸水，過濾蒸餾，棄去zui初餾液，收集澄清透明溶液即為無水甲苯。
(6)為避免接受器和冷凝管壁附著水珠，儀器必須干凈。
(7)對不同品種的食品，可以選擇不同蒸餾溶劑，如用正戊醇十二甲苯(129～134?C)(1+1)混合溶劑測定奶酪：甲苯用于測定大多數(shù)香辛料；已烷用于測定辣椒類、蔥類、大蒜和其他含大量糖的香辛料。
三、參考方法
食品中水分的測定方法在zui近20年的研究中取得了很大進展，建立了多種快速檢測新技術(shù)，主要的快速方法有鹵素快速水分儀(熱解法)卡爾—費休法、近紅外分光光度法和微波爐法等。
(一)、卡爾—費休法(KarL Fischer法)
   本方法適用于奶油巧克力、糖果包衣、除堿性或氧化樣品以外的油脂樣品、以及糖蜜等。
1.原理
Kar Fischer 法測定微量水分，是碘量法在非水滴定中的一各應(yīng)用。滴定劑是碘(I2)、二氧化硫(SO2)、吡啶(CH3OH)按一定比例組成的溶液，稱為KarL Fischer試劑。反應(yīng)式為：

I2+SO2+3C5H5N+CH3OH+H2O→CH2N+C5H5N
通常用純水作為基準物標定KarL Fischer試劑，以碘(I2)為自身指示劑。采用永停法指示終點。.
2.儀器和試劑
(1)KarL Fischer滴定裝置：手動或自動的，配有攪拌器。
(2)注射管：1mL帶針頭(0~40單位胰島素類型是適宜的)和10mL無針頭注射管(一次性的塑料注射管是適宜的)。
(3)KarL Fischer試劑：穩(wěn)定性好，每毫升度劑約相當(dāng)于5mg水，可用可靠的成品或如下方法制備：在干燥的帶塞玻璃瓶中溶解133g碘(I2)于425mL無水乙二醇甲基醚，放在冰浴上冷卻卻至4℃，然后通入102~105g二氧化硫；混勻，放置12h。通常該試劑是穩(wěn)定的，但每一組測定都要標定，將50mL分析純甲酰胺置于內(nèi)有磁性攪拌器的200mL berzeLius燒杯中，放在滴定儀上進行滴定(在接近終點時，減慢滴定速度，直至加入0.1mL滴定劑使指針右轉(zhuǎn)至零時,停止滴定60s)。迅速加入準確稱量的二水合酒石酸鈉(Na2C4H4O6•2H2O)0.250~0.350g,立即滴定到相同的終點。重復(fù)滴定，并計算平均值。
試劑中水分含量計算：
m=W×0.1566…………………………………(3-4)
式中：m——每毫升試劑中沙丘質(zhì)量，mg/mL；
W——二水合酒石酸鈉(Na2C4H4O6•2H2O)的質(zhì)量，mg;
0．1566——1mg二水合酒石酸鈉(Na2C4H4O6•2H2O)相當(dāng)于0.1566mg水.
(4)KarL Fischer試劑的稀釋劑：2-甲氧基乙醇+吡啶(4+1)。
(5)樣品溶劑：無水三氯甲烷+無水甲醇(1+1)。
3.測定
KarL Fischer試劑的標定：用不1mL注射管(5個刻度)將準確稱取的125mg水注入30~50mL預(yù)滴定過的溶劑中(除注入水時外，注射管的針帽要一直罩上，避免水分蒸發(fā))。用KarL Fischer試劑滴定至近終點，然后每次滴加0.1mL,直至達到滴定終點并保持1min(通常大于50µA)。

KarL Fischer試劑濃度計算：
…………………(3-5)
式中：X1——每毫升KarL Fischer試劑消耗水的質(zhì)量，mg/mL；
m1 ——水的質(zhì)量，mg；
V1——KarL Fischer試劑消耗的體積，mL.
將封閉的WiirL-pak袋放于400mL燒杯內(nèi)，裝入試樣，置于40+(-)2℃烘箱中使試樣熔化不大于2h，充分混合，先緩緩擠壓袋子，后用玻璃棒或刮勺攪拌約1min。用10mL注射管取出一部分，稱量，將約含100mg水的部分加到30~50mL預(yù)先滴定過的樣品溶劑中，重新準確稱量。按上述標定操作進行滴定。
4.計算

X2=
式中X2——樣品中水的含量，mg/100mg;
V2——消耗KarL Fischer試劑的體積，mL;
m2——樣品的質(zhì)量，mg
X1——每毫升KarL Fischer試劑消耗水的質(zhì)量，mg/mL。
5說明
(1)本法為測定食品中微量水分的方法，如果食品中含有氧化劑、還原劑、堿性氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硼酸等，都會與KarL Fischer試劑所含組分起反應(yīng)，干擾測定
(2)本法所用儀器一般用手動或自動的KarL fischer滴事實上儀。一般有：能自動校零的滴定管；試劑貯存器；磁攪拌器；滴定溶器(建議用300mL BerzeLius燒杯，它底部側(cè)面有個活護，以防空氣中水的污染。各滴定設(shè)備可在商店購買，也可組裝。成品滴定儀有Fischer Scientific Co.36型手控K-F滴事實上儀，可供選擇。
(3)滴定儀的調(diào)節(jié)與使用注意事項：組裝滴定儀并按制造者的說明調(diào)節(jié)好，待用于直接滴定。調(diào)節(jié)定時器至30s終點。加入足夠的無水甲醇蓋過電極探測點上的電極并啟動攪拌器。調(diào)節(jié)速度，以使攪拌充分又不飛濺，勿讓攪拌棒觸及電極，滴定至達到滿意的終點。新裝配的儀器或較長時間未使用的儀器需要重復(fù)此步驟以干燥體系。
(4)當(dāng)進行樣品測定時，若在兩個樣品滴定之間有較長的時間間隔，則在加入下次一個樣品之前，用試劑滴事實上來調(diào)節(jié)滴定瓶中液體至終點。
(5)本法為AOAC的方法，于1977年通過。
(二)近紅外分光光度法
本方法適用于測定干菜類食品中的水分。
1、樣品的制備
    樣品磨碎，過30號篩，保存于密閉容器里，
2、儀器
    分光光度計：Bakman Instruments DK2A(或相當(dāng)?shù)?/span>)近紅外記錄式儀器。
3、標準曲線的繪制
    準備稱取200，300，400，500和600mg水，分別放入125mL具玻璃塞錐形容里。各移加100mL一甲基甲酰胺(DMF)。以同量的DMF作參比，以石英池為比色杯，測DMF參比溶液在1.8~2.1µm范圍的全波長吸光度,在出現(xiàn)zui小吸收的二點間(約1.28和2.0µm)劃基線;zui大吸收的吸光度為A.(約在1.29 µm處).以此為液長測定各種準溶液的吸光度為A1,經(jīng)基線校正的zui大吸光度為A2(A2= A1-A0),并與相應(yīng)的每100mLDMF中水的質(zhì)量(mg)繪制標準曲線.
4.測定
    準確稱取含水70~100mg的樣品放入具玻塞錐表燒瓶里.吸加20mLDMF,塞緊瓶塞.在90±1℃恒溫箱中加熱601min。取出后機械振蕩10min，準卻到室溫。將溶液潷入具玻塞璃心管，以1500r/min速度離心至溶液澄清(約5min)，按標準曲線的繪制方法測定樣品溶液中的A1，并計算經(jīng)基線校正的zui大吸光度A2。從標準曲線上查得水的含量，計算樣品中的水分。
5.計算
                   ……………………………………(3—7)
式中：X——樣品中水的含量，mg/100mg;
——從標準曲線上查得水的含量，mg;
m ——樣品的質(zhì)量，mg;
6.說明
本法為測定微量水的方法，適用于含水量少的食品，如干菜類等。
(1)
測定中所用全部玻璃儀器均應(yīng)烘干。
(2)
所用二甲基甲酰胺(DMF)必須無水。
(3)
本法為AOAC法，于1969年zui后通過。
(三)快速微波能干燥法
1、原理
用微波能把水分從樣品中去除。在干燥前和干燥后用電子天平讀數(shù)來測定失重并且用帶有數(shù)字百分讀數(shù)的微處理機將失重換算成水分含量。
2、儀器
(1)微波水分分析儀：儀器zui低檢出量為0.2mg水分。水分/固體范圍0.1％…99.9％，讀數(shù)精度0.01％，包括自動配衡的電子天平，微波干燥系統(tǒng)和數(shù)字微處理機。電子天平的秤盤裝在干燥室內(nèi)[天平的感量：載荷15g時為0.2mg，或載荷40g時為1mg(CEM Corp.，P.O.Box 200,Matthews,NC,28106)或相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品]。
(2)玻璃纖維墊：9.8cm×10.2cm長方形玻璃纖維墊(CEM Corp)或相當(dāng)?shù)摹Ｊ褂们霸谖⒉t內(nèi)進行干燥。
(3)大球形移液管：6in.,BeraL No.028-795(Curtin Matheson Scientific Inc.),a或相當(dāng)?shù)摹?/span>
(3)刮鏟：塑料或包以聚四氟乙烯(TefLon).
3、樣品的制備
(1)奶酪：將楔形塊關(guān)樣品切成條，通過食品切碎機三次。也可將楔形樣品放在食品切碎機內(nèi)搗碎(任選方法)，或切割成很細，再充分混合。對于含奶油的松軟白奶酪或類似奶酪，在低于15℃取300-600g，放入高速均質(zhì)杯內(nèi)，按得到均質(zhì)混合物的zui少時間進行均質(zhì)。zui終溫度應(yīng)不高于25℃。這需要經(jīng)常停頓均質(zhì)器，并用小勺將奶酪舀回到攪刀中之后再開啟均質(zhì)器(在線路中使用可變變壓器，以便在初檔上可以有低速，而后速度再加快)。
a)肉和肉制品：為了防止在制備樣品時及隨后的操作中水的損失，不要用少量樣品。磨碎的樣品要保存在玻璃或類似的容器中，容器帶蓋，不漏氣，不漏水。制備分析用樣品的步驟如下：
①新鮮肉、干肉、腌肉和熏肉等：盡可能剔去所有骨頭，迅速通過食品切碎機三次。切碎機出口板上的孔徑≤3mm(1/18”)。每通過切碎貢一次，要充分混合，通過三次并混合均勻后，要立即進行所有項目的測定。
②罐裝肉：將罐內(nèi)的所有內(nèi)容物，按(1)在通過食品切碎機或斬拌機。
③香腸：從腸衣中取出內(nèi)容物，按(1)通過食品切碎機或斬拌機。
b)番茄制品
①番茄計：取4g。
②番茄濃湯：固形物為10%~15%取2g。
③番茄醬：固形物達30%。用水按下列方法之一進行1+1稀釋(W/W),在微型杯攪碎機中攪拌，在密閉瓶中振搖，④用橡膠刮鏟攪混。取2g稀釋樣。
⑤番茄醬：固形物為30%以上。按③制備充分混勻的稀釋樣(1+3，W/W)。取2g稀釋樣。
4、測定
  待測樣品的按要求先制備好。將帶有玻璃纖維墊和聚四氟乙烯(TdfLon)平皿置于微波爐內(nèi)部的稱量器上，去皮重后調(diào)至零點。將10.00g樣品均勻涂布于平皿的表面，在聚四氟乙烯(TdfLon)圈上蓋以玻璃紙，將平甲皿放在微波爐膛內(nèi)的聽稱量臺上。關(guān)上上爐門，將定時器定在2.25min，電源定在74單位。起動檢測器，當(dāng)儀器停止后，直接讀取樣品中水分的百分含量。
定期地按樣品分析要求進行校正，當(dāng)一此些樣品所得值超過2倍標準偏差時，才有必要調(diào)整，調(diào)整時間和電源使之保持相應(yīng)的值。
5、說明
(1)本法是近年發(fā)展的新技術(shù)，適用于奶酷、肉及肉制品、番茄制品等食品中的水分測定。
(2)對不同品種食品，時間設(shè)定與能量比率均有不同：奶酷食品，電源能量定為74%單位，定時器定在2.25min;肉及肉制品電源微波能量定于80%~100%單位，定時為3~5min;加工番茄制品電源微波能量定于100%，定時為4min?？傊?，使用的微波能量和時間取決于食品的類型。
(3)對某些不同種類的產(chǎn)品，需要附加調(diào)整系數(shù)來取得準確的結(jié)果數(shù)據(jù)。例如：熟香腸、混合肉餡，腌、熏、曬、烤等方法加工處理過的熟肉，系數(shù)為0.55%。
(4)本法為AOAC方法，于1985年通過。