食品中水分的测定.ppt

水分的测定 食品分院 刘深勇 水分的测定 概述 重量法 仪器法 2 3 1 一 水分的存在状态 一 概述 1 自由水 游离水 是靠分子间力形成的吸附水 游离水主要存在植物细胞间隙 具有水的一切特性 也就是说100 时水要沸腾 0 以下要结冰 并且易汽化 游离水是食品的主要分散剂 可以溶解糖 酸 无机盐等 可用简单的热力方法除掉 2 亲和水 强极性基团单分子外的水分子层 存在于细胞壁或原生质中 是极性集团吸附着的水 形成水膜中的水分子 或是与极性分子以微弱氢键结合的水 蒸发时需吸收较多的能量 3 结合水 束缚水 以氢键结合的水 结晶水 大部分和蛋白质 淀粉等亲水性胶体结合在一起 结合力比亲和水的结合力强 注意 束缚水不具有水的特性 所以要除掉这部分水是困难的 特点 不易结冰 冰点为 40 不能作为溶质的溶剂 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 固形物 100 水份 不同的食品水分含量相差较多 二 水分的测定的意义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 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 三 测定方法分类1 直接法 利用水分本身的物理性质和化学性质测定的方法 如 干燥法 蒸馏法 卡尔 费休法 2 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 旋光率等 直接法比间接法准确度高 四 测定方法 食品安全国家标准 食品中水分的测定 GB5009 3 2010 中规定 直接干燥法适用于在101 105 下 不含或含其他挥发性物质甚微的谷物及其制品 水产品 豆制品 乳制品 肉制品及卤菜制品等食品中水分的测定 不适用于水分含量小于0 5g 100g的样品 减压干燥法适用于糖 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 软糖等试样测定 同时该法不适用于水分含量小于0 5g 100g的样品 蒸馏法适用于含较多挥发性物质的食品如油脂 香辛料等水分的测定 不适用于水分含量小于1g 100g的样品 卡尔 费休法适用于所有食品中微量水分的测定 如适用于食品中糖果 巧克力 油脂 乳糖和脱水果蔬类等样品中水分的测定 水分的测定 概述 重量法 仪器法 2 3 1 二 重量法 凡操作过程中包括有称量步骤的测定方法 统称为重量法 如烘箱干燥法 红外线干燥法 干燥剂法等 水分的测定 一 直接干燥法1 原理在一定温度和压力下 加热试样 试样减失的质量 即水分的质量 即 以原样质量 干燥后质量 水分质量 2 适用范围 对食品而言 水分是唯一挥发成分就是说在加热时只有水分挥发 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 不能完全除掉 因为常压很难把结合水除去 只好用真空干燥除去结合水 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计 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95 105 下进行干燥 3 试剂 1 6mol L的盐酸 煮海砂用 2 6mol L的氢氧化钠 煮海砂用 3 海砂和河砂 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 烘干备用 加海砂的作用 防样品表面结硬壳焦化 使内部水分易于蒸发 增大蒸发面积 说明 无海砂 也可以用无水硫酸钠代替 4 样品的制备样品的制备方法常以食品种类及存在状态的不同而异 一般情况下 食品以固态 如面包 饼干 乳粉等 液态 如牛乳 果汁等 和浓稠态 如炼乳 糖浆 果酱等 存在 浓稠态样品直接加热干燥 其表面易结硬壳焦化 使内部水分蒸发受阻 故在测定前 需加入精制海砂或无水硫酸钠 搅拌均匀 以增大蒸发面积 1 固体样品 水分含量在14 以下的样品磨碎混均过筛密闭保存 注意 为防止水分逸失 动作要快 要迅速 蛋糕 水分含量大于15 的样品先制成风干样 60 左右干燥4h 水分降到12 14 粉碎密闭保存测定 2 液态食品先低温浓缩 水浴上 再高温干燥 在干燥箱里 测定 原因 液态样品若直接高温加热 可因沸腾造成样品的损失 5 仪器用具分析天平 烘盒 蒸发皿 粉碎机 干燥器 电烘箱等 烘盒 铝质或玻璃的都可以 测定固体样品时用 蒸发皿 测定液体样品用 干燥器 干燥剂 硅胶 蓝绿色有效 1 称样数量 样品一般控制在干燥后的残留物为1 5 3克 固态 浓稠态样品控制在3 5克 含水分较高的样品控制在15 20克 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 2 称量皿规格 铝制 玻璃 注意 称量皿放入烘箱内 盖子应该打开 斜放在旁边 取出时先迅速盖好盖子 用纸条 或手套 取 放入干燥器内 准确密封 冷却后称重 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 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105 2 2 烘干铝盒 净烘盒 盖套底下 入105 烘箱 烘0 5h 取出 冷 称 复烘 冷 称 恒质 两次质量差不超过0 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 水分的测定 4 烘干试样 烘盒盖套底下105 烘3h取出 盖盖 冷 干燥器内 称复烘冷称 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5 10g 搅匀 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 水分的测定 7 结果计算水分 100双试验允许差 0 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 5 烘前盒 样 烘后盒 样 烘前盒 样 盒 8 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 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 5 3 0g 对于水分含量低的固态 浓稠态样品 控制在3 5g 对于液态样品 控制在15 20g为宜 3 干燥条件干燥温度 一般是95 105 对含还原糖较多的食品应先 50 60 干燥然后再105 加热 对热稳定的谷物可用120 130 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 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 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 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 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 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 130 定时 40min 定烘盒规格 定试样量 据烘盒的底面 0 126g计算 水分的测定 2 仪器用具 同105 恒质法 3 操作方法 1 定烘箱温度 130 2 2 烘干烘盒 净烘盒盖套底下130 烘40min冷称记录数据 水分的测定 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 取出 盖盖 冷 干燥器内 称 记录数据4 结果计算 同105 恒质法 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 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 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 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 3 仪器 真空电烘箱 1 真空泵 2 三通 3 干燥器 4 真空烘箱 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 65 5 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 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 1 3mg 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 苯 80 2 水 苯 69 25 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 d水 1 00000d苯 0 87900d甲苯 0 86694 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 3 仪器水分蒸馏装置 1 250mL锥形瓶 2 水分接收管 有刻度 3 冷凝管 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 5 操作方法 称样 含水2 5mL 入锥形瓶 加溶剂 50 75mL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 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 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2 5ml d 加热慢慢蒸馏 使2滴馏出液 每秒 6 计算 水分 V W 100V 接收管内水的体积 mL W 样品质量 g 4 卡尔 费休法 KarlFischer 简称费休法或K F法 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 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 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 I2 SO2 2H2O 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 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 在食品分析中 能用于含水量从lppm到接近l00 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 主要仪器 KF l型水分测定仪 上海化工研究院制 SDY一84型水分滴定仪 上