水分和水分活度的测定（课堂PPT）

1、2一、水分的测定一、水分的测定（一）测定意义及方法（一）测定意义及方法 1 1、意义、意义（1 1）保持食品良好性状）保持食品良好性状( (感观感观) ) 如新鲜面包如新鲜面包 水分水分 32-32-42% 28% 42% 16% 16% 固态样品固态样品 可采用可采用 浓稠态样品，加入精制海砂浓稠态样品，加入精制海砂 或无水硫酸钠，使其增或无水硫酸钠，使其增大蒸发面积，防止结硬壳焦化，内部水蒸发受阻。大蒸发面积，防止结硬壳焦化，内部水蒸发受阻。 液态样品：为防止沸腾造成损失，先低温浓缩液态样品：为防止沸腾造成损失，先低温浓缩-再干再干燥燥( (热水浴热水浴) ) 或或 用比重法，折光法测固形

2、物。用比重法，折光法测固形物。 水分水分% = 100% - % = 100% - 固形物固形物% %52 2、 减压干燥法减压干燥法 使用范围：易发生热分解使用范围：易发生热分解, ,变质变质, ,不易除去结合不易除去结合水的食品水的食品( (糖浆糖浆, ,果糖果糖, ,味精味精, ,麦乳糖麦乳糖, ,果蔬制品果蔬制品) 原理原理: :低压下低压下, ,沸点下降沸点下降, ,即低温下干燥即低温下干燥. .测定方法测定方法: :减压干燥减压干燥 果酱果酱 脱水蔬菜脱水蔬菜 糖制品糖制品 P mmP mmHg 100 100 100 50 100 50 温度温度 70 70 70 70 70 7

3、0 h 2 6 2 h 2 6 26 3 3、 红外线干燥法红外线干燥法 特点及适用范围特点及适用范围 快速快速(10-30min)(10-30min) 精密度差精密度差, ,一定允许范围，偏差一定允许范围，偏差 原理：红外灯管为热源原理：红外灯管为热源, ,利用辐射热及直利用辐射热及直射热加热试样射热加热试样, ,快速蒸去水分快速蒸去水分, ,并同时称重。并同时称重。7 4 4、蒸馏法、蒸馏法 原理：二互不相溶的液体沸点低于各组分原理：二互不相溶的液体沸点低于各组分的沸点的沸点, ,将食品中的水分与有机溶剂甲苯、二将食品中的水分与有机溶剂甲苯、二甲苯等沸蒸出、冷凝、收集、分层，即可测水甲苯等

4、沸蒸出、冷凝、收集、分层，即可测水分含量。分含量。 有机溶剂的物理常数表有机溶剂的物理常数表 特点及适用范围：特点及适用范围： 高效换热高效换热, ,水分迅速移去。密封水分迅速移去。密封, ,加热温度加热温度低，设备简单低，设备简单, ,操作方便。操作方便。 适用于因加热易氧化适用于因加热易氧化, ,分解分解, ,含有大量挥发含有大量挥发性组分的样品。性组分的样品。 特别适用于香料、油类水分的测定特别适用于香料、油类水分的测定8 测定方法：测定方法： 试剂制备：新蒸馏甲苯或二甲苯试剂制备：新蒸馏甲苯或二甲苯( (以水以水饱和饱和, ,蒸馏蒸馏, ,收集液备用收集液备用) ) 样品样品-烧瓶烧瓶

5、 以以50-75ml 50-75ml 甲苯浸没样品甲苯浸没样品 从冷凝管上口蒸馏至水分量不再增加从冷凝管上口蒸馏至水分量不再增加( (水被集中在计量管下部水被集中在计量管下部, ,溢出的甲苯又被溢出的甲苯又被蒸馏蒸馏) ) 读水的容量读水的容量 计算计算 H H2 2O%= V/WO%= V/W* *100 (Vml100 (Vml，Wg)Wg)9 5、卡尔卡尔. .费休法费休法 (Karl.Fischer) 11(Karl.Fischer) 11(1)(1)原理原理 根据下列反应能定量进行根据下列反应能定量进行 SOSO2 2+I+I2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO4 4+

6、2HI+2HI 为使反应顺利进行为使反应顺利进行, ,需加入吡啶需加入吡啶(C(C5 5H H5 5N),N),中和中和H H2 2SOSO4 4，甲醇甲醇(CH(CH3 3OH),OH),防止硫酸吡啶于防止硫酸吡啶于H H2 2O O发生副反应发生副反应 总反应总反应:(I:(I2 2+ +SOSO2 2+3 +3 C C5 5H H5 5N+ CHN+ CH3 3OH)+HOH)+H2 2O O 2 C 2 C5 5H H5 5N NHI HI + C C5 5H H5 5N NHSOHSO4 4CHCH3 3 终点滴定方法终点滴定方法: :1%,1%,过量过量I I2 2棕黄色；电极安培

7、滴定法棕黄色；电极安培滴定法 适用于深色样品，微量水分测定适用于深色样品，微量水分测定(2)(2)适用范围适用范围 是测定痕量水分的理想方法是测定痕量水分的理想方法 可测可测1ppm H1ppm H2 2O O 适用范围广适用范围广, ,固、液、气固、液、气 1ppm-100% H1ppm-100% H2 2O O10(3)(3)测定测定 卡尔卡尔. .费休试剂的制备及标定费休试剂的制备及标定 a a 配比：配比：85gI85gI2,2,670mlCH670mlCH3 3OH,270mlCOH,270mlC5 5H H5 5N,60-70gSON,60-70gSO2;2;暗处暗处24h24h

8、b b 标定：标定： 向水分测定仪的反应器中加入向水分测定仪的反应器中加入50ml CH50ml CH3 3OH ,OH ,用卡尔费休试用卡尔费休试剂滴入剂滴入, ,使其作用无水使其作用无水CHCH3 3OH OH 中痕量水分中痕量水分, ,使其微安表指向一定使其微安表指向一定刻度值刻度值,(45,(45或或 48A) 48A) 用微量注射器注入用微量注射器注入10g 10g 水水, ,滴入卡尔费休试剂滴入卡尔费休试剂, ,记录用量记录用量 卡尔费休试剂对卡尔费休试剂对H H2 2O O的滴定度的滴定度T(mg/ml),T(mg/ml), T = G T = G1000 / V (G-1000

9、 / V (G-水重，水重，V-V-卡尔卡尔. .费休试剂费休试剂ml)ml) 测定测定: :称样称样0.3-0.5g(H0.3-0.5g(H2 2O 20-40 mg)(O 20-40 mg)(代替代替10g H10g H2 2O O 标定中标定中) )加入反应器中加入反应器中, ,以下同标定以下同标定(CH(CH3 3OH OH 作萃取剂作萃取剂) ) 计算计算 H H2 2O % = (TVO % = (TV100)/(w100)/(w1000) 1000) （w-w-样重）样重） 说明说明: :快速快速, ,准确准确, ,含维生素含维生素C C 等还原性组分的样品不适宜用等还原性组分的

10、样品不适宜用此法此法. . 测得水分为总水分测得水分为总水分= =自由水自由水+ +结合水结合水11二、水分活度的测定二、水分活度的测定 1、测定意义及、测定意义及测定方法测定方法 测定方法有：蒸汽压力法、电湿度计法、附敏感器的湿动测定方法有：蒸汽压力法、电湿度计法、附敏感器的湿动仪法、水分活度测定仪法、扩散法、溶剂萃取法，常用的为仪法、水分活度测定仪法、扩散法、溶剂萃取法，常用的为后三种。后三种。 2 2、 A AW W测定仪法测定仪法 （1 1）原理：一定温度下）原理：一定温度下,A,AW W测定仪中的传感器测定仪中的传感器, ,对蒸汽压力的变对蒸汽压力的变化化, ,指针偏转指针偏转, ,

11、恒定时恒定时, ,读取读取A AW W读数。读数。 （2 2）测定：仪器校正，在饱和）测定：仪器校正，在饱和BaClBaCl2 2 溶液中浸入两张滤纸溶液中浸入两张滤纸, ,浸湿浸湿后后, ,放入样品盒内放入样品盒内, ,传感感器表头放在盒上传感感器表头放在盒上, ,置于置于2020恒温箱中恒温箱中, ,恒温恒温3h 3h 。拧动。拧动, ,使指针指向使指针指向0.9000.900，重复。样品测定，取样，重复。样品测定，取样, ,经经2020恒温后恒温后, ,置于样品盒内置于样品盒内, ,均匀放平均匀放平(2cm(2cm厚厚) )不高出垫圈底不高出垫圈底部部, ,将传感器表头置于样品盒上将传感

12、器表头置于样品盒上, ,拧紧拧紧, ,放放2h,2h,待指针不变时待指针不变时, ,读读出出AwAw值值 （3 3）说明：经常用饱和）说明：经常用饱和BaClBaCl2 2溶液校正仪器，表头勿沾上样品，溶液校正仪器，表头勿沾上样品，AwAw的温度校正的温度校正1213 3 3、扩散法、扩散法 （1 1）原理：样品在康威氏微量扩散器的密封和恒温）原理：样品在康威氏微量扩散器的密封和恒温条件下条件下, ,分别在分别在AwAw较高和较低的标准饱和溶液中扩散平较高和较低的标准饱和溶液中扩散平衡后衡后, ,根据样品的增减量求根据样品的增减量求AwAw。 （2 2）测定方法：准确称取样品）测定方法：准确称

13、取样品1.000g,1.000g,装入铝皿或玻装入铝皿或玻璃皿中璃皿中, ,迅速放入康威氏扩散皿内室中迅速放入康威氏扩散皿内室中, ,室外放入标准室外放入标准饱和溶液饱和溶液5ml,5ml,边缘涂凡士林边缘涂凡士林, ,加盖密封加盖密封, ,在在25250.50.5放置放置2 20.5h(0.5h(平行作平行作2-42-4份不同份不同AwAw值的标准饱和溶液及值的标准饱和溶液及样品样品),),取出取出, ,迅速称重迅速称重, ,计算各样品每克质量的增减数。计算各样品每克质量的增减数。 以以AwAw标准为横坐标标准为横坐标 mgmg样品量为纵坐标样品量为纵坐标 在方格坐标纸上作图在方格坐标纸上作

14、图, ,交点处为样品交点处为样品AwAw14示例示例: :某食品样品在硝酸钾某食品样品在硝酸钾( (0.924)中增重中增重7mg7mg，在溴，在溴化钾化钾( (0.807)中减重中减重15 mg15 mg，可求得其，可求得其Aw=0.878Aw=0.878 0.924 0.878 0.8070.924 0.878 0.80715 4 4、溶剂萃取法、溶剂萃取法 （1 1）原理：用苯萃取样品中的水分）原理：用苯萃取样品中的水分, ,其萃取出水量与其萃取出水量与样品中水分活度成正比样品中水分活度成正比, ,用卡尔费休法测定食品和纯水用卡尔费休法测定食品和纯水中萃取的水量中萃取的水量, ,其比之即

15、为其比之即为AwAw （2 2）测定：卡尔费休试剂制备）测定：卡尔费休试剂制备 ( (代替吡啶代替吡啶) ) CH CH3 3OH CHOH CH3 3COONa KI ICOONa KI I2 2 SO SO2 2 甲液甲液 100ml 8.5g 5.5g 3-10g100ml 8.5g 5.5g 3-10g 乙液乙液 500ml 42.25g 27.8g 37.65g500ml 42.25g 27.8g 37.65g 甲乙二液混合于棕色瓶中甲乙二液混合于棕色瓶中, ,并套薄膜并套薄膜, ,置于冰浴中置于冰浴中, ,静置一昼夜静置一昼夜干燥器中准确称取试样干燥器中准确称取试样1.0000g1.0000g与磨口三与磨口三角瓶中加入苯角瓶中加入苯100ml,100ml,盖塞盖塞, ,振摇振摇1h.,1h.,静置静置10min,10min,加入加入100ml100ml无水乙醇混合无水乙醇混合, ,取取50ml50ml用卡尔费休试剂滴至微橙红用卡尔费休试剂滴至微橙红, ,记录记录Vn mlVn ml数数; ;同样用同样用1.0000ml1.0000ml重蒸馏水重蒸馏水, ,代替样品作试代替样品作试样样, ,记录记录V V0 0 (3) (3) 计算计算: Aw = Vn