第四章教案水分的测定

1、?食品分析与检测?教案上课班级：应用化学021、022班授课时数：3课时授课题目：第四章水分的测定教学目的及要求：1 .了解水分测定的重要性、水分的存在形式以及水的作用.2 .掌握水分测定的各种方法的操作、适用范围以及考前须知.3 .理解水分测定的各种方法的实验原理.重点和难点：水分测定的各种方法的操作、适用范围以及考前须知.实施方法：课堂讲授法、启发法板书内容第四章水分的测定乳1概述一水分测定的重要性：1有利于对生产中物料平衡的计算和对生产工艺的监督.2限制食品的水分含量,对于保持食品具有良好的感官性状、保持食品的品质、提升食品的稳定性并维持食品中其他组分的平衡关系,保证食品具有一定的保存期

2、等起着重要的作用.二水的作用1水是维持动、植物和人类生存必不可少的物质之一.2水是许多食品组成成分中数量最多的组分；3在动植物体内的溶剂.4水是生物体内化学反响的介质或作为生物化学反响的反响物.5水是动物体内各器官、肌肉、骨骼的润滑剂,是体内物质运输的载体.§4.2食品中水分的存在形式系着水分子的作用力可以分为氢键结合力和毛细管力两类.1 .由氢键结合力系着的水习惯上称为结合水或束缚水,束缚水有两个特点：不易结冰冰点-40C；不能作为溶质的溶剂.2 .与束缚水相对应的水称为自由水或游离水,即指组织、细胞中容易结冰,且能溶解溶质的这局部水,它又可细分为三类：不可移动水或滞化水；毛细管水

3、；自由流动水.3.3常见的几种水分测定法水分测定法通常分为直接法和间接法两类.一直接法：利用水分本身的物理化学性质测定水分的方法；如重量法、蒸储法和卡尔费休法.二间接法：利用食品的比重、折射率、点导、介电常数等物理性质测定水分的方法；三通过直接测定固形物的含量,也就是间接测定了食品中的水分.即：固形物=100%水分.所谓固形物,是指食品内将水分排除以后的全部残留物,其中含有蛋白质、脂肪、纤维、无氮抽出物及灰分等；43.1重量法枯燥法一定义：凡操作过程中包括有称量步骤的测定方法,统称为重量法.二直接枯燥法可分为常压枯燥法和真空枯燥法两种.常压枯燥法与真空枯燥法比拟：一常压枯燥法1常压枯燥法的原理

4、：食品中的水分受热后,产生的蒸汽压高于空气在电热枯燥箱中的分压而使食品中的水分蒸发出来,同时,由于不断的加热和排走水蒸汽而到达枯燥的目的.其枯燥速度取决于两者压差的大小.适合常压枯燥法测定水分的样品应符合的条件：水分是唯一的挥发性物质.水分的排除情况很完全.食品中其他组分在加热过程中由于化学变化所引起的重量变化忽略不计.在95105c范围内对热稳定.2常压枯燥法的具体操作：取铝质称量盒或玻璃称量瓶洗净枯燥1h,取出于枯燥器中冷却0.5h,称重,然后重新放入烘箱中烘0.5h,再称量,至衡重Wo克；两次称量之间的误差应2mg.取样品210g于玻璃称量瓶中,称量记为W1克,置于95105c常压烘箱中

5、烘23小时,取出于枯燥器内冷却0.5h后称重.再烘1h,又冷却0.5h后称重,至前后两次重量差超过2mg即至衡重W2克.计算公式：W2-W0水分=W1-W0x100%3考前须知：样品的预处理：固态样品：粘稠态样品：液态样品：对热易分解或易产生变色的样品,如蜂蜜、果酱、水果及其制品等,常采用真空枯燥法.水果、蔬菜样品,应先洗去泥沙后,再用蒸储水冲洗一次,然后用洁净的纱布吸干表面的水分.在测定过程中,称量瓶从烘箱中取出后,应迅速放入枯燥器中进行冷却,否那么,不易到达衡重.衡重的标准为两次重量之差不超过2mg.测定时每次取两份平行样品,误差应小于0.2%.富含氨基酸、蛋白质及染基化合物的样品,长时间

6、受热会发生染氨反响析出水分导致误差.富含挥发性组分的样品,常采用蒸储法测定水分含量.二真空枯燥法1原理：利用在低压下水的沸点降低的原理,将取样后的称量瓶置于真空烘箱内,在选定的真空度与加热温度下枯燥到恒重.2适用范围：适合于在较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食品.3操作方法：准确称取25g样品于已烘至包重的称量瓶中,放入真空烘箱内,翻开真空泵抽出烘箱内空气至所需压力,并同时加热至所需温度.关闭真空泵上的活塞,停止抽气,使烘箱内保持一定的温度和压力,经一定时间后,翻开活塞使空气经枯燥瓶缓缓进入烘箱内,待压力恢复正常后,再翻开烘箱取出称量瓶,放入枯燥器中冷却0.5h后称量,并重复以上操作

7、至包重.4计算：与常压枯燥法相同.5考前须知：被称量物与天平的温度相同后再称量；枯燥时,从烘箱内压力降至规定真空度时起计算烘干时间.一般每次烘干时间为2小时,两次恒重误差不超过0.5mg.3.3.2蒸储法一原理：利用两种互不相溶的液体形成的二元共沸体系的沸点低于各组分的沸点,将食品中的水分与有机液体共沸蒸出.通过所得水分的含量而得到样品中水分的百分含量.二特点及适用范围：适合于易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分的样品中水分的测定.特别适合于香料中水分的测定.三溶剂的选择和选择的条件：一般选择密度小于水、且与水不互溶的有机溶剂；溶剂能完全润湿样品；常用的有：苯、甲苯、二甲苯四操作：准确称

8、取适量样品(W克)于园底烧瓶中,参加新蒸的有机溶剂70100ml使样品浸没,加热蒸储,直到水分接受管读数不再变化为止,记下此时水分的体积数(Vml).五计算：VX1水分=WTM00%六考前须知：样品的用量：谷类、豆类约20g,鱼、肉、蛋、乳制品约510g,蔬菜、水果约5g.蒸储时间一般为23h,加热温度不宜太高,温度太高时冷凝管上端水汽难以回收.为预防接受管和冷凝管壁附着水滴,仪器必须洗涤干净.六产生误差的原因及其预防：见教材.添加少量的戊醇、异丁醇预防出现乳浊液.43.3卡尔费休法一此法简称K-F法,是一种以滴定法测定水分的化学分析法,属于碘量法；二原理：是利用I2与SO2发生氧化复原时,需

9、要有定量的水参加反响.SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI由于反响可逆,要使反响顺利地向右进行,常在反响中参加过量的叱噬和甲醇；(1)其中叱噬的作用为： 溶解I2和SO2,降低两种的蒸汽压； 使酸性化合物反响完全,形成不稳定的硫酸叱噬,使反响继续向右进行；(2)甲醇的作用：与硫酸叱噬生成稳定的甲基硫酸氢叱噬,使反响继续向右进行；作为有机物样品和酸性中间产物的良好溶剂；使试剂稳定,反响终点敏锐.使滴定反响完全.费休试剂：含有I2、SO2、叱噬及甲醇的混合溶液,此溶液称为费休试剂.总反响式为：3c5H5N+SO2+I2+H2O+CH30Ht2c5H5N,IH+C5H5N(H)SO4CH3在实际

10、操作过程中,费休试剂中各成分的比例为：碘：二氧化硫：叱噬：甲醇=1:3:10:50,其有效浓度取决于碘的浓度.三新配制的卡尔喷休试剂,在混合后须放置一段时间后才能使用,并在每次临用前进行标定.原因是在新配制的试剂中各组分本身含有水分以及各组分之间发生的一些副反响引起试剂有效浓度的不断降低.四卡尔欧休试剂滴定水分终点确实定：对于含有1%或更多水分的样品,以试剂本身中的碘作为指示剂,待测液中有水存在时,呈淡黄色,接近终点时呈琥珀色,在刚出现微弱红棕色时即为滴定终点.测定样品中微量水分或测定深色样品时,采用卡尔费休水分测定仪,以“永停法确定终点.五卡尔双休试剂的制备和标定：无水甲醇的制备：见教材.无

11、水叱噬的制备：见教材.碘的枯燥：见教材.卡尔俄休试剂的配制：见教材.卡尔就休试剂的标定：取二次蒸储水0.10.5gW克,用甲醇稀释定容到100mL,取5mL,用卡尔班休试剂滴定至终点溶液颜色由淡黄色t红棕色,记下此时试剂的体积V2mL,同时作空白试验,记下试剂的体积VimLo卡尔玳休试剂对水的滴定度Tmg/mL可按下式计算：W/100X5T=V2V1g/mL六样品中水分的测定：取样品W克用40mL甲醇回流处理15min后,把萃取液转移到50mL容量瓶中,用无水甲醇定容到50mL,再取10mL用卡尔费休试剂进行滴定,记下所耗试剂的体积V2mL,同样作空白试验记下试剂的体积V1mL0此时样品中水分

12、的含量可用下式计算：V2V1XT水分=W/50X10x100%七考前须知：整个滴定操作在氮气流中进行.小结：思考题：1适合常压枯燥法测定水分的样品应符合的条件？2真空枯燥法测定水分所适合的样品范围.3卡尔峨休试剂的组成及其组分的比例关系？4卡尔峨休试剂中甲醇和叱噬的作用是什么？授课内容第四章水分的测定M.1概述一水分是食品分析的重要工程之一,水分测定的重要性如下：1有利于对生产中物料平衡的计算和对生产工艺的监督.2限制食品的水分含量,对于保持食品具有良好的感官性状、保持食品的品质、提升食品的稳定性并维持食品中其他组分的平衡关系,保证食品具有一定的保存期等起着重要的作用.如：脱水蔬菜随所含水分含

13、量的增加而使其发生非酶性褐变的可能性增加；某些食品由于水分含量太低导致该类食品品质受到破坏而产生蛋白质的变性、可溶物的析出等；由于微生物的生长使某些食品产生腐败或变质都与水分的存在有着直接的关系.新鲜面包的水分含量假设低于2830%,其外观形态干瘪,失去光泽；水果硬糖的水分含量一般限制在3.0%以上,过少那么会出现返砂甚至返潮现象；乳粉水分含量限制在2.53.0%以内,可抑制微生物的生长繁殖,延长保存期；二水的作用1水是维持动、植物和人类生存必不可少的物质之一.2水是许多食品组成成分中数量最多的组分,作为食品的许多动植物一般含有6090%的水分,有的甚至更高.3在动植物体内水是溶解那些可溶性物

14、质如糖类和盐类而构成溶液以及把淀粉、蛋白质等亲水性高分子分散在水中形成凝胶来保持一定形态的膨胀体的溶剂.另外,即使不溶于水的物质如脂肪和某些蛋白质,也能在适当的条件下分散于水中成为乳浊液或胶体溶液.4水是生物体内化学反响的介质,本身也是生物化学反响的反响物.5水是动物体内各器官、肌肉、骨骼的润滑剂,是体内物质运输的载体.§4.2食品中水分的存在形式虽然新鲜的动、植物组织和一些固态食品中含有大量水分,但是在切开时一般却不会流出水来,这是由于水分被不同的作用力所吸着的缘故.系着水分子的作用力可以分为氢键结合力和毛细管力两类.由氢键结合力系着的水习惯上称为结合水或束缚水,如在食品中与蛋白质

15、活性基-OH-NH2POOH-CONH2和碳水化合物的活性基-OH以氢键相结合而不能自由运动的水即属此类.束缚水有两个特点：不易结冰冰点-40C;不能作为溶质的溶剂、由于束缚水不易结冰的特点,才使植物的种子和微生物的抱子能在很低的温度下保持其生命力；而多汁的组织如新鲜水果、蔬菜、肉等在冰冻后细胞结构被冰晶所破坏,解冻后组织立即崩溃.与束缚水相对应的水称为自由水或游离水,即指组织、细胞中容易结冰,且能溶解溶质的这局部水,它又可细分为三类：不可移动水或滞化水,是指被组织中的显微和亚显微结构的膜所阻留的水；毛细管水,指在生物组织的细胞间隙和制成食品的结构组织中通过毛细管力所系留的水；自由流动水,主要

16、指动物的血浆、淋巴和尿液以及植物导管和细胞内液泡等内部的水.43常见的几种水分测定法水分测定法通常分为直接法和间接法两类.一直接法：利用水分本身的物理化学性质测定水分的方法；如重量法、蒸储法和卡尔或休法；常采用烘干、化学枯燥、蒸储、提取或其他物理化学方法除去样品中的水分,再通过称量或其他手段获得分析结果.二间接法：；利用食品的比重、折射率、点导、介电常数等物理性质测定水分的方法；一般不从样品中去除水分,而是根据在一定的条件下样品的某些物理性质与其水分含量存在简单的函数关系来确定水分的含量.比拟而言,直接法的准确度高于间接法.三通过直接测定固形物的含量,也就是间接测定了食品中的水分.即：固形物=

17、100%水分.所谓固形物,是指食品内将水分排除以后的全部残留物,其中含有蛋白质、脂肪、纤维、无氮抽出物及灰分等；M.3.1重量法枯燥法一定义：凡操作过程中包括有称量步骤的测定方法,统称为重量法.二直接枯燥法可分为常压枯燥法和真空枯燥法两种.常压枯燥法与真空枯燥法比拟而言,真空枯燥法的测定结果比拟接近真正的水分含量,重现性好.而常压枯燥法要把食品中的水分完全排除,有时必须加热到非常高的温度,因而使样品产生炭化,有时结合水仍然无法除去.因而真空枯燥法常作为标准法.一常压枯燥法1常压枯燥法的原理：食品中的水分受热后,产生的蒸汽压高于空气在电热枯燥箱中的分压而使食品中的水分蒸发出来,同时,由于不断的加

18、热和排走水蒸汽而到达枯燥的目的.其枯燥速度取决于两者压差的大小.适合常压枯燥法测定水分的样品应符合的条件：水分是唯一的挥发性物质.水分的排除情况很完全.食品中其他组分在加热过程中由于化学变化所引起的重量变化忽略不计.在95705c范围内对热稳定.2常压枯燥法的具体操作：取铝质称量盒或玻璃称量瓶洗净枯燥1h,取出于枯燥器中冷却0.5h,称重,然后重新放入烘箱中烘0.5h,再称量,至衡重Wo克；两次称量之间的误差应2mg.取样品210g于玻璃称量瓶中,称量记为Wi克,置于95105c常压烘箱中烘23小时,取出于枯燥器内冷却0.5h后称重.再烘1h,又冷却0.5h后称重,至前后两次重量差超过2mg即

19、至衡重W2克.计算公式：W2-W0水分=W1-W0X100%3考前须知：样品的预处理：固态样品：必须磨碎,谷类达18目,其他达3040目.磨碎过程中,要预防样品中水分的含量变化,在实验室条件下水分含量一般不会发生变化,但要求动作迅速.制备好的样品存放于洁净的磨口瓶中备用.水分含量在14%以下称为平安水分.水分含量在16%以上的样品,通常采用二步枯燥法进行测定.在自然条件下风干1520h.粘稠态样品：直接加热枯燥,其外表易结硬壳焦化,使内部的水分蒸发受阻,因此常在测定前,加入精制海砂或无水硫酸钠,搅拌均匀,以增大蒸发面积.但在测定过程中,必须准确称样,再参加质量的海砂或无水硫酸钠,搅拌均匀后枯燥

20、至衡重.如糖浆、富含糖分的水果、富含糖分和淀粉的蔬菜等样品.液态样品：直接置于高温在加热,会因沸腾而造成样品损失,故需经低温浓缩后,再进行高温枯燥.对热易分解或易产生变色的样品,如蜂蜜、果酱、水果及其制品等,常采用真空枯燥法.水果、蔬菜样品,应先洗去泥沙后,再用蒸储水冲洗一次,然后用洁净的纱布吸干外表的水分.在测定过程中,称量瓶从烘箱中取出后,应迅速放入枯燥器中进行冷却,否那么,不易到达衡重.衡重的标准为两次重量之差不超过2mg.测定时每次取两份平行样品,误差应小于0.2%.富含氨基酸、蛋白质及厥基化合物的样品,长时间受热会发生厥氨反响析出水分导致误差.富含挥发性组分的样品,常采用蒸储法测定水

21、分含量.二真空枯燥法1原理：利用在低压下水的沸点降低的原理,将取样后的称量瓶置于真空烘箱内,在选定的真空度与加热温度下枯燥到恒重.2适用范围：适合于在较高温度下易热分解、变质或不易除去结合水的食品,如糖浆、果糖、味精、高脂肪食品、果蔬及其制品.3操作方法：准确称取25g样品于已烘至恒重的称量瓶中,放入真空烘箱内,翻开真空泵抽出烘箱内空气至所需压力,并同时加热至所需温度.关闭真空泵上的活塞,停止抽气,使烘箱内保持一定的温度和压力,经一定时间后,翻开活塞使空气经枯燥瓶缓缓进入烘箱内,待压力恢复正常后,再翻开烘箱取出称量瓶,放入枯燥器中冷却0.5h后称量,并重复以上操作至恒重.4计算：与常压枯燥法相

22、同.5考前须知：被称量物与天平的温度相同后再称量；枯燥时,从烘箱内压力降至规定真空度时起计算烘干时间.一般每次烘干时间为2小时,两次恒重误差不超过0.5mg.M.3.2蒸储法原理：利用两种互不相溶的液体形成的二元共沸体系的沸点低于各组分的沸点,将食品中的水分与有机液体共沸蒸出.通过所得水分的含量而得到样品中水分的百分含量.特点及适用范围：该方法采用了高效的换热形式,水分可被迅速移出.另外,因测定在密闭的容器内进行,故加热温度比直接枯燥法低,对易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分的样品的测定的准确度明显优于枯燥法.特别适合于香料中水分的测定.三溶剂的选择和选择的条件：一般选择密度小于水、且

23、与水不互溶的有机溶剂；溶剂能完全润湿样品；常用的有：苯、甲苯、二甲苯四操作：准确称取适量样品(W克)于园底烧瓶中,参加新蒸的有机溶剂70700ml使样品浸没,加热蒸储,直到水分接受管读数不再变化为止,记下此时水分的体积数(Vml).五计算：VX1水分=刈00%六考前须知：样品的用量：谷类、豆类约20g,鱼、肉、蛋、乳制品约510g,蔬菜、水果约5g.蒸储时间一般为23h,加热温度不宜太高,温度太高时冷凝管上端水汽难以回收.为预防接受管和冷凝管壁附着水滴,仪器必须洗涤干净.六产生误差的原因及其预防：见教材.添加少量的戊醇、异丁醇预防出现乳浊液.43.3卡尔费休法一此法简称K-F法,是一种以滴定法

24、测定水分的化学分析法,属于碘量法；二原理：是利用I2与SO2发生氧化复原时,需要有定量的水参加反响.SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI由于反响可逆,且当硫酸浓度达0.05%以上时,即能发生逆反响.要使反响顺利地向右进行,常在反响中参加过量的口比咤和甲醇；(1)其中此咤的作用为：溶解I2和SO2,降低两种的蒸汽压；使酸性化合物反响完全,形成不稳定的硫酸口比咤,使反响继续向右进行；(2)甲醇的作用：与硫酸口比咤生成稳定的甲基硫酸氢口比咤,使反响继续向右进行；作为有机物样品和酸性中间产物的良好溶剂；使试剂稳定,反响终点敏锐.使滴定反响完全.因而,滴定所用的标准溶液是含有I2、SO2、口比咤及甲醇的混合溶液,此溶液称为费休试剂.总反响式为：C5H5N北+