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水分的测定第1页，本讲稿共47页n食品中水分的存在形式食品中水分的存在形式机机械械结结合合水水 由由分分子子间间力力形形成成的的吸吸附附水水及及充充满满在在毛毛细细管管或或巨巨大大空隙中的毛细管水；空隙中的毛细管水；真真溶溶液液或或胶胶态态溶溶液液的的分分散散介介质质 如如食食盐盐，砂砂糖糖，氨氨基基酸酸，蛋蛋白白质质或或植植物物胶胶的水溶液中的水；的水溶液中的水；化化学学结结合合水水 这这种种水水是是以以配配价价键键结结合合的的，其其结结合合力力要要比比吸吸附附水水的的分分子子与物质分子间的引力大的多，很难用蒸发的方法分离除去。与物质分子间的引力大的多，很难用蒸发的方法分离除去。n测量水分的意义测量水分的意义控控制制食食品品的的水水分分含含量量，对对于于保保持持食食品品具具有有良良好好的的感感官官性性状状，维维持持食食品品中中其其他他组组分分的的平平衡衡关关系系，保保证证食食品品具具有有一一定定的的保保存存期期等等均起着重要的作用。均起着重要的作用。原原料料中中水水分分含含量量高高低低，对对于于它它们们的的品品质质和和保保存存，进进行行成成本本该该算，提高工厂的经济效益等均具有重大意义。算，提高工厂的经济效益等均具有重大意义。第2页，本讲稿共47页n几种常见水分的测定方法几种常见水分的测定方法直直接接：利利用用水水分分本本身身的的物物理理性性质质和化学性质测定水分的方法。和化学性质测定水分的方法。间间接接：利利用用折折射射率率、电电导导率率、介介电常数等的物理性质。电常数等的物理性质。第3页，本讲稿共47页 常压干燥法 真空干燥法 蒸馏法 卡尔费休法第4页，本讲稿共47页（1）原理：100C左左右右加加热热后后挥挥发发物物的的总总量量,包包括括有有机机物物，但但结结合合水水不不一一定定能能排排除除。常常压压干干燥燥法法实实际际上上不可能测出食品中的真正水分。不可能测出食品中的真正水分。常压干燥法常压干燥法（2）适适用用对对象象：对对热热较较稳稳定定的的食食品品。如如：谷谷类类食品、蔬菜等。分直接干燥法和二步干燥法。食品、蔬菜等。分直接干燥法和二步干燥法。第5页，本讲稿共47页（3）应用干燥法测定水分的样品应应用干燥法测定水分的样品应符合下述三项条件：符合下述三项条件：n水分是唯一的挥发物质；水分是唯一的挥发物质；n水分的排除情况很完全；水分的排除情况很完全；n食品中其他组分在加热过程中由食品中其他组分在加热过程中由于发生化学反应而引起的重量变于发生化学反应而引起的重量变化可以忽略不计。化可以忽略不计。第6页，本讲稿共47页（4）样品的制备、测定及结果计算）样品的制备、测定及结果计算固固态态样样品品：固固态态样样品品必必须须磨磨碎碎，全全部部经经过过2040目目筛筛，混混匀匀。在在磨磨碎碎过过程程中中，要要防防止止样样品品水水分分含含量量变变化化。一一般般水水分分在在14%以以下下时时称称为为安安全全水水分分，即即在在实实验验室室条条件件下下进进行行粉粉碎碎过过筛筛等等处处理理，水水分分含含量量一一般般不不会会发发生生变变化化。但但要要求求动动作作迅迅速速。制制备备好好的的样样品存于干燥洁净的磨口瓶中备用。品存于干燥洁净的磨口瓶中备用。第7页，本讲稿共47页 测测定定时时，精精确确称称取取上上述述样样品品210 g（视视样样品品性性质质和和水水分分含含量量而而定定），置置于于已已干干燥燥、冷冷却却并并称称至至恒恒重重的的有有盖盖称称量量瓶瓶中中，移移入入95105常常压压烘烘箱箱中中，开开盖盖24小小时时后后取取出出，加加盖盖置置干干燥燥内内冷冷却却0.5小小时时后后称称重重。再再烘烘1小小时时左左右右，又又冷冷却却0.5小小时时后后称称重重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即算恒重。测定结果按下式计算：即算恒重。测定结果按下式计算：水分（水分（%）=式中式中 m1 -干燥前样品于称量瓶质量，干燥前样品于称量瓶质量，g m2 -干燥后样品与称量瓶质量，干燥后样品与称量瓶质量，g m 3 -称量瓶质量称量瓶质量，g 第8页，本讲稿共47页对对于于水水分分含含量量在在16%以以上上的的样样品品，通通常常采采用用二二步步干干燥燥法法进进行行测测定定。即即首首先先将将样样品品称称出出总总质质量量后后，在在自自然然条条件件下下风风干干1520小小时时，使使其其达达到到安安全全水水分分标标准准（即即与与大大气气湿湿度度大大致致平平衡衡），再再准准确确称称重重，然然后后再再将将风风干干样样品品粉粉碎碎、过过筛筛、混混匀匀，贮贮于于洁洁净净干干燥燥的的磨磨口口瓶瓶重重备备用用。测测定定时时按按上上述述安安全全水水分分含含量量的的样样品品操操作作手手续续进进行行。分分析析结结果果按按下下式式计计算：算：水分（%）=式中式中 m1-新鲜样品总质量，新鲜样品总质量，g;m2-风干后样品总质量，风干后样品总质量，g;m3-干燥前适量样品于称量瓶质量干燥前适量样品于称量瓶质量，g m4-干燥后适量样品与称量瓶质量，干燥后适量样品与称量瓶质量，g；m 5-称量瓶质量称量瓶质量 ，g.第9页，本讲稿共47页 浓浓稠稠态态样样品品：浓浓稠稠态态样样品品直直接接加加热热干干燥燥，其其表表面面易易结结硬硬壳壳焦焦化化，使使内内部部水水分分蒸蒸发发受受阻阻，故故在在测测定定前前，需需加加入入精精制制海海砂砂或或无无水水硫硫酸酸钠钠，搅搅拌拌均均匀匀，以以增增大大蒸蒸发发面面积积。但但测测定定中中，应应先先准准确确称称样样，再再加加入入已已知知质质量量的的海海砂砂或或无无水水硫硫酸酸钠钠，搅搅拌拌均均匀匀后后干干燥燥至恒重。测定结果按下式至恒重。测定结果按下式 水分（水分（%）=m1-干燥前样品与称量瓶质量干燥前样品与称量瓶质量 g;m2-海砂（或无水硫酸钠）质量，海砂（或无水硫酸钠）质量，g；m 3-干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g；m 4-称量瓶质量，称量瓶质量，g。第10页，本讲稿共47页液液态态样样品品：液液态态样样品品直直接接置置于于高高温温加加热热，会会因因沸沸腾腾而而造造成成样样品品损损失失，故故需需经经低低温温浓浓缩缩后后，再再进进行行高高温温干干燥燥。测测定定时时先先准准确确称称样样于于已已烘烘干干至至恒恒重重的的蒸蒸发发皿皿内内，置置于于热热水水浴浴锅锅上上蒸蒸发发至至近近干干，再再移移入入干干燥燥箱箱中中干干燥燥至至恒恒重重。结果计算公式同上述一步干燥法。结果计算公式同上述一步干燥法。由由于于液液态态样样品品主主要要由由水水分分和和可可溶溶性性固固形形物物所所组组成成，因因此此也也可可采采用用比比重重法法、折折光光法法等等测测出出样样品品中中固固形形物物含含量，然后按下式间接求出水分含量：量，然后按下式间接求出水分含量：水分（水分（%）=100%可溶性固形物可溶性固形物%第11页，本讲稿共47页(5)操作条件选择称称样样数数量量：测测定定时时称称样样数数量量一一般般控控制制在在其其干干燥燥后后的的残残留留物物质质量量在在1.53g为为宜宜。对对于于水水分分含含量量较较低低的的固固态态、浓浓稠稠态态食食品品，将将称称样样数数量量控控制制在在35g，而而对对于于果果汁汁、牛牛乳乳等等液液态态食食品品，通通常每份样量控制在常每份样量控制在1520g为宜。为宜。l操作条件选择主要包括：称样数量，称量皿规格，干燥设备及干燥条件等的选择。称称量量皿皿规规格格：称称量量皿皿分分为为玻玻璃璃称称量量瓶瓶和和铝铝质质称称量量盒盒两两种种。前前者者能能耐耐酸酸碱碱，不不受受样样品品性性质质的的限限制制，故故常常用用于于干干燥燥法法。铝铝质质称称量量盒盒质质量量轻轻，导导热热性性强强，但但对对酸酸性性食食品品不不适适宜宜，常常用用于于减减压压干干燥燥法法。称称量量皿皿规规格格的的选选择择，以以样样品品置置于于其其中中平平铺铺开开后后厚厚度度不不超过皿高的超过皿高的1/3为宜。为宜。第12页，本讲稿共47页干燥设备干燥设备：电热烘箱由各种形式，一般使用强力循环通风式，其风量较电热烘箱由各种形式，一般使用强力循环通风式，其风量较大，烘干大量式样时效率高，但质轻式样有时会飞散，若仅作测定水分含量大，烘干大量式样时效率高，但质轻式样有时会飞散，若仅作测定水分含量用，最好采用风量可调节的烘箱。当风量减小时，烘箱上隔板用，最好采用风量可调节的烘箱。当风量减小时，烘箱上隔板1/21/3面积的面积的温度能保持在规定温度温度能保持在规定温度1的的 范围内，即符合测定使用要求。温度计通常处范围内，即符合测定使用要求。温度计通常处于离隔板于离隔板3cm的中心处，为保证测定温度较恒定，并减少取出过程中因吸湿的中心处，为保证测定温度较恒定，并减少取出过程中因吸湿而产生的误差，一批测定的称量皿最好而产生的误差，一批测定的称量皿最好812个，并排列在隔板的较中心部位个，并排列在隔板的较中心部位。第13页，本讲稿共47页干干燥燥条条件件：温温度度一一般般控控制制在在95105，对对热热稳稳定定的的谷谷物物等等，可可提提高高到到120130范范围围内内进进行行干干燥燥；对对含含还还原原糖糖较较多多的的食食品品应应先先用用低低温温（5060）干燥）干燥0.5小时，然后在用小时，然后在用100105干燥。干燥。干燥时间的确定有两种方法干燥时间的确定有两种方法，一种是干燥到恒重，另一种是规定，一种是干燥到恒重，另一种是规定一定的干燥时间。前者基本能保证水分蒸发完全；后者的准确一定的干燥时间。前者基本能保证水分蒸发完全；后者的准确度要求不高的样品，如各种饲料中水分含量的测定，可采用第度要求不高的样品，如各种饲料中水分含量的测定，可采用第二种方法进行。二种方法进行。第14页，本讲稿共47页（6）产生误差的原因）产生误差的原因烘干过程中，样品内出现了物理栅，它可妨碍水分从食品内部扩散到它的表烘干过程中，样品内出现了物理栅，它可妨碍水分从食品内部扩散到它的表层。层。样品水分含量较高，干燥温度也较高时，有些样品可能发生化学反应，如糊精化、样品水分含量较高，干燥温度也较高时，有些样品可能发生化学反应，如糊精化、水解作用等，这些变化使水分无形损失。水解作用等，这些变化使水分无形损失。糖分，特别是果糖，对热很不稳定。当温度高于糖分，特别是果糖，对热很不稳定。当温度高于70时，会发生分解，时，会发生分解，产生水分及其他挥发物质。为此，对于含有果糖的样品，如蜂蜜、果产生水分及其他挥发物质。为此，对于含有果糖的样品，如蜂蜜、果酱、水果及其制品等，都采用真空烘箱氏干燥温度取酱、水果及其制品等，都采用真空烘箱氏干燥温度取70。在这样的。在这样的干燥条件下，果糖还有可感量的分解现象。干燥条件下，果糖还有可感量的分解现象。样品中含有水分以外的其他易挥发物，如乙醇，醋酸。样品中含有水分以外的其他易挥发物，如乙醇，醋酸。样品中含有双键或其他易于氧化的基团，如不饱和脂肪酸、酚类等，样品中含有双键或其他易于氧化的基团，如不饱和脂肪酸、酚类等，使残留物增重，水分含量偏低。使残留物增重，水分含量偏低。第15页，本讲稿共47页(7)说明及注意事项水果、蔬菜样品，应先洗去泥沙后，再用蒸馏水冲洗一次，然水果、蔬菜样品，应先洗去泥沙后，再用蒸馏水冲洗一次，然后用洁净纱布吸干表面的水分。后用洁净纱布吸干表面的水分。在在测测定定过过程程中中，称称量量皿皿从从烘烘箱箱中中取取出出后后，应应迅迅速速放放入入干干燥燥器器中中进进行冷却，否则，不易达到恒重。行冷却，否则，不易达到恒重。干干燥燥器器内内一一般般用用硅硅胶胶作作干干燥燥剂剂，硅硅胶胶吸吸湿湿后后效效能能会会减减低低，故故当当硅硅较较蓝蓝色色减减褪褪或或变变红红时时，需需及及时时换换出出，置置135左左右右烘烘23小小时时使使其其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大减低。再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大减低。第16页，本讲稿共47页果果糖糖含含量量较较高高的的样样品品，如如水水果果制制品品、蜜蜜蜂蜂等等，在在高高温温下下（70）长长时时间间加加热热，其其果果糖糖会会发发生生氧氧化化分分解解作作用用而而导导致致明明显显误误差差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。故宜采用减压干燥法测定水分含量。含含有有较较多多氨氨基基酸酸、蛋蛋白白质质及及羰羰基基化化合合物物的的样样品品，长长时时间间加加热热则则会会发发生生羰羰氨氨反反应应析析出出水水分分而而导导致致误误差差：对对次次类类样样品品宜宜用用其其他他方方法法测测定定水水分含量。分含量。第17页，本讲稿共47页 真空干燥法适适用用范范围围：100 C以上会变质或结合水不易除去的样品。包括含含果果糖糖的的食食品品，蜂蜂蜜蜜、果果酱酱等等。如如蜂蜂皇皇浆浆，70 C,真真空空度度 2.7-4KPa(20-30mmHg)，干燥，干燥4h。原原理理：利利用用在在低低压压下下水水的的沸沸点点降降低低的的原原理理，将将取取样样后后的的称称量量皿皿置置于于真真空空烘烘箱箱内内，在在选选定定的的真真空空度度于于加加热热温温度度下下干干燥燥到到恒恒重重，干干燥燥后后样样品品所所失失去去的的质质量量即即为为水水分分含量。含量。第18页，本讲稿共47页 仪器及装置仪器及装置 真空烘箱真空烘箱(带真空泵、干燥瓶、安全瓶）带真空泵、干燥瓶、安全瓶）。在在用用减减压压干干燥燥法法测测水水分分含含量量时时，为为了了除除去去烘烘干干过过程程中中样样品品蒸蒸发发出出来来的的水水分分以以及及烘烘箱箱恢恢复复常常压压时时空空气气中中的的水水分分，整整套套仪仪器器设设备备除除用用一一个个真真空烘箱（带真空泵）外，还连接了几个干燥瓶和一个安全瓶。空烘箱（带真空泵）外，还连接了几个干燥瓶和一个安全瓶。第19页，本讲稿共47页操作方法操作方法 准准确确称称取取25g样样品品于于已已烘烘干干至至恒恒重重的的称称量量皿皿中中,放放入入真真空空烘烘箱箱内内,按按图图所所示示流流程程连连接接好好全全套套装装置置后后,打打开开真真空空泵泵抽抽出出烘烘箱箱内内空空气气至至所所需需压压力力4053.3KP(300400mmH g),并并同同时时加加热热至至所所需需温温度度(5060）。关关闭闭 真真空空泵泵上上的的活活塞塞，停停止止抽抽气气，使使烘烘箱箱内内保保持持一一定定的的温温度度和和压压力力，经经一一定定时时间间后后，打打开开活活塞塞使使空空气气经经干干燥燥瓶瓶缓缓缓缓进进入入烘烘箱箱内内，待待压压力力恢恢复复正正常常后后，再再打打开开烘烘箱箱取取出出称称量量皿皿，放放入入干干燥燥器器中中冷冷却却0.5小小时时后称量。并重复以上操作至恒重。后称量。并重复以上操作至恒重。结果计算结果计算 同直接干燥法同直接干燥法第20页，本讲稿共47页 说明及注意事项真真空空烘烘箱箱内内各各部部位位温温度度要要求求均均匀匀一一致致,若若干干燥燥时时间间短时短时,更应严格控制更应严格控制.第第一一次次使使用用的的铝铝质质称称量量盒盒要要反反复复烘烘干干二二次次,每每次次置置于于调调节节到到规规定定温温度度的的烘烘箱箱内内烘烘12小小时时,然然后后移移至至干干燥燥器器内内冷冷却却45分分钟钟,称称重重(精精确确到到0.1mg),求求出出恒恒重重。第第二二次次以以后后使使用用时时,通通常常采采用用前前一一次次的的恒恒重重值值。试试样样为为谷粒时谷粒时,小心使用可重复小心使用可重复2030次而恒重值不变次而恒重值不变.第21页，本讲稿共47页由由于于直直读读天天平平与与被被测测量量物物之之间间的的温温度度差差会会引引起起明明显显的的误误差差,故故在在操操作作中中应应力力求求被被称称量量物物与与天天平平的的温温度度相相同同后后再再称称重重,一般冷却时间在一般冷却时间在0.51小时内。小时内。减减压压干干燥燥时时，自自烘烘箱箱内内部部压压力力降降至至规规定定真真空空度度时时起起计计算算烘烘干干时时间间，一一般般每每次次烘烘干干时时间间为为2小小时时，但但有有的的样样品品需需5小小时时；恒恒重重一一般般以以减减量量不不超超过过0.5mg时时为为标标准准，但但对对受受热热后后易易分分解解的的样样品品则则可可以不超过以不超过13mg的减量值为恒重标准。的减量值为恒重标准。第22页，本讲稿共47页不同原料采用真空干燥时压强不一样。不同原料采用真空干燥时压强不一样。n对对于于干干果果和和其其他他水水果果制制品品、坚坚果果及及其其制制品品，油油脂脂、干干酪酪、蔬蔬菜菜，绝绝对对压压强强不不可可大大于于l00毫毫米米汞柱；汞柱；n对对于于糖糖和和糖糖制制品品，绝绝对对压压强强不不可可大大于于50毫毫米米汞汞柱；柱；n对对于于谷谷类类制制品品，蛋蛋及及蛋蛋制制品品，绝绝对对压压强强应应小小于于25毫毫米汞柱。米汞柱。第23页，本讲稿共47页蒸馏法蒸馏法 常用甲苯常用甲苯(111 C),二甲苯二甲苯(140 C)与水共沸与水共沸,分层后分层后读体积读体积。食食品品中中有有大大量量挥挥发发物物时时适适用用,该该法法较较准准确确测测定定香香料料，谷谷类类、干果、油类也适用。干果、油类也适用。共共沸沸蒸蒸馏馏装装置置第24页，本讲稿共47页 (1)原理原理 基基于于两两种种互互不不相相溶溶的的液液体体二二元元体体系系的的沸沸点点低低于于各各组组分分的的沸沸点点这这一一事事实实,将将食食品品中中的的水水分分于于甲甲苯苯或或二二甲甲苯苯或或苯苯共共沸沸蒸蒸出出,冷冷凝凝并并收收集集溜溜液液,由由于于密密度度不不同同,溜溜出出液液在在接接受受管管中中分分层层,根根据据馏馏出出液液中中水水的的体体积积,即即可可计计算算出出样样品品中中水水分含量分含量.(2)特点及适用范围特点及适用范围 此此法法由由于于采采用用了了一一种种高高效效的的换换热热方方式式,水水分分可可迅迅速速移移出出.此此外外,因因此此测测定定过过程程在在密密闭闭容容器器中中进进行行,加加热热温温度度比比直直接接干干燥燥法法低低,故故对对易易氧氧化化、分分解解、热热敏敏性性以以及及含含有有大大量量挥挥发发性性组组分分的的样样品品的的测测定定准准确确度度明明显显优优于于干干燥燥法法。该该法法设设备备简简单单，操操作作方方便便，现现已已广广泛泛用用于于谷谷类类、果果蔬蔬、油油类类香香料料等等多多种种样样品品的的水水分分测测定定，特特别别对于香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析法。对于香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析法。第25页，本讲稿共47页(3)仪器及试剂仪器及试剂 蒸馏式水分测定仪如图所示，甲苯或二甲苯：蒸馏式水分测定仪如图所示，甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水饱和后，分去水层，进行取甲苯或二甲苯，先以水饱和后，分去水层，进行蒸馏蒸馏,，收集馏出液备用。，收集馏出液备用。第26页，本讲稿共47页 准准确确称称取取适适量量样样品品(估估计计含含水水量量25ml),放放入入水水分分测测定定测测定定仪仪器器的的烧烧瓶瓶中中,加加入入新新蒸蒸馏馏的的甲甲苯苯(或或二二甲甲苯苯)5075ml使使样样品品浸浸没没,连连接接冷冷凝凝管管及及接接受受管管,从从冷冷凝凝管管顶顶端端注注入入甲甲苯苯(或或二二甲甲苯苯),使之充满水分接受刻度管使之充满水分接受刻度管.加加热热慢慢慢慢蒸蒸馏馏,使使每每秒秒钟钟约约蒸蒸馏馏出出2滴滴馏馏出出液液,待待大大部部分分水水分分蒸蒸馏馏出出后后,加加速速蒸蒸馏馏使使每每秒秒约约蒸蒸出出4滴滴馏馏出出液液,当当水水分分全全部部蒸蒸出出后后(接接收收管管内内的的体体积积不不再再增增加加时时),从从冷冷凝凝管管顶顶端端注注入入少少许许甲甲苯苯(或或二二甲甲苯苯)冲冲洗洗.如如发发现现冷冷凝凝管管壁壁或或接接受受管管上上部部附附有有水水滴滴,可可用用附附用用小小橡橡皮皮头头的的铜铜丝丝擦擦下下,再再蒸蒸馏馏片片刻刻直直接接接接受受管管上上部部及及冷冷凝凝管管壁壁无无水水滴滴附附着着为为止止.读读取取接接受受管管水水层的容积层的容积.(4)操作方法操作方法第27页，本讲稿共47页(5)结果计算水分(%)=式中 V-接受管内水的体积,ml W-样品的质量,g第28页，本讲稿共47页（6）注意：n常用的试剂是甲苯、二甲苯、苯。常用的试剂是甲苯、二甲苯、苯。n影响选择溶剂的因素：是否完全湿润样品、适当的热传影响选择溶剂的因素：是否完全湿润样品、适当的热传导、化学惰性、可燃性以及导、化学惰性、可燃性以及样品的性质样品的性质等。等。n对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因它的沸点高，常选对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因它的沸点高，常选用低沸点的，如用低沸点的，如苯苯、甲苯或甲苯、甲苯或甲苯二甲苯的混合液，但蒸二甲苯的混合液，但蒸馏时间更长一些。对于一些含有糖分、可分解释出水分馏时间更长一些。对于一些含有糖分、可分解释出水分的样品，宜选用苯作溶剂。的样品，宜选用苯作溶剂。n样品用量，一般谷类、豆类约样品用量，一般谷类、豆类约20g，鱼、肉、蛋、乳制品，鱼、肉、蛋、乳制品510g，蔬菜、水果约，蔬菜、水果约5g。n加热温度不宜过高，温度太高时冷凝管上端水汽难以回收，加热温度不宜过高，温度太高时冷凝管上端水汽难以回收，蒸馏时间一般为蒸馏时间一般为23h，开始，开始2滴滴/秒，后来秒，后来4滴滴/秒秒。第29页，本讲稿共47页7 产生误差的原因及其防止产生误差的原因及其防止7.1 原因原因（1）样品中水分没有完全挥发出来；）样品中水分没有完全挥发出来；（2）水分附集在冷凝器及连接管的内壁；）水分附集在冷凝器及连接管的内壁；（3）水分溶解在有机溶剂中；）水分溶解在有机溶剂中；（4）生成了乳浊液；）生成了乳浊液；（5）馏出了水溶性的组分。）馏出了水溶性的组分。7.2 防止方法防止方法（1）添加少量戊醇、异丁醇，可防止出现乳油液；）添加少量戊醇、异丁醇，可防止出现乳油液；（2）为为了了改改善善水水分分的的馏馏出出，对对富富含含糖糖分分或或蛋蛋白白质质的的粘粘性性试试样样，宜宜把把它它分分散散涂涂布布于于硅硅藻藻土土上上或或可可将将样样品品放放在在蜡蜡纸纸上上，上上面面再再覆覆盖盖一一层层蜡蜡纸纸，卷卷起起来来后后，用用剪刀剪成宽剪刀剪成宽6毫米、厚毫米、厚8毫米的小块；毫米的小块；（3）对对热热不不稳稳定定性性的的食食品品，除除选选用用低低沸沸点点的的溶溶剂剂外外，也也可可分分散散涂涂布布于于硅硅藻土上；藻土上；（4）为为了了防防止止水水分分附附集集于于蒸蒸馏馏器器内内壁壁，需需充充分分清清洗洗仪仪器器。蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶内内壁壁如有水滴附集在管壁，应用绕有橡皮线的铜丝将这些水滴回收。如有水滴附集在管壁，应用绕有橡皮线的铜丝将这些水滴回收。第30页，本讲稿共47页卡尔卡尔费休法费休法 适适用用于于糖糖果果,巧巧克克力力,奶奶粉粉。不不仅仅测测出出自自由由水水,也也可可测测出出结结合合水水，常常被被作作为为水水分分特特别别是是痕痕量量水水分分的的标标准准分分析方法。但不适于含析方法。但不适于含VC等强还原物的样品。等强还原物的样品。简简称称费费休休法法或或滴滴定定法法，是是碘碘量量法法非非水水滴滴定定中中的的一一种种应应用用，对对水水分分测测定定最为专一、最为准确的方法。最为专一、最为准确的方法。I2+SO2+3C5H5N+H2O+CH3OH 2 C5H5NHI+C5H5NSO4CH3第31页，本讲稿共47页(1)原理原理 费休法的基本原理是利用费休法的基本原理是利用I2 氧化氧化SO2 时，需要有定量的水参加反应：时，需要有定量的水参加反应：SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI 但但此此反反应应具具可可逆逆性性，当当硫硫酸酸浓浓度度达达0.05%以以上上时时，即即能能发发生生逆逆反反应应，要要使使反反应应顺顺利利地地向向右右进进行行，需需要要加加入入适适当当的的碱碱性性物物质质以以中中和和反反应应过过程程中中生生成成的的酸酸。经经实实验验证明，采用吡啶（证明，采用吡啶（C5H5N）作溶剂可满足此要求，此时反应进行如下：）作溶剂可满足此要求，此时反应进行如下：C5H5N I2+C5H5N SO2+C5H5N+H2O 碘吡啶碘吡啶 亚硫酸比啶亚硫酸比啶 2 C5H5NHI+C5H5NSO2 O氢碘酸吡啶氢碘酸吡啶 硫酸吡啶硫酸吡啶第32页，本讲稿共47页 生成的硫酸吡啶很不稳定，能与水发生副发应，消耗一部分生成的硫酸吡啶很不稳定，能与水发生副发应，消耗一部分水而干扰测定：水而干扰测定：若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶；若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶；C5H5NSO2 O+H2OC5H5NHSO4HC5H5NSO2 O+CH3OHC5H5NHSO4 CH3于是促使测定水的滴定反应得以定量完成。于是促使测定水的滴定反应得以定量完成。第33页，本讲稿共47页 由由此此可可见见，滴滴定定操操作作所所用用的的标标准准溶溶液液是是含含有有I2、SO2、C5H5N及及CH3OH的混合溶液，此溶液称为费休试剂。的混合溶液，此溶液称为费休试剂。费休法的滴定总反应式可写为：费休法的滴定总反应式可写为：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O 2 C5H5N HI+C5H5N HSO4CH3 从从上上式式可可以以看看到到1mol水水需需要要与与1mol碘碘、1mol=氧氧化化硫硫和和3mol吡吡啶啶及及1mol甲甲醇醇反反应应而而产产生生2mol氢氢碘碘酸酸吡吡啶啶和和1mol甲甲基基硫硫酸酸氢氢吡吡啶啶（实实际际操操作作中中各各试试剂剂用量摩尔比为用量摩尔比为I2：SO2：C5H5N=1：3：10）。）。第34页，本讲稿共47页(2)滴定操作确定终点的方法滴定操作确定终点的方法l当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过量当用费休试剂滴定样品达到化学计量点时，再过量1滴费休试剂中的游离碘即会使滴费休试剂中的游离碘即会使体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此为终点而停止滴定，此法适用于含有体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此为终点而停止滴定，此法适用于含有1以上的以上的样品。样品。l双指示电极安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是两枚相似的微铂电极插双指示电极安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是两枚相似的微铂电极插在被滴样品溶液中，给两电极间施加在被滴样品溶液中，给两电极间施加1025mv电压，在开始滴定直至化学电压，在开始滴定直至化学计量点前，因体系中只存留碘化物而无游离碘，电极间的极化作用使外电路计量点前，因体系中只存留碘化物而无游离碘，电极间的极化作用使外电路中无电流通过中无电流通过(即微安表指针始终不动即微安表指针始终不动)，而当过量，而当过量1滴费休试剂滴入体系后，滴费休试剂滴入体系后，由于游离碘的出现使体系变为去极化，则溶液开始导电，外路有电流通过，由于游离碘的出现使体系变为去极化，则溶液开始导电，外路有电流通过，微安表指针偏转至一定刻度并稳定不变，即为终点，此法更适宜于测定微安表指针偏转至一定刻度并稳定不变，即为终点，此法更适宜于测定深色深色样品及微量、痕量水分样品及微量、痕量水分时采用。时采用。第35页，本讲稿共47页(3)适用范围适用范围 费费休休法法广广泛泛地地应应用用于于各各种种液液体体、固固体体及及一一些些气气体体样样品品中中水水分分含含量量的的测测定定，均均能能得得到到满满意意的的结结果果，在在很很多多场场合合，此此法法也也常常被被作作为为水水分分特特别别是是痕痕量量水水分分（低低至至ppm级级）的的标标准准分分析析方方法法，用用以以校校正正其其他他测测定定方方法法。在在食食品品分分析析中中，采采用用适适当当的的预预防防措措施施后后此此法法能能用用于于含含水水量量从从1ppm到到接接近近100%的的样样品品的的测测定定，已已应应用用于于面面粉粉、砂砂糖糖、人人造造奶奶油油、可可可可粉粉、糖糖蜜蜜、茶茶叶叶、乳乳粉粉、炼炼乳乳及及香香料料等等食食品品中中的的水水分分测测定定，结结果果的的准准确确度度优优于于直直接接干干燥燥法法，也也是是测测定定脂脂肪肪和和油油品品中中痕痕量量水水分的理想方法。分的理想方法。(4)主要仪器主要仪器 KF1型型水水分分测测定定仪仪（上上海海化化工工研研究究院院制制）或或SDY84型型水水分分滴滴定仪（上海医械专机厂制）定仪（上海医械专机厂制）第36页，本讲稿共47页(5)试剂试剂 无水甲醇：要求其含水量在无水甲醇：要求其含水量在0.05%以下。量取甲醇约以下。量取甲醇约200ml置干燥置干燥圆底烧瓶中，加光洁镁条圆底烧瓶中，加光洁镁条15g与碘与碘0.5g，接上冷凝装置，冷凝管的，接上冷凝装置，冷凝管的顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙干燥管，当加热回流至金属顶端和接受器支管上要装上无水氯化钙干燥管，当加热回流至金属镁条溶解。分馏，用干燥的抽滤瓶作接受器，收集镁条溶解。分馏，用干燥的抽滤瓶作接受器，收集64650C 馏分备馏分备用。用。无水吡淀：要求其含水量在无水吡淀：要求其含水量在0.1%以下。吸取吡啶以下。吸取吡啶200ml置干燥的蒸馏瓶置干燥的蒸馏瓶中，加中，加40ml苯，加热蒸馏，收集苯，加热蒸馏，收集1101160C 馏分备用。馏分备用。碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥碘：将固体碘置硫酸干燥器内干燥48小时以上。小时以上。水一甲醇标准溶液：每水一甲醇标准溶液：每ml含含1mg水，准确吸取水，准确吸取1ml水注入预先干燥的水注入预先干燥的1000ml容量瓶中，用无水甲醇稀释至刻度，摇匀备用。容量瓶中，用无水甲醇稀释至刻度，摇匀备用。第37页，本讲稿共47页卡卡尔尔费费休休试试剂剂：称称取取85g碘碘于于干干燥燥的的1L具具塞塞的的棕棕色色玻玻璃璃试试剂剂瓶瓶中中，加加入入670ml无无水水甲甲醇醇，盖盖上上瓶瓶塞塞，摇摇动动至至碘碘全全部部溶溶解解后后，加加入入270ml吡吡啶啶混混匀匀，然然后后置置于于冰冰水水浴浴中中冷冷却却，通通入入干干燥燥的的二二氧氧化化硫硫气气体体6070g，通通气气完完毕毕后后塞塞上上瓶瓶塞塞，放放置置暗暗处处至至少少24小小时后使用。时后使用。第38页，本讲稿共47页n 预预先先加加入入50ml无无水水甲甲醇醇于于水水分分测测定定仪仪的的反反应应器器中中，接接通通仪仪器器电电源源，启启动动电电磁磁搅搅拌拌器器，先先用用卡卡尔尔费费休休试试剂剂滴滴入入甲甲醇醇中中使使其其尚尚残残留留的的痕痕量量水水分分与与试试剂剂作作用用达达到到计计量量点点，即即为为微微安安表表的的一一定定刻刻度度值值（45uA或或48uA），并并保保持持1分分钟钟内内不不变变，不不记记录录卡卡尔尔费费休休试试剂剂的的消消耗耗量量。然然后后用用10ul蒸蒸馏馏水水（相相当当于于0.01g水水，可可先先用用天天平平称称量量校校正正，亦亦可可用用减减量量法法滴滴瓶瓶称称取取0.01g水水于于反反应应器器中中），此此时时微微安安表表指指针针偏偏向向左左边边接接近近零零点点，用用卡卡尔尔费费休休试试剂剂滴滴定定至至终终点点，记录卡尔记录卡尔费休试剂消耗量。费休试剂消耗量。标定：第39页，本讲稿共47页n卡尔费休试剂对水式中：式中：G水的质量，水的质量，g；V滴定消耗卡尔滴定消耗卡尔费休试剂的体积，费休试剂的体积，ml。第40页，本讲稿共47页n对对于于固固体体样样品品，如如糖糖果果必必须须事事先先粉粉碎碎均均匀匀，视视各各种种样样品品含含水水量量不不同同，一一般般每每份份被被测测样样品品中中含含水水2040mg为为宜宜。准准确确称称取取0.30.5g样样品品置置于于称样瓶中。称样瓶中。n在在水水分分测测定定仪仪的的反反应应器器中中加加入入50ml甲甲醇醇中中痕痕量量水水分分，滴滴定定至至微微安安表表指指针针的的偏偏转转程程度度与与标标定定卡卡尔尔费费休休试试剂剂操操作作中中的的偏偏转转情情况况相相当当并并保保持持1分分钟钟不不变变时时（不不记记录录试试剂剂用用量量），打打开开加加料料口口迅迅速速将将称称好好的的试试样样加加入入反反应应器器中中，立立即即塞塞上上橡橡皮皮塞塞，开开动动电电磁磁搅搅拌拌器器使使试试样样中中的的水水分分完完全全被被甲甲醇醇所所萃萃取取，用用卡卡尔尔费费休休试试剂剂滴滴定定至至原原设定的终点并保持设定的终点并保持1分钟不变，记录试剂的用量（分钟不变，记录试剂的用量（ml）。）。(6)操作方法第41页，本讲稿共47页(7)结果计算结果计算水分（水分（%）=式中：式中：T卡尔卡尔费休试剂对水的滴定度，费休试剂对水的滴定度，mg/ml；V滴定所消耗的卡尔滴定所消耗的卡尔费休试剂体积，费休试剂体积，ml；W样品质量，样品质量，g。第42页，本讲稿共47页（8）注意：）注意：n本本法法是是一一种种准准确确的的测测定定水水分分的的方方法法，除除用用于于食食品品分分析析外外，还还广广泛泛用用于于测测定定化化肥肥、医药以及其他工业产品中的水分含量。医药以及其他工业产品中的水分含量。n固固体体样样品品细细度度以以40目目为为宜宜。最最好好用用破破碎碎机机处处理理而而不不用用研研磨磨机机，以以防防水水分分损损失失，另另外粉碎样品时保证其含水量均匀也是获得准确分祈结果的关键。外粉碎样品时保证其含水量均匀也是获得准确分祈结果的关键。n无水甲醇及无水吡啶宜加入无水硫酸钠保存之。无水甲醇及无水吡啶宜加入无水硫酸钠保存之。n若若食食品品中中含含有有氧氧化化剂剂、还还原原剂剂、碱碱性性氧氧化化物物、氢氢氧氧化化物物、碳碳酸酸盐盐、硼硼酸等，都与费休试剂所含组分反应，干扰测定。例如维生素酸等，都与费休试剂所含组分反应，干扰测定。例如维生素C。n试试验验表表明明，对对于于糖糖果果样样品品，水水分分（卡卡尔尔费费休休法法）烘烘箱箱干干燥燥法法测测定定的的水水分分烘过的样品再用卡尔烘过的样品再用卡尔费体法测定的残留水分自由水结合水。费体法测定的残留水分自由水结合水。第43页，本讲稿共47页1.如你有机会在你的实验室用各种设备，通过各种方法包括法定方如你有机会在你的实验室用各种设备，通过各种方法包括法定方法和快速品控方法进行水分分析，对于下面列出的食品（根据分析法和快速品控方法进行水分分析，对于下面列出的食品（根据分析用途，如用于快速品控方法）说出（用途，如用于快速品控方法）说出（1）所使用方法的名称。（）所使用方法的名称。（2）方法）方法的原理（非步骤）。（的原理（非步骤）。（3）使用这种方法的理由（与使用烘箱干燥法相比较）使用这种方法的理由（与使用烘箱干燥法相比较）。（。（4）在使用该法时为了保证得到正确的结果，有哪两点必须注意）在使用该法时为了保证得到正确的结果，有哪两点必须注意？（1）冰淇淋（液体）冰淇淋（液体）品控方法；品控方法；（2）牛奶、巧克力）牛奶、巧克力法定方法；法定方法；（3）香料）香料法定方法；法定方法；（4）桃子罐头中的糖汁）桃子罐头中的糖汁品控方法；品控方法；（5）燕麦面粉）燕麦面粉品控方法。品控方法。第44页，本讲稿共47页2.确确定定五五个个在在选选择择某某些些食食品品的的水水分分析方法时需要考虑的因素。分分析方法时需要考虑的因素。3.为为什什么么要要求求采采用用标标准准化化的的方方法法测定水分的含量？测定水分的含量？4.在在水水分分含含量量的的分分析析中中，采采用用真真空空干干燥燥法法比比常常压压干干燥燥法法具具有有那那些潜在的优势？些潜在的优势？第45页，本讲稿共47页5.在下列的例子中，你会不会过高或过低估计被测食品的水分含量？为什么？在下列的例子中，你会不会过高或过低估计被测食品的水分含量？为什么？（1）常压干燥时：）常压干燥时：样品颗粒形状太大样品颗粒形状太大 含高浓度挥发性风味化合物含高浓度挥发性风味化合物脂类氧化脂类氧化 样品具有吸湿性样品具有吸湿性碳水化合物的改性（美拉德反应）碳水化合物的改性（美拉德反应）蔗糖水解蔗糖水解表面硬皮的形成表面硬皮的形成 含有干燥样品的干燥器未正确密封含有干燥样品的干燥器未正确密封（2）甲苯蒸馏法：）甲苯蒸馏法：样品中水和溶剂间形成的乳浊液没有分离样品中水和溶剂间形成的乳浊液没有分离;冷凝器中残留水滴冷凝器中残留水滴（3）卡尔费休法：）卡尔费休法：天气非常潮湿时称量起始样品天气非常