水分的分析测定学习教案.pptx

会计学1水分的分析水分的分析(fnx)测定测定第一页，共73页。第一节第一节 概述概述(i sh)(i sh)n n水对食品体系的重要性水对食品体系的重要性n n水是食品的天然成分，影响水是食品的天然成分，影响(yngxing)(yngxing)食品的状态、食品的状态、感官性状、对腐败的敏感性等。感官性状、对腐败的敏感性等。n n水分含量是许多食品的法定标准水分含量是许多食品的法定标准n n（GB5009.3 GB5009.3 食品中水分的测定方法）食品中水分的测定方法）第2页/共73页第二页，共73页。食品标准与水分食品标准与水分(shufn)(shufn)含量含量食品名称标 准水分（%）饼干GB7100 6.5%麦乳精GB7101 2.5%方便面GB 17400 油炸面：8.0%非油炸面：12.0%熟肉制品 GB2726 肉干、肉松、其它熟肉干制品：20.0%肉脯、肉糜脯：16.0%油酥肉松、肉粉松：4.0%干果 GB16325 桂园、荔枝：25%柿饼：35%葡萄干：20%第3页/共73页第三页，共73页。水分水分(shufn)的定义的定义(GB5009.3)n n食品中的水分一般食品中的水分一般(ybn)(ybn)是指在是指在100100左右直接干燥的情况下，所失去物质的总左右直接干燥的情况下，所失去物质的总量。量。n n水分和水分含量水分和水分含量第4页/共73页第四页，共73页。固形物固形物固形物固形物(%)=100%(%)=100%(%)=100%(%)=100%水份水份水份水份(shu(shu(shu(shu fn)fn)fn)fn)（%）食品中的固形物食品中的固形物指食品内将水分排除后的全指食品内将水分排除后的全部部(qunb)残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。氮抽出物、灰分等。水分含量(hnling)与固形物含量(hnling)的关系第5页/共73页第五页，共73页。水分测定水分测定(cdng)(cdng)的意义的意义n n企业：水分是影响食品质量的企业：水分是影响食品质量的重要因素，控制水分是保障食重要因素，控制水分是保障食品不变质的手段之一。品不变质的手段之一。n n监控：测定水分含量（注水肉）监控：测定水分含量（注水肉），揭露掺假，揭露掺假(chn ji)行为。行为。n n水分含量的测定是食品分析的水分含量的测定是食品分析的重要项目之一，贯穿于产品开重要项目之一，贯穿于产品开发、生产、市场监督等过程。发、生产、市场监督等过程。第6页/共73页第六页，共73页。第二节第二节 水在食品中存在水在食品中存在(cnzi)(cnzi)的状态的状态 根据水在食品中所处的状态根据水在食品中所处的状态(zhungti)(zhungti)不同以及与非不同以及与非水组分结合强弱的不同，可把食品中的水分为三类水组分结合强弱的不同，可把食品中的水分为三类 ：自由水自由水是靠分子间力形成的吸附水。保持水本身的物理是靠分子间力形成的吸附水。保持水本身的物理特性，溶液状态特性，溶液状态(zhungti)(zhungti)，能作为胶体的分散剂，能作为胶体的分散剂和盐的溶剂，易蒸发，能结冰。和盐的溶剂，易蒸发，能结冰。亲和水亲和水是强极性基团单分子外的几个水分子层所包含的是强极性基团单分子外的几个水分子层所包含的水，以及与非水组分中弱极性基团以氢键结合的水。水，以及与非水组分中弱极性基团以氢键结合的水。结合水结合水以配价键结合，其结合力大，很难用蒸发的方法以配价键结合，其结合力大，很难用蒸发的方法分离出去，在食品内部不能作为溶剂。分离出去，在食品内部不能作为溶剂。思考题：水在食品(shpn)中存在的状态有哪几类？不同状态水挥发的难易程度如何？第7页/共73页第七页，共73页。第三节第三节 水分水分(shufn)(shufn)的测定方的测定方法法n n直接法直接法直接法直接法利用水分本身的物理性质和化学性质利用水分本身的物理性质和化学性质利用水分本身的物理性质和化学性质利用水分本身的物理性质和化学性质n n 测定水分的方法测定水分的方法测定水分的方法测定水分的方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)n n 干燥法干燥法干燥法干燥法n n 蒸馏法蒸馏法蒸馏法蒸馏法n n 卡尔费休法卡尔费休法卡尔费休法卡尔费休法n n特点：准确度高、重复性好，应用范围较广；特点：准确度高、重复性好，应用范围较广；特点：准确度高、重复性好，应用范围较广；特点：准确度高、重复性好，应用范围较广；n n 但费时，人工操作但费时，人工操作但费时，人工操作但费时，人工操作n n间接法间接法间接法间接法利用食品的比重、折射率、电导、介电利用食品的比重、折射率、电导、介电利用食品的比重、折射率、电导、介电利用食品的比重、折射率、电导、介电n n 常数等物理性质测定的方法常数等物理性质测定的方法常数等物理性质测定的方法常数等物理性质测定的方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)n n特点：准确度低，快速，自动连续特点：准确度低，快速，自动连续特点：准确度低，快速，自动连续特点：准确度低，快速，自动连续第8页/共73页第八页，共73页。干燥干燥(gnzo)(gnzo)法（又称重量法）法（又称重量法）n n在一定的温度和压力条件(tiojin)下，将样品加热干燥，蒸发以排除其中水分并根据样品前后失重来计算水分含量的方法，称为干燥法。n n 常压干燥法（常压烘箱干燥法）n n 减压干燥法（真空烘箱干燥法）第9页/共73页第九页，共73页。采用干燥采用干燥采用干燥采用干燥(gnzo)(gnzo)(gnzo)(gnzo)法测定水分的前提条件：法测定水分的前提条件：法测定水分的前提条件：法测定水分的前提条件：n n水分是样品中唯一的挥发物质；n n通过干燥可以较彻底地去除样品中的水分；n n在加热过程中，样品中的其它组分可能发生化学反应(huxu fnyng)，但其引起的重量变化可以忽略不计。思考题：什么时候必须思考题：什么时候必须(bx)(bx)选择减压干燥法？选择减压干燥法？第10页/共73页第十页，共73页。水分水分(shufn)测定操作过程测定操作过程 样品接受 预处理（样品、称量瓶）准确称取适量样品于恒重称量瓶中 在规定条件下干燥 冷却 称量 干燥 冷却 称量 恒重 实验结果(ji gu)处理 第11页/共73页第十一页，共73页。主要主要(zhyo)操作条件和要点操作条件和要点n n预处理(样品、称量瓶、海砂）n n样品重量和称量瓶规格n n干燥(gnzo)设备n n干燥(gnzo)条件n n干燥(gnzo)剂第12页/共73页第十二页，共73页。样品样品(yngpn)预处理预处理n n原则：在采集、处理和保存过程中，须防止组原则：在采集、处理和保存过程中，须防止组分分(z(z fn)fn)发生变化和水分散失。发生变化和水分散失。样品性质预处理方法固体切细或磨碎。谷类约18目，其他食品3040目半固体或液体 准备好洁净、恒重、内含适量海沙和一根小玻棒的蒸发皿；精密称量适量样品于蒸发皿中，用不玻棒搅匀后置于沸水浴上，边搅拌边蒸发，蒸干后擦去皿底水滴，再置于干燥箱内。1、糖浆、甜炼乳等浓稠液体，一般要加水稀释，将固形物含量控制在20 30%；2、面包类水分含量大于16%的谷类食品，可采用二步干燥法。第13页/共73页第十三页，共73页。称量瓶的称量瓶的预处理预处理n n用烘箱进行干燥处理，在100的烘箱进行重复干燥，以使其达到恒重（两次称量(chn lin)质量差不超过2mg）。n n干燥之后的称量(chn lin)皿应存放在干燥器中。第14页/共73页第十四页，共73页。称量瓶放入烘箱内，盖子称量瓶放入烘箱内，盖子称量瓶放入烘箱内，盖子称量瓶放入烘箱内，盖子应该打开应该打开应该打开应该打开(d(d ki)ki)，斜放，斜放，斜放，斜放在旁边，取出时先盖好盖在旁边，取出时先盖好盖在旁边，取出时先盖好盖在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥子，用纸条取，放入干燥子，用纸条取，放入干燥子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。器内，冷却后称重。器内，冷却后称重。器内，冷却后称重。第15页/共73页第十五页，共73页。海砂海砂(hi sh)的预处理的预处理n n用水洗去泥土的海砂或河沙，先用用水洗去泥土的海砂或河沙，先用6mol/L6mol/L盐酸煮沸半盐酸煮沸半小时，用水洗到中性，再用小时，用水洗到中性，再用6mol/L6mol/L氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液(rngy)(rngy)煮沸半小时，用水洗到中性，经煮沸半小时，用水洗到中性，经105105烘干烘干后备用。后备用。第16页/共73页第十六页，共73页。样品重量样品重量(zhngling)和称量和称量瓶规格瓶规格a.a.样品重量：一般控制样品重量：一般控制(kngzh)(kngzh)干燥残留物在干燥残留物在1.51.53g3g样 品称样量（g）固态、浓稠态食品35果汁、牛乳等液态食品1520第17页/共73页第十七页，共73页。样品重量样品重量(zhngling)和称量和称量瓶规格瓶规格b.b.称量瓶及其规格称量瓶及其规格(gug)(gug)称量瓶玻璃耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于常压干燥法。铝质质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。规格玻璃底部直径：45cm，6.5 9.0cm铝质直径5cm，高度至少2cm直径加大，高度至少3cm选择选择(xunz)称量皿的大小要合适，一般样品称量皿的大小要合适，一般样品 1/3高度。高度。第18页/共73页第十八页，共73页。干燥设备干燥设备 真空烘箱真空烘箱烘箱烘箱 对流式：温差对流式：温差(wnch)最大最大 普通电热烘箱普通电热烘箱 强力循环通风式：温差强力循环通风式：温差(wnch)最小最小特定温度和时间条件下，应考虑不同特定温度和时间条件下，应考虑不同类型的烘箱类型的烘箱而引起的温差而引起的温差(wnch)变化变化 第19页/共73页第十九页，共73页。干燥干燥(gnzo)(gnzo)条件条件n n根据样品的性质以及分析根据样品的性质以及分析(fnx)(fnx)目的选择干目的选择干燥的温度、压力和干燥时间。燥的温度、压力和干燥时间。干燥温度 根据经验，准确度要求不高的。压 力常压、减压干燥时间 a.干燥到恒重b.规定一定的干燥时间第20页/共73页第二十页，共73页。干燥干燥(gnzo)温度温度n n一般是一般是 95 95105 105；n n对含还原糖较多的食品应先（对含还原糖较多的食品应先（50506060）干燥然后再干燥然后再105105加热。加热。n n对热稳定的谷物可用对热稳定的谷物可用120120130 130 干燥。干燥。n n对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），应用前一次的前一次（由于脂肪氧化），应用前一次的数据数据(shj)(shj)计算。计算。第21页/共73页第二十一页，共73页。干燥时间干燥时间(shjin)(shjin)a.a.恒重恒重最后两次重量之差最后两次重量之差 2 mg 2 mg。基本保证水分蒸发完全。基本保证水分蒸发完全。b.b.规定时间规定时间(shjin)(shjin)根据标准方根据标准方法的要求。法的要求。第22页/共73页第二十二页，共73页。避免手段避免手段(shudun)(shudun)：使用清洁干燥的海砂和：使用清洁干燥的海砂和样品一起搅拌均匀，再将样品加热干燥直至恒样品一起搅拌均匀，再将样品加热干燥直至恒重。重。作用：防止表面硬皮的形成；可以使样品分散，作用：防止表面硬皮的形成；可以使样品分散，减少样品水分蒸发的障碍。减少样品水分蒸发的障碍。用量：依样品量而定，一般每用量：依样品量而定，一般每3g3g样品加样品加202030g30g海砂就能使其充分分散。海砂就能使其充分分散。其他：硅藻土、无水硫酸钠其他：硅藻土、无水硫酸钠 在干燥过程(guchng)中，一些食品原料可能易形成硬皮或块状，结果成不稳定或错误。第23页/共73页第二十三页，共73页。干燥器中的干燥剂干燥器中的干燥剂n n干燥器中一般采用硅胶作为干燥剂，当其颜色由蓝色减退(jintu)或变成红色时，应及时更换；n n干燥剂在135下干燥23h后可重新利用。第24页/共73页第二十四页，共73页。常压烘箱常压烘箱(hngxing)(hngxing)干燥法干燥法（直接干燥法）（直接干燥法）n n原理：在一定温度（原理：在一定温度（9510595105）和压力）和压力(常压）下，常压）下，将样品放在烘箱中加热干燥，将样品放在烘箱中加热干燥，除去除去(ch q)(ch q)蒸发的水分，蒸发的水分，干燥前后样品的质量之差即为干燥前后样品的质量之差即为样品的水分含量。样品的水分含量。n n适用范围：适用于在适用范围：适用于在9510595105下，不含或含其他下，不含或含其他挥发性物质甚微且对热稳定的挥发性物质甚微且对热稳定的食品。食品。第25页/共73页第二十五页，共73页。样品的制备、测定样品的制备、测定(cdng)(cdng)及结果计算及结果计算a.采集，处理，保存过程中，要防止组分采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。b.固体样品要磨碎（粉碎），谷类达固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他目，其他3040目。目。c.液态样品要在水浴上先浓缩，然后液态样品要在水浴上先浓缩，然后进干燥箱，不然烘箱受不了。进干燥箱，不然烘箱受不了。样品样品(yngpn)的预处理（对分析结果影响较大）的预处理（对分析结果影响较大）第26页/共73页第二十六页，共73页。二步干燥二步干燥二步干燥二步干燥(gnzo)(gnzo)(gnzo)(gnzo)法法法法n n对于水分含量在对于水分含量在16%16%以上的样品，如面包之类的谷类食品以上的样品，如面包之类的谷类食品(shpn)(shpn)，先将样品称出总质量后，切成厚为，先将样品称出总质量后，切成厚为2 23mm3mm的薄的薄片，在自然条件下风干片，在自然条件下风干151520h20h，使其与大气湿度大致平衡，使其与大气湿度大致平衡，然后再次称量，并将样品粉碎、过筛、混匀，放于称量瓶中以然后再次称量，并将样品粉碎、过筛、混匀，放于称量瓶中以烘箱干燥法测定水分。烘箱干燥法测定水分。第27页/共73页第二十七页，共73页。称取样品(yngpn)105干燥(gnzo)称量瓶恒重24小时(xiosh)干燥器内冷却两次差不超过2mg为恒重0.5小时后称重再烘 l小时冷却称重第28页/共73页第二十八页，共73页。水分水分(shufn)测定结果的计算测定结果的计算万变不离其宗的基本原理：万变不离其宗的基本原理：万变不离其宗的基本原理：万变不离其宗的基本原理：适宜条件下干燥到恒重后，样品失去适宜条件下干燥到恒重后，样品失去适宜条件下干燥到恒重后，样品失去适宜条件下干燥到恒重后，样品失去(shq)(shq)(shq)(shq)物质的总质量除以样品的质量，物质的总质量除以样品的质量，物质的总质量除以样品的质量，物质的总质量除以样品的质量，乘以乘以乘以乘以100%100%100%100%。第29页/共73页第二十九页，共73页。X样品(yngpn)中的水分含量，g/100g；m1干燥前称量瓶和样品(yngpn)的质量,g；m2干燥后称量瓶和样品(yngpn)的质量,g；m3恒重称量瓶的质量，g。m1新鲜(xn xin)样品总质量，g；m2风干后样品的质量，g；m3干燥前样品与称量瓶的质量，g；m4干燥后样品与称量瓶的质量，g；m5称量瓶质量，g。二步干燥(gnzo)法 直接干燥法第30页/共73页第三十页，共73页。m1干燥(gnzo)前样品和称量瓶质量，g；m2海砂（或无水硫酸钠）质量，g；m3干燥(gnzo)后样品、海砂及称量瓶的总质量，g；m4恒重称量瓶质量，g。加海沙或其他(qt)第31页/共73页第三十一页，共73页。方法方法方法方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)说明和注意说明和注意说明和注意说明和注意事项事项事项事项 n n直接直接(zhji)(zhji)干燥法测定食品中水分是国家标准第一法。干燥法测定食品中水分是国家标准第一法。n n该方法不能完全排出食品中的结合水，所以它不可能测出食该方法不能完全排出食品中的结合水，所以它不可能测出食品中真正的水分。品中真正的水分。n n设备和操作简单，但时间较长，不适合含易挥发物质、高脂设备和操作简单，但时间较长，不适合含易挥发物质、高脂肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易挥发、易分解物肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易挥发、易分解物质的食品。质的食品。第32页/共73页第三十二页，共73页。减压减压(jin(jin y)y)干燥干燥法法 n n原理：在低压条件下，水分的沸点原理：在低压条件下，水分的沸点原理：在低压条件下，水分的沸点原理：在低压条件下，水分的沸点(fidin)(fidin)(fidin)(fidin)会随之降低会随之降低会随之降低会随之降低n n适适适适用用用用范范范范围围围围：适适适适用用用用于于于于在在在在100100100100以以以以上上上上加加加加热热热热容容容容易易易易变变变变质质质质及及及及含含含含有有有有不不不不易易易易除除除除去去去去结结结结合合合合水水水水的的的的食食食食品品品品，如如如如淀淀淀淀粉粉粉粉制制制制品品品品、豆豆豆豆制制制制品品品品、罐罐罐罐头头头头食食食食品品品品、糖糖糖糖浆浆浆浆、蜂蜂蜂蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。n n优优优优点点点点：可可可可以以以以防防防防止止止止：含含含含脂脂脂脂肪肪肪肪高高高高的的的的样样样样品品品品在在在在高高高高温温温温下下下下的的的的脂脂脂脂肪肪肪肪氧氧氧氧化化化化；含含含含糖糖糖糖高高高高的的的的样样样样品品品品在在在在高高高高温温温温下下下下的的的的脱脱脱脱水水水水炭炭炭炭化化化化；含含含含高高高高温温温温易易易易分分分分解解解解成成成成分分分分的的的的样样样样品品品品在高温下分解等在高温下分解等在高温下分解等在高温下分解等 第33页/共73页第三十三页，共73页。第34页/共73页第三十四页，共73页。样品的测定样品的测定样品的测定样品的测定(cdng)(cdng)(cdng)(cdng)及方法及方法及方法及方法 步骤：放入样品步骤：放入样品连接泵，抽出箱内空气至连接泵，抽出箱内空气至所需压力（一般为所需压力（一般为4053kPa4053kPa），并同时加），并同时加热至所需温度（热至所需温度（5555左右）左右）关闭真空泵，关闭真空泵，停止抽气停止抽气保持保持(boch)(boch)一定的温度和压一定的温度和压力干燥力干燥打开活塞打开活塞待压力恢复正常后再打待压力恢复正常后再打开开第35页/共73页第三十五页，共73页。方法方法方法方法(fngf)(fngf)(fngf)(fngf)说明及注说明及注说明及注说明及注意事项意事项意事项意事项 n n压力一般为压力一般为4053kPa4053kPa，温度为，温度为50605060。实际应用时实际应用时可根据样品性质及干燥箱耐压能力不同而调整压力和温可根据样品性质及干燥箱耐压能力不同而调整压力和温度度 n n自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时间；自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时间；恒重一般以减量不超过恒重一般以减量不超过(chogu)0.5mg(chogu)0.5mg时为标准，但时为标准，但对受热后易分解的样品则可以不超过对受热后易分解的样品则可以不超过(chogu)1(chogu)13mg3mg的减量值为恒重标准。的减量值为恒重标准。第36页/共73页第三十六页，共73页。其他其他(qt)(qt)干燥法干燥法 n n化学干燥法：将某种对于水蒸气具有强烈化学干燥法：将某种对于水蒸气具有强烈(qin li)(qin li)吸吸附的化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器，通过等附的化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器，通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重。温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重。n n微波烘箱干燥法：微波是指频率范围为微波烘箱干燥法：微波是指频率范围为103103105MHz105MHz的电的电磁波。微波加热是靠电磁波把能量传播到被加热物体的内磁波。微波加热是靠电磁波把能量传播到被加热物体的内部。加热速度快、均匀性好、易于瞬时控制、选择性吸收、部。加热速度快、均匀性好、易于瞬时控制、选择性吸收、加热效率高加热效率高 第37页/共73页第三十七页，共73页。红外线干燥红外线干燥红外线干燥红外线干燥(gnzo)(gnzo)(gnzo)(gnzo)法法法法 n n是一种快速测定水分的方法，它以红外线发热管为热源，通过红外线的辐射热和直接热加热(ji r)样品，高效迅速地使水分蒸发。n n加热(ji r)迅速，精密度差第38页/共73页第三十八页，共73页。二、蒸馏二、蒸馏(zhngli(zhngli)法法 n n采用与水互不相溶的高沸点有机溶剂与样品中的水分共沸蒸馏，收集馏分采用与水互不相溶的高沸点有机溶剂与样品中的水分共沸蒸馏，收集馏分于接收管内，从所得的水分的容量求出样品中的水分含量。于接收管内，从所得的水分的容量求出样品中的水分含量。n n直接蒸馏：使用沸点比水高、与水互不相溶的溶剂，在远高于水沸点的温直接蒸馏：使用沸点比水高、与水互不相溶的溶剂，在远高于水沸点的温度下加热度下加热(ji r)(ji r)n n回流蒸馏：使用沸点仅比水略高的溶剂如甲苯、二甲苯和苯回流蒸馏：使用沸点仅比水略高的溶剂如甲苯、二甲苯和苯 第39页/共73页第三十九页，共73页。适用范围适用范围 设备简单经济，管理方便，准确度能够满足(mnz)常规分析的要求，快速。对于谷类、干果、油类、香料等样品，分析结果准确，特别是对于香料，蒸馏法是唯一的、公认的水分测定法。第40页/共73页第四十页，共73页。操作方法 仪器(yq)称取样品适量加入5075mL新蒸馏的甲苯（或二甲苯）使样品浸没连接冷凝管与水分接收管从冷凝管顶端(dngdun)注入甲苯，装满水分接收管加热蒸馏（2d/s)至大部分蒸出加热蒸馏（4d/s)冲洗读数 第41页/共73页第四十一页，共73页。X样品中的水分含量，mL/100g；或按水在20时密度0.9982g/mL计算质量(zhling)含量；V接收管内水的体积，mL；m样品的质量(zhling)，g。第42页/共73页第四十二页，共73页。方法方法(fngf)(fngf)说明和注意事项说明和注意事项 n n蒸馏法为食品水分测定蒸馏法为食品水分测定(cdng)(cdng)国家标准第三法国家标准第三法 n n避免了挥发性物质以及脂肪氧化造成的误差。避免了挥发性物质以及脂肪氧化造成的误差。n n有机溶剂的选择：有机溶剂的选择：n n考虑能否完全湿润样品、适当的热传导、化学惰性、可燃性以及样品的考虑能否完全湿润样品、适当的热传导、化学惰性、可燃性以及样品的性质等因素性质等因素n n热不稳定常选用低沸点的（苯、甲苯或甲苯热不稳定常选用低沸点的（苯、甲苯或甲苯-二甲苯）：如对于含糖的二甲苯）：如对于含糖的样品宜选用苯作为溶剂样品宜选用苯作为溶剂 第43页/共73页第四十三页，共73页。三、卡尔三、卡尔三、卡尔三、卡尔-费休（费休（费休（费休（Karl-FischerKarl-FischerKarl-FischerKarl-Fischer）法）法）法）法 n n简称费休法或K-F法 n n属于碘量法，被广泛应用于多种化工产品的水分测定(cdng)。n n迅速而又准确，且不需加热n n在很多场合，该法也常被作为水分特别是微量水分的标准分析方法，用于校正其它分析方法 第44页/共73页第四十四页，共73页。原理原理(yunl)(yunl)n n基于水存在时碘与二氧化硫的氧化还原基于水存在时碘与二氧化硫的氧化还原(hun yun)(hun yun)反应：反应：n n 2H2O 2H2OSO2SO2I22HII22HIH2SO4H2SO4n n 上述反应是可逆的，在体系中加入了吡啶和甲醇则使上述反应是可逆的，在体系中加入了吡啶和甲醇则使反应顺利向右进行反应顺利向右进行n nC5H5NI2C5H5NI2C5H5NSO2C5H5NSO2C5H5NC5H5NH2O2C5H5NHIH2O2C5H5NHIC5H5NSO3C5H5NSO3n n C5H5NSO3 C5H5NSO3CH3OHC5H5N(H)SO4CH3 CH3OHC5H5N(H)SO4CH3 通常碘、二氧化硫、吡啶按通常碘、二氧化硫、吡啶按1 1：3 3：1010的比例溶解在甲醇溶的比例溶解在甲醇溶液中，该溶液被称为卡尔液中，该溶液被称为卡尔-费休法试剂，通常用纯水作为费休法试剂，通常用纯水作为(zuwi)(zuwi)基准物来标定该试剂。基准物来标定该试剂。过量的碘指示终点（颜色、双指示电极安培滴定法）过量的碘指示终点（颜色、双指示电极安培滴定法）第45页/共73页第四十五页，共73页。适用范围适用范围 n n广泛用于各种样品的水分含量测定，特别适用于痕量水分分析（如面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等）n n其测定准确性比直接(zhji)干燥法要高；n n也是测定脂肪和油类物品中微量水分的理想方法。第46页/共73页第四十六页，共73页。卡尔-费休水分(shufn)测定仪 第47页/共73页第四十七页，共73页。卡尔卡尔卡尔卡尔-费休试剂费休试剂费休试剂费休试剂(shj)(shj)(shj)(shj)的标定的标定的标定的标定 （？要标定）（？要标定）（？要标定）（？要标定）n n50mL50mL的无水甲醇（水的无水甲醇（水0.05%0.05%）加入反应器中，接通电源，启动电磁搅拌）加入反应器中，接通电源，启动电磁搅拌器，先用卡尔器，先用卡尔-费休试剂滴入甲醇中使其中残存的微量水分与试剂作用费休试剂滴入甲醇中使其中残存的微量水分与试剂作用(zuyng)(zuyng)达到计量点，不记录卡尔达到计量点，不记录卡尔-费休试剂的消耗量。费休试剂的消耗量。n n用微量注射器从加料口注入用微量注射器从加料口注入10L10L蒸馏水，用卡尔费蒸馏水，用卡尔费-休试剂滴定至终点，记休试剂滴定至终点，记录试剂的消耗量。录试剂的消耗量。终点：I2，有水时呈淡黄色，接近(jijn)终点时呈琥珀色，刚出现微弱的黄综色时，为滴定终点。第48页/共73页第四十八页，共73页。T卡尔-费休试剂(shj)的水质量（mg/mL）m水的质量，g；V 滴定消耗卡尔-费休试剂(shj)的体积，mL。计算公式第49页/共73页第四十九页，共73页。样品水分样品水分样品水分样品水分(shufn)(shufn)(shufn)(shufn)的测的测的测的测定定定定 固体样品必须要先粉碎均匀。准确(zhnqu)取0.300.50g样品，测定步骤同上。结果(ji gu)计算 X样品中的水分含量，mg/100mg；T卡尔-费休试剂的水质量，mg/mL；V滴定所消耗卡尔费休试剂，mL；m样品的质量，g。第50页/共73页第五十页，共73页。说明说明(shumng)(shumng)及注意事项及注意事项 n n样品的颗粒大小非常重要。通常(tngchng)样品细度约为40目，宜用破碎机处理，不用研磨机以防水分损失。n n如果食品中含有氧化剂、还原剂、碱性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硼酸等，都会与卡尔-费休试剂所含组分起反应，干扰测定。（偏高或低？）第51页/共73页第五十一页，共73页。四、其他四、其他(qt)(qt)方方法法介电容量法介电容量法介电容量法介电容量法 ：根据根据根据根据(gnj)(gnj)(gnj)(gnj)样品的介点常数与含水率有关，以含水食品作为测量电极间的充填介样品的介点常数与含水率有关，以含水食品作为测量电极间的充填介样品的介点常数与含水率有关，以含水食品作为测量电极间的充填介样品的介点常数与含水率有关，以含水食品作为测量电极间的充填介质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定标准曲线进行校准。需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定标准曲线进行校准。需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定标准曲线进行校准。需要使用已知水分含量的样品（标准方法测定）制定标准曲线进行校准。需要考虑样品的密度、样品的温度等因素需要考虑样品的密度、样品的温度等因素需要考虑样品的密度、样品的温度等因素需要考虑样品的密度、样品的温度等因素 第52页/共73页第五十二页，共73页。电导率法电导率法电导率法电导率法 n n原理：当样品(yngpn)中水分含量变化时，可导致其电流传导性随之变化，因此通过测量样品(yngpn)的电阻来确定水分含量，就成为一种具有一定精确度的快速分析方法。n n必须保持温度恒定，每个样品(yngpn)的测定时间必须恒定为1min。第53页/共73页第五十三页，共73页。红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱红外吸收光谱(x shu un p)(x shu un p)(x shu un p)(x shu un p)法法法法 n n红外线是一种电磁波，一般指波长为0.751000m的光n n根据水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在样品中的含量(hnling)存在一定的关系建立了红外吸收光谱测水分法。第54页/共73页第五十四页，共73页。折光折光折光折光(zhgung)(zhgung)(zhgung)(zhgung)法法法法 n n通过测量物质的折射率来鉴别物质的组成、确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为(chn wi)折光法。n n测定可溶性固形物的含量 第55页/共73页第五十五页，共73页。水分水分(shufn)(shufn)活度值的测定活度值的测定 一、水分活度值的测定意义一、水分活度值的测定意义一、水分活度值的测定意义一、水分活度值的测定意义 单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。单纯的水分含量并不是表示食品稳定性的可靠指标。这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造成的。这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造成的。这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造成的。这是由于水与食品中的其他成分结合的方式不同而造成的。为了更好地定量说明食品中的水存在状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性为了更好地定量说明食品中的水存在状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性为了更好地定量说明食品中的水存在状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性为了更好地定量说明食品中的水存在状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性能的关系，引入水分活度（能的关系，引入水分活度（能的关系，引入水分活度（能的关系，引入水分活度（Water ActivityWater ActivityWater ActivityWater Activity）这个）这个）这个）这个(zh ge)(zh ge)(zh ge)(zh ge)概念。概念。概念。概念。第56页/共73页第五十六页，共73页。水分水分(shuf(shufn)n)活活度度 根据平衡热力学定律(dngl)，水分活度可定义为：溶液中水的逸度（Fugacity）与纯水逸度之比值 Aw Aw水分活度；f溶剂(水)的逸度（逸度是溶剂从溶液中逃脱(totu)的趋势）f0纯溶剂（水）的逸度。第57页/共73页第五十七页，共73页。也可近似地表示(biosh)为溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比：=Aw P溶液或食品中的水分蒸汽分压，一般说来，P随食品中易蒸发的自由水含量的增多而加大；P0为纯水的蒸汽压，可从有关手册中查出；ERH平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity），它是指食品中水分蒸发达到平衡时（即单位时间内脱离食品的水的摩尔数等于返回食品的水摩尔数的时候），食品上方(shn fn)恒定的水蒸汽分压与在此温度时水的饱和蒸汽压的比值（乘以100用整数表示）第58页/共73页第五十八页，共73页。水分含量是指食品中水的总含量，即一定量食水分含量是指食品中水的总含量，即一定量食品中水的质量分数；品中水的质量分数；水分活度值表示食品中水分存在的状态，即反水分活度值表示食品中水分存在的状态，即反映水分与食品成分的结合程度或游离映水分与食品成分的结合程度或游离(yul)(yul)程度。程度。结合程度越高，则水分活度值越低；结合程度越结合程度越高，则水分活度值越低；结合程度越低，则水分活度值越高。低，则水分活度值越高。相对湿度指的却是食品周围的空气状态。相对湿度指的却是食品周围的空气状态。第59页/共73页第五十九页，共73页。测定测定测定测定(cdng)(cdng)(cdng)(cdng)食品的水分活度值的意义食品的水分活度值的意义食品的水分活度值的意义食品的水分活度值的意义 n n对食品的色、香、味、组织结构和食品品质(pnzh)有影响：褐变n n对食品的保藏稳定性有重要影响第60页/共73页第六十页，共73页。二、水分二、水分(shufn)(shufn)活度测活度测定方法定方法 在食品(shpn)中工业中对于水分活度的测定方法很多，如蒸汽压力法、电湿度计法、溶剂萃取法、近似计算法和水分活度测定仪等。第61页/共73页第六十一页，共73页。A Aww测定仪法测定仪法 n n原理：在一定的温度下，用标准(biozhn)饱和溶液校正Aw测定仪的Aw值，在同一条件下测定样品，利用测定仪上的传感器，根据食品中的蒸汽压力的变化，从仪器上的表头上读出指示的水分活度。第62页/共73页第六十二页，共73页。本章本章(bn zhn)(bn zhn)总结：方法总结：方法的比较的比较n n原理n n样 品 的 性 质(xngzh)n n预期的目的第63页/共73页第六十三页，共73页。原理原理(yu(yunlnl)n n烘箱干燥法是将样品中的水分除去，利用测得的剩余固体的质量计算水烘箱干燥法是将样品中的水分除去，利用测得的剩余固体的质量计算水分含量分含量(hnling)(hnling)。非水挥发性物质在干燥过程中也有挥发，但与挥。非水挥发性物质在干燥过程中也有挥发，但与挥发掉的水相比很小，常忽略不计。发掉的水相比很小，常忽略不计。n n蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而水分含量蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而水分含量(hnling)(hnling)是直接通过测定体积来定量。是直接通过测定体积来定量。n nKarl Fischer Karl Fischer 滴定法则基于样品中水分发生化学反应的原理，水分的多滴定法则基于样品中水分发生化学反应的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出来。少可由滴定液的用量反映出来。第64页/共73页第六十四页，共73页。n n介电法和传导法是根据水的电化学性质n n折光(zhgung)法是源于样品中的水对光反射的影响n n近红外分析法是基于食品中的水分子对特征波长的吸收的原理。第65页/共73页第六十五页，共73页。样品样品(yngp(yngpn)n)的性的性质质 n n烘箱干燥法会使某些食品的成分在高温下发生化学变化生成水，或者利烘箱干燥法会使某些食品的成分在高温下发生化学变化生成水，或者利用水及其它组分，从而影响水分含量的测定。在较低温度下进行真空干用水及其它组分，从而影响水分含量的测定。在较低温度下进行真空干燥可能就可以克服燥可能就可以克服(kf)(kf)上述问题的发生。上述问题的发生。n n蒸馏技术能