第一节水分的测定优秀PPT.ppt
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1、第一第一节节水分的水分的测测定定现在学习的是第1页,共74页现在学习的是第2页,共74页2022/12/22主要内容主要内容概述重量法仪器法231现在学习的是第3页,共74页2022/12/23第一节第一节 概述概述1 1、水的作用水的作用v水是生命活动必不可少的物质水是生命活动必不可少的物质 在生命活动中充当溶剂、营养运载体、反应介质、反应物、润滑剂等等。v食品组成体系离不开水食品组成体系离不开水保持食品良好的感官性状、维持食品中组分间的平衡关系、保证食品具备一定的保质期等等。现在学习的是第4页,共74页2022/12/24第一节第一节 概述概述2 2、水分子的结构水分子的结构v水分子的缔合
2、水分子的缔合水分子在三维空间形成多重氢键的缔合,可形成氢键网络结构。v水分子缔合的原因水分子缔合的原因HO键的极性使分子间产生引力,即氢键。每个水分子具有数目相等的氢键受体和供体,可以在三维空间形成多重氢键。静电效应现在学习的是第5页,共74页2022/12/25第一节第一节 概述概述3 3、食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式v根据水在食品中所受束缚力的不同可分为两大根据水在食品中所受束缚力的不同可分为两大类:类:自由水自由水Free Water(游离水)(游离水)结合水结合水Bound Water(束缚水)(束缚水)自由流动水自由流动水(Fluidal water)毛细管水毛细管水(C
3、apillarywater)不可移动水不可移动水(immobilized warer)现在学习的是第6页,共74页2022/12/26第一节第一节 概述概述3 3、食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式自由水自由水Free WaterFree Water(游离水)(游离水)自由流动水(Fluidal water)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;溶液的分散介质中的水,如:食盐、砂糖的水溶液的水;毛细管水(Capillary water)指在生物组织的细胞间隙和食品的结构组织中通过毛细管力所系留的水;不可移动水或滞化水(Immobilized water)指被组织中的
4、显微和亚显微结构与膜所阻留住的水。现在学习的是第7页,共74页2022/12/27第一节第一节 概述概述3 3、食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式自由水自由水Free WaterFree Water(游离水)(游离水)自由水有如下特点:能结冰,但冰点有所下降溶解溶质的能力强,干燥时易被除去与纯水分子平均运动接近适合微生物生长和大多数的化学反应,与食品的风味和功能性紧密相关,易引起食品的腐败变质。现在学习的是第8页,共74页2022/12/28第一节第一节 概述概述3 3、食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式结合水结合水Bound WaterBound Water(束缚水)(束缚水)由
5、氢键结合力系着的水,如在食品中与蛋白质活性基(一OH,一NH2,一COOH等)和碳水化合物的活性基(一OH)以氢键相结合而不能自由运动的水,有如下特点:不易结冰(冰点-40)不能作为溶质的溶媒,干燥时很难除去与纯水比较分子平均运动大大减少不能被微生物利用,不易引起食品的腐败变质现在学习的是第9页,共74页2022/12/29食品中哪些水分是易除去的?食品中哪些水分是易除去的?v食品干燥、蒸发时去掉的水分主要为自由食品干燥、蒸发时去掉的水分主要为自由水。水。v很难用蒸发的方法分离除去结合水。很难用蒸发的方法分离除去结合水。现在学习的是第10页,共74页2022/12/210第一节第一节 概述概述
6、4 4、食品中水分测定的意义食品中水分测定的意义v水是食品的重要组成成分之一;v水是重要的营养素之一;v有些食品的水分含量有专门的规定;v控制食品的水分含量,对于保持食品的感官性状,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均起着重要的作用。现在学习的是第11页,共74页2022/12/211二、重量法二、重量法 主要介绍常压烘箱干燥法、减压干燥法的原理、适用范围和操作方法。现在学习的是第12页,共74页2022/12/2122.1 直接干燥法直接干燥法(1)原理 基于食品中的水分受热以后,产生的蒸汽压高于空气在电热干燥箱中的分压,使食品中的水分蒸发出来;同时,由于不断的加热和排
7、走水蒸汽,而达到完全干燥的目的,食品干燥的速度取决于这个压差的大小。现在学习的是第13页,共74页2022/12/213(2)适用范围 本法以样品在蒸发前后的失重来计算水分含量,故适用于在101105范围不含其他挥发成分极微且对热不稳定的各种食品。现在学习的是第14页,共74页2022/12/214(3)样品的制备、测定及结果计算 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。现将样品制备与测定方法等分述如下:现在学习的是第15页,共74页2022/12/215 固态样品:固态样品必须
8、磨碎磨碎,全部经过2040目筛,混匀。在磨碎过程中,要防止样品水分含量变化。一般水分在14%以下时称为安全水分,即在实验室条件下进行粉碎过筛等处理,水分含量一般不会发生变化。但要求动作迅速。制备好的样品存于干燥洁净的磨口瓶中备用。若要检查在制备过程中水分的变化情况,可在制备前后进行称量检查。现在学习的是第16页,共74页2022/12/216 测定时:测定时:v精确称取上述样品210 g(视样品性质和水分含量而定);v置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量瓶中,移入95105常压烘箱中,开盖,24小时后取出,加盖置干燥器内冷却0.5小时后称重;v再烘1小时左右,又冷却0.5小时后称重;v重复此操
9、作,直至前后两次质量差不超过2mg即为恒重。现在学习的是第17页,共74页2022/12/217测定结果按下式计算:(H2O)=m1-m2m1-m3%(H2O)水分含量,%m1原样品总质量,gm2风干后样品总质量,gm3干燥前适量样品与称量瓶质量,gm4干燥后适量样品与称量瓶质量,gm5称量瓶质量,g现在学习的是第18页,共74页2022/12/218 对于水分含量在14%以上的样品,通常采用二步干燥法进行测定。即首先将样品称出总质量后,在自然条件下风干1520h,使其达到安全水分标准(即与大气湿度大致平衡),再准确称重,然后再将风干样品粉碎、过筛、混匀,贮于洁净干燥的磨口瓶重备用。测定时按上
10、述安全水分含量的样品操作手续进行。现在学习的是第19页,共74页2022/12/219分析结果按下式计算:(H2O)=式中 m1-新鲜样品总质量,g;m2-风干后样品总质量,g;m3-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,g;m 5-称量瓶质量 ,g.%现在学习的是第20页,共74页2022/12/220 浓稠态样品: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海砂或无水硫酸钠,搅拌均匀,以增大蒸发面积。但测定中,应先准确称样,再加入已知质量的海砂或无水硫酸钠,搅拌均匀后干燥至恒重。现在学习的是第21页,共7
11、4页2022/12/221测定结果按下式:测定结果按下式:式中:m1-干燥前样品与称量瓶质量 g;m2-海砂(或无水硫酸钠)质量,g;m3-干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量,g;m 4-称量瓶质量,g;(H2O)=%现在学习的是第22页,共74页2022/12/222 液态样品:液态样品直接置于高温加热,会因沸腾而造成样品损失,故需经低温浓缩后,再进行高温干燥。测定时先准确称样于已烘干至恒重的蒸发皿内,置于热水浴锅上蒸发至近干,再移入干燥箱中干燥至恒重。结果计算公式同上述一步干燥法。现在学习的是第23页,共74页2022/12/223测定结果按下式:测定结果按下式:式中:m1-干燥前样品与蒸发
12、皿质量 g;m2-海砂(或无水硫酸钠)质量,g;m3-干燥后样品、海砂及蒸发皿的总质量,g;m 4-蒸发皿质量,g;(H2O)=%现在学习的是第24页,共74页2022/12/224 由于液态样品主要由水分和可溶性固形物所组成,因此也可采用比重法、折光法等测出样品中固形物含量,然后按下式间接求出水分含量:水分(%)=100%可溶性固形物%现在学习的是第25页,共74页2022/12/225(4)操作条件选择 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。称样数量:测定时称样数量一般控制在其干燥后的残留物质量在1.53g为宜。对于水分含量较低的固态、浓稠态食品,将称样数
13、量控制在35g;对于果汁、牛乳等液态食品,通常每份样量控制在1520g为宜。现在学习的是第26页,共74页2022/12/226称量皿规格:称量皿分为玻璃称量瓶玻璃称量瓶和铝质称量盒铝质称量盒两种。v玻璃称量皿能耐酸碱,不受样品性质的限制,故常用于干燥法。v铝质称量盒质量轻,导热性强,但对酸性食品不适宜,常用于减压干燥法。v称量皿规格的选择,以样品置于其中平铺开后厚度不超过皿高的1/3为宜。现在学习的是第27页,共74页2022/12/227 干燥设备:u 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;u若仅作测定水分含量用,最好采用风量可
14、调节的烘箱。当风量减小时,烘箱上隔板1/21/3面积的温度能保持在规定温度1的 范围内,即符合测定使用要求;u温度计通常处于离隔板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而产生的误差,一批测定的称量皿最好为812个,并排列在隔板的较中心部位。现在学习的是第28页,共74页2022/12/228v温度一般控制在95105;v对热稳定的谷物等,可提高到120130范围内进行干燥;v对含还原糖较多的食品应先用低温(5060)干燥0.5h,然后在用100105干燥。干燥条件:干燥条件:现在学习的是第29页,共74页2022/12/229干燥时间的确定有两种方法:v一种是干燥到恒重,
15、基本能保证水分蒸发完全;v另一种是规定一定的干燥时间。其适用于准确度要求不高的样品,如各种饲料中水分含量的测定,可采用第二种方法进行。现在学习的是第30页,共74页2022/12/230(5)说明及注意事项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,然后用洁净纱布吸干表面的水分。在测定过程中,称量皿从烘箱中取出后,应迅速放入干燥器中进行冷却,否则,不易达到恒重。干燥器内一般用硅胶作干燥剂,硅胶吸湿后效能会减低,故当硅较蓝色减褪或变红时,需及时换出,置135左右烘23小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后,去湿能力也会大大减低。现在学习的是第31页,共74页2022/12/
16、231果糖含量较高的样品,如水果制品、蜜蜂等,在高温下(70)长时间加热,其果糖会发生氧化分解作用氧化分解作用而导致明显误差。故宜采用减压干燥法测定水分含量。含有较多氨基酸、蛋白质及羰基化合物的样品,长时间加热则会发生羰氨反应析出水分而导致误差:对此类样品宜用其他方法测定水分含量。现在学习的是第32页,共74页2022/12/232在水分测定时,恒重的标准一般指前后2次称量之差不大于2mg,根据食品的类型和测定要求来确定。对于含挥发性组分较多的食品,如香料油、低醇饮料等可采用蒸馏法测定水分含量。对于固体样品的细度要均匀一致,达到标准的要求。测定水分后的样品,可供测定脂肪、灰分含量用。现在学习的
17、是第33页,共74页2022/12/2332.2 真空干燥法(真空干燥法(减压干燥法)减压干燥法)(1)原理 利用在低压下水的沸点降低的原理,将取样后的称量皿置于真空烘箱内,在选定的真空度于加热温度下干燥到恒重,干燥后样品所失去的质量即为水分含量。(利用食品中水分的物理性质,在达到40 kPa53 kPa压力后加热至60 50,采用减压烘干方法除试样中的水分,再通过烘干前后的称量数值计算出水分的含量。国标)现在学习的是第34页,共74页2022/12/234(2)适用范围 适用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、麦乳精、高脂肪食品、果蔬及其制品等的水分含量测
18、定。现在学习的是第35页,共74页2022/12/235(3)仪器及装置 真空烘箱(带真空泵、干燥瓶、安全瓶)。在用减压干燥法测水分含量时,为了除去烘干过程中样品蒸发出来的水分以及烘箱恢复常压时空气中的水分,整套仪器设备除用一个真空烘箱(带真空泵)外,还连接了几个干燥瓶和一个安全瓶,设备流程如图。现在学习的是第36页,共74页2022/12/236现在学习的是第37页,共74页2022/12/237准确称取25g样品于已烘干至恒重的称量皿中,放入真空烘箱内;按图所示流程连接好全套装置后,打开真空泵抽出烘箱内空气至所需压力4053.3KP(300400mmH g),并同时加热至所需温度(5060
19、);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,打开活塞使空气经干燥瓶缓缓进入烘箱内;(4)操作方法操作方法现在学习的是第38页,共74页2022/12/238待压力恢复正常后,再打开烘箱取出称量皿,放入干燥器中冷却0.5小时后称量。重复以上操作至恒重。(5)结果计算:同直接干燥法现在学习的是第39页,共74页2022/12/239(6)说明及注意事项说明及注意事项 真空烘箱内各部位温度要求均匀一致,若干燥时间短时,更应严格控制。第一次使用的铝质称量盒要反复烘干二次,每次置于调节到规定温度的烘箱内烘12h,然后移至干燥器内冷却45min,称重(精确到0.1mg)
20、,求出恒重。第二次以后使用时,通常采用前一次的恒重值。试样为谷粒时,若小心使用可重复2030次而恒重值不变。现在学习的是第40页,共74页2022/12/240由于直读天平与被测量物之间的温度差会引起明显的误差,故在操作中应力求被称量物与天平的温度相同后再称重,一般冷却时间在0.51h内。减压干燥时,自烘箱内部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2h,但有的样品需5h;恒重一般以减量不超过0.5mg时为标准,但对受热后易分解的样品则可以不超过13mg的减量值为恒重标准。现在学习的是第41页,共74页2022/12/2412.3 蒸馏法蒸馏法(1)原理 基于两种互不相溶的液体二
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