第五章水分和水分活度的测定 第一节概述 人类和动植物体的生存离不开水，对于生命来说水具有十分重要的意义：它不仅是身体 中体温的重要调节剂、溶剂、营养成分和废物的载体，还是一种反应剂和反应介质、润滑剂 和增塑剂、生物大分 子构象的稳定剂 生命离不开水，我们日常所消费的食品也离不开水。水分是食品的重要组成成分，其含 量的多少，影响着食品的感官性状、结构以及对腐败的敏感性。在食品体系内，水不仅以纯 水状态存在，而且还常常溶解一些可溶性物质，如糖类和许多盐类：淀粉、亲水性蛋白质等 高分子物质也会分散在水中从而形成凝胶，来赋予食品一定的形态：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。 食品体系的组成离不开水，但是，当某些食品的水分增加或减少到 一定程度时会对其才 身的品质产生影响，如水分含最增加时，脱水蔬菜的非酶褐变会随之增加：水分含量的减少 亦可导致蛋白质的变性、糖和盐的结晶：另外，食品的腐败变质与其中的水分含量也有一定 的关系。所以，控制食品中的水分含量，对于保持食品良好的感官性状、维持食品中其他组 的平衡关系及保证食品且 的保存期均起若面要作用 由于食品中水分的重要作用，在食品分析中 水 分的测定是 一个很重要的项目，它对于 计算生产中的物料平衡、实行工艺监督以及保证产品质量等方面，都具有很重要的意义。 在介绍食品中水分的测定方法之前，我们先来看看食品中水分的存在状态。 一、水分的存在状态 不同食品的水分含量差异很大，如表51所示。根据水在食品中所处的状态不同以及与 非水组分结合强弱的不同，可把食品中的水划分为以下三类： (1)自由水- 一自由水是以溶液状态存在的水分，它保持着水本身的物理性质，在被 截留的区域内可以自由流动。自由水在低温下容易结冰，可作为胶体的分散剂和盐的溶剂， 一些能使食品发生质变的反应及微生物活动可在其中进行。在高水分含量的食品中，自由水 含量可以达到总含水量的90%以上 (2)亲和水 亲和水可存在于细胞壁或原生质中，是强极性基团单分子外的几个水 分子层所包含的水，以及与非水组分中的弱极性基团以氢键结合的水。它向外蒸发的能力较 弱，与自由水相比，蒸发时需要吸收较多的能量。 (3)结合水 -结合水又称束缚水，是合品中与非水组分结合最车固的水，如萄萄糖 麦芽糖、乳糖的 晶水以及与食品中的蛋白质 淀粉、纤维素 果胶物质中的 基、氨是 羟基、巯基通过氢键结合的水。结合水的冰点为 一40℃，它与非水组分之间配价键的结 力比亲和水与非水组分间的结合力大得多，很难用蒸发的方法排除出去。结合水在食品内剖 不能作为溶剂，微生物及其孢子也不能利用它来进行繁殖和发芽。 在食品中，以自由水形态存在的水分在加热时容易蒸发：而以另外两种形态存在的水分。 却不如前者来得容易，若对其进行长时间的加热，非但不能将其去除，反而会使食品发生质 变，影响分析结果。所以水分测定要在一定的温度、时间和规定的操作条件下进行方能得到 满意的结果
第五章 水分和水分活度的测定 第一节 概 述 人类和动植物体的生存离不开水，对于生命来说水具有十分重要的意义：它不仅是身体 中体温的重要调节剂、溶剂、营养成分和废物的载体，还是一种反应剂和反应介质、润滑剂 和增塑剂、生物大分子构象的稳定剂。 生命离不开水，我们日常所消费的食品也离不开水。水分是食品的重要组成成分，其含 量的多少，影响着食品的感官性状、结构以及对腐败的敏感性。在食品体系内，水不仅以纯 水状态存在，而且还常常溶解一些可溶性物质，如糖类和许多盐类；淀粉、亲水性蛋白质等 高分子物质也会分散在水中从而形成凝胶，来赋予食品一定的形态；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。 食品体系的组成离不开水，但是，当某些食品的水分增加或减少到一定程度时会对其本 身的品质产生影响，如水分含量增加时，脱水蔬菜的非酶褐变会随之增加；水分含量的减少 亦可导致蛋白质的变性、糖和盐的结晶；另外，食品的腐败变质与其中的水分含量也有一定 的关系。所以，控制食品中的水分含量，对于保持食品良好的感官性状、维持食品中其他组 分的平衡关系及保证食品具一定的保存期均起着重要作用。 由于食品中水分的重要作用，在食品分析中，水分的测定是一个很重要的项目，它对于 计算生产中的物料平衡、实行工艺监督以及保证产品质量等方面，都具有很重要的意义。 在介绍食品中水分的测定方法之前，我们先来看看食品中水分的存在状态。 一、水分的存在状态 不同食品的水分含量差异很大，如表 5-1 所示。根据水在食品中所处的状态不同以及与 非水组分结合强弱的不同，可把食品中的水划分为以下三类： （1）自由水——自由水是以溶液状态存在的水分，它保持着水本身的物理性质，在被 截留的区域内可以自由流动。自由水在低温下容易结冰，可作为胶体的分散剂和盐的溶剂， 一些能使食品发生质变的反应及微生物活动可在其中进行。在高水分含量的食品中，自由水 含量可以达到总含水量的 90%以上。 （2）亲和水——亲和水可存在于细胞壁或原生质中，是强极性基团单分子外的几个水 分子层所包含的水，以及与非水组分中的弱极性基团以氢键结合的水。它向外蒸发的能力较 弱，与自由水相比，蒸发时需要吸收较多的能量。 （3）结合水——结合水又称束缚水，是食品中与非水组分结合最牢固的水，如葡萄糖、 麦芽糖、乳糖的结晶水以及与食品中的蛋白质、淀粉、纤维素、果胶物质中的羧基、氨基、 羟基、巯基通过氢键结合的水。结合水的冰点为－40 °C，它与非水组分之间配价键的结合 力比亲和水与非水组分间的结合力大得多，很难用蒸发的方法排除出去。结合水在食品内部 不能作为溶剂，微生物及其孢子也不能利用它来进行繁殖和发芽。 在食品中，以自由水形态存在的水分在加热时容易蒸发；而以另外两种形态存在的水分， 却不如前者来得容易，若对其进行长时间的加热，非但不能将其去除，反而会使食品发生质 变，影响分析结果。所以水分测定要在一定的温度、时间和规定的操作条件下进行方能得到 满意的结果
二、水分的测定方法 食品分析中水分测定的方法有多种，可以归为两大类：直接测定法和间接测定法。 利用水分本身的物理性质和化学性质去掉样品中的水分，再对其进行定量的方法称作直 接测定法，如烘干法、化学干燥法、蒸馏法和卡尔费休法：而利用食品的密度、折射率、 电导、介电常数等物理性质测定水分的方法称作间接测定法，间接测定法不需要除去样品中 的水分。 表5-1部分食品的水分含量和水分活度 食品 近似水分含量水分活度 食品 近似水分含量水分活 (%) (%) 蔬菜 90以上 0.990.98 蜂蜜 16 0.75 水果 89-87 0.99-0.98 面包 约35 0.93 角贝类 85-70 0.99-0.98 火腿、香肠65~56 0.90 肉类 70以上 0.98-0.97 小麦粉 14 0.61 75 0.97 干燥谷类 0.61 88-86 097 苏打饼干 5 0.53 果酱 0.9 饼 0.33 果干 2115 0.82-0.72 西式糕点 25 0.74 果海 18 0.69-0.60 香辛料 0.50 糖果 0.650.57 不王 23 0.64 速溶咖啡 030 绿 026 巧克力 0.32 脱脂奶粉 0.27 葡萄糖 9-10 0.48 奶酪 约40 0.96 相比较而有接荆定法结确府高、重有性好但花费时间较多，目主党人工提作 广泛应用于 金室内。间接测定法所得结果的准确 般比直接法低，而且往往需要进行钱 正，但间接法测定速度快，能够自动连续测量，可用于食品工业生产过程中水分含量的自动 控制。在实际应用时，水分测定的方法要根据食品性质和测定目的而选定。水分测定的具体 方法将在第二节中作详细阐述。 需要注意的是，在测定水分含量时，必须要预防操作过程中所产生的水分得失误差，或 尽量将其控制在最低范围内。因此，任何样品都需要尽量缩短其暴露在空气中的时间，并尽 可能地减少样品 程中 立生的摩擦热，否则会影响样品的水分含量， 造成不必要的 差。Vaderwar以下的实验表明了控制速度在水分测定过程中的重要性，他将2~3g粉碎的 切达干酪放在直径为5.5cm的铝盒中，然后放在分析天平上，观察到水分的蒸发呈线形状态， 而且其蒸发度与相对湿度有关。在50%相对湿度时，每5s水分含量就减少了0.01%：在70% 组对湿府时，发速度少到原来的半，即每10s水分减少001以，甚水分蒸发曲线在5m正 间隔后就成了线性。这也说明，在样品干燥前绝对有必要控制取样和称量的方式 三、水分测定的意义 对于食品分析来说，水分含量的测定是最基本最重要的方法之一。去除水分后剩下的干 基称为总固形物，其组分有蛋白质、脂肪、粗纤维、无氨抽出物和灰分等。下面的一些实例 充分说明了水分在食品中的重要性
二、水分的测定方法 食品分析中水分测定的方法有多种，可以归为两大类：直接测定法和间接测定法。 利用水分本身的物理性质和化学性质去掉样品中的水分，再对其进行定量的方法称作直 接测定法，如烘干法、化学干燥法、蒸馏法和卡尔-费休法；而利用食品的密度、折射率、 电导、介电常数等物理性质测定水分的方法称作间接测定法，间接测定法不需要除去样品中 的水分。 表 5-1 部分食品的水分含量和水分活度 食品 近 似 水 分 含 量 (％) 水分活度 食品 近似水分含量 (％) 水分活 度 蔬菜 90 以上 0.99～0.98 蜂蜜 16 0.75 水果 89～87 0.99～0.98 面包 约 35 0.93 鱼贝类 85～70 0.99～0.98 火腿、香肠 65～56 0.90 肉类 70 以上 0.98～0.97 小麦粉 14 0.61 蛋 75 0.97 干燥谷类 － 0.61 果汁 88～86 0.97 苏打饼干 5 0.53 果酱 － 0.97 饼干 4 0.33 果干 21～15 0.82～0.72 西式糕点 25 0.74 果冻 18 0.69～0.60 香辛料 － 0.50 糖果 － 0.65～0.57 虾干 23 0.64 速溶咖啡 － 0.30 绿茶 4 0.26 巧克力 1 0.32 脱脂奶粉 4 0.27 葡萄糖 9～10 0.48 奶酪 约 40 0.96 相比较而言，直接测定法精确度高、重复性好，但花费时间较多，且主要靠人工操作， 广泛应用于实验室内。间接测定法所得结果的准确度一般比直接法低，而且往往需要进行较 正，但间接法测定速度快，能够自动连续测量，可用于食品工业生产过程中水分含量的自动 控制。在实际应用时，水分测定的方法要根据食品性质和测定目的而选定。水分测定的具体 方法将在第二节中作详细阐述。 需要注意的是，在测定水分含量时，必须要预防操作过程中所产生的水分得失误差，或 尽量将其控制在最低范围内。因此，任何样品都需要尽量缩短其暴露在空气中的时间，并尽 可能地减少样品在碾碎过程中产生的摩擦热，否则会影响样品的水分含量，造成不必要的误 差。Vaderwarn 以下的实验表明了控制速度在水分测定过程中的重要性，他将 2~3g 粉碎的 切达干酪放在直径为 5.5cm 的铝盒中，然后放在分析天平上，观察到水分的蒸发呈线形状态， 而且其蒸发度与相对湿度有关。在 50%相对湿度时，每 5s 水分含量就减少了 0.01%；在 70% 相对湿度时，蒸发速度减少到原来的一半，即每 10s 水分减少 0.01%，其水分蒸发曲线在 5min 间隔后就成了线性。这也说明，在样品干燥前绝对有必要控制取样和称量的方式。 三、水分测定的意义 对于食品分析来说，水分含量的测定是最基本最重要的方法之一。去除水分后剩下的干 基称为总固形物，其组分有蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物和灰分等。下面的一些实例 充分说明了水分在食品中的重要性：
(1)水分含量是产品的一个质量因素。如在果酱和果冻中，要防止糖结晶必须要控制 水分含量：水果硬旗的水分含量一般控制在30%以下，但过低会出现返砂其至返淘现象： 新鲜面包的水分含量若低于28%一30%，则其外形干瘪、没有光洋 (2)有 产品的水分含量（或周形物含量） 常有专门的 ,如国家标准中硬质干 酪的水分含量≤42%(GB5420-85)片：麦乳精（含乳固体饮料）的水分含量≤2.5%(GB7101-86): 蛋制品（巴氏消毒冰鸡全蛋）≤76%(GB2749.1996):加工肉类食品时，水分的百分比通 常也有专门的指标，如肉松太仓式（福建式）≤20%（≤8%）(GB272994)。所以为了能使 产品达到相成的标准。右必要酒过村水分拾测来更好地控制水分含量 3)水分 含量在食品保藏中也是一个关键因素 ,可以直接影响 品质量的稳定性 如脱水蔬菜和水果、奶粉、鸡蛋粉、脱水马铃薯、香料香精等。这就需要通过检测水分来调 节控制食品中的水分含量。全脂乳粉的水分含量须控制在2.5%~3.0%以内，这种条件不利 于微生物的生长，以延长保质期。 (4)食品营养价值的计量值要求列出水分含量。 (5)水分含量数据可用于表示样品在同一计量基础上其他分析的测定结果 此外 ,各种生产原料中水分含量的高低，对于它们的品质和保存、成本核算、提高工 的经济效益等均具有重大意义。因此，食品中水分含量的测定被认为是食品分析的重要项目 一。 第二节水分的测定 一、干燥法 在一定的温度和压力下，通过加热方式将样品中的水分蒸发完全并根据样品加热前后的 质量差来计算水分含量的方法，称为干燥法。它包括直接干燥法和减压干燥法。水分含量测 定值的大小与所用烘箱的类型、箱内条件、干燥温度和干燥时间密切相关。这种测定方法虽 然费时较长，但操作简便，应用范围较) (一)干燥法的注意事项： 1.干燥法的前提条件 应用干燥法测定水分的样品应当符合下述三个条件： (1)水分是样品中惟一的挥发物质。因为食品中挥发组分的损失会造成测量误差，例 如醋酸、丙酸、 酸、 酯和醛等 (2)可以较彻底地去除水分。如果食品中含有较多的胶态物质，就很难通过直接干燥 法来排除水分。 (3)在加热过程中，如果样品中其它组分之间发生化学反应，由此而引起的质量变化 可以忽路不计。在分析过程中，样品中的水分含量与干燥温度和持续的时间有关，但当干燥 时间持续太久、温度太高时，食品中其他的组分就会 ,水分检测存在的主要问题仍 在于如何蒸发要去除的水， 同时又不能因为其他成分分解所释放出的水分而使得结果偏高 同样，食品中有的成分的化学反应（例如蔗糖的水解）却要利用食品中的水分，这会使其测则 得的水分含量偏低。所以，如果当这些变化产生的影响很小时，可考虑使用烘箱干燥法。 2.操作条件的选择 在使用干燥法进行水分测定时，操作条件的选择显得相当重要，主要包括：称量瓶的选 择、称样量、 干燥设备和干燥条件等】
（1）水分含量是产品的一个质量因素。如在果酱和果冻中，要防止糖结晶必须要控制 水分含量；水果硬糖的水分含量一般控制在 3.0％以下，但过低会出现返砂甚至返潮现象； 新鲜面包的水分含量若低于 28%～30％，则其外形干瘪、没有光泽。 （2）有些产品的水分含量（或固形物含量）通常有专门的规定，如国家标准中硬质干 酪的水分含量≤42%（GB5420-85）；麦乳精（含乳固体饮料）的水分含量≤2.5%（GB7101-86）； 蛋制品（巴氏消毒冰鸡全蛋）≤76%（GB2749-1996）；加工肉类食品时，水分的百分比通 常也有专门的指标，如肉松太仓式（福建式）≤20%（≤8%）（GB2729-94）。所以为了能使 产品达到相应的标准，有必要通过水分检测来更好地控制水分含量。 （3）水分含量在食品保藏中也是一个关键因素，可以直接影响一些产品质量的稳定性， 如脱水蔬菜和水果、奶粉、鸡蛋粉、脱水马铃薯、香料香精等。这就需要通过检测水分来调 节控制食品中的水分含量。全脂乳粉的水分含量须控制在 2.5%～3.0%以内，这种条件不利 于微生物的生长，以延长保质期。 （4）食品营养价值的计量值要求列出水分含量。 （5）水分含量数据可用于表示样品在同一计量基础上其他分析的测定结果。 此外，各种生产原料中水分含量的高低，对于它们的品质和保存、成本核算、提高工厂 的经济效益等均具有重大意义。因此，食品中水分含量的测定被认为是食品分析的重要项目 之一。 第二节 水分的测定 一、干燥法 在一定的温度和压力下，通过加热方式将样品中的水分蒸发完全并根据样品加热前后的 质量差来计算水分含量的方法，称为干燥法。它包括直接干燥法和减压干燥法。水分含量测 定值的大小与所用烘箱的类型、箱内条件、干燥温度和干燥时间密切相关。这种测定方法虽 然费时较长，但操作简便，应用范围较广。 （一）干燥法的注意事项： 1．干燥法的前提条件 应用干燥法测定水分的样品应当符合下述三个条件： （1）水分是样品中惟一的挥发物质。因为食品中挥发组分的损失会造成测量误差，例 如醋酸、丙酸、丁酸、醇、酯和醛等。 （2）可以较彻底地去除水分。如果食品中含有较多的胶态物质，就很难通过直接干燥 法来排除水分。 （3）在加热过程中，如果样品中其它组分之间发生化学反应，由此而引起的质量变化 可以忽略不计。在分析过程中，样品中的水分含量与干燥温度和持续的时间有关，但当干燥 时间持续太久、温度太高时，食品中其他的组分就会产生分解。水分检测存在的主要问题仍 在于如何蒸发要去除的水，同时又不能因为其他成分分解所释放出的水分而使得结果偏高； 同样，食品中有的成分的化学反应（例如蔗糖的水解）却要利用食品中的水分，这会使其测 得的水分含量偏低。所以，如果当这些变化产生的影响很小时，可考虑使用烘箱干燥法。 2．操作条件的选择 在使用干燥法进行水分测定时，操作条件的选择显得相当重要，主要包括：称量瓶的选 择、称样量、干燥设备和干燥条件等
(1)称量瓶的选择：用于水分测定的称量瓶有各种不同的形状，从材料看有玻璃称量 瓶和铝制称量瓶两种。玻璃称量瓶能够耐酸碱，不受样品性质的限制：而铝制称量瓶质量轻 导热性强 生食品不大适宜 常月 于减压干燥法。称量瓶的 子对院 样品因逸散 造成的损失有着重要意义，在蒸发水分时，盖子需斜靠在一边，这样可避免加热时样品溢 而造成的损失。如果使用的是一次性的称量皿，可选择使用玻璃纤维做的盖子。这种盖子既 可防止液体的飞溅，同时又不阻碍表面的透气，能有效提高水分蒸发的效果。 称量瓶在使用之前需要进行预处理操作，而且在移动称量瓶时应该使用钳子，因为指纹 也会对称量的结果产生影响。称量瓶的预处理可用100℃烘箱进行重复干燥，以使其达到恒 重。所谓恒重 ,是指两次烘烤后称量的质量 下超过规定的毫克数 一般不超过2mg。预处 理后的称量瓶需要存放在干燥器中。玻璃纤维盖子在使用前不斋要干燥， (2)称样量：样品的称取量一般以其干燥后的残留质量保持在1.5~3g为宜。对于水分 含量较低的固态、浓嗣态样品，称样量应控制在3一5g,而对于水分含量较高的果汁、牛乳 等液态食品，通常每份样品的称样量在15-20g为宜。 3) 燥设备 烘箱干燥时 除了使用特定的温度和时间条件外 还应考虑由 于不同类型的烘箱而引起的温差变化。在对流型、强力通风型、真空烘箱中，温差最大的是 对流型，这是因为它没有安装风扇，空气循环缓慢，烘箱中的称量瓶会进一步阻碍空气的流 动。当烘箱门关闭后，温度上升通常比较慢，其温差最大可达10℃。若要得到较高准确度 和精密度的数据，对流烘箱就显得不适用。 通风型烘箱的温差是所有烘箱中最小的 通常不超过1℃， 其箱内空气由风扇强制 在供箱内作循环运动 这也使其具有了更多的优点，如：在空气沿水平方向通过支架时，无 论上面是否装满称量瓶，测得的结果都是一致的。 真空干燥烘箱有两个特点：一、因为装有耐热钢化玻璃窗，通过它可以观察干燥进程： 空气讲入烘箱的方式不同。如果空气讲出口安排在烘箱的两侧上，那么空气就会直接穿 过整个箱体。部分新型真空烘箱在其底部和顶部开有进口和出口， 空气可以先从前面向上运 动，再返回至出口排出，其优点是最大程度地减少了“冷点”的存在，从而使内部空气中的 水分完全蒸发 (4)干燥条件：它包含两个因素即温度和时间。温度一般控制在95~105℃，对热稳定 的样品如谷类，可提高到120-130℃范围内进行干燥：而对含糖量高的食品应先用低温 (5060C)横05h再用95105C#行干操干燥时间的确定右两种方式，一干操 恒重，另一种是规定 定的干燥时间。前者基本能 证水 全蒸发： 而后者则需根据测 对象的不同而规定不同的干燥时间，准确度不如前者，一般只适用于对水分测定结果的准确 度要求不高的样品。 在干燥过程中，一些食品原料可能易形成硬皮或结块，从而造成不稳定或错误的水分 测量结果。为了避免这个情况，可以使用清洁干燥的海砂和样品一起搅拌均匀，再将样品加 热干燥直至恒重。加入海砂的作用有两个。 一是防止表面硬皮的形成：第二可以使样品分散 减少样品水分蒸发的障碍。海砂的用量依样品量而定 般每3g样品加入20 30g的海砂 可以使其充分地分散。除了海砂之外，也可使用其它类似海砂的对热稳定的惰性物质，如硅 十等。 在对干燥法作了一个大致的了解之后，接下来我们将具体介绍直接干燥法和减压干燥法 的操作情况： (二)直接干燥法 1.原理：
（1）称量瓶的选择：用于水分测定的称量瓶有各种不同的形状，从材料看有玻璃称量 瓶和铝制称量瓶两种。玻璃称量瓶能够耐酸碱，不受样品性质的限制；而铝制称量瓶质量轻， 导热性强，但对酸性食品不大适宜，常用于减压干燥法。称量瓶的盖子对防止样品因逸散而 造成的损失有着重要意义，在蒸发水分时，盖子需斜靠在一边，这样可避免加热时样品溢出 而造成的损失。如果使用的是一次性的称量皿，可选择使用玻璃纤维做的盖子。这种盖子既 可防止液体的飞溅，同时又不阻碍表面的透气，能有效提高水分蒸发的效果。 称量瓶在使用之前需要进行预处理操作，而且在移动称量瓶时应该使用钳子，因为指纹 也会对称量的结果产生影响。称量瓶的预处理可用 100℃烘箱进行重复干燥，以使其达到恒 重。所谓恒重，是指两次烘烤后称量的质量差不超过规定的毫克数，一般不超过 2mg。预处 理后的称量瓶需要存放在干燥器中。玻璃纤维盖子在使用前不需要干燥。 （2）称样量：样品的称取量一般以其干燥后的残留质量保持在 1.5~3g 为宜。对于水分 含量较低的固态、浓稠态样品，称样量应控制在 3~5g，而对于水分含量较高的果汁、牛乳 等液态食品，通常每份样品的称样量在 15~20g 为宜。 （3）干燥设备：在进行烘箱干燥时，除了使用特定的温度和时间条件外，还应考虑由 于不同类型的烘箱而引起的温差变化。在对流型、强力通风型、真空烘箱中，温差最大的是 对流型，这是因为它没有安装风扇，空气循环缓慢，烘箱中的称量瓶会进一步阻碍空气的流 动。当烘箱门关闭后，温度上升通常比较慢，其温差最大可达 10℃。若要得到较高准确度 和精密度的数据，对流烘箱就显得不适用。 强力通风型烘箱的温差是所有烘箱中最小的，通常不超过 1℃，其箱内空气由风扇强制 在烘箱内作循环运动，这也使其具有了更多的优点，如：在空气沿水平方向通过支架时，无 论上面是否装满称量瓶，测得的结果都是一致的。 真空干燥烘箱有两个特点：一、因为装有耐热钢化玻璃窗，通过它可以观察干燥进程； 二、空气进入烘箱的方式不同。如果空气进出口安排在烘箱的两侧上，那么空气就会直接穿 过整个箱体。部分新型真空烘箱在其底部和顶部开有进口和出口，空气可以先从前面向上运 动，再返回至出口排出，其优点是最大程度地减少了“冷点”的存在，从而使内部空气中的 水分完全蒸发。 （4）干燥条件：它包含两个因素即温度和时间。温度一般控制在 95~105℃，对热稳定 的样品如谷类，可提高到 120~130℃范围内进行干燥；而对含糖量高的食品应先用低温 （50~60℃）干燥 0.5h，再用 95~105℃进行干燥。干燥时间的确定有两种方式：一是干燥到 恒重，另一种是规定一定的干燥时间。前者基本能保证水分完全蒸发；而后者则需根据测定 对象的不同而规定不同的干燥时间，准确度不如前者，一般只适用于对水分测定结果的准确 度要求不高的样品。 在干燥过程中，一些食品原料可能易形成硬皮或结块，从而造成不稳定或错误的水分 测量结果。为了避免这个情况，可以使用清洁干燥的海砂和样品一起搅拌均匀，再将样品加 热干燥直至恒重。加入海砂的作用有两个：一是防止表面硬皮的形成；第二可以使样品分散， 减少样品水分蒸发的障碍。海砂的用量依样品量而定，一般每 3g 样品加入 20~30g 的海砂就 可以使其充分地分散。除了海砂之外，也可使用其它类似海砂的对热稳定的惰性物质，如硅 藻土等。 在对干燥法作了一个大致的了解之后，接下来我们将具体介绍直接干燥法和减压干燥法 的操作情况： （二） 直接干燥法 1．原理：
在一定的温度(95~105℃)和压力（常压）下，将样品放在烘箱中加热干燥，除去蒸发 的水分，干燥前后样品的质量之差即为样品的水分含量。 2.适用范围： 直接干燥法适用于在95105℃下，不含或含其他挥发性物质甚微且对热稳定的食品。 3.样品的制备、测定及结果计算： 根据食品种类及存在状态的不同，样品的制备方法也不同。一般情况下，食品以固泰 (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 固体样品：取洁净铝制或玻璃制的扁形称量瓶，置于95~105℃烘箱中，瓶盖斜支在瓶 边，加热05~1.0h,取出盖好，置干燥器内冷却0.5h,称量，重复干燥直至恒重。称取 2.00~10.0g切碎或磨细的样品，放入称量瓶中，样品厚度约为5mm。加盖，精确称量后， 置于95℃一100℃烘箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥2~4h后，加盖取出并放入干燥器中冷却 0.5h后称量。然后再放入95℃~100℃干燥箱中再干燥1h左右，取出，放干燥器内冷却0.5h 并称量，至前后两次称量结果的质量差不超过2mg为恒耳 液体样品：液体样品若直接在高温下加热，会因沸腾而造成样品损失，所以需低温浓 缩后再进行高温干燥。 取洁净的蒸发皿，内加10.0g海砂及一根小玻棒，放在100℃烘箱中，如上述方法重复 干燥直至恒重.然后精确称取5~10g样品放于蒸发皿中，用小玻棒搅匀后放在沸水浴上蒸干， 并随时搅拌，擦去皿底的水滴，置95一100℃烘箱中干燥4h后盖好取出，并放 :干器 冷却0.5h后称量。然后再放入烘箱中干燥1h左右，冷却0,5h并称量，至前后两次称量结男 质量差不超过2mg。 经过上述测量，样品中的水分含量为： X=m-m 2×100 m1-m 式中：X一样品中的水分含量，g100g: m- 一称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）和样品的质量，g: 一称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）和样品干燥后的质量，g 一称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）的质量，g。 ,表面易结壳焦化，使内部水分蒸发受到阻碍，故需 要加水稀释，如糖浆稀释液的固形物含量应该控制在20%一30%， 测量结果按下式计算： X= (m,+m,)-m主×100 m-m4 式中：m一 干燥前样品和称量瓶质量，g: m 一海砂（或无水硫酸钠）质最， m:- -干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g: 一称量瓶质量，g 二步干燥法：对于水分含量 在16%以上的样品，如面包之类的谷类食品，通常采用 步干燥法进行测定。先将样品称出总质量后，切成厚为2~3mm的薄片，在自然条件下区 干15一20，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 洁净干燥的称最瓶中以直接干燥法测定水分，测量时按上述固体样品的程序进行。分析结果
在一定的温度（95~105℃）和压力（常压）下，将样品放在烘箱中加热干燥，除去蒸发 的水分，干燥前后样品的质量之差即为样品的水分含量。 2．适用范围： 直接干燥法适用于在 95~105℃下，不含或含其他挥发性物质甚微且对热稳定的食品。 3．样品的制备、测定及结果计算： 根据食品种类及存在状态的不同，样品的制备方法也不同。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。 固体样品：取洁净铝制或玻璃制的扁形称量瓶，置于 95～105℃烘箱中，瓶盖斜支在瓶 边，加热 0.5～1.0h，取出盖好，置干燥器内冷却 0.5h，称量，重复干燥直至恒重。称取 2.00~10.0g 切碎或磨细的样品，放入称量瓶中，样品厚度约为 5mm。加盖，精确称量后， 置于 95℃～100℃烘箱中，瓶盖斜支于瓶边，干燥 2~4h 后，加盖取出并放入干燥器中冷却 0.5h 后称量。然后再放入 95℃～100℃干燥箱中再干燥 1h 左右，取出，放干燥器内冷却 0.5h 并称量，至前后两次称量结果的质量差不超过 2mg 为恒重。 液体样品：液体样品若直接在高温下加热，会因沸腾而造成样品损失，所以需低温浓 缩后再进行高温干燥。 取洁净的蒸发皿，内加 10.0g 海砂及一根小玻棒，放在 100℃烘箱中，如上述方法重复 干燥直至恒重。然后精确称取 5~10g 样品放于蒸发皿中，用小玻棒搅匀后放在沸水浴上蒸干， 并随时搅拌，擦去皿底的水滴，置 95～100℃烘箱中干燥 4h 后盖好取出，并放在干燥器内 冷却 0.5h 后称量。然后再放入烘箱中干燥 1h 左右，冷却 0.5h 并称量，至前后两次称量结果 质量差不超过 2mg。 经过上述测量，样品中的水分含量为： 100 1 3 1 2 × − − m m m m X ＝ 式中：X——样品中的水分含量，g/100g； m1——称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）和样品的质量，g； m2——称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）和样品干燥后的质量，g； m3——称量瓶（或蒸发皿加海砂、玻棒）的质量，g。 浓稠态样品：这种样品若直接干燥，表面易结壳焦化，使内部水分蒸发受到阻碍，故需 要加入精制海砂或无水硫酸钠，搅拌均匀以增大蒸发面积。糖浆、甜炼乳等浓稠液体，一般 要加水稀释，如糖浆稀释液的固形物含量应该控制在 20％～30％。 测量结果按下式计算： 100 ( ) 1 4 1 2 3 × − + − = m m m m m X 式中： m1——干燥前样品和称量瓶质量，g； m2——海砂（或无水硫酸钠）质量，g； m3——干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g； m4——称量瓶质量，g。 二步干燥法：对于水分含量在 16%以上的样品，如面包之类的谷类食品，通常采用二 步干燥法进行测定。先将样品称出总质量后，切成厚为 2～3mm 的薄片，在自然条件下风 干 15～20h，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 洁净干燥的称量瓶中以直接干燥法测定水分，测量时按上述固体样品的程序进行。分析结果
按下式计算： m-m:+m(%-m X= m3-m5-x100 式中：m -新鲜样品总质最，g: 风干后样品的质量， 一干燥前样品与称量瓶 的质量， m 燥后样品与称量瓶的质量，g: m 称量瓶重量，g, 二步干燥法所得分析结果的准确度较直接用一步法来得高，但费时更长。 高温干绿燥：对于热稳定性较好的食品，如有些谷物，可采用120℃-130℃其至更高的温 度进行干燥，因而大大缩短干燥时间，这样的干燥方法称为高温干燥。 4.方法说明和注意事项 直接干燥法的设备和操作都比较简单，但是由于直接干燥法不能完全排出食品中的结 合水，所以它不可能测定出食品中的真实水分。直接干燥法耗时较长，且不适宜胶态、高脂 肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易挥发物质的食品：用这种方法测得的水分质量中 包含了所有在10℃下失去的挥发物的质量，如微量的芳香油、醇、有机酸等挥发性物质的 质量：含有较三 白质 及基化合物的样品， 长时间加热则 会发生氨反应析出 水分而导致误差，宜采用其他方法测定水分含量：测定水分之后的样品，可以用来测定脂盼 灰分的含量：经加热干燥的称量瓶要迅速放到干燥器中冷却：干燥器内一般采用硅胶作为干 燥剂，当其颜色由蓝色减退或变成红色时，应及时更换，于135℃条件下烘干2~3劲后再重 新使用：陆胶若吸附油脂后，除湿能力也会大大降低：在使用有接干燥法时，要观察水分是 否蒸发干净，没有一个直观的指标，只能依靠是否达到恒重来判断：直接干燥法的最低检出 限量为0.002g,当取样量为2g时，方法检出限为0.10g100g,方法相对误差≤5% (三)减压干燥法 1。原理 采用较低的温度，在减压条件下蒸发排除样品中的水分，根据干燥前后样品所失去的质 量计算样品的水分含量 2.适用范用： 减压干煤法的操作压力较低，水的沸点也相应降低，因而可以在较低温度下将水分蒸发 完全。它适用于在100℃以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品，如淀粉制品、豆 制品、罐头食品、糖浆、蜂密、蔬菜、水果、味精、油脂等。由于采用较低的蒸发温度，可 以防止含脂肪高的样品在高温下的脂肪氧化：可防止含糖高的样品在高温下的脱水炭化：也 可防止含高温易分解成分的样品在高温下分解等等 3.样品的测定及方法： 在真空干燥箱的低压条件下，样品中的水分可以在36h内完全去除，而其他组分可以 保持不分解。直空干操箱内需要干燥的空气，可通过控制温度和真空度来加以干燥。较早的 干燥空气的方法是通过装有 定体积浓硫酸的细颈真空瓶来进行，现在的真空干燥箱则使用 空气捕集器，其中填 有硫酸钙 并含有显示水分饱和度的指示剂，在空气捕集器与真空 操箱之间装有转子流量计以测量进入烘箱内的空气流量(100~120m/mn)。 减压干燥法的操作方法如下：样品的称取要求与直接干燥法相同，将样品放入真空干 燥箱内，将干燥箱连接水泵，抽出箱内空气至所需压力（一般为40-53水P阳），并同时加热至
按下式计算： 3 4 122 3 5 1 ( ) 100 m m mm m m m X m − − + − = × 式中： m1——新鲜样品总质量，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——称量瓶重量，g。 二步干燥法所得分析结果的准确度较直接用一步法来得高，但费时更长。 高温干燥：对于热稳定性较好的食品，如有些谷物，可采用 120℃~130℃甚至更高的温 度进行干燥，因而大大缩短干燥时间，这样的干燥方法称为高温干燥。 4．方法说明和注意事项： 直接干燥法的设备和操作都比较简单，但是由于直接干燥法不能完全排出食品中的结 合水，所以它不可能测定出食品中的真实水分。直接干燥法耗时较长，且不适宜胶态、高脂 肪、高糖食品及含有较多的高温易氧化、易挥发物质的食品；用这种方法测得的水分质量中 包含了所有在 100℃下失去的挥发物的质量，如微量的芳香油、醇、有机酸等挥发性物质的 质量；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，宜采用其他方法测定水分含量；测定水分之后的样品，可以用来测定脂肪、 灰分的含量；经加热干燥的称量瓶要迅速放到干燥器中冷却；干燥器内一般采用硅胶作为干 燥剂，当其颜色由蓝色减退或变成红色时，应及时更换，于 135℃条件下烘干 2～3h 后再重 新使用；硅胶若吸附油脂后，除湿能力也会大大降低；在使用直接干燥法时，要观察水分是 否蒸发干净，没有一个直观的指标，只能依靠是否达到恒重来判断；直接干燥法的最低检出 限量为 0.002g，当取样量为 2g 时，方法检出限为 0.10g/100g，方法相对误差≤5%。 （三） 减压干燥法 1．原理： 采用较低的温度，在减压条件下蒸发排除样品中的水分，根据干燥前后样品所失去的质 量计算样品的水分含量。 2．适用范围： 减压干燥法的操作压力较低，水的沸点也相应降低，因而可以在较低温度下将水分蒸发 完全。它适用于在 100℃以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品，如淀粉制品、豆 制品、罐头食品、糖浆、蜂蜜、蔬菜、水果、味精、油脂等。由于采用较低的蒸发温度，可 以防止含脂肪高的样品在高温下的脂肪氧化；可防止含糖高的样品在高温下的脱水炭化；也 可防止含高温易分解成分的样品在高温下分解等等。 3．样品的测定及方法： 在真空干燥箱的低压条件下，样品中的水分可以在 3~6h 内完全去除，而其他组分可以 保持不分解。真空干燥箱内需要干燥的空气，可通过控制温度和真空度来加以干燥。较早的 干燥空气的方法是通过装有一定体积浓硫酸的细颈真空瓶来进行，现在的真空干燥箱则使用 空气捕集器，其中填装有硫酸钙，并含有显示水分饱和度的指示剂，在空气捕集器与真空干 燥箱之间装有转子流量计以测量进入烘箱内的空气流量（100~120mL/min）。 减压干燥法的操作方法如下：样品的称取要求与直接干燥法相同，将样品放入真空干 燥箱内，将干燥箱连接水泵，抽出箱内空气至所需压力（一般为 40~53kPa），并同时加热至
所需温度55℃左右，关闭通水泵或真空泵上的活塞，停止抽气，使干燥箱内保持一定的温 度和压力，经一定时间后，打开活塞，使空气经干燥装置缓缓通入至干燥箱内，待压力恢复 正常后再打开。取出称量瓶，放入干燥器中冷却0.5h后称量，并重复以上操作至恒重。 水 含量的计算与直接干燥法相同 5.方法说明及注意事项： 减压干燥法选择的压力一般为4053kPa,温度为5060℃。但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度，如AOAC法中咖啡的干燥条件为：3.3kP阳 和98100C:奶粉：13.3kPa和100℃：干果：13.3kPa和70C:坚果和坚果制品：13.3kPa 和95-100℃ 糖和蜂蜜：6,7kPa和60C 减压干燥时，自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时间， 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1一3mg的减量值为恒重标准。 不过，在使用直空干燥箱时还需注意：如果被测样品中含有大最的挥发物质，应考 使用校正因子来弥补挥发量 另外，在真空条件下热量传导不是很好，因此称量瓶应该直接 置放在金属架上以确保良好的热传导：蒸发是 一个吸热过程，要注意由于多个样品放在同 烘箱中使箱内温度降低的现象，冷却会影响蒸发。但不能通过升温来弥补冷却效应，否则样 品在最后干燥阶段可能会产生过热现象；干燥时间取决于样品的总水分含量、样品的性质、 单位质量的表面积、是否使用海砂以及是否含有较强持水能力和易分解的铺类和其他化合物 等因素。 二、蒸馏法 1.原理： 蒸馏法出现在二十世纪初，它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 目前所用的有两种方法：直接 和回流蒸馏。在直接蒸馏中 用沸点比水高、与水互不相溶的溶剂，样品用矿物油或沸点比水高的液 体在远高于水沸点的温度下加热，而回流蒸馏则可使用沸点仅比水略高 的溶剂如甲苯、二甲苯和苯。其中采用甲苯进行的回流蒸馏是应用最广 泛的蒸馏方法」 2 适用范围： 蒸偏法采用了一种有效的热交换方式，水分可被迅速移去，食品组 分所发生的化学变化如氧化、分解等作用，都较直接干燥法小。这种方 法最初是作为水分测定的快速分析法被提出来的，设备简单经济，管理 方便，准确度能够满足常规分析的要求。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 图51蒸馏式水分测定仪 3.仪器及试剂： 蒸馏式水分测定仪（如图5-1）：精制甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水饱和后， 分去水层，进行蒸馏，收集馏出液备用。 4. 操作方法 称取适量样品（约含水2-5mL),放入250ml锥形瓶中，加入50-75mL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，从冷凝管顶端注入甲苯，装满水分接
所需温度 55℃左右，关闭通水泵或真空泵上的活塞，停止抽气，使干燥箱内保持一定的温 度和压力，经一定时间后，打开活塞，使空气经干燥装置缓缓通入至干燥箱内，待压力恢复 正常后再打开。取出称量瓶，放入干燥器中冷却 0.5h 后称量，并重复以上操作至恒重。 4．水分含量的计算与直接干燥法相同。 5．方法说明及注意事项： 减压干燥法选择的压力一般为 40~53kPa，温度为 50~60℃。但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度，如 AOAC 法中咖啡的干燥条件为：3.3kPa 和 98~100℃；奶粉：13.3kPa 和 100℃；干果：13.3kPa 和 70℃；坚果和坚果制品：13.3kPa 和 95~100℃；糖和蜂蜜：6.7kPa 和 60℃。 减压干燥时，自干燥箱内部压力降至规定真空度时起计算干燥时间，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 1～3mg 的减量值为恒重标准。 不过，在使用真空干燥箱时还需注意：如果被测样品中含有大量的挥发物质，应考虑 使用校正因子来弥补挥发量；另外，在真空条件下热量传导不是很好，因此称量瓶应该直接 置放在金属架上以确保良好的热传导；蒸发是一个吸热过程，要注意由于多个样品放在同一 烘箱中使箱内温度降低的现象，冷却会影响蒸发。但不能通过升温来弥补冷却效应，否则样 品在最后干燥阶段可能会产生过热现象；干燥时间取决于样品的总水分含量、样品的性质、 单位质量的表面积、是否使用海砂以及是否含有较强持水能力和易分解的糖类和其他化合物 等因素。 二、蒸馏法 1．原理： 蒸馏法出现在二十世纪初，它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。目前所用的有两种方法：直接蒸馏和回流蒸馏。在直接蒸馏中，使 用沸点比水高、与水互不相溶的溶剂，样品用矿物油或沸点比水高的液 体在远高于水沸点的温度下加热，而回流蒸馏则可使用沸点仅比水略高 的溶剂如甲苯、二甲苯和苯。其中采用甲苯进行的回流蒸馏是应用最广 泛的蒸馏方法。 2．适用范围： 蒸馏法采用了一种有效的热交换方式，水分可被迅速移去，食品组 分所发生的化学变化如氧化、分解等作用，都较直接干燥法小。这种方 法最初是作为水分测定的快速分析法被提出来的，设备简单经济，管理 方便，准确度能够满足常规分析的要求。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。 图 5-1 蒸馏式水分测定仪 3．仪器及试剂： 蒸馏式水分测定仪（如图 5-1）；精制甲苯或二甲苯：取甲苯或二甲苯，先以水饱和后， 分去水层，进行蒸馏，收集馏出液备用。 4．操作方法： 称取适量样品（约含水 2~5mL），放入 250ml 锥形瓶中，加入 50~75mL 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，从冷凝管顶端注入甲苯，装满水分接
收管。加热，当蒸馏瓶中甲苯刚开始沸腾时，可看到从蒸馆烧瓶中升起一团雾，这是水在甲 装中的旅汽，不久试会有冷凝液产生。悒慢旅馏，神每秒钟得馏出湾)滴，待大部分水分 出后，加速蒸馏约每秒钟 当水分全部蒸出后，接收管内的水分体积 手增加时，从冷 凝管顶端加入甲苯冲洗。如冷凝管壁附有水滴，可用附有小橡皮头的铜丝将其擦下，再蒸馏 片刻至接收管上部及冷凝管壁无水滴附着为止，读取接收管水层的体积。 5.水分含量的计算： -×100 式中：X 样品中的水分含量，mU100g:或按水在20℃时密度0.9982gmL计算质 量含量： V- 接收管内水的体积，mL: 一样品的质量，g 6.方法说明和注意事项： 蒸馏法与干燥法有较大的差别，干燥法是以烘烤干燥后减少的质量为依据 ,而蒸馏法 是以蒸馏收集到的水量为准，避免了挥发性物质减少的质量以及脂肪氧化对水分测定造成的 误差。 在使用蒸馏法时，对于有机溶剂的选择（表5-2），可考虑如能否完全湿润样品、适当 的热传导、化学临性、可燃性以及样品的性质等因素，但样品的性质是洗择溶剂的重要依据」 对热不稳定的食 一般不采 二甲苯，因为它的沸点高 因此常选用低沸点的，如茶 苯或甲苯。 二甲苯的混合液：对于一些含有糖分、可分解释出水分的样品，如脱水洋葱和脱 水大蒜，宜选用苯作为溶剂：可以用正戊醇+二甲苯(129~134℃)(1+1)混合液测定奶酪。 对于比水重的溶剂，其特点是样品会浮在上面，不易过热及炭化，又安全防火。但是，它也 存在一些缺点，如：这种溶剂被榴出冷凝后，会穿过水面讲入接收管下方，增加了形成羽浊 液的机会。 表5-2蒸馏法有机溶剂的物理常数 有机溶剂 沸点（℃）密度(25 共沸混合物 水在有机溶剂中溶 ) 沸点（℃）水分(%)解度(g/100g) 80.2 0.88 69.25 8.8 005 甲苯 110.7 0.86 84.1 19.6 0.05 一甲装 140 0.86 0.04 四氢化碳 76.8 1.59 66.0 4.1 0.01 四氯（代）乙烯120.8 163 0.03 偏四氯乙烷 146.4 1.60 0.11 蒸馏法测量误差产生的原因的有很多，如：弹品中水分没有完全蒸发出来：水分附集有 冷凝器和连接管内壁：水分溶解在有机溶剂中：生成了乳浊液： 馏出了水溶性的成分，等等。 在加热时一般要使用石棉网 如果样品含糖量高，用油浴加热较好。样品为粉状或 流体时，先将瓶底铺满干净的海砂，再加样品及甲苯。所用甲苯必须无水，也可将甲苯经过 氯化钙或无水硫酸钠吸水，过滤蒸馏，弃去最初馏液，收集澄清透明溶液即为无水甲苯。为 防止出现乳浊液，可以添加少量戊醇、异丁醇。最后，为了避免接收管和冷凝管附着水珠， 使用的仪器必须洁洗于净」
收管。加热，当蒸馏瓶中甲苯刚开始沸腾时，可看到从蒸馏烧瓶中升起一团雾，这是水在甲 苯中的蒸汽，不久就会有冷凝液产生。慢慢蒸馏，使每秒钟得馏出液 2 滴，待大部分水分蒸 出后，加速蒸馏约每秒钟 4 滴，当水分全部蒸出后，接收管内的水分体积不再增加时，从冷 凝管顶端加入甲苯冲洗。如冷凝管壁附有水滴，可用附有小橡皮头的铜丝将其擦下，再蒸馏 片刻至接收管上部及冷凝管壁无水滴附着为止，读取接收管水层的体积。 5．水分含量的计算： = × 100 m V X 式中：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 量含量； V——接收管内水的体积，mL； m——样品的质量，g。 6．方法说明和注意事项： 蒸馏法与干燥法有较大的差别，干燥法是以烘烤干燥后减少的质量为依据，而蒸馏法 是以蒸馏收集到的水量为准，避免了挥发性物质减少的质量以及脂肪氧化对水分测定造成的 误差。 在使用蒸馏法时，对于有机溶剂的选择（表 5-2），可考虑如能否完全湿润样品、适当 的热传导、化学惰性、可燃性以及样品的性质等因素，但样品的性质是选择溶剂的重要依据。 对热不稳定的食品，一般不采用二甲苯，因为它的沸点高；因此常选用低沸点的，如苯、甲 苯或甲苯-二甲苯的混合液；对于一些含有糖分、可分解释出水分的样品，如脱水洋葱和脱 水大蒜，宜选用苯作为溶剂；可以用正戊醇＋二甲苯（129~134℃）（1＋1）混合液测定奶酪。 对于比水重的溶剂，其特点是样品会浮在上面，不易过热及炭化，又安全防火。但是，它也 存在一些缺点，如：这种溶剂被馏出冷凝后，会穿过水面进入接收管下方，增加了形成乳浊 液的机会。 表 5-2 蒸馏法有机溶剂的物理常数 有机溶剂 沸点（℃） 密度（25 共沸混合物 ℃） 沸点（℃） 水分（%） 水在有机溶剂中溶 解度（g/100g） 苯 80.2 0.88 69.25 8.8 0.05 甲苯 110.7 0.86 84.1 19.6 0.05 二甲苯 140 0.86 0.04 四氯化碳 76.8 1.59 66.0 4.1 0.01 四氯（代）乙烯 120.8 1.63 0.03 偏四氯乙烷 146.4 1.60 0.11 蒸馏法测量误差产生的原因的有很多，如：样品中水分没有完全蒸发出来；水分附集在 冷凝器和连接管内壁；水分溶解在有机溶剂中；生成了乳浊液；馏出了水溶性的成分，等等。 在加热时一般要使用石棉网，如果样品含糖量高，用油浴加热较好。样品为粉状或半 流体时，先将瓶底铺满干净的海砂，再加样品及甲苯。所用甲苯必须无水，也可将甲苯经过 氯化钙或无水硫酸钠吸水，过滤蒸馏，弃去最初馏液，收集澄清透明溶液即为无水甲苯。为 防止出现乳浊液，可以添加少量戊醇、异丁醇。最后，为了避免接收管和冷凝管附着水珠， 使用的仪器必须清洗干净
三、卡尔-费休(Karl-Fischer)法 卡尔费休法，简称费休法或K-F法，是一种迅速而有准确的水分测定法，它属于碘量 法，被广泛应用于多种化工产品的水分测定。此方法快速准确且不需加热，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。 1原理： 卡尔费休法测定水分的原理基于水分存在时碘和二氧化硫的氧化还原反应 2H0+S0+ 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。 CHN·l2+CHN·SO2+CH,N+H,O→2CHN·Hl+CHN·SO3 C:HN·SO3+CH,OH→C:H:NH)SO4·CH1 由此反应式可知1mol的水需要与1mol碘、1mol二氧化硫、3mol吡啶和1mol甲醇反应， 而产生2mol毗啶碘和1 1毗啶硫酸。反应完 即可确定达 到终点，现在所用的卡尔-费休水分测定仪采用“时间滞留”法作为终点判新准则，并有 光报警指示，如ZKF1型容量滴定卡尔-费休水分测定仪。 2.适用范围： 卡尔费休法可话用于含有1%或更多水分的样品，如砂糖、可可粉、糖密、茶叶、到静 炼乳及香料等食品中的水分测定，其测定准确性比直接干燥法要高，它也是测定脂肪和油类 物品中微量水分的理想方法 3.仪器和试剂： (1)仪器可用ZKF1型容量滴定卡尔-费休水分测定仪或类似装置。卡氏试剂的配制可参 阅GB/T12100-1989或1S05381-1983《淀粉水解产品含水量测定方法》中的试剂配制，或分 析手册中的方法。应用实例见本章第三节二之3 (2)卡 休试剂的标定： 在水分测定仪的反应器中加入50mL的无水甲醇，接通电源 启动电磁搅拌器，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达到计 量点，保持1min内不变，此时不记录卡尔-费休试剂的消耗量。然后用10uL的微量注射器 从反应器的加料口缓缓注入10uL水-甲醇标准溶液（相当于0.01g水），用卡尔费-休试剂滴 定至原定终占，记录卡尔费休试剂的消耗量 卡尔费休试剂的水当量T(mgmL)按下式计算： T=mx1000 式中：m 一所用水甲醇标准溶液中水的质量，： ·滴定清耗卡尔-费休试剂的体积，L 4.样品水分的测定 对于固体样品 必须要先粉碎均匀。准确称取0.300.50g样品置于称样瓶中 在水分测定仪的反应器内加入50mL无水甲醇，用卡尔费休试剂滴定其中的微量水分 滴定至终点并保持1mi不变时（不记录试剂用量）。打开加料口迅速将已称好的试剂加入 反应器中，立即塞上橡皮塞，开动电磁搅拌器使试样中的水分完全被甲醇所萃取，用卡尔 费休试剂滴定至终点并保持lmin不变，记录所使用试剂的mL数。 5.结果计算 样品中水分的含量： -0 式中：X—样品中的水分含量，mg100mg:
三、卡尔-费休（Karl-Fischer）法 卡尔-费休法，简称费休法或 K-F 法，是一种迅速而有准确的水分测定法，它属于碘量 法，被广泛应用于多种化工产品的水分测定。此方法快速准确且不需加热，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。 1．原理： 卡尔-费休法测定水分的原理基于水分存在时碘和二氧化硫的氧化还原反应。 2H2O＋SO2＋I2 2HI＋H2SO4 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。 C5H5N·I2＋C5H5N·SO2＋C5H5N＋H2O→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3 C5H5N·SO3＋CH3OH→C5H5N(H)SO4·CH3 由此反应式可知 1mol 的水需要与 1mol 碘、1mol 二氧化硫、3mol 吡啶和 1mol 甲醇反应， 而产生 2mol 吡啶碘和 1mol 吡啶硫酸。反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定达 到终点。现在所用的卡尔-费休水分测定仪采用“时间滞留”法作为终点判断准则，并有声 光报警指示，如 ZKF-1 型容量滴定卡尔-费休水分测定仪。 2．适用范围： 卡尔-费休法可适用于含有 1%或更多水分的样品，如砂糖、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、 炼乳及香料等食品中的水分测定，其测定准确性比直接干燥法要高，它也是测定脂肪和油类 物品中微量水分的理想方法。 3．仪器和试剂： (1)仪器可用 ZKF-1 型容量滴定卡尔-费休水分测定仪或类似装置。卡氏试剂的配制可参 阅 GB/T12100-1989 或 ISO5381-1983《淀粉水解产品含水量测定方法》中的试剂配制，或分 析手册中的方法。应用实例见本章第三节二之 3。 (2)卡尔-费休试剂的标定：在水分测定仪的反应器中加入 50mL 的无水甲醇，接通电源， 启动电磁搅拌器，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达到计 量点，保持 1min 内不变，此时不记录卡尔-费休试剂的消耗量。然后用 10uL 的微量注射器 从反应器的加料口缓缓注入 10uL 水-甲醇标准溶液（相当于 0.01g 水），用卡尔费-休试剂滴 定至原定终点，记录卡尔-费休试剂的消耗量。 卡尔-费休试剂的水当量 T（mg/mL）按下式计算： m 1000 T V × = 式中：m——所用水-甲醇标准溶液中水的质量，g； V—— 滴定消耗卡尔-费休试剂的体积，mL。 4．样品水分的测定： 对于固体样品，必须要先粉碎均匀。准确称取 0.30～0.50g 样品置于称样瓶中。 在水分测定仪的反应器内加入 50mL 无水甲醇，用卡尔-费休试剂滴定其中的微量水分， 滴定至终点并保持 1min 不变时（不记录试剂用量）。打开加料口迅速将已称好的试剂加入 反应器中，立即塞上橡皮塞，开动电磁搅拌器使试样中的水分完全被甲醇所萃取，用卡尔- 费休试剂滴定至终点并保持 1min 不变，记录所使用试剂的 mL 数。 5．结果计算： 样品中水分的含量： 10 T V X m × = × 式中：X——样品中的水分含量，mg/100mg；
T一卡尔费休试剂的水当量，mgmL: 一滴定所消耗卡尔费休试剂，mL: 样品的质量 ，8 6.卡尔-费休法说明及注意事项： 在使用卡尔.费休法时，若要水分萃取完全，样品的颗粒大小非常重要。通常样品细度 约为40目，宜用粉碎机处理，不要用研磨机以防水分损失，在粉碎样品中还要保证其含水 量的均匀性。 卡尔费休法是测定食品中微量水分的方法，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。含 有强还原性的物料（如抗坏血酸）会与卡尔-费休试剂产生反应，使水分含量测定值偏高： 羰基化合物则与甲醇发生缩醛反应生成水，从而使水分含量测定值偏高，而且这个反应也会 使终点消失：不饱和脂肪酸和碘的反应也会使水分含量测定值偏高。 样品溶剂可用甲痘或此啶，这些于水试制成该加入无水砖酸钠保在。出外，也可以 使用其他溶剂 ,如 酰胺或二甲基甲酰胺。卡尔费休滴定法中所用的玻璃器皿都必须充分干 燥，外界的空气也不允许进到反应室中。 在卡尔费休滴定法中，吡啶会产生强烈异味，现在有研究正在尝试用其它的胺类来代 替吡啶来溶解碘和二氧化硫，目前已发现某些脂肪胺和其他的杂环化合物比较适宜。在这些 新的胺盐的基础上，分别制备了单组分试剂（溶剂和滴定组分合在一起）和双组分的试剂（溶 剂和滴定组分是分开的)，单组分使用较方便，而双组分更适合于大量试剂的储存 四、其他方法 1.介电容量法 介申容量法是根据样品的介申常数与含水率有关，以含水食品作为量申极间的充填 介质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。用该方法测定水分含量的仪器需要使用 已知水分含量的样品（标准方法测定）来进行校准，为了控制分析结果的可靠性和重现性 需要考虑样品的密度、样品的温度等重要因素，其中温度对电容值的影响是很大的，水分仪 上都装有一个或两个温度传感器，对测定结果进行温度补偿。 由于水的介点常数(80.37,20℃)比其他大部分溶剂都要高，所以可用介电容量法来 进行水分的测定。例如：介电容量法常用于谷物中水分含量的测定，这是根据水的介电常数 是8037， 而蛋白质和淀粉的介电常数只有10。在检测样品时，可以根据仪器的读数从预先 制作好的标准曲线上得到水分含量的测定值。 介电容量法的测最速度快，对于需要进行质最控制而要连续测定的加工过程非常有效， 但该方法不大适用于检测水分含量低于30%35%的食品。 我国生产的介电容量法水分测仪有SWS5型，LSC3刑，ⅡS.3等 2.电导率法 电导率法的原理是当样品中水分含量变化时，可导致其电流传导性随之变化，因此通 过测量样品的电阻，就成为一种具有一定精确度的快速分析方法。根据欧姆定律：电流强度 等于电压与电阻之比。例如：含水量为13%的小麦的电阻是含水量为14%的小麦电阻的7 倍，是含水量为15%的小麦电阻的50倍。 在用电导率法测定样品时，必须要保持温度的恒定，而且每个样品的测定时间必须恒 定为lmin. 我国生产的电阻式水分测定仪有LSKC-4A型，TL-4型等
T——卡尔-费休试剂的水当量，mg/mL； V——滴定所消耗卡尔费休试剂，mL； m——样品的质量，g。 6．卡尔-费休法说明及注意事项： 在使用卡尔-费休法时，若要水分萃取完全，样品的颗粒大小非常重要。通常样品细度 约为 40 目，宜用粉碎机处理，不要用研磨机以防水分损失，在粉碎样品中还要保证其含水 量的均匀性。 卡尔-费休法是测定食品中微量水分的方法，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。含 有强还原性的物料（如抗坏血酸）会与卡尔-费休试剂产生反应，使水分含量测定值偏高； 羰基化合物则与甲醇发生缩醛反应生成水，从而使水分含量测定值偏高，而且这个反应也会 使终点消失；不饱和脂肪酸和碘的反应也会使水分含量测定值偏高。 样品溶剂可用甲醇或吡啶，这些无水试剂应该要加入无水硫酸钠保存。此外，也可以 使用其他溶剂，如甲酰胺或二甲基甲酰胺。卡尔费休滴定法中所用的玻璃器皿都必须充分干 燥，外界的空气也不允许进到反应室中。 在卡尔-费休滴定法中，吡啶会产生强烈异味，现在有研究正在尝试用其它的胺类来代 替吡啶来溶解碘和二氧化硫，目前已发现某些脂肪胺和其他的杂环化合物比较适宜。在这些 新的胺盐的基础上，分别制备了单组分试剂（溶剂和滴定组分合在一起）和双组分的试剂（溶 剂和滴定组分是分开的），单组分使用较方便，而双组分更适合于大量试剂的储存。 四、其他方法 1．介电容量法 介电容量法是根据样品的介电常数与含水率有关，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。用该方法测定水分含量的仪器需要使用 已知水分含量的样品（标准方法测定）来进行校准，为了控制分析结果的可靠性和重现性， 需要考虑样品的密度、样品的温度等重要因素，其中温度对电容值的影响是很大的，水分仪 上都装有一个或两个温度传感器，对测定结果进行温度补偿。 由于水的介点常数（80.37，20℃）比其他大部分溶剂都要高，所以可用介电容量法来 进行水分的测定。例如：介电容量法常用于谷物中水分含量的测定，这是根据水的介电常数 是 80.37，而蛋白质和淀粉的介电常数只有 10。在检测样品时，可以根据仪器的读数从预先 制作好的标准曲线上得到水分含量的测定值。 介电容量法的测量速度快，对于需要进行质量控制而要连续测定的加工过程非常有效， 但该方法不大适用于检测水分含量低于 30％~35%的食品。 我国生产的介电容量法水分测定仪有 SWS-5 型，LSC-3 型，JLS-3 型等。 2．电导率法 电导率法的原理是当样品中水分含量变化时，可导致其电流传导性随之变化，因此通 过测量样品的电阻，就成为一种具有一定精确度的快速分析方法。根据欧姆定律：电流强度 等于电压与电阻之比。例如：含水量为 13%的小麦的电阻是含水量为 14%的小麦电阻的 7 倍，是含水量为 15%的小麦电阻的 50 倍。 在用电导率法测定样品时，必须要保持温度的恒定，而且每个样品的测定时间必须恒 定为 1min。 我国生产的电阻式水分测定仪有 LSKC-4A 型，TL-4 型等