1食品中水分、灰分含量的检测PPT文档格式.ppt

1、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。测定结果按下式 水分（%）=,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；m 3-干燥后样品、海砂及称量瓶的总质量，g；m 4-称量瓶质量，g；,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。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（%

2、）=100%可溶性固形物%,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，将称样数量控制在35g，而对于果汁、牛乳等液态食品，通常每份样量控制在1520g为宜。,（4）操作条件选择操作条件选择主要包括:称样数量，称量器皿规格，干燥设备及干燥条件等的选择。,干燥设备 电热烘箱有各种形式，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，但质轻的试样有时会飞散。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。,称量皿规格 称量

3、皿分为玻璃称量瓶和铝质称量盒两种。前者能耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于干燥法。后者质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法。称量皿的规格，以样品置于其中铺开后厚度不超过器皿高的1/3为宜。,干燥条件 温度一般控制在95105，对热稳定的谷物等，可提高到120130范围内进行干燥；对含还原糖较多的食品应先用低温（5060）干燥0.5小时，然后在用100105干燥。干燥时间的确定有两种方法 一种是干燥到恒重，另一种是规定一定的干燥时间。前者基本能保证水分蒸发完全；后者需根据测定对象的不同而规定不同的干燥时间。对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

4、。一般是采用第一种方法。,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。果糖含量较高的样品，如水果制品、蜂蜜等，在高温下（70）长时间加热，其果糖会发生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

5、用其他方法测定水分含量。,（5）说明及注意事项,（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。,（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定。,2、减压干燥法,（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，还还需要设置一套安全、缓冲的设施，连接了几个

6、干燥瓶和一个安全瓶，设备流程如图,（4）操作方法 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（605）。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，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。并重复以上操作至恒重。（5）结果计算 同直接干燥法,（6）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

7、烘干二次，每次置于调节到规定温度的烘箱内烘12小时，然后移至干燥器内冷却45分钟，称重（精确到0.1mg），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，如小心使用可重复2030次而恒重值不变。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0.51小时内。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2小时，但有的样品需5小时；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。,红外线干燥法是一种快速测定水分的方法。在测定精

8、度、速度、操作简易、数字显示等方面都表现出优越的性能。测定原理 以红外线发热管为热源，通过红外线的辐射热和直射热加热试样，高效、迅速地使水分蒸发，样品干燥过程中，红外线水分测定仪的显示屏上直接显示出水分变化过程，直至达到恒定值即为样品水分含量。仪器 红外线水分测定仪（MA-40数字显示式红外线水分测定仪）操作 将样品置于样品皿上摊平，仪器自动校准内置砝码，选择干燥温度，开始干燥。MA-40红外线水分测定仪允许的测定温度范围是40160，样品量的允许范围是040g，测定的精度为0.1mg。,3、红外线干燥法,（1）原理 基于两种互不相溶的液体二元体系的沸点低于各组分的沸点这一事实，将食品中的水分

9、与甲苯或二甲苯或苯共沸蒸出，冷凝并收集溜液，由于相对密度不同，溜出液在接收管中分层，根据馏出液中水的体积，即可计算出样品中水分含量。（2）特点及适用范围 此法采用了高效的换热方式，水分可迅速移出。此外，测定过程在密闭容器中进行，加热温度比直接干燥法低，故对易氧化、分解、热敏性以及含有大量挥发性组分的样品的测定准确度明显优于干燥法。该法设备简单，操作方便，广泛用于谷类、果蔬、油类香料等多种样品的水分测定，特别对于香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析法。,（二）蒸馏法,（3）仪器及试剂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，进行蒸馏，收集馏出液备用。,（

10、4）操作方法 准确称取适量样品（估计含水量25ml），放入水分测定仪器的烧瓶中，加入新蒸馏的甲苯（或二甲苯）5075ml使样品浸没，连接冷凝管及接收管，从冷凝管顶端注入甲苯（或二甲苯），使之充满水分接收刻度管。慢慢加热蒸馏，使每秒钟约蒸馏出2滴馏出液，待大部分水分蒸馏出后，加速蒸馏使每秒约蒸出4滴馏出液，当水分全部蒸出后（接收管内的体积不再增加时），从冷凝管顶端注入少许甲苯（或二甲苯）冲洗。如发现冷凝管壁或接受管上部附有水滴，可用附用小橡皮头的铜丝擦下，再蒸馏片刻直至接受管上部及冷凝管壁无水滴附着为止。读取接收管水层的容积。,（5）结果计算X=式中 X-水分含量，mL/100g V-接受管内水

11、的体积，mL W-样品的质量，g,（6）说明及注意事项样品用量一般谷类、豆类约20 g，鱼、肉、蛋、乳制品约510克，蔬菜、水果约5g。有机溶剂一般用甲苯，其沸点微110.7。对于 在 高温易分解样品则用苯作蒸馏溶剂（纯苯沸点80.2，水苯沸点则为69.25），但蒸馏的时间需延长。加热温度不宜太高，温度太高时冷凝管上端水汽难以全部回收。蒸馏时间一般为23小时，样品不同蒸馏时间各异。为了尽量避免接受管和冷凝管壁附着水滴，仪器必须洗涤干净。,卡尔费休（Karl Fischer）法，简称费休法或K-F法，是在1935年由卡尔费休提出的测定水分的容量方法，属于碘量法，对于测定水分最为专一，也是测定水分

12、最为准确的化学方法。,（三）卡尔费休法,（1）适用范围 费休法广泛地应用于各种液体、固体及一些气体样品中水分含量的测定，此法也常被作为水分特别是痕量水分（低至ppm级）的标准分析方法，用以校正其他测定方法。在食品分析中，采用适当的预防措施后此法能用于含水量从1ppm到接近100%的样品的测定，已应用于面粉、砂糖、人造奶油、可可粉、糖蜜、茶叶、乳粉、炼乳及香料等食品中的水分测定，结果的准确度优于直接干燥法，也是测定脂肪和油品中痕量水分的理想方法。（2）主要仪器 容量法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量在0.5mg以上的样品。库仑法卡氏水分测定仪，可用于测定水分含量在10g以上的样品。如：KF1型

13、水分测定仪或SDY84型水分滴定仪。,（3）原理费休法的基本原理是利用I2 氧化SO2 时，需要有定量的水参加反应：SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI 此反应具可逆性，当硫酸浓度达0.05%以上时，即能发生逆反应。需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸，使反应顺利地向右进行。经实验证明，采用吡啶（C5H5N）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 亚硫酸吡啶,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：,若有甲醇存在，则硫酸吡啶可生成稳定的甲基硫酸氢吡啶；,于是促使测定水的滴定反应得以定量完成

14、。,由此可见，滴定操作所用的标准溶液是含有I2、SO2、C5H5N及CH3OH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：（I2+SO2+3C5H5N+CH3OH）+H2O 2 C5H5N HI+C5H5N HSO4CH3 从上式可以看到1mol水需要与1mol碘、1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇反应而产生2mol氢碘酸吡啶和1mol甲基硫酸氢吡啶（实际操作中各试剂用量摩尔比为I2:SO2:C5H5N=1:3:10）。卡尔费歇尔试剂的有效浓度取决于碘的浓度。新鲜配制的试剂，由于各种不稳定因素，其有效浓度会不断降低。因此，新鲜配制的卡尔费歇尔试剂，混合后，需放置一定的

15、时间后才能使用，而且每次使用前均应标定。,一种是用试剂本身所含的碘作为指示剂 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体系呈现浅黄甚至棕黄色，据此即作为终点而停止滴定，此法适用于含有1%以上水分的样品，由其产生的终点误差不大；另一方法为双指示电极安培滴定法，也叫永停滴定法，其原理是将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1025mV电压，在开始滴定直至化学计量点前，因体系中无游离碘，电极间的极化作用使外电路中无电流通过（即微安表指针始终不动），而当过量1滴费休试剂滴入体系后，由于游离碘而使体系变为去极化，则溶液开始导电，微安表指针偏转至一定刻度并稳

16、定不变，即为终点。此法更适宜于测定深色样品及微量、痕量水分时采用。,滴定操作中可用两种方法确定终点,二、食品中水分活度值（Aw）的测定,食品中水分具有不同的存在状态，而各种水分的测定方法只能定量地测定食品中水的总含量。水分活度反映了食品中水分存在的状态。Aw可根据拉乌尔定律用蒸气压的关系来表示：-食品中水蒸气压；-同温下纯水的蒸气压 RH-平衡相对湿度,水分含量：指食品中水的总含量，即一定食品中含水的百分数。水分活度：指食品中水分存在的状态，即水分与食品的结合程度或游离程度。结合程度越高，水分活度值越低；结合程度越低，水分活度值越高。相对湿度：指食物周围的空气状态。,即水分活度等于在同一温度下

17、，纯水蒸气压与食品中水分所产生的蒸气压之间的比率。在一定温度下食品与周围环境处于水分平衡状态时，食品的水分活度值在数值上等于用百分率表示的相对湿度，其数值在01之间。,水分活度值测定的意义：水分活度值对食品的色、香、味、组织结构以及食品的稳定性都有着重要影响，各种微生物的生命活动及各种化学、生物化学变化都有要求一定的Aw值，故Aw值对食品保藏具有重要的意义。同样，含有水分的食物由于其水活度值不同，故其贮藏的稳定性也不同。利用水分活度原理，控制水分活度，从而提高产品质量，延长食品保藏期。故食品中水分活度值的测定已逐渐成为食品检验中的一个重要项目。,水分活度值测定的方法：扩散法、水分活度测定仪法等

18、。1、扩散法原理 样品在康威微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在Aw值较高和较低的标准饱和溶液中进行扩散平衡，根据样品质量的增加（在较高Aw值标准溶液中平衡）和减少（在较低Aw值标准溶液中平衡）求出样品的Aw值。仪器 康威微量扩散皿。小铝皿或玻璃皿，放样品用，直径2528mm，深度7mm的圆形小皿。分析天平，感量1mg。试剂 标准水分活度试剂如表所示。样品处理,测定方法在预先恒重的铝皿或玻璃皿中，准确称取约2.00g均匀样品24份，迅速放入康威皿内室中。外室放入饱和标准试剂5mL，或标准的上述各式盐5.0g，加入少许蒸馏水润湿。常选择24种标准试剂，其中12份的Aw值大于或小于试样Aw值。扩散

19、皿磨中边缘均匀涂有一层凡士林，样品放入后，盖上玻璃盖，在完全封闭的状态下，移至（250.5）的恒温箱中，放置（20.5）h。取出铝皿或玻璃皿，用分析天平迅速称量，分别计算各样品质量的增减。以各种标准饱和溶液在25时的Aw为横坐标，样品质量增减为纵坐标，在坐标纸上作图，将各点连接成一条直线，此线与横轴的交点即为该样品的水分活度值。,每个样品测定时应做平行试验。其Aw测定值的平行误差不得超过0.02。2、Aw测定仪法 利用Aw测定仪直接测定样品的水蒸气分压。这种测定方比较准确，但需专门的仪器及一定的实验条件。在一定温度下，用标准饱和溶液校正Aw测定仪的Aw值，在同一条件下测定样品的Aw值。将样品置

20、于仪器的测试盒内，在一定温度下达到平衡时，盒内的样品的水蒸气分压通过传感器在仪器的表头上指示出Aw的读数。,第二节 灰分的测定,本节的知识点：灰分的概念、灰分测定内容、总灰分测定原理、灰化方法、总灰分测定方法及测定条件的选择、高温炉结构、瓷坩埚的性能。能力点：掌握高温炉的使用方法；掌握坩埚处理、样品炭化、灰化等基本操作方法；进一步熟悉天平的称量操作。,食品的组成十分复杂，除含有大量有机物质外，还含有较丰富的无机成分。当这些组分经高温灼烧时，将发生一系列物理和化学变化，最后有机成分经燃烧、分解而挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来。食品经灼烧后的残留物称为灰分。灰分是标示食品中

21、无机成分总量的一项指标。灰分测定的内容（1）总灰分（2）水溶性灰分（3）水不溶性灰分 按溶解性分类（4）酸不溶性灰分 其中水溶性灰分反映的是可溶性的钾、钠、钙、镁等的氧化物和盐类的含量。水不溶性灰分反映的是污染的泥沙和铁、铝等氧化物及碱土金属的碱式磷酸盐的含量。酸不溶性灰分反映的是污染的泥沙和食品中原来存在的微量氧化硅的含量。,测定灰分的意义（1）评判食品的加工精度和食品品质时,总灰分是一项重要的指标。面粉的加工精度 在面粉加工中，常以总灰分含量评定面粉等级，富强粉为0.30.5%；标准粉为0.60.9%；无机盐是六大营养要素之一，要正确评价某食品的营养价值，其无机盐含量是一个评价指标。例如，

22、黄豆是营养价值较高的食物，它的灰分含量高达5.0%。,生产果胶、明胶之类的胶质品时，灰分是这些制品的胶冻性能的标志。果胶分为HM和LM两种，HM只要有糖、酸存在即能形成凝胶，而LM除糖、酸以外，还需要有金属离子，如：Ca2+、Al3+。水溶性灰分和酸不溶性灰分可作为食品生产的一项控制指标。水溶性灰分指示果酱、果冻制品中的果汁含量。酸不溶性灰分中的大部分，是一些来自原料本身中的，或在加工过程中来自环境污染混入产品中的泥沙等机械污染物。,（2）判断食品受污染的程度 不同的食品，因所用原料、加工方法及测定条件的不同，各种灰分的组成和含量也不相同，当这些条件确定后，某种食品的灰分常在一定范围内。如果灰

23、分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不合乎卫生标准要求的原料或食品添加剂，或食品在加工、贮运过程中受到了污染。因此，测定灰分可以判断食品受污染的程度。因此，灰分是某些食品的重要的质量控制指标，是食品成分分析的项目之一。,（1）原理 把一定量的样品经炭化后放入高温炉内灼烧，使有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氯化物等无机盐和金属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分，称量残留物的重量即可计算出样品中总灰分的含量。,一、总灰分的测定,（2）仪器 高温炉 坩埚 坩埚钳 干燥器 分析天平（3）试剂1：4盐酸溶液 0.5%三氯化铁溶液和

24、等量蓝墨水的混合液6mol/L硝酸36%过氧化氢辛醇或纯植物油,（4）测定条件的选择 灰化容器 测定灰分通常以坩埚作为灰化容器，个别情况下也可使用蒸发皿。坩埚分素烧瓷坩埚、铂坩埚、石英坩埚等多种。灰化容器的大小要根据试样的形状来选用，需要前处理的液态样品、加热易膨胀的样品及灰分含量低、取样量较大的样品，需选用稍大些的坩埚；或选用蒸发皿，但灰化容器过大会使称量误差增大。,取样量 测定灰分时，取样量的多少应根据试样的种类、性状及灰分含量的高低来决定。食品的灰分与其他成分相比，含量较少，例如：谷物及豆类为14%，蔬菜为0.52%，水果为0.51%，鲜鱼、贝为15%，乳粉5%5.7%，而精糖只有0.0

25、1%。所以取样时应考虑称量误差，以灼烧后得到的灰分量为10100mg来决定取样量。通常奶粉、麦乳精、大豆粉、调味料、鱼类及海产品等取12g；谷物及其制品、肉及其制品、糕点、牛乳等取35g；蔬菜及其制品、砂糖及其制品、淀粉及其制品、蜂蜜、奶油等取510g；水果及其制品取20g；油脂取50g。,灰化温度 灰化温度的高低对灰分测定结果影响很大，由于各种食品中无机成分的组成、性质及含量各不相同，灰分温度也应有所不同，一般为500550。灰化温度过高，将引起钾、钠、氯等元素的挥发损失，而且磷酸盐、硅酸盐类也会熔融，将碳粒包藏起来，使碳粒无法氧化；灰化温度过低，则灰化速度慢、时间长，不易灰化完全，也不利于

26、除去过剩的碱（碱性食品）所吸收的二氧化碳。因此，必须根据食品的种类和测定精度的要求，兼顾各方面因素，选择合适的灰化温度，在保证灰化完全的前提下，尽可能减少无机成分的挥发损失和缩短灰化时间。此外，加热的速度也不可太快，以防急剧干燥时灼热物的局部产生大量气体而使微粒飞失爆燃。,灰化时间 一般以灼烧至灰分呈白色或浅灰色，无碳粒存在并达到恒重为止。灰化至达到恒重的时间因试样不同而异，一般需25小时。应该指出，对有些样品，即使灰化完全，残灰也不一定呈白色或浅灰色，如：铁含量高的食品，残灰呈褐色；锰、铜含量高的食品，残灰呈蓝绿色。有时即使灰的表面呈白色，内部仍残留有碳粒。所以应根据样品的组成、性状注意观察

27、残灰的颜色，正确判断灰化程度。,加速灰化的方法 有些样品，例如含磷较多的谷物及其制品，磷酸过剩于阳离子，随灰化的进行，磷酸将以磷酸二氢钾、磷酸二氢钠等形式存在，在比较低的温度下会熔融而包住碳粒，难以完全灰化，即使灰化相当长时间也达不到恒重。对这类难灰化的样品，可采用特殊方法来加速灰化。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（5）测定方法 瓷坩埚的准备 样品预处理 炭化 灰化 瓷坩埚的准备 将坩埚用盐酸（1：4）煮12小时，洗净晾干后，用三氯化铁与蓝墨水的等体积混合液在坩埚外壁及盖上写上编号，置于规定温度（5005500C）的高温炉中灼烧0.5小时，移至炉口冷却到2000C 以下后，再移入干燥器中

28、，冷却至室温后，准确称重，再放入高温炉内灼烧30分钟，取出冷却称重，直至恒重（两次称量之差不超过0.5mg）。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,样品预处理 果汁、牛乳等液体试样：准确称取适量试样于已知重量的瓷坩埚（或蒸发皿）中，置于水浴上蒸发至近干，再进行炭化。这类样品若直接炭化，液体沸腾，易造成溅失。果蔬、动物组织等含水分较多的样品：先制备成均匀的试样，再准确称取适量试样于已知重量的坩埚中，置烘箱中干燥，再进行炭化。也可取测定水分含量后的干燥试样直接进行炭化。谷物、豆类等水分含量较少的固体试样：先粉碎成均匀的试样，取适量试样于已知重量的坩埚中再进行炭化。富含脂肪的样品：先制备成均匀试样，准

29、确称取一定量试样，经提取脂肪后，再将残留物移入已知重量的坩埚中，进行炭化。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,炭化为什么要炭化 试样经上述预处理后，在放入高温炉灼烧前要先进行炭化处理。（1）防止在灼烧时，因温度高试样中的水分急剧蒸发使试样飞扬；（2）防止糖、蛋白质、淀粉等易发泡膨胀的物质在高温下发泡膨胀而溢出坩埚；（3）不经炭化而直接灰化，碳粒易被包住，灰化不完全。炭化操作一般在电炉或煤气灯上进行，把坩埚置于电炉或煤气灯上，半盖坩埚盖，小心加热使试样在通气情况下逐渐炭化，直至无黑烟产生。对特别容易膨胀的试样（如含糖多的食品），可先于试样上加数滴辛醇或纯植物油，再进行炭化。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,灰化炭化后，把坩埚移入已达规定温度（500550）的高温炉炉口处，稍停留片刻，再慢慢移入炉膛内，坩埚盖斜倚在坩埚口，关闭炉门，灼烧一定时间（视样品种类、性状而异）至灰中无碳粒存在。打开炉门，将坩埚移至炉口处冷却至200左右，移入干燥器中冷却至室温，准确称重，再灼烧、冷却、称重，直至达到恒重。,闽北职业技术学院食品与生物工程系,（6）结果计算式中：m1空坩埚质量，g；m2样品加空坩埚质量，g