水分含量的几种测定方法

水分含量的几种测定方法
 水分测定方法有许多种,我们在选择时要根据食品的性质来选择。常采用的水份测定方法如下:
  1、热干燥法:冲压滤网
  ①常压干燥法(此法用的广泛);
  ②真空干燥法(有的样品加热分解时用);
  ③红外线干燥法;
  ④真空器干燥法(干燥剂法);
铝酸钙粉  2、蒸馏法
  3、卡尔费休法
  4、水分活度AW的测定
  下面我们分别讲述测定水分的方法。
  一、常压干燥法
  1、特点与原理
  ⑴特点:此法应用最广泛,操作以及设备都简单,而且有相当高的精确度。
  ⑵原理:食品中水分一般指在大气压下,100℃左右加热所失去的物质。但实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量,而不完全是水。
  2、干燥法必须符合下列条件(对食品而言):
  ⑴水分是唯一挥发成分
  这就是说在加热时只有水分挥发。例如,样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法,这些都有挥发成分。
  ⑵水分挥发要完全
  对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。它们结合的很牢固,不宜排除,有时样品被烘焦以后,样品中结合水都不能除掉。因此,采用常压干燥的水分,并不是食品中总的水分含量。
  ⑶食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。
  例:还原糖 氨基化合物△→变(美拉德反应) H2O↑
  还有H2C4H4O6(酒石酸) 2NaHCO3→NaC4H4O6(酒石酸钠) 2H2O 2CO2
  发酵糖(NaHCO3 KHC4H4O6)△→H2O CO2 NaKC4H4O6
  高糖高脂肪食品不适应
  只看符合上面三点就可采用烘箱干燥法。烘箱干燥法一般是在100~105℃下进行干燥。
  我们讲的上面三点,应该是具体的具体分析,对于一个分析工作人员,或者是一个技术员,虽然干燥法必须符合三点要求,那么我们在只有烘箱的情况下,而且蓑红样品不见得符合以上讲的三点,难道就不测水分吗?
  例如,啤酒厂要经常测啤酒花的水分,啤酒花中含有一部分易挥发的芳香油。这一点不符合我们的第一点要求,如果用烘箱法烘,挥发物与水分同时失去,造成分析误差。此外,啤酒花中的α—酸在烘干过程中,部分发生氧化等化学反应,这又造成分析上的误差,但是一般工厂还是用烘干法测定,他们一般采取低温长时间(80~85℃烘4小时),或者高温短时(105℃烘1小时)
  所以应根据我们所在的环境和条件选择合适的操作条件,当然我们应该首先明白有没有挥发物和化学反应等所造成的误差。
  3、烘箱干燥法的测定要点
  ⑴取样(称样)
  在采样时要特别注意防止水分的变化,对有些食品例如奶粉、咖啡等很容易吸水,在称量时要迅速,否则越称越重。
  ⑵干燥条件的选择
  三个因素:①温度;②压力(常压、真空)干燥;③时间。
  一般是温度对热不稳定的食品可采用70~105℃;温度对热稳定的食品采用120~135℃。
  4、操作方法
  清洗称量皿→烘至恒重→称取样品→放入调好温度的烘箱(100~105℃)→烘1.5小时→于干燥器冷却→称重→再烘0.5小时→称至恒重(两次重量差不超过0.002g即为恒重)
  *油脂或高脂肪样品,由于脂肪氧化,而后面一次重量反而增加,应以前一次重量计算。口袋领域
  *对于易焦化和容易分解的食品,可以选用比较低的温度或缩短干燥时间。
  *对于液体与半固体样品,要在称量皿中加入海砂,使样品疏松,扩大蒸发的接触面,并且用一个玻璃棒作为容器。先放到沸水浴中烘,烘的差不多,再放到烘箱烘,否则不加海砂样品容易使表面形成一层膜,造成水分不易出来,另外易沸腾的液体飞沫使重量损失。
  计算:水分=G2-G1/W
固态负氢离子  固形物(%)=100-水分%
  G1——恒重后称量皿重量(g)
  G2——恒重后称量皿和样品重量(g)
  W——样品重量(g)
  固形物——指食品内将水分排除以后的全部残留物。其组分有蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物和灰分等。
  5、烘箱干燥法产生误差的原因
  ⑴样品中含有非水分易挥发性物质(酒精、醋酸、香精油、磷脂等);
  ⑵样品中的某些成分和水分的结合,使测的结果偏低(如蔗糖水解为二分子单糖),主要是限制水分挥发;
  ⑶食品中的脂肪与空气中的氧发生氧化,使样品重量增重;
  ⑷在高温条件下物质的分解(果糖对热敏感);
  果糖C6H12O6大于70℃△→C6H6O3 3H2O
  ⑸被测样品表面产生硬壳,妨碍水分的扩散;尤其是对于富含糖分和淀粉的样品;
  ⑹烘干到结束样品重新吸水。
  二、真空干燥法
  1、原理:利用较低温度,在减压下进行干燥以排除水分,样品中被减少的量为样品的水分含量。
  本法适用于在100℃以上加热容易变质及含有不易除去结合水的食品。其测定结果比较接近真正水分。
  2、操作方法
  准确称2.00~5.00g样品→于烘至恒重的称量皿→至真空烘箱→70℃、真空度93.3~98.6KPa(700~740mmHg)→烘5小时→于干燥皿冷却→称至恒重
  计算:水分=G/W
  G——样品中干燥后的失重(g)
  W——样品重量(g)
  真空干燥法测水分,一般用于100℃以上容易变质、破坏或不易除去结合水的样品,如糖浆、味精、砂糖、糖果、蜂蜜、果酱和脱水蔬菜等样品都可采用真空干燥法测定水分。
  三、蒸馏法测定水分(迪安—斯达克)
  蒸馏发出现在二十世纪初,当时它采用沸腾的有机液体,将样品中水分分离出来,此法直到如今仍在适用。
  1、原理:把不溶于水的有机溶剂和样品放入蒸馏式水分测定装置中加热,试样中的水分与溶剂蒸汽一起蒸发,把这样的蒸汽在冷凝管中冷凝,由水分的容量而得到样品的水分含量。
  2、步骤
  准确称2.00~5.00g样品→于250ml水分测定蒸馏瓶中→加入约50~75ml有机溶剂→接蒸馏装置→徐徐加热蒸馏→至水分大部分蒸出后→在加快蒸馏速度→至刻度管水量不在增加→读数
  计算:
  水分=V/W
  V——刻度管中水层的容量ml
  W——样品的重量(g)
  3、常用的有机溶剂及选择依据
  常用的有机溶剂有比水清的,也有比水重的。
  苯甲苯二甲苯CCl4
  密度0.880.860.861.59
  沸点80℃80℃140℃76.8℃
  选择依据:对热不稳定的食品,一般不采用二甲苯,因为它的沸点高,常选用低沸点的有机溶剂,如苯。对于一些含有糖分,可分解释放出水分的样品,如脱水洋葱和脱水大蒜可
采用苯,要根据样品的性质来选择有机溶剂。
  4、蒸馏法的优缺点
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  优点:
  ⑴热交换充分
  ⑵受热后发生化学反应比重量法少
  ⑶设备简单,管理方便
  缺点:
  ⑴水与有机溶剂易发生乳化现象
  ⑵样品中水分可能完全没有挥发出来
  ⑶水分有时附在冷凝管壁上,造成读数误差
  对分层不理想,造成读数误差,可加少量戊醇或异丁醇防止出现乳浊液。
  这种方法用于测定样品中除水分外,还有大量挥发性物质,例如,醚类、芳香油、挥发酸、CO2等。目前AOAC规定蒸馏法用于饲料、啤酒花、调味品的水分测定,特别是香料,蒸馏法是唯一的、公认的水分检验分析方法。
  四、卡尔—费休法
  众所周知,卡尔费休法是测定各种物质中微量水分的一种方法,这种方法自从1935年由卡尔费休提出后,一直采用I2、SO2、吡啶、无水CH3OH(含水量在0.05%以下)配制而成,并且国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水分,我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。
  1、原理:在水存在时,即样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。
  I2 SO2 2H2O→2HI H2SO4
厨房纸巾架  但这个反应是个可逆反应,当硫酸浓度达到0.05%以上时,即能发生逆反应。如果我们让反应按照一个正方向进行,需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验证明,在体系中加入吡啶,这样就可使反应向右进行。
  3C5H5N H2O I2 SO2→2氢碘酸吡啶 硫酸酐吡啶
  生成硫酸酐吡啶不稳定,能与水发生反应,消耗一部分水而干扰测定,为了使它稳定,我们可加无水甲醇。
  硫酸酐吡啶 CH3OH(无水)→甲基硫酸吡啶
  我们把这上面三步反应写成总反应式为:
  I2 SO2 H2O 3吡啶 CH3OH2氢碘酸吡啶 甲基硫酸吡啶
  从反应式可以看出1mol水需要1mol碘,1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而产生2mol氢碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。这是理论上的数据,但实际上,SO2、吡啶、CH3OH的用量都是过量的,反应完毕后多余的游离碘呈现红棕,即可确定为到达终点。

本文发布于:2024-09-23 03:25:56,感谢您对本站的认可!

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