情境八 食品中水分含量的测定

摩擦加热样品，装食品的容器尽量少留空间。因为水分为了维持容器内的气液平衡而会从样品中挥发出去，从而降低了样品水分含量。

食品中水分测定的方法很多，通常可分为两大类：直接法和间接法。直接法是利用水分本身的物理、化学性质来测定水分的方法。如干燥法、蒸馏法和卡尔·费休法，间接法是利用食品的相对密度、折肘率、电导、介电常数等物理性质测定水分的方法。直接法的准确度高于间接法。

同样的产品根据不同测定方法得到的水分含量会有所差别，这主要是受到这些水在食品中存在形式的影响。有时候对同一种产品也可用不同的测定方法进行测定，但一般来说，国标法、AOAC法列出的第一个方法相对于其他方法而言在任何情况下都是首选方法。如：测定奶酪的AOAC国际标准方法中包括：方法928.08，真空干燥法；948.12，高压炉法；977.11，微波炉法；969.19和蒸馏法。

测定方法选择过程中应考虑样品的性质:大多数食品在干燥过程中能耐高温，另一些却在这样的高温下挥发分解。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燥可能就可以克服上述问题的发生。蒸馏技术能最大程度地减少一些食品微量成分的挥发和分解。对于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用Karl Fischer 滴定法。比重瓶、比重计和折光仪适合于液体样品，尤其适用于液体中成分不多的样品。

测定方法选择过程中应考虑测定方法的适用范围: 食品中水分含量的测定往往用质量控制而要求快速得到结果，但并不需要很高的精确度。在烘箱干燥法中，微波干燥、红外干燥和水分分析仪技术是最为快捷的，甚至有些强制通风干燥法连1个小时也用不了，但更多的强制通风干燥和真空干燥所需要的时间更长一些。比重瓶、比重计、折射指数和红外线分析等方法非常快，但是常

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常需要与非经验性的方法相关联。烘箱干燥法是干燥各种食品产物的法定方法。回流蒸馏法是一种AOAC（美国官方分析化学家协会）认可的用来分析巧克力、脱水蔬菜、浓缩牛奶和脂肪的标准方法。这些标准方法是用于制定产品标准和营养标签的。

选择检测方法还需注意的问题:由于各种原因，食品的水分含量对于食品生产者和消费者来说十分重要。分析水分含量看起来很简单，但最困难的是要通过实验分析获得精确可靠的结果。食品中游离水含量的测定比结合水含量的测定容易些。一些分析水分含量的方法包括从固体样品中分离出水分，再以重量或体积来定量测定；而另一些方法并不进行分离，而是利用水的某些物理或化学性质来测定样品中的水分含量。而这些方法中的主要难点是设法去掉或测定所有的水分含量。这往往由于食品的分解或其它成分的干扰而变得很复杂。所以对于每一种分析方法来说，都必须采取措施预防和控制以保证结果的精确可靠。仔细的收集样品和处理样品极其重要，无论如何强调也不过分。对水分分析方法的选择常常取决于预期的水分含量、食品其它组分的特性（比如：高挥发性、热敏感性）、仪器的有效性、对速度的需求、精确和可靠程度的要求以及用途（比如：产品标准和工厂质量控制）。 4.2.3 几种水分检测方法比较

原理上的差异： 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。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。

蒸馏法也采用将水分从固体物质中分离的方法，然而水分含量是直接通过测定体积来定量。

Karl Fischer 滴定法则基于样品中水分发生化学反应的原理，水分的多少可由滴定液的用量反映出来。

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介电法和传导法是根据水的电化学性质 折光法是源于样品中的水对光反射的影响

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。 样品的性质的差异: 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燥可能就可以克服上述问题的发生。

蒸馏技术能最大程度地减少一些食品微量成分的挥发和分解。

对于水分含量非常低或高糖、高脂食品，常常采用Karl Fischer 滴定法。 试用范围的差异:烘箱干燥法是干燥各种食品产物的法定方法

在干燥法中，微波干燥、红外干燥最为快捷，直接干燥、化学干燥和真空干燥所需要的时间更长一些。

折射指数、电导和红外线分析等方法非常快，但是常常需要与非经验性的方法相关联。

现在的一些食品加工生产线上,经常用到诸如核磁、近红外、微波技术进行在线测量，这些方法都不是直接测量水分,而是测量与水分相关的某个参数 ，而水分与被测参数的关系非常复杂,仪器的物理状态如密度、体积及其它成份也往往影响这个参数的变化

经典的测量水分方法在实际上也很难保证能测量到样品中全部的水分或者测量到的不仅只有水分。在加热烘干的过程中,试样中的水包括游离水，而结晶水或键合水等有可能没有完全被烘干净。另一方面,样品中一些易挥发的成份可能被驱赶出来,甚至可能会发生化学反应而产生新的物质或造成原有的成份分解.

因此,这些水分测定仪需要以绝对测量法为标准,定期进行校准-卡尔-费休。

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4.3 重要知识点回顾

4.3.1 水在食品中的存在形式

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，可把食品中的水分为三类 ：

自由水—保持水本身的物理特性，溶液状态，能作为胶体的分散剂和盐的溶剂，易蒸发，能结冰。亲和水—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。结合水—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。

自由水——这部分水保持着水本身的物理性质，能作为胶体的分散剂和盐的溶剂，如食盐、砂糖、氨基酸、蛋白质或植物胶的水溶液中的水。它们在－40℃以前可以结冰，在被截留的区域内可以自由流动，能使食品变质的反应及微生物活动可在其中进行。在高水分食品中，这部分水可以达到总水量的90%以上。

机械结合水——这部分水结合紧密，它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。它向外蒸发的能力也较弱，与自由水相比，蒸发时仍需吸收较多的能量。它存在于细胞壁或原生质中，与蛋白质牢固地结合在一起。

化学结合水——这部分水，如葡萄糖、麦芽糖、乳糖的结晶水或果胶、明

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