【冠亞水(shui)分(fen)(fen)儀】隨著(zhu)科學研究的(de)(de)發展和生產技術的(de)(de)進(jin)步(bu)，水(shui)分(fen)(fen)的(de)(de)定量(liang)分(fen)(fen)析已被列(lie)為各類物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)理化分(fen)(fen)析的(de)(de)基本項目之(zhi)一(yi)，作為各類物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)一(yi)項重要的(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)指(zhi)標。水(shui)分(fen)(fen)測定方(fang)法有許多種(zhong)，我們在選(xuan)擇(ze)(ze)時要根據樣(yang)品(pin)的(de)(de)性質(zhi)(zhi)(zhi)來(lai)選(xuan)擇(ze)(ze)。本文簡(jian)單介紹一(yi)下水(shui)分(fen)(fen)檢測的(de)(de)常(chang)見方(fang)法。

一(yi)、常壓干燥法(fa)

1、特點與(yu)原理

      ⑴特(te)點：此法應(ying)用最廣泛，操(cao)作(zuo)以及設備(bei)都簡單(dan)，而且(qie)有相當高的精確度。

      ⑵原理：食(shi)品中水分一般指(zhi)在大(da)氣壓下，100℃左右加熱所失去的物(wu)質(zhi)。但實際上在此溫度下所失去的是揮(hui)發(fa)性(xing)物(wu)質(zhi)的總量，而不完(wan)全是水。

2、干燥法(fa)必須符(fu)合下列(lie)條件（對食品而(er)言(yan)）：

      ⑴水分(fen)(fen)是唯一揮發成(cheng)分(fen)(fen)：這就(jiu)是說在加熱時只有(you)水分(fen)(fen)揮發。例(li)如，樣(yang)品中含酒(jiu)精(jing)(jing)、香精(jing)(jing)油、芳香脂都不能用干燥法，這些都有(you)揮發成(cheng)分(fen)(fen)。

      ⑵水(shui)(shui)分揮(hui)發要完全：對于一些糖(tang)和(he)果(guo)膠、明膠所形(xing)成凍(dong)膠中(zhong)的結合(he)水(shui)(shui)。它們結合(he)的很牢固，不宜排除(chu)，有時(shi)樣品(pin)被烘焦以(yi)后，樣品(pin)中(zhong)結合(he)水(shui)(shui)都不能除(chu)掉。因(yin)此，采用常壓(ya)干燥的水(shui)(shui)分，并不是食品(pin)中(zhong)總的水(shui)(shui)分含量。

      ⑶食(shi)品中其它成分(fen)由于受(shou)熱而引(yin)起(qi)的化(hua)學變化(hua)可以忽略不計(ji)。

3、烘箱干(gan)燥法的(de)測(ce)定(ding)要點：

      ⑴取樣(yang)（稱樣(yang)）：在采樣(yang)時要(yao)特別注意(yi)防止水分的(de)變化(hua)，對有些食品例如奶(nai)粉、咖(ka)啡等很容(rong)易吸(xi)水，在稱量時要(yao)迅速，否則越稱越重。

      ⑵干(gan)(gan)燥(zao)條件的選擇(ze)：三個因素：①溫度；②壓力(li)（常(chang)壓、真空）干(gan)(gan)燥(zao)；③時間。

      一(yi)般是溫度(du)對(dui)(dui)熱(re)不穩定的食(shi)品(pin)可采(cai)用(yong)70-105℃；溫度(du)對(dui)(dui)熱(re)穩定的食(shi)品(pin)采(cai)用(yong)120-135℃。

4、操作方法(fa)：清(qing)洗稱量皿→烘至恒(heng)重(zhong)(zhong)→稱取樣品→放入調好溫(wen)度的烘箱（100-105℃）→烘1.5小(xiao)時→于干燥器冷卻→稱重(zhong)(zhong)→再烘0.5小(xiao)時→稱至恒(heng)重(zhong)(zhong)。

說明：

      *兩次重量差不超過0.002g即為(wei)恒重。

      *油脂(zhi)或高(gao)脂(zhi)肪(fang)樣品，由于(yu)脂(zhi)肪(fang)氧化(hua)，而后面一次重量反(fan)而增加，應(ying)以前一次重量計算。

      *對于易焦化(hua)和容(rong)易分(fen)解的食品，可以選(xuan)用比較(jiao)低的溫(wen)度或(huo)縮(suo)短干燥時間。

      *對于液(ye)體與半(ban)固體樣品(pin)(pin)，要在稱量皿中加入海(hai)砂，使樣品(pin)(pin)疏松，擴大蒸發的(de)接觸面，并用一個玻璃棒作為容器。先放(fang)到沸水(shui)(shui)浴中烘，烘的(de)差不多，再(zai)放(fang)到烘箱烘，否則不加海(hai)砂樣品(pin)(pin)容易(yi)使表面形(xing)成一層膜，造(zao)成水(shui)(shui)分(fen)不易(yi)出(chu)來，另外易(yi)沸騰的(de)液(ye)體飛沫使重量損(sun)失。

5、烘箱干燥法產生誤(wu)差的原(yuan)因(yin)：

      ⑴樣品(pin)中含有非水分易揮發性(xing)物質（酒(jiu)精(jing)、醋酸、香(xiang)精(jing)油、磷脂等(deng)）；

      ⑵樣(yang)品(pin)中成分和水(shui)(shui)的合，限制水(shui)(shui)分揮發(fa)，使結果偏低（如(ru)蔗(zhe)糖水(shui)(shui)解為二(er)分子單糖）；

      ⑶食品(pin)中的脂肪與空氣(qi)中的氧(yang)發生氧(yang)化(hua)，使樣品(pin)重量增(zeng)重；

      ⑷在高溫條件下(xia)物質(zhi)的(de)分(fen)解（熱分(fen)解）；例：果糖在大于70℃時，C6H12O6 △→C6H6O3 + 3H2O

      ⑸被測樣品表面產生硬殼，妨礙水分的擴散；尤其是對于(yu)富含(han)糖分和(he)淀粉的樣品；

      ⑹烘干到結束樣品重新吸水。

二(er)、真空干燥法

      1、原理：利用(yong)較低溫度，在減(jian)壓(ya)下進行干燥以排除水(shui)(shui)(shui)分，樣(yang)品(pin)(pin)中被減(jian)少的(de)量(liang)為樣(yang)品(pin)(pin)的(de)水(shui)(shui)(shui)分含量(liang)。真空干燥法測水(shui)(shui)(shui)分，一般用(yong)于(yu)100℃以上(shang)容易變質、破壞或不易除去結合(he)水(shui)(shui)(shui)的(de)樣(yang)品(pin)(pin)，如糖(tang)(tang)漿、味(wei)精(jing)、砂糖(tang)(tang)、糖(tang)(tang)果、蜂(feng)蜜、果醬(jiang)和脫(tuo)水(shui)(shui)(shui)蔬菜等(deng)樣(yang)品(pin)(pin)都可采用(yong)真空干燥法測定(ding)水(shui)(shui)(shui)分。其測定(ding)結果比較接(jie)近真正水(shui)(shui)(shui)分。

      2、操作方法(fa)：準確稱2.00-5.00g樣品→于烘(hong)至恒重(zhong)的稱量(liang)皿→至真空烘(hong)箱→70℃、真空度93.3-98.6KPa（700-740mmHg）→烘(hong)5小時(shi)→于干(gan)燥皿冷卻→稱至恒重(zhong)。

三、蒸餾法測定(ding)水分

      蒸餾(liu)法(fa)出(chu)現在二(er)十世紀初，當時它采用(yong)沸(fei)騰(teng)的有機液體(ti)，將樣品中水分分離出(chu)來，此法(fa)直到如(ru)今仍在適用(yong)。

      1、原理：把(ba)不溶于(yu)水的(de)(de)有機溶劑和樣品放(fang)入蒸餾式水分(fen)測定(ding)裝(zhuang)置中加熱，試樣中的(de)(de)水分(fen)與溶劑蒸汽一(yi)起蒸發，把(ba)這樣的(de)(de)蒸汽在冷凝(ning)管中冷凝(ning)，由(you)水分(fen)的(de)(de)容(rong)量(liang)而得到樣品的(de)(de)水分(fen)含量(liang)。

      2、步驟(zou)：準確(que)稱2.00-5.00g樣品→于250ml水(shui)分測定蒸餾(liu)(liu)瓶中→加入約50-75ml有機溶劑→接蒸餾(liu)(liu)裝置(zhi)→徐(xu)徐(xu)加熱蒸餾(liu)(liu)→至水(shui)分大部分蒸出后→在(zai)加快蒸餾(liu)(liu)速度(du)→至刻度(du)管水(shui)量不(bu)在(zai)增加→讀數。

      3、常用的有機溶劑及選擇依據

      常用的(de)有(you)(you)機(ji)溶劑(ji)有(you)(you)比水(shui)清的(de)，也有(you)(you)比水(shui)重(zhong)的(de)。選(xuan)擇依據：對熱不穩定的(de)食品(pin)，一般不采(cai)用二(er)甲(jia)苯，因(yin)為它的(de)沸點高(gao)，常選(xuan)用低(di)沸點的(de)有(you)(you)機(ji)溶劑(ji)，如苯。對于一些(xie)含有(you)(you)糖分，可(ke)分解釋(shi)放(fang)出水(shui)分的(de)樣(yang)品(pin)，如脫水(shui)洋蔥和脫水(shui)大蒜可(ke)采(cai)用苯，要根據樣(yang)品(pin)的(de)性質來選(xuan)擇有(you)(you)機(ji)溶劑(ji)。

      4、蒸餾法的優缺(que)點：

      優點：

      ⑴ 熱交換充分

      ⑵ 受(shou)熱后發生化(hua)學(xue)反(fan)應比(bi)重(zhong)量法少

      ⑶ 設備簡(jian)單，管理方便

      缺點：

      ⑴ 水與有(you)機(ji)溶(rong)劑易發生(sheng)乳化現(xian)象

      ⑵ 樣品中水分可能完全(quan)沒有揮發出來

      ⑶ 水分有時附在冷凝管壁(bi)上，造成讀數誤差

      (4)對(dui)分層不理想，造成讀(du)數誤(wu)差，可(ke)加(jia)少量戊醇或異丁醇防止出現乳濁液(ye)。

      這種方法用(yong)(yong)于測定(ding)(ding)樣品中除水分(fen)外，還有大量(liang)揮發性物質，例如(ru)，醚類、芳香(xiang)油、揮發酸、CO2等。目前AOAC規(gui)定(ding)(ding)蒸餾法用(yong)(yong)于飼(si)料、啤酒花、調味(wei)品的水分(fen)測定(ding)(ding)，特別是香(xiang)料，蒸餾法是唯一的、公認的水分(fen)檢驗分(fen)析(xi)方法。

四(si)、卡爾—費休（KarlFisher）法

      卡爾費休方法(fa)(fa)自1935年由卡爾費休提(ti)出，采(cai)用I2、SO2、吡啶(ding)、無水CH3OH（含水量(liang)在0.05%以下）配制成試劑，測(ce)(ce)(ce)定出試劑的水當量(liang)，在試劑與樣(yang)品中的水進行反(fan)應后，通過計算試劑消耗量(liang)而計算出樣(yang)品中水含量(liang)，國(guo)際標準化組(zu)織(zhi)把這(zhe)(zhe)個方法(fa)(fa)定為測(ce)(ce)(ce)微量(liang)水分國(guo)際標準，我們國(guo)家也把這(zhe)(zhe)個方法(fa)(fa)定為國(guo)家標準測(ce)(ce)(ce)微量(liang)水分。

1、原理：在(zai)水存在(zai)時，即樣品中的(de)水與卡爾費(fei)休試劑(ji)中的(de)SO2與I2產(chan)生氧(yang)化還(huan)原反應。

                         I2+SO2+2H2O→2HI+H2SO4

      但這個反應(ying)是個可逆反應(ying)，當(dang)硫酸濃(nong)度(du)達到0.05%以上(shang)時，即能(neng)發生逆反應(ying)。如(ru)果我們讓反應(ying)按(an)照一個正(zheng)方向(xiang)進行(xing)，需要(yao)加入適當(dang)的堿性物質以中(zhong)和反應(ying)過程中(zhong)生成的酸。經實驗證明，在體系中(zhong)加入吡啶，這樣就可使反應(ying)向(xiang)右(you)進行(xing)。

                         3C5H5N+H2O+I2+SO2→2氫碘酸吡啶+硫酸酐吡啶      

      生成硫酸酐吡啶不穩定，能與水發生反(fan)應，消耗一部分(fen)水而干擾測定，為了使它(ta)穩定，我(wo)們可(ke)加(jia)無水甲醇(chun)。

           ;              硫酸酐吡(bi)(bi)啶+CH3OH（無水）→甲基硫酸吡(bi)(bi)啶

      我(wo)們把這上面三步(bu)反(fan)應寫(xie)成總反(fan)應式為：

                         I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH→2氫碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶

      從反應(ying)(ying)式(shi)可以看出(chu)1mol水需要(yao)1mol碘，1mol二(er)氧化(hua)硫和3mol吡啶及1mol甲(jia)醇而產生2mol氫碘酸吡啶、1mol甲(jia)基硫酸吡啶。這是理論上的(de)(de)數據，但實際上，SO2、吡啶、CH3OH的(de)(de)用量都(dou)是過量的(de)(de)，反應(ying)(ying)完畢后多余的(de)(de)游離碘呈現紅棕色，即可確定為到(dao)達終點。

                         I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10

2、卡爾費休試劑(ji)的配(pei)制與標定：若以甲醇作溶(rong)劑(ji)，則試劑(ji)中I2、SO2、C5H5N（含水量在(zai)0.05%以下）三者的克(ke)分子(zi)數比例為(wei)：I2︰SO2︰C5H5N=1︰3︰10

      這種試(shi)劑(ji)有效濃度取決于(yu)碘的(de)濃度。新配制的(de)試(shi)劑(ji)其有效濃度不斷降(jiang)(jiang)低，其原(yuan)因是由(you)于(yu)試(shi)劑(ji)中(zhong)各組分本(ben)身(shen)也含有一(yi)些(xie)(xie)水分，但試(shi)劑(ji)濃度降(jiang)(jiang)低的(de)主要(yao)原(yuan)因是由(you)一(yi)些(xie)(xie)副反應引起的(de)，較高消耗了一(yi)部(bu)分碘。

      這也說明了配制這種(zhong)(zhong)試(shi)劑(ji)要單獨配，分甲乙(yi)兩種(zhong)(zhong)試(shi)劑(ji)并且(qie)分別(bie)貯存，臨(lin)用(yong)時再(zai)混合，而且(qie)要標(biao)(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)。但目(mu)前我國市場上(shang)使用(yong)的(de)卡爾費(fei)休(xiu)水(shui)份(fen)測定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)試(shi)劑(ji)，無論是單組份(fen)的(de)，還是雙組份(fen)的(de)一般都由廠(chang)家已經調(diao)配好的(de)可直接使用(yong)產品(pin)，但由于卡爾費(fei)休(xiu)試(shi)劑(ji)是一種(zhong)(zhong)很(hen)不穩定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)混合物質，因此用(yong)戶在使用(yong)時都必(bi)須進行標(biao)(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)，以測定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)其真實的(de)水(shui)當量數(shu)據。操作建議(yi)用(yong)戶在更換試(shi)劑(ji)或(huo)者試(shi)劑(ji)久置和一般需要標(biao)(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)3-5次(ci)，確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)準確(que)的(de)試(shi)劑(ji)水(shui)當量后，再(zai)進行樣品(pin)測定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)。

卡爾費休(xiu)法測定水份(fen)，需要注(zhu)意如下幾點(dian)：

①此法適用于(yu)多數有機樣(yang)品(pin)，包括食品(pin)中(zhong)糖果、巧克力(li)、油(you)脂、乳糖和脫水果蔬類等(deng)樣(yang)品(pin)；

②樣(yang)(yang)品(pin)中有強還(huan)原(yuan)性物料，包括維生(sheng)素C的樣(yang)(yang)品(pin)不(bu)能(neng)測(ce)定(ding)；樣(yang)(yang)品(pin)中含有酮、醛(quan)類物質(zhi)的，會與(yu)試(shi)(shi)劑(ji)發(fa)生(sheng)縮(suo)酮、縮(suo)醛(quan)反應，必須采(cai)用(yong)專用(yong)的醛(quan)酮類試(shi)(shi)劑(ji)測(ce)試(shi)(shi)。對(dui)于(yu)部分在甲醇中不(bu)溶(rong)(rong)解的樣(yang)(yang)品(pin)，需(xu)要(yao)另尋(xun)合適的溶(rong)(rong)劑(ji)溶(rong)(rong)解后檢(jian)測(ce)，或者采(cai)用(yong)卡氏加(jia)熱(re)爐將水份汽化(hua)后測(ce)定(ding)。

③卡爾費(fei)休法不僅可測得樣品中的自(zi)由水(shui)，而且可測出結合水(shui)，即此法測得結果(guo)更客觀地(di)反映出樣品中總水(shui)分含量。

④固體(ti)樣品細(xi)度以40目為(wei)宜，最好(hao)用粉碎機而不用研(yan)磨，防止水分損失(shi)。

五、其它測定水(shui)分方法

1、化學干燥(zao)法：

      化學干(gan)燥法就是將(jiang)某種對于水(shui)蒸汽具有(you)(you)(you)強烈吸附(fu)(fu)作(zuo)用的化學藥品(pin)與含水(shui)樣(yang)(yang)品(pin)同裝入(ru)一個(ge)干(gan)燥器（玻(bo)璃或真空干(gan)燥器），通過(guo)等溫擴散(san)及吸附(fu)(fu)作(zuo)用而使樣(yang)(yang)品(pin)達到干(gan)燥恒重，然(ran)后(hou)根據干(gan)燥前后(hou)樣(yang)(yang)品(pin)的失重即可(ke)計算出(chu)其水(shui)分含量(liang)，此法在室(shi)溫下(xia)干(gan)燥，需要(yao)較長(chang)時間(jian)，幾天、幾十天甚至(zhi)幾個(ge)月。干(gan)燥劑有(you)(you)(you)五氧化二磷、氧化鋇、高氯酸鎂、氫氧化鋅、硅膠、氧化氯等。典型(xing)的儀器還有(you)(you)(you)將(jiang)待檢測氣(qi)體(ti)通過(guo)裝有(you)(you)(you)干(gan)燥劑的螺旋型(xing)玻(bo)璃管電(dian)解池，而后(hou)根據環境(jing)溫度、環境(jing)壓力(li)和(he)氣(qi)樣(yang)(yang)流量(liang),根據法拉第電(dian)解定(ding)律(lv)和(he)氣(qi)體(ti)定(ding)律(lv)可(ke)推(tui)導出(chu)氣(qi)體(ti)中水(shui)含量(liang)。

2、微波(bo)法：  

      微波是指(zhi)頻率范圍為103-3×105MHZ的(de)(de)(de)電磁波。當微波通過(guo)含(han)(han)水樣品(pin)時(shi)，因(yin)水分(fen)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)能量(liang)損(sun)耗遠遠大于干物質(zhi)所引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)損(sun)耗，所以(yi)測量(liang)微波能量(liang)的(de)(de)(de)損(sun)耗就可以(yi)求出樣品(pin)含(han)(han)水量(liang)。

3、紅外吸收光譜(pu)法：  

      紅(hong)(hong)外(wai)(wai)線屬于(yu)電(dian)磁波，波長0.75-1000μm的(de)光。紅(hong)(hong)外(wai)(wai)波段(duan)可分三部分：① 近(jin)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)區0.75-2.5μm；②中(zhong)紅(hong)(hong)外(wai)(wai)區2.5-25μm；③ 遠紅(hong)(hong)外(wai)(wai)區25-1000μm。

根據(ju)水分對某一波長的紅(hong)外光的吸收程度與其在(zai)樣品中含(han)量存在(zai)一定(ding)的關系(xi)的事實即建立了紅(hong)外光譜測(ce)定(ding)水分方法。