水分和水分活度的测定
第五章水分和水分活度的测定
（第9次课 2 学时）
一、授课题目
第五章水分和水分活度的测定
二、教学目的和要求
学习本次内容，要求学生了解水分测定的意义，掌握水分测定的方法，了解水分活度测定的意义。
三、教学重点和难点
重点：
1、什么是结合水？什么是自由水？
2、水分的测定方法。
3、各种测定方法的原理、仪器。
4、卡尔费休法原理、试剂。
5、水分活度的测定方法。
难点：
测定方法
四、主要参考资料
1、穆华荣、于淑萍主编，食品分析.北京：化学工业出版社，2004
2、周光理主编，食品分析与检验技术，北京：化学工业出版社，2006
3、杨月欣主编，实用食物营养成分分心手册（第二版），北京：中国轻工业
出版社，2007
4、曲祖乙、刘靖主编，食品分析与检验.北京：中国环境科学出版社，2006
五、教学过程
1、学时分配：2学时
2、辅导手段：自习辅导、习题辅导
3、教学办法：课堂讨论、讲授
4、板书设计:
5、教学内容
第五章水分和水分活度的测定
第一节概述
水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。
一、食品中水分的存在形式
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，可以把食品中的水划分为以下三类：
1、自由水（游离水）——是靠分子间力形成的吸附水。它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。
2、亲和水——强极性基团单分子外的水分子层。它向外蒸发的能力较弱，与自由水相比，蒸发时吸收较多的能量。
3、结合水（束缚水）——以氢键结合的水，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℃，它与非水组分之间配价键的结合力比亲合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，微生物及其孢子不能利用它来进行繁殖和发芽。
食品中的固形物——指食品内将水分排除后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。固形物(%) = 100 % －水份（%）
二、水分的测定方法
1、直接法——利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔·费
休法、化学方法。
2、间接法——利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含量。如测相对密度、折射率、
电导、旋光率等。
直接法比间接法准确度高。
三、水分的测定的意义
水分是影响食品质量的因素，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。
1、水分含量是产品的一个质量因素。果酱和果冻：要防止糖结晶，必须要控制水分含量；水果硬糖：水分含量一般控制在3%以下，但过低会出现返砂甚至返潮现象；新鲜面包：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。为了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，这就需要通过检测水分来调节控制食品中的水分含量。
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。
6、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。
第二节水分的测定
一、干燥法
以原样重量 - 干燥后重量 = 水分重量
（一）干燥法的注意事项
1、干燥法的前提条件
样品本身要符合三项条件（50页下部）
①水分是唯一的挥发的物质，不含或含其它挥发性成分极微。
②水分的排除情况很完全，即含胶态物质、含结合水量少。因为常压很难把结合水除去，只好用真空干燥除去结合水。
③食品中其他组分在加热过程中发生化学反应引起的重量变化非常小，可忽略不计，对热稳定的食品。
2、操作条件的选择：
（1）称量瓶的选择（铝制、玻璃）
?玻璃称量瓶——能耐酸碱，不受样品性质的限制，常用于常压干燥法。
?铝制称量瓶——质量轻，导热性强，但对酸性食品不适宜，常用于减压干燥法或原粮水分的测定。
?选择称量瓶的大小要合适，一般样品≯1/3高度。
?称量瓶放入烘箱内，盖子应该打开，斜放在旁边，取出时先盖好盖子，用纸条取，放入干燥器内，冷却后称重。
⑵称样量
样品一般控制在干燥后的残留物为1.5～3克；
固态、浓稠态样品控制在 3～5 克；
含水分较高的样品控制在 15～20 克；
⑶干燥设备
①烘箱
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。
a、空气流动的方式：对流式、强力循环通风式。前者温度上升比较慢，温差最大可达10℃，若要得到较高的准确度和精密度的数据，对流烘箱就显得不适用了；后者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。
b、烘箱内压力：普通；真空
干燥器内一般用硅胶作干燥剂，硅胶吸湿后效能会降低，故当硅胶蓝色减退或变红时，需及时换出，置135℃左右烘2-3小时使其再生后再用。硅胶若吸附油脂等后，去湿能力也会大大降低。
水分测定过程中干燥器作用：防止烘干的物料返潮；将称量瓶降温，便于操作。
⑷干燥条件
1）干燥温度：
①一般是 95～105 ℃。
②对含还原糖较多的食品应先低温（50～60℃）干燥0.5小时，然后再195～105℃干燥。
③对热稳定的谷物可用120～130 ℃干燥。
④对于脂肪高的样品，后一次重量可能高于前一次（由于脂肪氧化），应用前一次的数据计算。
2）干燥时间：
①恒重——最后两次重量之差＜ 2 mg ，基本保证水分蒸发完全。
②规定时间——根据经验，准确度要求不高的。
3）易形成硬皮或结块的物料的处理
对于易结块或形成硬皮的样品要加入定量的海砂。作用为：防止表面硬皮的形成；使样品分散，减少样品水分蒸发的障碍。海砂的量依样品量定，一般每3g样品加入20-30g 的海砂可以使其充分地分散。
（二）直接干燥法（常压干燥法）
1、原理：
在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。
2、适用范围：
适用于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
⑴样品的预处理（对分析结果影响较大）
a、采集，处理，保存过程中，要防止组分发生变化，特别要防止水分的丢失或受潮。
b、固体样品要磨碎（粉碎），谷类达18目，其他30～40目。
?如：面包、饼干、乳粉、饲料、粮谷类、大豆。
?样品制备：磨碎→过筛（20-40目筛）→混匀
?（1）一般水分含量在14%（安全水分）以下，在实验室条件下进行粉碎过筛等处理，水分含量一般不会发生变化，但动作要迅速，制备好的样品存于干燥的磨
口瓶中备用。
?（2）水分含量≥16% 如面包：可采用二步干燥法。
关键点：在磨碎过程中，要防止样品水分含量变化。
c、液态样品：需经低温浓缩后，再进行高温干燥。（原因直接置于高温下加热，会因沸腾而造成样品损失。）
加入海砂的目的：由于干燥后固形物含量较少，可先称适量的海砂，用小玻棒与之一同搅拌，放在沸水浴上蒸干然后带上小玻棒，放入干燥箱中干燥4小时。
d、浓稠液体（糖浆、炼乳等）：加水稀释，最后要把加入的水除去；加入精制海砂或无水硫酸钠，搅拌均匀以增大蒸发面积。
如何制备海砂：海砂可购买也可自己制备。
取用水洗去泥土的海砂或河砂，先用6MHCl 煮沸半小时，用水洗至中性，再用6MNaOH 煮沸半小时，用水洗到中性，经105℃干燥备用。
浓稠样品直接加热，其表面易结硬壳焦化，使内部水分蒸发受阻，加入精制海砂或无水NaSO4 ，搅拌均匀，以增大蒸发面积。
实验前准备：取洁净的蒸发皿，内加10.0g 海砂及一根小玻棒，置于95－105℃干燥箱中，干燥0.5-1小时，放入干燥器内冷却0.5小时（冷却至室温）后称量测定：称取样品5-10g 于蒸发皿中，搅拌均匀后，┅以下同固体样品。
e、含水量﹥16%的谷类食品，采用两步干燥法。如面包，切成薄片，自然风干15~20h，再称量，磨碎，过筛，烘干。
（2）常压干燥法操作过程：
烘箱预热→称量瓶恒重m3 →准确称样+称量瓶重 m1 →干燥1h →冷却30min →称量→干燥1h →冷却30min →称量→反复至恒重准确称样+称量皿重 m2 。
（3）水分的计算：
水分% = ( m1 - m2)/ (m1 - m3) ×100%
4、说明及注意事项
①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。
②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。
（三）减压干燥法
1、原理：利用水的沸点随P↓的原理，将样品称量后放入真空干燥箱内，在选定的真空度
与加热温度下干燥至恒重，干燥后样品所失去的质量百分比即为水分含量。
2、适用范围：在100℃以上加热容易变质及含有不易除去的结合水的食品。如糖浆、果糖、味精、高脂肪的食品、果蔬及果蔬制品。
因为这些样品在高温下（＞70℃）长时间加热，样品中的果糖会发生氧化分解作用而导致明显误差。如蜂皇浆的干燥条件: 70℃, 真空度2.7-4KPa(20-30mmHg)，干燥4h 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，还连接了几个干燥瓶和一个安全瓶，设备流程如图
?真空泵（抽气用，降低烘箱内压力）；
?安全瓶（调节烘箱内外气压平衡起缓冲作用，防止固体颗粒吸入真空泵）；
?干燥瓶（内装硅胶起吸收水分的作用，内装苛性钠起吸收酸气的作用）；
?真空烘箱
（烘干样
品）
4、操作：准确称取
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40-53.3KP(300-00mmH g)（如烘箱密封的好，要重新紧一次门的开关螺栓），并同时加热至所需温度(50-60℃）。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、说明及注意事项
①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.
②第一次使用的铝质称量盒要反复烘干二次,每次置于调节到规定温度的烘箱内烘1~2
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,
通常采用前移次的恒重值.试样为谷粒时,入小心使用可重复20~30次而恒重值不变.
③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0.5~1小时内.
④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1~3mg的减量值为恒重标准。
（四）红外干燥法（60页）
1、原理：
以红外线灯管做为热源（700～300000 nm波长），利用红外线的辐射热加热试样，高效快速的使水分蒸发，据干燥前后的失重即可求出样品的水分。集烘箱于天平为一体。
2、装置
MA30 水分测定仪（德），样品最大为30g。
SCT—3A 快速水分测定仪（中），样品最大量为 100 g。
3、操作方法
特点：测定水分快速，简便，但其精密度较差，当样品份数较多时，效率反而降低。奶粉水分测定：几分钟完成。
干燥法产生误差的原因：
样品水分含量较高，干燥温度也较高时，有些样品可能发生化学反应，使水分无形损失。为了避免这种现象。可先在低温条件下加热，其后在某一指定温度下继续完成干燥。
糖分，特别是果糖，对热很不稳定。一般都采用真空烘箱法。
其他原因有：样品中含有水分以外的其他易挥发物，如乙醇，醋酸；样品中含有双键或其他易于氧化的基团，如饱和脂肪酸，酚类等，使残留物增重，水分含量偏低。
二、蒸馏法（应用广泛的为共沸蒸馏）
1、原理：
两种互不相溶的液体，二元体系的沸点低于其中各组份分沸点，将食品中的水分与有机溶剂如甲苯、苯、二甲苯等，共沸蒸出，冷凝并收集馏出液，由于水与其他组分密度不同，馏出液在有刻度的接收管中分层,根据水的体积计算水分含量。
例：有关沸点：水—— 100℃
苯—— 80.2 ℃
水 + 苯—— 69.25 ℃
有关相对密度：(20/4)：d水= 1.00000 d苯= 0.87900 d甲苯= 0.86694
2、特点和使用范围
此法为一种高效的换热方法，水分可以被迅速的移去，加热温度比直接干燥法低；而且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。另外是在密闭的容器中进行的，设备简单，操作方便，广泛用于各类果蔬、油类等多种样品的水分的测定。
特别是香料，此法是唯一公认的水分含量的标准分析方法。
3、仪器
4、操作方法
?准确称取适量样品(估计含水量2-5ml),放入水分测定测定仪器的
烧瓶中,加入新蒸馏的甲苯(或二甲苯)50-75ml使样品浸没,连接
冷凝管及接受管,从冷凝管顶端注入甲苯(或二甲苯),使之充满水
分接受刻度管.
?加热慢慢蒸馏,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,再蒸馏片刻直接接受管上部及冷凝管壁无水
滴附着为止.读取接受管水层的容积.
5、操作注意事项
a. 要先接好冷水，且先打开冷凝水。
b. 试剂苯、甲苯、二甲苯，要预先蒸馏，除去水分备用。有机溶剂一般用甲苯，其沸点为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-苯其沸点则为69.25℃)，但蒸馏的时间需延长。
c. 准确称量适量的样品（估计含水量2-5ml）。样品用量一般谷类、豆类约20 g，鱼、肉、蛋、乳制品约5~10克，蔬菜、水果约5g。
d. 加热慢慢蒸馏，使2滴馏出液/每秒。
6、计算：水分（%）= ( V ∕W ) ×100
V——接收管内水的体积。
W——样品质量。
7、产生误差的原因及其防止
产生误差的原因很多。例如，样品中水分没完全挥发出来；水分附集在冷凝器及连接
管的内壁；水分溶解在有机溶剂中；生成了乳浊液，等等。
添加少量戊醇，异丁醇，可防止出现乳浊液；对热不稳定性的食品，除用低沸点的溶剂外，也可发散涂布于硅藻土上；为了防止水分附集于蒸馏器内壁，须充分清洗仪器。
三、卡尔·费休法（Karl Fischer)
简称费休法或 K—F 法。
1935年由卡尔·菲休提出的测定水分的定量方法，属于碘量法，是对于测定水分最为准确的化学方法。多年来，许多分析工作者对此方法进行了较为全面的研究，在反应的化学计量、试剂的稳定性、滴定方法、计量点的指示及各类样品的应用和仪器操作的自动化等方面，有许多改进，使该方法日趋成熟与完善。
1、原理
利用I2氧化SO2时需要有一定的水参加反应，（氧化还原反应）
I2+SO2+2H2O H2SO4+2HI
此反应具有可逆性，当生成物 H2SO4 浓度＞0.05 % 时，即发生可逆反应，要使反应顺利向右进行，要加入适量的碱性物质以中和生成的酸，吡啶（C5H5N）可以。
I2+SO2+2H2O+3C5H5N 2C5H5NHI + C5H5NSO3
氢碘酸吡啶硫酸吡啶
硫酸吡啶很不稳定，与水发生副反应，形成干扰。若有甲醇存在，则可生成稳定的化合物。
将I2、 SO2、C5H5N 、CH3OH 配在一起成为费休试剂。
2、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，也常作为水分痕量级标准分析方法，也可用于此法校定其他的测定方法。
使用范围有化工、试剂、化肥、医药、食品等。
在食品分析中，能用于含水量从lppm 到接近l00％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。
3、主要仪器：
ZKF—l 型水分测定仪(上海化工研究院制)
SDY一84 型水分滴定仪(上海医械专机厂制)
4、试剂：
尽量用无水的试剂，有时需要蒸馏后再使用，加入无水硫酸钠保存无水甲醇、无水吡啶，或选用费休试剂滴一下，配好费休试剂后，放置24小时后，进行标定且每次要标定。标定有三种方法：
①是用纯水进行标定。
②用事先配好的水—甲醇标定。
③用二水合酒石酸钠标定。
5、测定注意：
（1）卡尔-费休法中，样品颗粒的大小非常重要。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。
（2）该法中所使用的玻璃器皿都必须充分干燥，外界空气不允许进到反应室中。
（3）试验表明，对于含有诸如维生素C等强还原性组分的样品不宜用此法测定。
（4）试验表明该法不仅可测得样品中的自由水，而且可测出其结合水。
（5）甲醇有毒，操作时注意；
（6）费休试剂可分为两种：单组分试剂（溶剂和滴定组分在一起），双组分试剂（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贮存。
四、其它测定水分方法
1、介电容量法
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充填介质，通过电容的变化达到对食品水分含量的测定。
2、电导率法
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。
3、红外吸收光谱法
频率不同的红外辐射被食品分子中不同的官能团所吸收，这与紫外可见光谱中的紫外光或可见光的应用相似。根据水分对某一波长的红外光的吸收强度与其在样品中的含量存在一定的关系建立了红外吸收光谱测定水分法。
4、折光法
先用折光法测定可溶性固形物的含量，即可查出总固形物的含量，也就可以得到样品中的水分含量。
5、其他方法
⑴化学干燥法
化学干燥法就是将某种对于水蒸气具有强烈吸附作用的化学药品与含水样品一同装入一个干燥容器，如普通玻璃干燥器或真空干燥器，通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重，然后根据干燥前后样品的质量差计算出其中的水分含量。适用于对热不稳定及含有易挥发组分的样品，如茶叶、香料等。
⑵气相色谱法
准确称取一定量的样品与一定量的极性溶剂（如无水甲醇、无水乙醇或异丙醇等）置超声波解磨机中均质、抽提水分；将抽提物用气相色谱仪分离并根据峰面积确定样品
中水分含量。
⑶微波法
GB/T 5009.3—2003 《食品的水分测定》
1. 直接干燥
2. 减压干燥
3. 蒸馏
六、作业
课后习题2（P66）
七、课后记
实验一食品水分活度的测定
※<实验一食品水分活度的测定（6学时）——扩散法> 一、目的和要求 1、熟知扩散法测水分活度的原理； 2、加深对食品水分活度的理解和认识； 3、掌握扩散法测定水分活度的方法。 二、原理 用一般食品水分测定方法定量地测定的水分即含水量，不能说明这些水是否都能被微生物利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可利用价值，水分活度近似地表示为在某一温度下溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比值。 扩散法即用坐标内插法来测定食品的水分活度，这种方法并不需要特殊的仪器装置，可将一系列已知水分活度的标准溶液与食品试样一起放入密闭的容器中，在恒温下放置一段时间，测定食品试样重量的增减，根据增减值绘出曲线图，从图上查出食品重量不变值，即为该食品试样的水分活度A w。 三、材料、试剂和仪器 1、材料：鱼粉 2、标准饱和盐溶液，其标准饱和溶液的A w值如下表： 标准饱和盐溶液的A w值（25℃） 标准试剂A w标准试剂A w LiCl 0.11 NaBr·2H2O 0.58 CH3COOK 0.23 NaCl 0.75 MgCl2·6H2O 0.33 KBr 0.83 K2CO30.43 BaCl20.90 Mg(NO3)2·6H2O 0.52 Pb(NO3)20.97 3、主要仪器设备 康威氏（Conway）扩散皿（构造如图1-1）、分析天平、恒温箱 四、实验步骤 1、在康威氏皿的外室放置标准盐饱和溶液，在内室的铝箔皿中加入1g左右的食品试样，试样与铝箔先用分析天平准确称量并记录。 2、在玻璃盖涂上凡士林密封，放入恒温箱在25±5℃下保持2小时，准确称试样重，以后每半小时称一次，至恒重为止，算出试样的增减重量。 3、若试样的A W值大于标准试剂，则试样减重；反之，若试样的A W比标准试剂小，则试样重量增加，因此要选择3种以上标准盐溶液与试样一起分别进行试验，得出试样与各种标准盐溶液平衡时重量的增减数。 4、以食品试样增减的毫克数为纵坐标，以水分活度A W为横坐标作图（如图1-2），在图中A点是试样与MgCl2·6H2O标准饱和溶液平衡后重量减少20.2mg，B点是试样与Mg(NO3)2·6H2O 标准饱和溶液平衡后失重5.2mg，C点是试样与NaCl标准饱和溶液平衡后增加的重量为
水分活度,水活性
水分活度的测定 随着食品科学技术的发展，食品水分活性的重要性愈来愈受到人们的重视，各国科学家正在研究通过控制水分活性来达到免杀菌保存食品的新途径。 1理想公式计算法 根据水分活性（以下简称A w ）的定义，它可近似等于食品在密封容器内的水蒸汽压（P ）与在相同温度下的纯水蒸汽压（Po ）之比： o W P P A = 根据拉乌尔定律，若立项溶液的溶质和溶剂摩尔数分别为m 1和m 2，则： 2 12m m m P P A o W +== 设一摩尔理想溶质溶于一千克水（计55.51摩尔），则此理想溶液的水分活性为： A w ＝55.51/1＋55.51＝0.9823 在含电介质的非理想溶液的A w 值可根据下式计算： ln A w ＝－υm φ/55.51 式中υ为1分子溶质产生的离子数，m 为溶液的摩尔浓度，φ是由溶质决定的常数。 但是大多数食品是由多种组分构成的复杂系统，它的a w 值难以用一般公式法计算，虽然也有许多推荐公式，但都有一定适用范围，主要在食品的可溶性成分以及数量已经明确的条件下适用。比如配制微生物培养基以及研制新的中间水分食品推荐下面公式较为适用： A w ＝A w1×A w2×A w3×…… 即总的水分活性A w 等于各组分水分活性值的乘积。 一般说来，实际上测定食品水分活性都采用直接测定法。 2直接测定法 根据蒸汽压、湿度动力学等原理相应出现了不少直接测定仪器。国外也发展了许多测定水分活性的电子仪器，其测定原理有的是根据二电极中吸湿性物质的电导变化，也有的是直接依靠气体热传导的湿度传感器来检测。这类仪器具有快速、灵敏、精确度高的优点，我国可加强这类仪器的研制。在目前情况下，这种电子仪器的造价高，有些尚需进口，不利于推广。下面介绍一种坐标内插法，它不需要特殊的仪器装置。一般实验室都可采用。 2.1仪器及用具 康维皿容器，分析天平，恒温箱。
水分活度测定实验报告
水分活度测定实验报告 摘要：水分活度关系到食品的保质期，测定食品的水分活度具有重要的意义。水分活度的测定方法有多种，本文采用GYW-1水分活度测定仪对蛋糕的水分活度进行测定，得出了一些数据，结果仅供参考 1前言 1.1检测水分活度对食品的意义 水分活度值对食品的营养、色泽、风味、质构以及食品的保藏性都有重要的影响。水分活度仪一般来说，食品的水分活度越低，其保藏期就越长，但也有例外，例如，如果脂肪中的水分活度过低，则会加快脂肪的酸败。因此，食品中水分活度的测定具有重大意义。 水分活度是食品和药品行业重要的参数。它指产品中水的能量状态，是产品中能够被微生物所利用的水分的程度，是酶和微生物生长的基础数据。水在产品中，比如食物，被限制在不同的成分中，如蛋白质、盐、糖。这些俄化学绑定的水是不影响微生物的。绑定的水分越多，能够蒸发的水汽就越少，所以产品里含水量多，并不等于它表面的水汽分压就一定高，平衡相对湿度就一定大，微生物就一定更活跃。水分活度对产品稳定性影响很大（抵抗微生物，香味保持），对粉末结块、化学品稳定，物理特性如纸张尺寸等都有重要影响。 从水分活度定义很容易看出，在预测食品的安全性和预测有关微生物生长、生化反应率以及物理性质稳定性等方面，水分活度是极其重要的。通过测定和控制食品的水分活度，可以做到以下几点： （1）预测哪种微生物是潜在的败坏和污染源； （2）确保食品的化学稳定性； （3）使非酶氧化反应和脂肪非酶氧化降到最小； （4）延长酶的活性和食品中维生素； （5）优化食品的物理性质，如质构和货架期
1.2GYW-1水分活度检测仪简介 该仪器由深圳冠亚集团研发生产，其原理是把被测样品置于密封的空间内，在保持恒温的条件下，使样品与周围空气的蒸汽压达到平衡，这时就可以以气体空间的水蒸汽压作为样品蒸汽压的数值。同时，在一定温度下纯水的饱和蒸汽压是一定的，所以可以应用上述水分活度定义的公式，计算出被测奶油蛋糕的水分活度。 2试验设备与试验材料 2.1实验设备 2.1.1GYW-1水分活度检测仪 厂家：深圳冠亚 测量通道：3通道 2.1.2电子天平 型号：AS220/C/1； 制造商：欧洲瑞德威RADWAG； 感量：0.1mg。 2.2试验材料 蛋糕 厂家：市售 保质期：45天 3实验方法与步骤 用天平称取适量的粉碎后的蛋糕于样品皿中，取3组样品，按照GYW-1水分活度仪（标定后）的操作步骤进行试验，记录结果 4试验数据 样品名称组别样品重量水分活度值（Aw） 蛋糕1 5.22450.789 2 5.23560.756 3 5.22960.772 5结论 5.1GYW-1水分活度测定仪测试食品的水分活度操作简单，应用范围广。 5.2GYW-1水分活度测定仪测试数据重复性良好，数据可靠。
水分活度与温度的关系
1 水分活度的定义 水分活度表示食品中十分可以被微生物所利用的程度，在物理化学上水分活度是指食品的水分蒸汽压与相同温度下纯水的蒸汽压的比值，可以用公式aw=P/P0,也可以用相对平衡湿度表示aw=ERH/100。 相对平衡湿度：大气水汽分压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。 2 水分活度与温度的关系 由于蒸汽压和平衡相对湿度都是温度的函数，所以水分活度也是温度的函数。水分活度与温度的函数可用克劳修斯-克拉伯龙方程来表示。dlnaw/d(1/T)=-ΔH/R lnaw=-ΔH/RT+c T-绝对温度，R-气体常数。ΔH-样品中水分的等量净吸着热。 T ↑则aw↑，Logaw-1/T 为一直线。
马铃薯淀粉的Logaw-1/T 关系图 但是当食品的温度低于0℃时，直线发生转折，也就是说在计算冻结食物的水分活度时aw=P/P0 中P0的应该是冰的蒸汽压还是是过冷水的蒸汽压？因为这时样品中水的蒸汽压就是冰的蒸汽压，如果P0再用冰的蒸汽压，这样水分活度的就算就失去意义，因此，冻结食物的水分活度的就算式为aw=P（纯水）/P0（过冷水）。 食品在冻结点上下水分活度的比较： a 冰点以上，食物的水分活度是食物组成和食品温度的函数，并且主要与食品的组成有关；而在冰点以下，水分活度与食物的组成没有关系，而仅与食物的温度有关。 b 冰点上下食物的水分活度的大小与食物的理化特性的关系不同。如在-15℃时，水分活度为0.80，微生物不会生长，化学反应缓慢，在
20℃时，水分活度为0.80 时，化学反应快速进行，且微生物能较快的生长。 c 不能用食物冰点以下的水分活度来预测食物在冰点以上的水分活度，同样，也不能用食物冰点以上的水分活度来预测食物冰点以下的水分活度。
食品水分活度的测定-标准文本(食品安全国家标准)
食品安全国家标准 食品水分活度的测定 1 范围 本标准规定了康卫氏皿扩散法和水分活度仪扩散法测定食品中的水分活度。 本标准适用于预包装谷物制品类、肉制品类、水产制品类、蜂产品类、薯类制品类、水果制品类、蔬菜制品类、乳粉、固体饮料的食品水分活度的测定。 本标准不适用于冷冻和含挥发性成分的食品。 本标准的康卫氏皿扩散法适用食品水分活度的范围为0.00~0.98；水分活度仪扩散法为0.60~0.90。 第一法康卫氏皿扩散法 2 原理 在密封、恒温的康卫氏皿中，试样中的自由水与水分活度（A w）较高和较低的标准饱和溶液相互扩散，达到平衡后，根据试样质量的变化量，求得样品的水分活度。 3 试剂和材料 3.1 试剂 所有试剂均使用分析纯试剂；分析用水应符合GB/T 6682规定的三级水规格。 3.2 试剂配制 按表1配制各种无机盐的饱和溶液。 表1 饱和盐溶液的配制 （续）
4 仪器和设备 4.1 康卫氏皿（带磨砂玻璃盖）：见图1。 4.2 称量皿：直径35 mm，高10 mm。 4.3 天平：感量0.0001 g和0.1 g。 4.4 恒温培养箱：0℃~40℃，精度± 1℃。 4.5 电热恒温鼓风干燥箱。
l1—外室外直径，100 mm； l2—外室内直径，92 mm； l3—内室外直径，53 mm； l4—内室内直径，45 mm； h1—内室高度，10 mm； h2—外室高度，25 mm。 5 分析步骤 5.1 试样的制备 5.1.1 粉末状固体、颗粒状固体及糊状样品 取有代表性样品至少200 g，混匀，置于密闭的玻璃容器内。 5.1.2 块状样品 取可食部分的代表性样品至少200 g。在室温18 ℃~25 ℃，湿度50% ~ 80%的条件下，迅速切成约小于3 mm× 3 mm× 3 mm的小块，不得使用组织捣碎机，混匀后置于密闭的玻璃容器内。 5.1.3 瓶装固体、液体混合样品 可取液体部分 5.1.4 质量多样混合样品 取有代表性的混合均匀样品 5.1.5 液体或流动酱汁样品 可直接采取均匀样品进行称重
实验一、食品水分活度的测定要点
实验一、食品水分活度的测定 1、目的要求 1.1 水分活度的概念和扩散法测定水分活度的原理。 1.2 测定食品中水分活度的操作技术。 1.3 水分活度仪法测定食品中水分活度的方法。 第一法坐标插入法（康威微时扩散法） 1、实验原理 食品中的水分，都随环境条件的变动而变化。当环境空气的相对湿度低于食品的水分活度时，食品中的水分向空气中蒸发，食品的质量减轻；相反，当环境空气的相对湿度高于食品的水分活度时，食品就会从空气中吸收水分，使质量增加。不管是蒸发水分还是吸收水分，最终是食品和环境的水分达到平衡为止。据此原理，采用标准水分活度的试剂，形成相应湿度的空气环境，在密封和恒温条件下，观察食品试样在此空气环境中因水分变化而引起的质量变化，通常使试样分别在A w较高、中等和较低的标准饱和盐溶液中扩散平衡后，根据试样质量的增加（即在较高A w标准饱和盐溶液达平衡）和减少（即在较低A w标准饱和盐溶液达平衡）的量，计算试样的A w值，食品试样放在以此为相对湿度的空气中时，既不吸湿也不解吸，即其质量保持不变。 2、实验器材 2.1 分析天平 2.2 恒温箱 2.3 康维氏微量扩散皿 2.4 小玻璃皿或小铝皿（直径25mm～28mm、深度7mm） 2.5 凡士林 2.6 各种水果、蔬菜等食品。 3、实验试剂 至少选取3种标准饱和盐溶液。标准饱和盐溶液的A w值（25 ℃）见表-1。 表-1 标准饱和盐溶液的A w值（25 ℃）
4.1 在3个康维皿的外室分别加入A w高、中、低的3种标准饱和盐溶液 5.0mL, 并在磨口处均匀涂一层凡士林。 4.2 将3个小玻皿准确称重，然后分别称取约1 g的试样于皿内（准确至毫克数，每皿试样质量应相近）。迅速依次放入上述3个康维皿的内室中，马上加盖密封，记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。 4.3 在25℃的恒温箱中放置（2±0.5）h后，取出小玻皿准确称重，以后每隔30 min 称重一次，至恒重为止。记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。 5、结果处理 5.1 计算每个康维皿中试样的质量增减值。 5.2 以各种标准饱和盐溶液在25 ℃时的A w值为横座标，被测试样的增减质量Δm为纵座标作图。并将各点连结成一条直线，此线与横座标的交点即为被测试样的A w值。图 中A点表示试样与MgCl 2·6H 2 O标准饱和溶液平衡后质量减少20.2 mg，B点表示试样与 Mg（NO 3） 2 ·6H 2 O标准饱和溶液平衡后质量减少5.2 mg，C点表示试样与NaCl标准饱和 溶液平衡后质量增加11.1 mg。3种标准饱和盐溶液的A w分别为0.33、0.53、0.75。3点连成一线与横座标相交于D，D点即为该试样的A w，为0.60。 6、注意事项 6.1 称重要精确迅速。 6.2 扩散皿密封性要好。 6.3 对试样的A w值范围预先有一估计，以便正确选择标准饱和盐溶液。 测定时也可选择2种或4种标准饱和盐溶液(水分活度大于或小于试样的标准盐溶液各1种或2种)。
实验二 食品水分含量和水分活度的测定
实验二食品水分含量和水分活度的测定 1.实验目的 熟知扩散法测水分活度的原理； 掌握直接干燥法测定食品水分含量的操作技术和注意事项； 掌握扩散法测定水分活度的方法。 2.实验原理 用一般食品水分测定方法定量地测定的水分即含水量，不能说明这些水是否都能被微生物利用，对食品的生产和保藏均缺乏科学的指导作用；而水分活度则反映食品与水的亲和能力大小，表示食品中所含的水分作为生物化学反应和微生物生长的可利用价值，水分活度近似地表示为在某一温度下溶液中水蒸汽分压与纯水蒸汽压之比值。 扩散法即用坐标内插法来测定食品的水分活度，这种方法并不需要特殊的仪器装置，可将一系列已知水分活度的标准溶液与食品试样一起放入密闭的容器中，在恒温下放置一段时间，测定食品试样重量的增减，根据增减值绘出曲线图，从图上查出食品重 。 量不变值，即为该食品试样的水分活度A w 3.实验依据 3.1水分含量的测定 在一定的温度（95～105℃）和压力（常压）下，将样品在烘箱中加热干燥，除去水分，干燥前后样品的质量之差为样品的水分含量。 3.2水分活动的测定 样品在康威氏微量扩散皿的密封和恒温条件下，分别在aw 较高和较低的标准饱和溶液中扩散平衡后，根据样品质量的增 加（在aw较高的标准溶液中扩散平衡）和减少（在aw较低的 标准溶液中平衡），以质量的增减为纵坐标，各个标准试剂的水 分活度为横坐标，计算样品的水分活度值。该法适用中等及高 水分活度（aw>0.5）的样品。 4.仪器及材料 4.1仪器 电热恒温干燥箱；扁形铝制或玻璃制称量瓶；干燥器；分析天平；康威氏微量扩散皿（如图） 4.2试剂 标准水分活度试剂：用标准试剂配成饱和盐溶液，其在25摄氏度时Aw值如表。 4.3材料 前次试验保存的青菜试样材料，面包，饼干。 4.4注意事项 （1）取样时应该迅速，各份样品称量应在同一条件下进行。
第五章 水分和水分活度的测定
第五章水分和水分活度的测定 一、选择题 1．以下属于直接测定水分的方法是（）。 （1）介电常数法（2）测定食品密度法（3）蒸馏法（4）折射率法 2．所谓恒重,是指两次烘烤后称量的质量一般不超过（）。 （1）１mg （2）2mg （3）6mg (4)10mg 3．对于（）,蒸馏法是惟一的、公认的水分测定方法。 （1）乳粉（2）香料（3）蜂蜜（4）油类 4．在干燥过程中，为了避免食品原料形成硬皮或结块，从而造成不稳定或错误的水分测量结果，可加入（）。 （1）食盐（2）海砂（3）白陶土（4）活性碳 5．常压干燥法一般使用的温度是（）。 （1）95℃～105℃（2）110℃～120℃（4）50℃～60℃（4）120℃以上 6．确定减压干燥法的时间的方法是（） （1）干燥到恒重（2）规定一定时间 （3）50℃～60℃干燥3～4小时（4）50℃～60℃干燥约1小时 7．在各类微生物中，（）对水分活度的要求最高。 （1）酵母菌（2）细菌（3）耐高渗酵母(4)霉菌 8．蒸馏法测定水份时常用的有机溶剂是（） （1）甲苯、二甲苯（2）乙醚、石油醚 （3）氯仿、乙醇（4）四氯化碳、乙醚 9．测定食品样品水分活度的方法是（） （1）常压干燥法（2）卡尔、费休滴定法 （3）溶剂萃取＋卡尔费休滴定法（4）减压干燥法 10．美拉德反应当水分活度在（）之间时，反应达到最大。 （1）0.5～0.6 （2）0.6～0.7 （3）0.7～0.8 （4）0.8～0.9 二、填空题 1．选用干燥法测定食品中水分的含量，称量瓶的预处理操作为。 2．扩散法测定水分活度适用于的样品。 3．水分的存在形式有两种，即和，干燥过程主要除去的是水。 4．水分活度反应了食品中水分的存在状态，即水分与其他非水组分的或。 5．含糖、胶质较高的食品在烘干过程中表面形成一层薄膜叫，阻碍水分蒸发。在样品中加入小颗粒状等干燥助剂，可增阻止物理栅的形成有利蒸发。 三、名词解释 水分活度 四、简答题 1．水分测定有哪几种主要方法？采用时各有什么特点？ 2．简述水分活度值的测定意义。 3．简述食品中水的存在状态。 4．简述水分的测定意义。
实验1 食品中水分活度(AW)的测定
实验一食品中水分活度（AW）的测定 水分活度测定法有多种方法可采用，但归纳起来主要可分为相对湿度测定法、恒定相对湿度平衡室法和仪器法等。在中间水分至高水活度区域(Aw0.5以上)，使用恒定相对湿度平衡室法精度较高，是目前在实际工作中作为食品水活度测定法中最常用的方法。在低水分至中间水活度区域(Aw 0.1～0.7)，则使用蒸汽压直接测定法较为合适。仪器法和这些方法比较而言主要是测定操作简单，因此实际应用较多。 食品中含有较多的乙醇、香料、醋酸等挥发性物质，容易造成测定的误差。目前已开发出通过配有热导检测器的气相色谱将试样顶隙中的空气、水蒸气进行分离定量分析，同时测定水活度和乙醇平衡蒸汽浓度的方法。 一实验目的 1.掌握水分活度的概念。 2.掌握水分活度测定仪（无锡华科仪表有限公司HD-4型）的使用方法。 二实验原理 水分活度为食品中水的蒸气压和该温度下纯水 的饱和蒸气压的比值，即AW=P/Po。水分活度计测定 的原理是把被测食品置于密闭空间内，在恒温条件 下，食品与周围空气的蒸气压达到平衡，此时，气体 空间的水蒸气分压即可作为食品水蒸气压力的数值。 同时，测定同样条件下纯水的蒸气压，利用上述公式， 计算出食品的水分活度。 三实验材料 食盐1袋白砂糖1袋面粉1袋猪肉1盒 水分活的测定仪1台菜刀（板）4套小镊子4把 四实验过程 1.仪器的校正：称15gNaCl加入60℃以上于10ml纯净水中充分溶解，置于常温下放置12h 以上。按“选择”键选择校正功能，按“确认”键进入下一级菜单，按“选择”键选择NaCl 饱和溶液，将装有配置好的饱和溶液倒入玻璃皿后放入测定点1中，盖好传杆器，在其他测定中依次放入相同浓度的饱和溶液，按下“确认”键，提示“是否确认要停止校正”，选择“否”，按下“确认”键，此时开始校正。 2.测定：将试样尽量弄碎，测定时玻璃盖不得盖上，放入水分活度传感器中，盖好传感器。用选择键选择“测量”功能，按“确认”键，进入测定状态。 五实验结果 结果要求测定3次计算平均值 白砂糖牛奶鲜肉 A W小组值 均值
实验一 食品水分活度的测定(新)
实验一食品水分活度的测定（平衡相对湿度法） 一、实验目的 1、掌握水分活度的概念和平衡相对湿度法测定水分的原理。 2、学会平衡相对湿度法测定食品中水分活度的操作技术。 二、实验原理 根据热力学原理，在某一温度下，食品的饱和蒸汽压P与同温度下纯水的饱和蒸汽压P0之比称为该食品的水分活度即：Aw=P/P0。若将食品放置在恒定的各种温度和相对湿度的空气中直至他们的水分相互间扩散达到平衡一致，而物料本身的水分又稳定不变时，则Aw×100=相对湿度，因此，根据空气的相对湿度，就可以肯定各种温度下各种食品相应的水分活度，本实验用康维皿法进行实验。 康维皿法的基本原理：称取一定量的食品式样，放在各种不同的恒湿环境中，在恒温条件下，当达到平衡时，再称试样质量，计算增重或减重的数量。若选取几种不同的恒湿环境，可得到不同的水分变化值。将得到的测试数据作图，用内插法求出水分变化为零的平衡相对湿度，即为试样食品的水分活度。 三、实验器材及试剂 康维皿（4只×5）、干燥箱、分析天平、凡士林、铝箔 茶叶、奶粉 五种饱和盐溶液（氯化钠、硝酸钾、氯化镁、硝酸镁、氯化钾） 四、实验步骤 1、取氯化钠、硝酸钾、氯化镁、硝酸镁、氯化钾各约5~10g，加适量蒸馏水便成为一个系列Aw的过饱和溶液（此步由实验老师提前完成），分别放于康维皿外室。 2、取铝箔做成与内室相吻合的碟状，用此容器称取试样净重1~2g（精确至毫克数量级），至于内室。 3、用玻璃板密盖康维皿，用凡士林密封其四周。 4、将康维皿放入保温箱中，在指定的温度下（40℃）下，搁置一段时间。 5、从康维皿里取出试样，测定水分含量。 6、计算制图。 五、数据分析 表一奶粉的水分活度测定 奶1 奶2
水分和水分活度的测定
第五章水分和水分活度的测定 （第9次课 2 学时） 一、授课题目 第五章水分和水分活度的测定 二、教学目的和要求 学习本次内容，要求学生了解水分测定的意义，掌握水分测定的方法，了解水分活度测定的意义。 三、教学重点和难点 重点： 1、什么是结合水？什么是自由水？ 2、水分的测定方法。 3、各种测定方法的原理、仪器。 4、卡尔费休法原理、试剂。 5、水分活度的测定方法。 难点： 测定方法 四、主要参考资料 1、穆华荣、于淑萍主编，食品分析.北京：化学工业出版社，2004 2、周光理主编，食品分析与检验技术，北京：化学工业出版社，2006 3、杨月欣主编，实用食物营养成分分心手册（第二版），北京：中国轻工业
出版社，2007 4、曲祖乙、刘靖主编，食品分析与检验.北京：中国环境科学出版社，2006 五、教学过程 1、学时分配：2学时 2、辅导手段：自习辅导、习题辅导 3、教学办法：课堂讨论、讲授 4、板书设计: 5、教学内容
第五章水分和水分活度的测定 第一节概述 水的作用：没有水就没有生命，食品组成离不开水。 一、食品中水分的存在形式 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，可以把食品中的水划分为以下三类： 1、自由水（游离水）——是靠分子间力形成的吸附水。它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。 2、亲和水——强极性基团单分子外的水分子层。它向外蒸发的能力较弱，与自由水相比，蒸发时吸收较多的能量。 3、结合水（束缚水）——以氢键结合的水，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℃，它与非水组分之间配价键的结合力比亲合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，微生物及其孢子不能利用它来进行繁殖和发芽。 食品中的固形物——指食品内将水分排除后的全部残留物，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、无氮抽出物、灰分等。固形物(%) = 100 % －水份（%） 二、水分的测定方法 1、直接法——利用水分本身的物理性质、化学性质测定水分：重量法、蒸馏法、卡尔·费 休法、化学方法。 2、间接法——利用食品的物理常数通过函数关系确定水分含量。如测相对密度、折射率、
食品水分活度的测定及工作原理
食品水分活度的测定及工作原理 A食品中水分活度的影响因素 （1）水分含量：同种产品的水分含量越高，水分活度越大，产品越易长霉。 （2）产品中糖分、盐分：同一类产品中糖分、盐分越重，水分活度越低，越不易长霉。（3）产品锁水保水效果：产品加入锁水保水产品，如保湿膏、胶体等，其效果越好，水分活度越低，越不易长霉。 （4）生产与销售环境：包装前湿度越高，产品水分活度越高，越容易长霉。 （5）包装环境：包装密封性越好，产品受外部影响越小，水分活度越稳定。 B如何降低产品的发霉率 （1）配方上：适当减少水的添加量，或者添加离子化合物（如盐）或者添加极性化合物（如糖），降低水分活度； （2）工艺上：在原有烘焙工艺条件下，适当降低烘焙湿度，延长烘焙时间，以烤干水分，降低水分活度（如果怕产品太干，可以适当添加柔软保湿膏对产品进行保湿）； （3）环境控制：加强通风和除湿，降低环境湿度；增加车间消毒杀菌的频次，降低车间初始菌落总数； （4）包装：控制包装时间，冷却后马上包装，不得放置太长时间； （5）加强产品出厂控制：出厂的产品要加强水分活度和初始菌落总数的监测，把好产品检验关； （6）加强防腐剂的控件手段：采用防腐方法不同，选用防腐剂的不同都会极大影响产品的保质期（建议使用复配防腐剂，经过专业配置的复配防腐剂效果会更明显，使用也更方便快捷）。在高温高湿天气下，防腐剂均要按国家允许添加量的最大量添加，同时采用最合理的工艺来添加使用，才能达到最理想的防腐效果。 C食品水分活度测定仪简介 1、技术参数 (1)供电电压：交流220V(47～63Hz) (2)工作环境：温度0～50℃ 湿度0～95%RH (3)测量范围：温度0～50℃ 活度0.000～0.990Aw (4)测量精度：温度±0.1℃ 活度±0.013Aw（@25℃） (5)重复性：≤0.010Aw (6)分辨率:0.001Aw (7)测量时间：一般样品10～15分钟(最长时间为60分钟) (8)测量通道：单通道(可根据客户的要求定制) (9)校准方式:自动校准(校正值补偿功能)
第五章水分和水分活度的测定
第五章水分和水分活度的测定 （第10次课 2 学时） 一、授课题目 第五章水分和水分活度的测定 第三节水分活度值的测定 二、教学目的和要求 学习本次内容，要求学生了解水分活度测定的意义，掌握水分活度测定的方法，了解水分活度测定的意义。 三、教学重点和难点 重点： 1、水分活度的测定方法。 难点： 1、水分活度的测定方法。 四、主要参考资料 1、穆华荣、于淑萍主编，食品分析.北京：化学工业出版社，2004 2、周光理主编，食品分析与检验技术，北京：化学工业出版社，2006 3、杨月欣主编，实用食物营养成分分心手册（第二版），北京：中国轻工业出版社，2007 4、曲祖乙、刘靖主编，食品分析与检验.北京：中国环境科学出版社，2006
五、教学过程 1、学时分配：2学时 2、辅导手段：自习辅导、习题辅导 3、教学办法：课堂讨论、讲授 4、板书设计: 5、教学内容
第三节水分活度值的测定 一、概述 在食品的存放过程中，经常会有腐败现象发生，但相同含水量的食品却有不同的腐败变质现象，这种现象在一定程度上是由于水分与食品中的其他成分结合程度不同造成的。为了更好地定量说明食品中的水分状态，更好地阐明水分含量与食品保藏性能之间的关系，引入了水分活度（Water Activity）这个概念。 溶液中水的逸度与纯水的逸度之比值，可近似表示为溶液中水蒸气分压与纯蒸汽压之比。 逸度——溶液中水逸出的趋势、能力。 f=pγ（逸度系数）。 Aw = f水/f纯水≈ p水分压/p纯水分压 也可以用相对平衡湿度表示Aw=ERH/100。 相对平衡湿度：大气水汽分压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比。 食品的平衡相对湿度是指食品中的水分蒸汽压达到平衡后，食品周围的水汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。 水分含量：食品中水的总含量，即一定量的食品中水的质量分数。 水分活度：食品中水分存在的状态，反应水与食品的结合或游离程度，Aw↓结合程度↑，Aw↑结合程度↓。 Aw影响色、香、味保存期。一般，同种食品水分含量↑，Aw值↑。 二、水分活度对食品的影响 1、水分活度影响着食品的色、香、味和组织结构等品质。食品中的各种化学、生物化学变化对水分活度都有一定的要求。 2、水分活度影响着食品的保藏稳定性。在各类微生物中，细菌对水分活度的要求最高，
水分活度
水分活度 水分活度是指食品中水分存在的状态，即水分与食品结合程度（游离程度）。（1）水分活度值越高，结合程度越低；水分活度值越低，结合程度越高；(2) 水分活度数值：用Aw表示，水分活度值等于用百分率表示的相对湿度，其数值在0-1之间。溶液中水的蒸气分压P与纯水蒸气压Q的比值，Aw=P/Q (3)水分活度的测试意义：Aw值对食品保藏具有重要的意义。含有水分的食物等由于其水分活度之不同，其储藏期的稳定性也不同。利用水分活度的测试，反映物质的保质期，已逐渐成为食品，医药，生物制品等行业中检验的重要指标。(4) 测试方法：水分活度的测定方法有传统的扩散法和ERH水分活度测试法等。ERH 水分活度测试法：通过测试含水物品表面与样品周围环境气体达成平衡状态的特性，进而测试水分活度，该方法为国际近年来关注的新型理化测试原理。HBD5MS2100水分活度测试仪就是应用ERH法测试水分活度Aw值。 水分活度与食品安全性的关系： 虽然在食物冻结后不能用水分活度来预测食物的安全性，但在未冻结时，食物的安全性确实与食物的水分活度有着密切的关系。水分活度是确定贮藏期限的一个重要因素。当温度、酸碱度和其他几个因素影响产品中的微生物快速生长的时候，水分活度可以说是控制腐败最重要的因素。总的趋势是，水分活度越小的食物越稳定，较少出现腐败变质现象。具体来说水分活度与食物的安全性的关系可从以下按个方面进行阐述： a 从微生物活动与食物水分活度的关系来看：各类微生物生长都需要一定的水分活度，换句话说，只有食物的水分活度大于某一临界值时，特定的微生物才能生长。一般说来，细菌为aw>0.9，酵母为aw>0.87，霉菌为aw>0.8。一些耐渗透压微生物除外。 b 从酶促反应与食物水分活度的关系来看：水分活度对酶促反应的影响是两个方面的综合，一方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于0.85 时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。 但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为0.3 甚至0.1 时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。 c 从水分活度与非酶反应的关系来看：脂质氧化作用：在水分活度较低时食品中的水与氢过氧化物结合而使其不容易产生氧自由基而导致链氧化的结束，当水分活度大于0.4 水分活度的增加增大了食物中氧气的溶解。加速了氧化，而当水分活度大于0.8 反应物被稀释， 氧化作用降低。Maillard 反应：水分活度大于0.7 时底物被稀释。水解反应：水分是水解反应的反应物，所以随着水分活度的增大，水解反应的速度不断增大。食用油脂氧化与水分活度的关系如何？
实验一、水分活度的测定
实验一、水分活度的测定 一、原理 水分活度（Water Activity）主要反映物料平衡状态下的水分状态。AW—1型智能水分活度测定仪由高精密度传感器采样，单片机为核心，进行信号采集和处理，并用标准盐饱和溶液分段校准。可在短时间内精确测定样品的水分活度。 图1 整机连接示意图图2 前面板示意图 二、操作方法 ⒈将测量头小心接入主机（见图1）。 ⒉接通电源开关，电源指示灯亮，蜂鸣器鸣叫两声，数码显示亮，表示开机正常。数秒后，根据当时温度，自动重新设置测量时间，秒点开始闪烁，进入稳定的测量周期。 ⒊校准 ⑴估计样品Aw值，选择Aw最为接近的标准盐进行校准。按“标准”键（见图2），每按一次分别选中“氯化钾”、“碘化钾”、“硝酸镁”和“自选”，对应红灯亮。 标准盐饱和溶液Aw值与温度的关系见表一。 ⑵，把器皿放入测试盒，顺时针方向旋紧密封，然后将测试盒小心与主机相连。 ⑶按“样品”键，使“样品”显示为对应的插座号，按“－”键，则倒计时开始计时。当环境温度在20℃以下时，测量时间为1.5小时，在20℃以上时（含20℃），为1小时。 ⑷同时按“+”、“－”键，校准红灯亮，当时间到00后，测量时间到，蜂鸣器鸣报数秒钟，校准红灯熄灭，这时Aw显示为该标准液的Aw值。 ⑸取出标准液，清洗并干燥器皿。 ⑹自选标准液Aw的设定：按“标准”键，选中“自选”，灯亮，按“自选”键，Aw的最末一位闪烁，这时按“+”，Aw的最末一位增加1，按“－”，则减少1。如按“+”或“－”键的时间超过2秒，可快速增减。调到预定值后，按“自选”键，Aw设定完毕，停止闪烁，显示测量值，其它步骤按⑵、⑶、⑷、⑸做。 ⒋测量样品 校准完毕后（如无需再校准，可直接进行测量，不必每次都先校准后测量），可测量样品，把样品放入玻璃器皿中，块状样品要碾成芝麻粒大小，越小越好。然后顺时针方向旋紧密封，将测试盒小心与主机相连。重复步骤⑶，当时间到00后，测量时间到，蜂鸣器鸣报
实验一食品水分活度的测定
实验一食品水分活度的测定 一、目的要求 1．进一步了解水分活度的概念和扩散法测定水分活度的原理。 2．学会扩散法测定食品中水分活度的操作技术。 二、实验原理 食品中的水分，都随环境条件的变动而变化。当环境空气的相对湿度低于食品的水分活度时，食品中的水分向空气中蒸发，食品的质量减轻；相反，当环境空气的相对湿度高于食品的水分活度时，食品就会从空气中吸收水分，使质量增加。不管是蒸发水分还是吸收水分，最终是食品和环境的水分达平衡时为止。据此原理，我们采用标准水分活度的试剂，形成相应湿度的空气环境，在密封和恒温条件下，观察食品试样在此空气环境中因水分变化而引起的质量变化，通常使试样分别在A w较高、中等和较低的标准饱和盐溶液中扩散平衡后，根据试样质量的增加（即在较高A w标准饱和盐溶液达平衡）和减少（即在较低A w标准饱和盐溶液达平衡）的量，计算试样的A w值，食品试样放在以此为相对湿度的空气中时，既不吸湿也不解吸，即其质量保持不变。 三、实验器材 分析天平、恒温箱、康维氏微量扩散皿、座标纸、小玻璃皿或小铝皿（直径25 mm～28 mm、深度7 mm）、凡士林。 各种水果、蔬菜等食品。 四、实验试剂 至少选取3种标准饱和盐溶液。标准饱和盐溶液的A w值（25 ℃）见表实-1。 五、操作步骤 1．在3个康维皿的外室分别加入A w高、中、低的3种标准饱和盐溶液5.0 mL, 并在磨口处涂一层凡士林。 2．将3个小玻皿准确称重，然后分别称取约1 g的试样于皿内（准确至毫克数，每皿试样质量应相近）。迅速依次放入上述3个康维皿的内室中，马上加盖密封，记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。
水分活度的测定原理
水分活度的测定原理 水分活度值与食品的货架期关系密切，检测食品的水分活度对其生产工艺具有指导性的意义。本文简单介绍了水分活度测定的意义，以及GYW-1水分活度检测仪的原理。 一、水分活度对微生物生长的影响 不管是面包亦或者是蛋糕等食品都需要检测水分活度，微生物在高水分活度下繁殖能力强。新鲜食品原料中，水分活度高达0.99，故而极易腐败，包括果蔬、鱼肉、奶等。水分活性降到0.79左右后，能生存的微生物种类受到很大限制。0.60以下，总的说来食品可以长期保存。 水分活度是是关于产品保质期、质地、味道及微生物和化学稳定性的关键参数。主要反应食品平衡状态下自由水分的多少，反应食品的稳定性和微生物繁殖的可能性，以及能引起食品品质变化的化学、酶及物理变化的情况，常用于衡量微生物忍受干燥程度的能力。通过测量食品的水分活度，选择合理的包装和储藏方法，可以减少防腐剂的使用，可以判断食品、粮食、果蔬的货架寿命。水分活度和相对湿度的测定和应用领域处于领导地位，食品水分活度测定仪广泛应用于食品工业的开发生产和储存、烟草、空调系统、暖房栽培、印刷和造纸、航空航天、医药、精细化工等行业的生产和质量控制。 二、水活度通常是最重要的因素之一 水分活度主要反应食品自由下平衡水分反应的粮食稳定、微生物和化学、酶和物理的变化，通常用来衡量中微生物的能力容忍干燥食品质量的可能性。通过测量水活度在食物、适当的包装和贮藏方法，你可以减少使用的防腐剂，可以确定保质期的食品、粮食、水果和蔬菜。一般的工作环境︰温度0℃~50℃，湿度0~85%RH。 水活度AW影响材料的物理、力学、化学和微生物的特点，包括流动、凝聚力，凝聚力和静电现象。食品保质期，色、香、维生素、成分，风味稳定性的模具建筑及生长特性的微生物是直属水活性值的影响。水活动是一个关键因素，直接影响保质期的食品、温度、pH 值和其他因素会影响食物中的生物可能会增加和增长率，然而，水活动通常是最重要的因素之一。如果我们可以使用活动水表测量水活动食品中的我们可以预测潜在的原因导致的食物，
实验一食品水分活度的测定
实验一食品水分活度的测定 实验一、食品水分活度的测定 1、目的要求 1.1 水分活度的概念和扩散法测定水分活度的原理。 1.2 测定食品中水分活度的操作技术。 1.3 水分活度仪法测定食品中水分活度的方法。 第一法坐标插入法(康威微时扩散法) 1、实验原理 食品中的水分，都随环境条件的变动而变化。当环境空气的相对湿度低于食品的水分活度时，食品中的水分向空气中蒸发，食品的质量减轻;相反，当环境空气的相对湿度高于食品的水分活度时，食品就会从空气中吸收水分，使质量增加。不管是蒸发水分还是吸收水分，最终是食品和环境的水分达到平衡为止。据此原理，采用标准水分活度的试剂，形成相应湿度的空气环境，在密封和恒温条件下，观察食品试样在此空气环境中因水分变化而引起的质量变化，通常使试样分别在A较高、中等和较低的标准饱和盐w 溶液中扩散平衡后，根据试样质量的增加(即在较高A标准饱和盐溶液达平衡)和减少w (即在较低A标准饱和盐溶液达平衡)的量，计算试样的A值，食品试样放在以此为相ww 对湿度的空气中时，既不吸湿也不解吸，即其质量保持不变。 2、实验器材 2.1 分析天平 2.2 恒温箱 2.3 康维氏微量扩散皿
2.4 小玻璃皿或小铝皿(直径25mm,28mm、深度7mm) 2.5 凡士林 2.6 各种水果、蔬菜等食品。 3、实验试剂 至少选取3种标准饱和盐溶液。标准饱和盐溶液的A值(25 ?)见表-1。 w 表-1 标准饱和盐溶液的A值(25 ?) w 试剂名称A 试剂名称 A 试剂名称 A WWW 硝酸钾0.924 硝酸钠0.737 碳酸钾0.427 (KNO) (NaNO) (KCO ?2HO) 33232 氯化钡 0.901氯化锶 0.708 氯化镁0.330 (BaCl?2HO) (Sr Cl?6HO) (MgCl ?6HO) 222222 氯化钾 0.842 溴化钠 0.577醋酸钾 0.224 (KCl) (NaBr ?2HO) (KAc?HO) 22 溴化钾 0.807 硝酸镁0.528 氯化锂 0.110 (KBr) [Mg(NO)?6HO] (LiCl?HO) 3222 氯化钠0.752 硝酸锂0.476 氢氧化钠0.070 (NaCl) (LiNO?3HO) (NaOH) 32 4、操作步骤 4.1 在3个康维皿的外室分别加入A高、中、低的3种标准饱和盐溶液 5.0mL, 并在w 磨口处均匀涂一层凡士林。 4.2 将3个小玻皿准确称重，然后分别称取约1 g的试样于皿内(准确至毫克数，每皿试样质量应相近)。迅速依次放入上述3个康维皿的内室中，马上加盖密封，记录每个扩散皿中小玻皿和试样的总质量。
水分活度对食品中主要化学变化的影响
水分活度对食品中主要化学变化的影响 水分活性即a w。水对食品中化学反应的影响很复杂，水分活性并不是确定最低化学反应的唯一参数。因为水在食品中可以是化学反应物及生成物溶剂；也可作为反应物；产生于反应的产物；作为另一种物质的催化或抑制活性的改良剂，因此要进行综合分析。 1.a w对酶反应的影响 许多来自天然的食品物料都有酶存在，干燥过程随着物料水分降低，没本身也失水，活性下降。但当环境适宜，酶仍会恢复活性，而可能引起食品品质恶化活变质。 在水分活性值低于BET单分子层值吸附水分活性时，酶反应进行得极慢或者是完全停止，这是由于食品物料中缺乏流动性水分使酶扩散到基质的特定部位。通常只有干制品水分降至1%以下时，酶活性才会完全消失。在干燥食品中酶反应速度受底物扩散到酶周围的速度所限制，故干燥食品中高分子底物不易被酶作用。例如，在含有蛋白酶的淀粉中，即使在65%的相对湿度下，面筋蛋白质仍不能被显著地水解。大分子底物的扩散效应可能造成酶反应性质的变化，例如，在一个水介质中，淀粉酶作用于可溶性淀粉而生成寡糖。一般来说，在低水分活性下，首先生成葡萄糖和麦芽糖，而仅在较高的水分活性下才生成寡糖。一般来说，在低水分活性下没反应倾向于防止反应中间物的积累或有利于某些反应途径，这可能是由于潜在的中间物不能扩散离开酶的活性部位，而只有立刻讲解或反应。 影响食品中酶稳定性的因素有水分、温度、pH、离子强度、食品构成成分、贮藏时间及酶抑制剂或活性剂等。水分活性只是影响其稳定性条件之一。许多干燥食品的最终水分含量难以达到1%以下，因此靠减少水分活性值来抑制酶对干制品品质的影响并不十分有效。湿热处理酶易使其不可逆失活。 2 . a w对非酶褐变的影响 非酶褐变是食品发生褐变的重要反应，还原糖和氨基酸在合适的条件下发生反应。模拟研究发现，氨基酸氮的最大损失发生在平和水分活性0.65~0.70，高于或低于此值氨基酸损失都较小。在37℃、70℃和90℃条件下都获得同样的结论。通常在水分活性0.65~0.70范围内不同食品中的水分含量变化较大，蛋白质吸水达饱和，蛋白质分子流动性增加，扩大分子间及分子内的分子重排，使褐变增加。 非酶褐变也是中湿食品常碰到的质量问题，这类发生非酶褐变的水分活性范围是0.65~0.75；肉制品褐变水分活性范围一般在0.30~0.60；干乳制品，主要是非脂干燥乳其褐变水分活性大约在0.70.由于食品组成成分的差异，即使同一种食品，由于加工工艺不同，引起褐变的最适水分活性也有差异。 3.脂肪氧化等变质反应 水影响脂肪氧化和食品中另一些自由基的反应。虽然在很低的水分活
水分活度公式
水分活度与水分含量关系说明 1．概念 水分含量概念就不多说。 根据现代食品科学研究指出：用水分活性（Water Activity －A w ）指导生产和贮藏具有重要的实践意义，因为水分活度既能反映食品中水分存在状态，又能揭示食品质量变化和微生物繁殖对其水分可利用的程度。因此，近年来国外的食品水分多不用百分比表示，而改用水分活性或平衡相对湿度（Equilibrium Relative Humidity ERH ）表示。 水分活性的定义：在一温度下，溶液状的水分或食品中水分的蒸汽压与相同一温度下纯水的蒸汽压的比值，即： 100 ERH p p A o w == P 为食品中水的蒸汽分压，P 0为纯水的蒸汽压。纯水的P 与P 0是一致的，所以纯水A w 值为1。而食品中的水分由于有一部分与某些可溶性成分共存（以结合水的形式存在），它的蒸汽压P 总是小于纯水的蒸汽压P 0，所以食品的A w 均小于1。 测定食品的水分活度时，可采用水分活度测定仪（记得我曾经在坛内专门有个这个方法介绍）。其工作原理是把被测食品置于密封的空间内，在保持恒温的条件下，使食品与周围空气的蒸汽压达到平衡，这时就可以以气体空间的水蒸汽压作为食品蒸汽压的数值。同时，在一定温度下纯水的饱和蒸汽压是一定的，所以可以应用上述水分活度定义的公式，计算出被测食品的水分活度。由此可见，测定食品水分活度的方法实际上就是利用空气与食品的充分接触，达到空气中水蒸气分压和食品中水蒸气压的平衡，把食品中水蒸气压以空气的水蒸气分压来表示。因此在数值上食品的水分活度等于空气的平衡相对湿度。例如面粉、大米的A w 为0.65，用平衡相对湿度值表示则为65%，在平衡相对湿度的条件下贮藏食品，其水分含量即是它的平衡水分。在ERH65%条件下贮藏面粉、大米，其平衡水分在14%左右。这个含水量不仅符合产品质量标准的要求，而且也能达到安全贮藏。必须指出，食品的水分活度与空气的平衡相对湿度是两个不同的概念，前者表示食品中的水分被束缚的程度，后者表示空气被水蒸气饱和的程度。因此，用水分活度来指导食品的生产和贮藏，具有更科学