食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)
食品中水分的測定
前 言
本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 5009.3-2003《食品中水分的測定》和GB/T 14769-1993《食品中水分的測定方法》。
本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 5009.3-2003相比主要修改如下：
——增加了卡爾費休法作為“第四法”；
——對直接干燥法中的溫度范圍進(jìn)行了修改；
——明確了第一法和第二法公式中的單位；
——對減壓干燥法的適用范圍進(jìn)行了修改。
本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：
——GB/T 5009.3-1985、GB/T 5009.3-2003；
——GB/T 14769-1993。
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品中水分的測定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)中直接干燥法適用于在 101 ℃～105 ℃下，不含或含其他揮發(fā)性物質(zhì)甚微的谷物及其制品、 水產(chǎn)品、豆制品、乳制品、肉制品及鹵菜制品等食品中水分的測定，不適用于水分含量小于 0.5 g/100 g 的樣品。
減壓干燥法適用于糖、味精等易分解的食品中水分的測定，不適用于添加了其它原料的糖果，如奶 糖、軟糖等試樣測定，同時該法不適用于水分含量小于 0.5 g/100 g 的樣品。
蒸餾法適用于含較多揮發(fā)性物質(zhì)的食品如油脂、香辛料等水分的測定，不適用于水分含量小于 1 g/100 g 的樣品。
卡爾費休法適用于食品中水分的測定，卡爾?費休容量法適用于水分含量大于 1.0×10-3 g/100 g 的樣 品，卡爾費休庫倫法適用于水分含量大于 1.0×10-5 g/100 g 的樣品。
第一法 直接干燥法
2 原理
利用食品中水分的物理性質(zhì)，在101.3 kPa（一個大氣壓），溫度101 ℃～105 ℃下采用揮發(fā)方法測定 樣品中干燥減失的重量，包括吸濕水、部分結(jié)晶水和該條件下能揮發(fā)的物質(zhì)，再通過干燥前后的稱量數(shù) 值計算出水分的含量。
3 試劑和材料
除非另有規(guī)定，本方法中所用試劑均為分析純。
3.1 鹽酸：優(yōu)級純。
3.2 氫氧化鈉（NaOH）：優(yōu)級純。
3.3 鹽酸溶液（6 mol/L）：量取50 mL鹽酸，加水稀釋至100 mL。
3.4 氫氧化鈉溶液（6mol/L）：稱取24 g氫氧化鈉，加水溶解并稀釋至100 mL。
3.5 海砂：取用水洗去泥土的海砂或河砂，先用鹽酸（3.3）煮沸0.5 h，用水洗至中性，再用氫氧化 鈉溶液（3.4）煮沸0.5 h，用水洗至中性，經(jīng)105 ℃干燥備用。
4 儀器和設(shè)備
4.1 扁形鋁制或玻璃制稱量瓶。
4.2 電熱恒溫干燥箱。
4.3 干燥器：內(nèi)附有效干燥劑。
4.4 天平：感量為0.1 mg。
5 分析步驟
5.1 固體試樣：取潔凈鋁制或玻璃制的扁形稱量瓶，置于101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊， 加熱1.0 h，取出蓋好，置干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，稱量，并重復(fù)干燥至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒 重。將混合均勻的試樣迅速磨細(xì)至顆粒小于2 mm，不易研磨的樣品應(yīng)盡可能切碎，稱取2 g～10 g試樣 （精確至0.0001 g），放入此稱量瓶中，試樣厚度不超過5 mm，如為疏松試樣，厚度不超過10 mm，加 蓋，精密稱量后，置101 ℃～105 ℃干燥箱中，瓶蓋斜支于瓶邊，干燥2 h～4 h后，蓋好取出，放入干燥 器內(nèi)冷卻0.5 h后稱量。然后再放入101 ℃～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右，取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后再稱量。并重復(fù)以上操作至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒重。
注：兩次恒重值在最后計算中，取最后一次的稱量值。
5.2 半固體或液體試樣：取潔凈的稱量瓶，內(nèi)加10 g海砂及一根小玻棒，置于101 ℃～105 ℃干燥箱 中，干燥1.0 h后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱量，并重復(fù)干燥至恒重。然后稱取5 g～10 g試樣（精 確至0.0001 g），置于蒸發(fā)皿中，用小玻棒攪勻放在沸水浴上蒸干，并隨時攪拌，擦去皿底的水滴，置 101 ℃～105 ℃干燥箱中干燥4 h后蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h后稱量。以下按5.1自“然后再放入 101 ℃～105 ℃干燥箱中干燥1 h左右……”起依法操作。
6 分析結(jié)果的表述
試樣中的水分的含量按式（1）進(jìn)行計算。
（1）
式中：
X ——試樣中水分的含量，單位為克每百克（g/100g)；
m1 ——稱量瓶(加海砂、玻棒)和試樣的質(zhì)量，單位為克（g）；
m2 ——稱量瓶(加海砂、玻棒)和試樣干燥后的質(zhì)量，單位為克（g）；
m3 ——稱量瓶(加海砂、玻棒)的質(zhì)量，單位為克（g）。
水分含量≥1 g/100 g時，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字；水分含量＜1 g/100 g時，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。
7 精密度
在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的5 %。
第二法 減壓干燥法
8 原理
利用食品中水分的物理性質(zhì)，在達(dá)到40 kPa～53 kPa壓力后加熱至60 ±5 ℃ ℃，采用減壓烘干方法 去除試樣中的水分，再通過烘干前后的稱量數(shù)值計算出水分的含量。 9 儀器和設(shè)備
9.1 真空干燥箱。
9.2 扁形鋁制或玻璃制稱量瓶。
9.3 干燥器：內(nèi)附有效干燥劑。
9.4 天平：感量為0.1 mg。
10 分析步驟
10.1 試樣的制備：粉末和結(jié)晶試樣直接稱取；較大塊硬糖經(jīng)研缽粉碎，混勻備用。 10.2 測定：取已恒重的稱量瓶稱取約2 g～10 g（精確至0.0001 g）試樣，放入真空干燥箱內(nèi)，將真空 干燥箱連接真空泵，抽出真空干燥箱內(nèi)空氣（所需壓力一般為40 kPa~53 kPa)，并同時加熱至所需溫度 60 ℃±5 ℃。關(guān)閉真空泵上的活塞，停止抽氣，使真空干燥箱內(nèi)保持一定的溫度和壓力，經(jīng)4 h后，打 開活塞，使空氣經(jīng)干燥裝置緩緩?fù)ㄈ胫琳婵崭稍锵鋬?nèi)，待壓力恢復(fù)正常后再打開。取出稱量瓶，放入干 燥器中0.5 h后稱量，并重復(fù)以上操作至前后兩次質(zhì)量差不超過2 mg，即為恒重。
11 分析結(jié)果的表述 同6。
12 精密度 在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10 %。
第三法 蒸餾法
13 原理
利用食品中水分的物理化學(xué)性質(zhì)，使用水分測定器將食品中的水分與甲苯或二甲苯共同蒸出，根據(jù) 接收的水的體積計算出試樣中水分的含量。本方法適用于含較多其他揮發(fā)性物質(zhì)的食品，如油脂、香辛 料等。
14 試劑和材料 甲苯或二甲苯（化學(xué)純）：取甲苯或二甲苯，先以水飽和后，分去水層，進(jìn)行蒸餾，收集餾出液備 用。
15 儀器和設(shè)備
15.1 水分測定器：如圖1所示（帶可調(diào)電熱套）。水分接收管容量5 mL，最小刻度值0.1 mL，容量誤 差小于0.1 mL。
1. 250 mL蒸餾瓶； 2. 水分接收管，有刻度； 3. 冷凝管。
圖1 水分測定器
15.2 天平：感量為0.1mg。
16 分析步驟
準(zhǔn)確稱取適量試樣（應(yīng)使最終蒸出的水在2 mL～5 mL，但最多取樣量不得超過蒸餾瓶的2/3），放 入250 mL錐形瓶中，加入新蒸餾的甲苯(或二甲苯)75 mL，連接冷凝管與水分接收管，從冷凝管頂端注 入甲苯，裝滿水分接收管。
加熱慢慢蒸餾，使每秒鐘的餾出液為兩滴，待大部分水分蒸出后，加速蒸餾約每秒鐘4滴，當(dāng)水分 全部蒸出后，接收管內(nèi)的水分體積不再增加時，從冷凝管頂端加入甲苯?jīng)_洗。如冷凝管壁附有水滴，可 用附有小橡皮頭的銅絲擦下，再蒸餾片刻至接收管上部及冷凝管壁無水滴附著，接收管水平面保持10 min不變?yōu)檎麴s終點，讀取接收管水層的容積。
17 分析結(jié)果的表述 試樣中水分的含量按式（2）進(jìn)行計算。
（2）
式中：
X——試樣中水分的含量，單位為毫升每百克（mL/100 g）（或按水在20 ℃的密度0.998，20 g/mL 計算質(zhì)量)；
V——接收管內(nèi)水的體積，單位為毫升（mL）；
m——試樣的質(zhì)量，單位為克（g）。
以重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。
18 精密度
在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10 %。
第四法 卡爾·費休法
19 原理 根據(jù)碘能與水和二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在有吡啶和甲醇共存時，1 mol碘只與1 mol水作用，反應(yīng)式如下：
C5H5N·I2 + C5H5N·SO2 + C5H5N + H2O + CH3OH→ 2C5H5N·HI + C5H6N[SO4CH3]
卡爾·費休水分測定法又分為庫侖法和容量法。庫侖法測定的碘是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，只要電解 液中存在水，所產(chǎn)生的碘就會和水以1:1的關(guān)系按照化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)所有的水都參與了化學(xué)反 應(yīng)，過量的碘就會在電極的陽極區(qū)域形成，反應(yīng)終止。容量法測定的碘是作為滴定劑加入的，滴定劑中 碘的濃度是已知的，根據(jù)消耗滴定劑的體積，計算消耗碘的量，從而計量出被測物質(zhì)水的含量。
20 試劑和材料
20.1 卡爾·費休試劑。
20.2 無水甲醇（CH4O）：優(yōu)級純。
21 儀器和設(shè)備
21.1 卡爾·費休水分測定儀。
21.2 天平：感量為0.1 mg。
22 分析步驟
22.1 卡爾·費休試劑的標(biāo)定（容量法） 在反應(yīng)瓶中加一定體積（浸沒鉑電極）的甲醇，在攪拌下用卡爾·費休試劑滴定至終點。加入10 mg 水（精確至0.0001 g)，滴定至終點并記錄卡爾·費休試劑的用量（V）。卡爾·費休試劑的滴定度按式 （3）計算：
（3）
式中：
T——卡爾·費休試劑的滴定度，單位為毫克每毫升（mg/ mL）；
M——水的質(zhì)量，單位為毫克（mg）；
V——滴定水消耗的卡爾·費休試劑的用量，單位為毫升（mL）。
22.2 試樣前處理 可粉碎的固體試樣要盡量粉碎，使之均勻。不易粉碎的試樣可切碎。
22.3 試樣中水分的測定 于反應(yīng)瓶中加一定體積的甲醇或卡爾·費休測定儀中規(guī)定的溶劑浸沒鉑電極，在攪拌下用卡爾·費 休試劑滴定至終點。迅速將易溶于上述溶劑的試樣直接加入滴定杯中；對于不易溶解的試樣，應(yīng)采用對 GB 5009.3—2010 6 滴定杯進(jìn)行加熱或加入已測定水分的其他溶劑輔助溶解后用卡爾·費休試劑滴定至終點。建議采用庫侖 法測定試樣中的含水量應(yīng)大于10 μg，容量法應(yīng)大于100 μg。對于某些需要較長時間滴定的試樣，需要 扣除其漂移量。
22.4 漂移量的測定 在滴定杯中加入與測定樣品一致的溶劑，并滴定至終點，放置不少于10 min后再滴定至終點，兩次 滴定之間的單位時間內(nèi)的體積變化即為漂移量（ D ）。 23 分析結(jié)果的表述 固體試樣中水分的含量按式（4），液體試樣中水分的含量按式（5）進(jìn)行計算。
（4）
（5）
式中：
X ——試樣中水分的含量，單位為克每百克（g /100 g）；
V1——滴定樣品時卡爾·費休試劑體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；
T ——卡爾·費休試劑的滴定度的準(zhǔn)確數(shù)值，單位為克每毫升（g/ mL）；
M ——樣品質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；
V2——液體樣品體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；
D ——漂移量，單位為毫升每分鐘（mL/min）；
t ——滴定時所消耗的時間，單位為分鐘（min）；
ρ ——液體樣品的密度，單位為克每毫升（g/ mL)。
水分含量≥1 g/100 g時，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字；水分含量＜1g/100g，計算結(jié)果保留兩位 有效數(shù)字。
24 精密度
在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10 %。