食品水分活度的测定
食品水活度测定方法
食品水活度测定方法
食品水活度是指食品中水分含量的变化，它也是食品安全和质量检测中重要的指标。
食品水活度测定方法有很多，主要包括烘干法、静电仪法、质谱法、重量法和固定湿度仪法。
烘干法是常用的食品水活度测定方法之一，它可以排除食品中的有机溶剂，温度和时
间都是可控的，准确性较高，但烘干后食品失去大量营养物质，比较费时。
静电仪法也被广泛用于食品水活度测定，其特点是准确无误，可以测量到0.1 wt.％
以下的水分，但是，测量速度慢，仪器高档昂贵，不太适合大规模检测。
质谱法是一种比较新的食品水活度测定方法，可以快速和准确地测定vapor—液相交
换水分。
它可以准确测量几种样品间的水分，而且分析时间短，准确性更高，但价格较贵。
重量法是迄今为止最常见的测定食品水活度的方法，它简单快速，分析开销低，可以
得出结果，但比例容错范围较大，这种方法不太适用于测量食品中微量的水分。
固定湿度仪法是近年来食品水分测定新技术，它通过采用特定湿度气氛，运用湿度传
感器控制并监视气体湿度，获得样品中的水分含量和水活度数据，仪器价格相对较低，测
量准确可靠，但仪器维护费用较大。
总之，食品水活度测定方法有很多，可以根据各自的特点和价格，按照实际需要，选
择合适的方法来测定食品水活度，以保证测定准确可靠。
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5.2 试样预测定 5.2.1 预处理将盛有试样的密闭容器、康卫氏皿（4.1）及称量皿（4.2）置于恒温培养箱（4.4）内，于25 ℃ ±1 ℃条件下，恒温30 min 。
食品中水分活度值的测定
一、实验目的
1、了解水分活度对食品品质及食品保藏稳定性的影 响。
2、掌握扩散法测量水分活度值的方法。
二、实验原理
样品在康威氏（Conway）微量扩散器的密封和 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 高的标准溶液中平衡）和减少（在Aw较低的标准 溶液中平衡）的量，求出样品的Aw。
Aw值测定图解
六、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。
2、康威氏皿密封性应良好。 3、试样的大小、形状对测定结果影响不大，取试样
的固体部分或液体部分都可以，样品平衡后其测 定结果没有差异。
七、思考题
1、测量前，样品是如何进行预处理的？ 2、如何绘图测得样品的Aw值？
谢谢大家！
三、实验仪器设备
康威氏（Conway）微量扩散皿、小铝皿或玻璃 皿、分析天平（感量0.0001g）
四、试剂配制
标准水分活度试剂，如下表所示：
五、实验操作
1、在预先恒重且精确称重的铝皿或玻璃皿中，准确 称取1.00g均匀切碎的样品，迅速放入康威氏扩散 皿内室中。
2、在外室预先放入标准饱和溶液5ml，或标准的上 述各式盐5.0g，加入少许蒸馏水湿润。
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谢谢观赏
3、在扩散皿磨口边缘均匀涂一层凡士林，加盖密封， 在 25℃±0.5℃ 的 恒 温 箱 中 放 置 2±0.5h( 平 行 作 2-4 份不同Aw值的标准饱和溶液及平迅速称量，分别 计算各样品的质量增减数。
5、以各种标准饱和溶液在25℃时的Aw值为横坐标， 样品的质量增减数为纵坐标作图（如下图），将 各点连结成一条直线，这条线与横坐标的交点即 为所测样品的水分活度值Aw。
食品分析水分和水分活度的测定方法
强极性基团单分子水层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一氢键结合的水。
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一、概述
（三）食品中水的存在形式 结合水Bound Water（束缚水） ➢由氢键结合力系着的水，如在食品中与蛋白质活性基(一 OH，一NH2，一COOH等)和碳水化合物的活性基(一OH) 以氢键相结合而不能自由运动的水，有如下特点： ➢不易结冰（冰点-40℃）； ➢不能作为溶质的溶媒，干燥时很难除去； ➢与纯水比较分子平均运动大大减少； ➢不能被微生物利用，不易引起食品的腐败变质。
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二、水分的测定
（一）干燥法 3.主要操作条件和要点 干燥条件 干燥温度 ➢ 一般是 95～105 ℃； ➢ 对含还原糖较多的食品应先（50～60℃）干燥然后再 105℃加热。 ➢ 对热稳定的谷物可用120～130 ℃干燥。 ➢ 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。
思考题：什么时候必须选择减压干燥法？
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二、水分的测定
（一）干燥法 2.水分测定操作过程
样品接受
预处理（样品、称量瓶） 准确称取适
量样品于恒重称量瓶中 在规定条件下干燥
冷却
称量
干燥
冷却
称量 恒重
实验
结果处理
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二、水分的测定
（一）干燥法 3.主要操作条件和要点 ➢预处理(样品、称量瓶、海砂） ➢样品重量和称量瓶规格 ➢干燥设备 ➢干燥条件 ➢干燥剂
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一、概述
（三）食品中水的存在形式
食品中哪些水分是易除去的？
➢食品干燥、蒸发时去掉的水分主要为自由水。 ➢很难用蒸发的方法分离除去结合水。
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一、概述
食品水分活度的测定
食品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：212m 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。
2.2试剂表4-1标准饱和盐溶液的A w 值表（25℃）注：本表数据取各种文献数据的平均值2.3测定方法主要测定容器是康维皿容器，它分内外二室，测定时在外室加入标准盐饱和溶液，在内室的铝箔皿中加入1克左右的待测试样。
水分活度测定方法
水分活度测定方法水分活度是指水分在特定条件下对溶质产生影响的能力。
在食品、药品、化妆品等行业中，水分活度的测定是非常重要的，因为水分活度的大小直接关系到产品的质量和稳定性。
本文将介绍几种常用的水分活度测定方法。
一、质量法质量法是一种简单直接的测定水分活度的方法。
它的原理是通过测定样品在某一温度下的质量变化来确定水分活度。
具体操作步骤如下：1. 取一定质量的样品，称为m1；2. 将样品在一定温度下干燥一段时间，直至质量不再变化，称为m2；3. 计算水分活度的公式为aw = (m1 - m2) / m1，其中aw为水分活度。
二、渗透法渗透法是一种常用的测定水分活度的方法。
它的原理是通过测定溶液在半透膜上的渗透压来推算水分活度。
具体操作步骤如下：1. 准备一个半透膜和一个渗透液，将渗透液放在半透膜的一侧；2. 将待测样品放在渗透液的另一侧；3. 观察渗透液的变化，根据渗透液的渗透压变化来推算水分活度。
三、电导法电导法是一种利用电导率测定水分活度的方法。
它的原理是根据水分对电导率的影响来判断水分活度的大小。
具体操作步骤如下：1. 准备一个电导仪和一定量的待测样品；2. 将待测样品放在电导仪中，测量其电导率；3. 根据电导率的大小来判断水分活度的大小。
四、红外法红外法是一种非常常用的测定水分活度的方法。
它的原理是利用红外光的吸收能力来检测水分的存在。
具体操作步骤如下：1. 准备一台红外仪和待测样品；2. 将待测样品放在红外仪中，测量其吸收红外光的能力；3. 根据吸收红外光的能力来判断水分活度的大小。
以上是几种常用的水分活度测定方法。
不同的方法适用于不同的实际情况，选择合适的方法可以更准确地测定水分活度。
在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的方法，并结合其他因素综合考虑，以获得准确可靠的测定结果。
通过水分活度的测定，可以帮助我们更好地控制产品的质量，提高产品的稳定性和安全性。
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。
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。
（2）康威氏皿密封性应良好。
（3）试样的大小、形状对测定结果影响不大，取试样的固体部分或液体部分都可以，样品平衡后其测定结果没有差异。
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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 Aw 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 Aw 标准饱和盐溶液达平衡）和减少（即在较低 Aw 标准饱和盐溶液达平衡）的量，计算试样的 Aw 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 Aw 值（25 ℃）见表 1。
（NaOH）
1．在 3 个康维皿的外室分别加入 Aw 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。
七、注意事项 1．称重要精确迅速。 2．扩散皿密封性要好。 3．对试样的 Aw 值范围预先有一估计，以便正确选择标准饱和盐溶液。 4．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)。 八、问题与思考 1．扩散法测定水分活度的原理是什么？ 2．为什么试样中含有水溶性挥发性物质影响水分活度的准确测定？
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。
六、结果处理 1．计算每个康维皿中试样的质量增减值。 2．以各种标准饱和盐溶液在 25 ℃时的 Aw 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 Aw 值（见图实-1）。 图中 A 点表示试样与 MgCl2·6H2O 标准饱和溶液平衡后质量减少 20.2 mg，B 点表示试样与 Mg（NO3） 2·6H2O 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 Aw 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 Aw，为 0.60。
表 1 标准饱和盐溶液的 Aw 值（25 ℃）
试剂名称
AW
试剂名称
硝酸钾
0.924 硝酸钠
AW 0.737
试剂名称 碳酸钾
AW 0.427
(KNO3) 氯化钡
0.901
(NaNO3) 氯化锶
0.708
（K2CO3·2H2O） 氯化镁
0.330
(BaCl2•2H2O)
氯化钾
0.842
(SrCl2·6H2O) 溴化钠
0.577
（MgCl2·6H2O） 醋酸钾
0.224
(KCl) 溴化钾
0.807
(NaBr·2H2O) 硝酸镁
0.528
（KAc·H2O） 氯化锂
0.110
(KBr) 氯化钠
0.752
[Mg（NO3）2·6H2O]
硝酸锂
0.476
（LiCl·H2O） 氢 五、操作步骤
（LiNO3·3H2O）