4 实验三 食品水分活度（AW）的测定—— 水分活度 仪测定法 一、引言 食品中的水是以自由态、水合态、胶体吸润态、表面吸附态等状态存在的。不同状态的 水可分为两类：由氢键结合力联系着的水称为结合水；以毛细管力系着的水称为自由水。自 由水能被微生物所利用，结合水则不能。食品中含水分量，不能说明这些水是否都能被微生 物所利用，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。拉乌尔 定德（Raoult’s Law）指出，当溶质溶于水，水分子与溶质分子变成定向关系从而减少水分 子从液相进入汽相的逸度，使溶液的蒸汽压降低，稀溶液蒸气压降低度与溶质的摩尔分数成 正比。水分活度也可用平衡时大气的相对湿度（ERH）来计算。故水分活度（AW）可用下 式表示： p no ERH AW=——=————=——— Po n1+n0 100 式中：P—样品中水的分压； Po—相同温度下纯水的蒸汽压； no—水的摩尔数； n1—溶液的摩尔数； ERH——样品周围大气的平衡相对湿度（%）。 水分活度测定仪主要是在一定温度下利用仪器装置中的湿敏元件，根据食品中水蒸汽 压力的变化，从仪器表头上读出指针所示的水分活度。本实验要求掌握利用水分活度测定仪 测定食品水分活度的方法和了解食品中水分存在的状态。 二、实验材料、试剂和仪器 苹果块，市售蜜饯，面包，饼干。 氯化钡饱和溶液。 SJN5021 型水分活度测定仪（无锡江宁机械厂）。 三、实验步骤（当所用的水分活度测定仪不同时，按照仪器说明书进行操作） （1）将等量的纯水及捣碎的样品（约 2g）迅速放入测试盒，拧紧盖子密封，并通过转 接电缆插入“纯水”及“样品”插孔。固体样品应碾碎成米粒大小，并摊平在盒底。 （2）把稳压电源输出插头插入“外接电源”插孔（如果不外接电源，则可使用直流电）， 打开电源开关，预热 15 分钟，如果显示屏上出现“E”，表示溢出，按“清零”按钮。 （3）调节“校正 II”电位器，使显示为 100.00±0.05。 （4）按下“活度”开关，调节“校正 I”电位器，使显示为 1.000±0.001
4 实验三 食品水分活度（AW）的测定—— 水分活度 仪测定法 一、引言 食品中的水是以自由态、水合态、胶体吸润态、表面吸附态等状态存在的。不同状态的 水可分为两类：由氢键结合力联系着的水称为结合水；以毛细管力系着的水称为自由水。自 由水能被微生物所利用，结合水则不能。食品中含水分量，不能说明这些水是否都能被微生 物所利用，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。拉乌尔 定德（Raoult’s Law）指出，当溶质溶于水，水分子与溶质分子变成定向关系从而减少水分 子从液相进入汽相的逸度，使溶液的蒸汽压降低，稀溶液蒸气压降低度与溶质的摩尔分数成 正比。水分活度也可用平衡时大气的相对湿度（ERH）来计算。故水分活度（AW）可用下 式表示： p no ERH AW=——=————=——— Po n1+n0 100 式中：P—样品中水的分压； Po—相同温度下纯水的蒸汽压； no—水的摩尔数； n1—溶液的摩尔数； ERH——样品周围大气的平衡相对湿度（%）。 水分活度测定仪主要是在一定温度下利用仪器装置中的湿敏元件，根据食品中水蒸汽 压力的变化，从仪器表头上读出指针所示的水分活度。本实验要求掌握利用水分活度测定仪 测定食品水分活度的方法和了解食品中水分存在的状态。 二、实验材料、试剂和仪器 苹果块，市售蜜饯，面包，饼干。 氯化钡饱和溶液。 SJN5021 型水分活度测定仪（无锡江宁机械厂）。 三、实验步骤（当所用的水分活度测定仪不同时，按照仪器说明书进行操作） （1）将等量的纯水及捣碎的样品（约 2g）迅速放入测试盒，拧紧盖子密封，并通过转 接电缆插入“纯水”及“样品”插孔。固体样品应碾碎成米粒大小，并摊平在盒底。 （2）把稳压电源输出插头插入“外接电源”插孔（如果不外接电源，则可使用直流电）， 打开电源开关，预热 15 分钟，如果显示屏上出现“E”，表示溢出，按“清零”按钮。 （3）调节“校正 II”电位器，使显示为 100.00±0.05。 （4）按下“活度”开关，调节“校正 I”电位器，使显示为 1.000±0.001
5 （5）等测试盒内平衡半小时后（若室温低于 25℃，则需平衡 50 分钟），按下相应的“样 品测定”开关，即可读出样品的水分活度（AW）值（读数时，取小数点后面三位数）。 （6）测量相对湿度时，将“活度”开关复位，然后按相应的“样品测定”开关，显示的数 值即为所测空间的相对湿度。 （7）关机，清洗并吹干测试盒，放入干燥剂，盖上盖子，拧紧密封。 四、注意事项 （1）在测定前，仪器一般用标准溶液进行校正。下面是几种常用盐饱和溶液在 25℃时 水分活度的理论值（如果不符，要更换湿敏元件）。 氯化钡（BaCl2·2H2O） 0.901 溴化钾（KBr） 0.842 氯化钾（KCl） 0.807 氯化钠（NaCl） 0.752 硝酸钠（NaNO3） 0.737 （2）环境不同，应对标准值进行修正。 温度℃ 校正数 温度℃ 校正数 15 -0.010 21 +0.002 16 -0.008 22 +0.004 17 -0.006 23 +0.006 18 -0.004 24 +0.008 19 -0.002 25 +0.010 20 ±0.00 （3）测定时切勿使湿敏元件沾上样品盒内样品。 （4）本仪器应避免测量含二氧化硫、氨气、酸和碱等腐蚀性样品。 （5）每次测量时间不应超过一小时
5 （5）等测试盒内平衡半小时后（若室温低于 25℃，则需平衡 50 分钟），按下相应的“样 品测定”开关，即可读出样品的水分活度（AW）值（读数时，取小数点后面三位数）。 （6）测量相对湿度时，将“活度”开关复位，然后按相应的“样品测定”开关，显示的数 值即为所测空间的相对湿度。 （7）关机，清洗并吹干测试盒，放入干燥剂，盖上盖子，拧紧密封。 四、注意事项 （1）在测定前，仪器一般用标准溶液进行校正。下面是几种常用盐饱和溶液在 25℃时 水分活度的理论值（如果不符，要更换湿敏元件）。 氯化钡（BaCl2·2H2O） 0.901 溴化钾（KBr） 0.842 氯化钾（KCl） 0.807 氯化钠（NaCl） 0.752 硝酸钠（NaNO3） 0.737 （2）环境不同，应对标准值进行修正。 温度℃ 校正数 温度℃ 校正数 15 -0.010 21 +0.002 16 -0.008 22 +0.004 17 -0.006 23 +0.006 18 -0.004 24 +0.008 19 -0.002 25 +0.010 20 ±0.00 （3）测定时切勿使湿敏元件沾上样品盒内样品。 （4）本仪器应避免测量含二氧化硫、氨气、酸和碱等腐蚀性样品。 （5）每次测量时间不应超过一小时
6 实验四 粗灰分的测定（干式灰化法） 一、原理 将食物样品灼烧，使其中的有机物氧化成 CO2，H2O 及 N，S 的氧化物挥发掉，无机盐 类转变成金属氧化物残留下来，这部分残留物就是灰分。由于有机物燃烧不完全，有残余的 碳存在，故称之为粗灰分。除去残余碳后，称之为真灰分。 通过灼烧的手段分解食品样品的方法，称为干灰化法。 二、材料与仪器 （一）材料：水果、蔬菜、其它加工食品。 （二）仪器：瓷坩埚、长柄坩埚钳、干燥器、马福炉、分析天平。 三、操作步骤 将洗净的瓷坩埚放入马福炉中，在 500-600℃灼烧 0.5h，冷却至 200℃后，用坩埚钳将 其取出，放入干燥器中冷却到室温后，精确称重 W。 取固体样品 2-5g，或液体样品 5-10g，放入坩埚中，称重 W1，然后在电炉上加热使样 品碳化至无烟。易发泡的含糖、淀粉、蛋白质等较多的样品，可预先在样品中滴加几滴纯植 物油。 液体样品先在水浴上蒸干，再放电炉上加热，直至碳化。 将坩埚移至马福炉中，在 525℃±25℃下灼烧灰化至碳微粒消失，样品呈灰白色止，冷 却至 200℃后，用坩埚钳取出坩埚，放入干燥器中冷却至室温。精确称重。再灼烧 1h，冷却、 称重，两次称重相差不超过 0.5mg 为恒重 W2。 四、计算 W2—W0 粗灰分% = —————×100% W1—W0 式中：W0——坩埚重量（g） W1——坩埚和样品重量（g） W2——坩埚和粗灰分重量（g） 五、注意事项 （一）坩埚在使用前应先用稀盐酸煮沸 1h，冼净，烘干后再使用。 （二）灼烧温度过高或升温太快，会引起钠、钾的氯化物挥发损失，而且钠、钾的磷酸 盐和硅酸盐也易熔融而把碳粒包藏起来不易烧尽
6 实验四 粗灰分的测定（干式灰化法） 一、原理 将食物样品灼烧，使其中的有机物氧化成 CO2，H2O 及 N，S 的氧化物挥发掉，无机盐 类转变成金属氧化物残留下来，这部分残留物就是灰分。由于有机物燃烧不完全，有残余的 碳存在，故称之为粗灰分。除去残余碳后，称之为真灰分。 通过灼烧的手段分解食品样品的方法，称为干灰化法。 二、材料与仪器 （一）材料：水果、蔬菜、其它加工食品。 （二）仪器：瓷坩埚、长柄坩埚钳、干燥器、马福炉、分析天平。 三、操作步骤 将洗净的瓷坩埚放入马福炉中，在 500-600℃灼烧 0.5h，冷却至 200℃后，用坩埚钳将 其取出，放入干燥器中冷却到室温后，精确称重 W。 取固体样品 2-5g，或液体样品 5-10g，放入坩埚中，称重 W1，然后在电炉上加热使样 品碳化至无烟。易发泡的含糖、淀粉、蛋白质等较多的样品，可预先在样品中滴加几滴纯植 物油。 液体样品先在水浴上蒸干，再放电炉上加热，直至碳化。 将坩埚移至马福炉中，在 525℃±25℃下灼烧灰化至碳微粒消失，样品呈灰白色止，冷 却至 200℃后，用坩埚钳取出坩埚，放入干燥器中冷却至室温。精确称重。再灼烧 1h，冷却、 称重，两次称重相差不超过 0.5mg 为恒重 W2。 四、计算 W2—W0 粗灰分% = —————×100% W1—W0 式中：W0——坩埚重量（g） W1——坩埚和样品重量（g） W2——坩埚和粗灰分重量（g） 五、注意事项 （一）坩埚在使用前应先用稀盐酸煮沸 1h，冼净，烘干后再使用。 （二）灼烧温度过高或升温太快，会引起钠、钾的氯化物挥发损失，而且钠、钾的磷酸 盐和硅酸盐也易熔融而把碳粒包藏起来不易烧尽
7 实验五 总酸的测定（滴定法） 一、原理 果汁具有酸性反应，这些反应取决于游离态的酸以及酸式盐存在的数量。总酸度包括未 解离酸的浓度和已解离酸的浓度。酸的浓度以摩尔浓度表示时，称为总酸度。含量用滴定法 测定。果蔬中含有各种有机酸，主要有苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸.。果蔬种类不同， 含有机酸的种类和数量也不同，食品中酸的测定是根据酸碱中和的原理，即用标定的氢氧化 钠溶液进行滴定。 二、材料、仪器与试剂 （一）材料：桃、杏、苹果、蔬菜等 （二）仪器：碱式滴定管（20ml）、容量瓶（100ml）、移液管（10ml）、烧杯（100ml）、 研钵或组织捣碎机、天平、漏斗、滤纸等。 （三）试剂 1．0.1mol/L 氢氧化钠：称 4.0g 氢氧化钠定容至 1000ml，然后用 0.1mol/L 邻苯二甲酸 氢钾标定，若浓度太高可酌情稀释。 2．1%酚酞指示剂：称 1.0g 酚酞，加入 100ml 50%的乙醇溶解。 三、操作步骤 准确称取混合均匀磨碎的样品 10.0g（或吸 10.0ml 样品液），转移到 100ml 容量瓶中， 加蒸馏水至刻度、摇匀。用滤纸过滤，准确吸取滤液 20ml 放入 100ml 三角瓶中，加入 1% 酚酞 2 滴，用标定的氢氧化钠滴定至初显粉色在 0.5min 内不褪色为终点，记下氢氧化钠用 量，重复三次，取平均值。 四、计算 V C×N×折算系数 总酸度（%）=——×————————×100 W V1 式中：V——样品稀释总体积（ml） V1——滴定时取样液体积 C——消耗氢氧化钠标准液毫升数 N——氢氧化钠标准液摩尔浓度 W——样品重量（g） 折算系数：即不同有机酸的毫摩尔质量（g/mmol），食品中的总酸度往往根据所含酸的 不同，而取其中一种主要有机酸计量。食品中常见的有机酸以及其毫摩尔质量折算系数加下： 苹果酸——0.067（苹果、梨、桃、杏、李子、番茄、莴苣） 醋酸——0.060（蔬菜罐头）
7 实验五 总酸的测定（滴定法） 一、原理 果汁具有酸性反应，这些反应取决于游离态的酸以及酸式盐存在的数量。总酸度包括未 解离酸的浓度和已解离酸的浓度。酸的浓度以摩尔浓度表示时，称为总酸度。含量用滴定法 测定。果蔬中含有各种有机酸，主要有苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸.。果蔬种类不同， 含有机酸的种类和数量也不同，食品中酸的测定是根据酸碱中和的原理，即用标定的氢氧化 钠溶液进行滴定。 二、材料、仪器与试剂 （一）材料：桃、杏、苹果、蔬菜等 （二）仪器：碱式滴定管（20ml）、容量瓶（100ml）、移液管（10ml）、烧杯（100ml）、 研钵或组织捣碎机、天平、漏斗、滤纸等。 （三）试剂 1．0.1mol/L 氢氧化钠：称 4.0g 氢氧化钠定容至 1000ml，然后用 0.1mol/L 邻苯二甲酸 氢钾标定，若浓度太高可酌情稀释。 2．1%酚酞指示剂：称 1.0g 酚酞，加入 100ml 50%的乙醇溶解。 三、操作步骤 准确称取混合均匀磨碎的样品 10.0g（或吸 10.0ml 样品液），转移到 100ml 容量瓶中， 加蒸馏水至刻度、摇匀。用滤纸过滤，准确吸取滤液 20ml 放入 100ml 三角瓶中，加入 1% 酚酞 2 滴，用标定的氢氧化钠滴定至初显粉色在 0.5min 内不褪色为终点，记下氢氧化钠用 量，重复三次，取平均值。 四、计算 V C×N×折算系数 总酸度（%）=——×————————×100 W V1 式中：V——样品稀释总体积（ml） V1——滴定时取样液体积 C——消耗氢氧化钠标准液毫升数 N——氢氧化钠标准液摩尔浓度 W——样品重量（g） 折算系数：即不同有机酸的毫摩尔质量（g/mmol），食品中的总酸度往往根据所含酸的 不同，而取其中一种主要有机酸计量。食品中常见的有机酸以及其毫摩尔质量折算系数加下： 苹果酸——0.067（苹果、梨、桃、杏、李子、番茄、莴苣） 醋酸——0.060（蔬菜罐头）
8 酒石酸——0.075（葡萄） 柠檬酸——0.070（柑橘类） 乳酸——0.090（鱼、肉罐头、牛奶） 实验六 还原糖的测定 一、引言 还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有 游离潜醛基的双糖都具有还原性。葡萄糖分子中含有游离醛基、果糖分子中含有游离酮基， 乳糖和麦芽糖分子中含有游离的潜醛基，故它们都是还原糖。其他双糖（如蔗糖）、三糖乃 至多糖（如糊精、淀粉等），其本身不具还原性，属于非还原性糖，但都可以通过水解而生 成相应的还原性单糖，测定水解液的还原糖含量就可以求得样品中相应糖类的含量。因此， 还原糖的测定是一般糖类定量的基础。 二、原理 将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种 沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以 次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化 亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色变为无色， 即为滴定终点。根据样液消耗量可计算出还原糖含量。各步反应式（以葡萄糖为例）如下： （1）CuSO4+2NaOH===2Cu(OH)2↓+Na2SO4
8 酒石酸——0.075（葡萄） 柠檬酸——0.070（柑橘类） 乳酸——0.090（鱼、肉罐头、牛奶） 实验六 还原糖的测定 一、引言 还原糖是指具有还原性的糖类。在糖类中，分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有 游离潜醛基的双糖都具有还原性。葡萄糖分子中含有游离醛基、果糖分子中含有游离酮基， 乳糖和麦芽糖分子中含有游离的潜醛基，故它们都是还原糖。其他双糖（如蔗糖）、三糖乃 至多糖（如糊精、淀粉等），其本身不具还原性，属于非还原性糖，但都可以通过水解而生 成相应的还原性单糖，测定水解液的还原糖含量就可以求得样品中相应糖类的含量。因此， 还原糖的测定是一般糖类定量的基础。 二、原理 将一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合，立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀，这种 沉淀很快与酒石酸钾钠反应，生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下，以 次甲基蓝作为指示剂，用样液滴定，样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应，生成红色的氧化 亚铜沉淀，待二价铜全部被还原后，稍过量的还原糖把次甲基蓝还原，溶液由蓝色变为无色， 即为滴定终点。根据样液消耗量可计算出还原糖含量。各步反应式（以葡萄糖为例）如下： （1）CuSO4+2NaOH===2Cu(OH)2↓+Na2SO4