食品中水分檢驗(yàn)的直接干燥法和減壓干燥法及快速測(cè)定法

水分對(duì)于食品的質(zhì)量特性至關(guān)重要，幾乎所有的食品都含有水分，通常占據(jù)了天然食品質(zhì)量的50%~90%。水分不僅是食品的主要成分，也是動(dòng)植物體內(nèi)不可或缺的重要成分，具有極其重要的生理作用。

為了準(zhǔn)確確定食品中的水分含量，GB5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》，對(duì)食品水分的測(cè)定方法做了詳細(xì)的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)種給出了四種檢測(cè)方法：直接干燥法、減壓干燥法、蒸餾法、卡爾·費(fèi)休法。我們探討其中兩種方法直接干燥法和減壓干燥法。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法我們開發(fā)了快速測(cè)定法（水分快速檢測(cè)儀）

一、直接干燥法

直接干燥法的原理是利用食品中水分的物理性質(zhì)，在101.3kPa的壓力下，將樣品加熱至101℃~105℃，通過測(cè)量干燥前后樣品質(zhì)量的差異來計(jì)算水分含量。這個(gè)方法適用于在101℃~105℃范圍內(nèi)不含或含有微量揮發(fā)性物質(zhì)的各種食品。

在進(jìn)行直接干燥法時(shí)，首先需要準(zhǔn)備試樣。對(duì)于固態(tài)樣品，需要取足夠代表性的樣品，經(jīng)過粉碎和混合均勻后放入密閉玻璃容器中保存。對(duì)于粉狀或糊狀樣品，需要混合均勻后放入密閉玻璃容器。對(duì)于固體和液體（如肉制品）樣品，需要按比例取樣或去除不可食部分，并用組織搗碎機(jī)搗碎均勻后放入密閉玻璃容器。

接下來是具體的分析步驟。對(duì)于固體樣品，將稱量瓶置于101℃~105℃的干燥箱中加熱1小時(shí)，然后在干燥器中冷卻0.5小時(shí)，進(jìn)行稱量。再將稱取的樣品放入干燥器中加熱2-4小時(shí)，取出冷卻0.5小時(shí)后進(jìn)行稱量。重復(fù)以上操作直至前后兩次質(zhì)量差不超過2毫克。

對(duì)于半固體或液體樣品，需要將潔凈的蒸發(fā)皿加熱至恒重，然后取樣品放入蒸發(fā)皿中，在沸水浴上進(jìn)行蒸發(fā)，攪拌并擦去底部的水滴，然后放入干燥器中進(jìn)行稱量。重復(fù)以上操作直至前后兩次質(zhì)量差不超過2毫克，即為恒重。

二、減壓干燥法

減壓干燥法的原理是利用低壓下水的沸點(diǎn)降低的物理性質(zhì)。在40kPa~53kPa的壓力下，將樣品加熱至60℃，通過真空干燥箱去除樣品中的水分，并通過稱量前后樣品質(zhì)量的差異來計(jì)算水分含量。

減壓干燥法適用于溫度較高、易分解的樣品以及水分含量較高的樣品，如糖和味精等食品。然而，它不適用于添加了其他原料的糖果，如奶糖和軟糖等樣品，并且不適用于水分含量小于0.5g/100g的樣品（但糖和味精除外）。

在進(jìn)行減壓干燥法時(shí)，首先需要將鋁盒加熱至恒重。然后取已恒重的稱量瓶，稱取2克到10克的試樣，放入真空干燥箱中，連接真空泵，抽氣至40kPa~53kPa的壓力，并同時(shí)加熱至60℃。等待4小時(shí)后，停止抽氣并讓空氣緩慢進(jìn)入真空干燥箱中。取出稱量瓶，在干燥器中冷卻0.5小時(shí)后進(jìn)行稱量。重復(fù)以上操作直至前后兩次質(zhì)量差不超過2毫克，即為恒重。

需要注意的是，在減壓干燥法中，真空干燥箱內(nèi)部各部位要求均勻一致。在操作時(shí)應(yīng)盡量保持被稱量物體與天平的溫度一致，通常需要冷卻0.5-1小時(shí)。此外，對(duì)于易分解的樣品，需要避免高溫下的脫水和炭化，并盡量降低干燥溫度。

三、快速測(cè)定法（水分快速檢測(cè)儀）

直接干燥法和減壓干燥法是GB5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》作為常用的水分檢驗(yàn)方法，被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，傳統(tǒng)的水分檢驗(yàn)方法存在一些不足之處。首先，操作繁瑣，需要人工準(zhǔn)確稱量樣品、嚴(yán)格控制恒重、記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)以及進(jìn)行結(jié)果計(jì)算。這些步驟不僅耗時(shí)耗力，還容易出現(xiàn)誤差。其次，標(biāo)準(zhǔn)方法無法滿足大規(guī)模檢測(cè)的需求，對(duì)于需要高效率和高精度的場(chǎng)景有所欠缺。隨著技術(shù)的進(jìn)步，水分快速檢測(cè)儀作為一種有效的替代工具，受到越來越多行業(yè)的青睞。

水分快速檢測(cè)儀通過采用快速加熱蒸發(fā)和連續(xù)稱重的原理工作。在設(shè)備的加熱區(qū)域內(nèi)，樣品被置于環(huán)形鹵素?zé)舻募訜嵯?，使其中的水分快速蒸發(fā)。同時(shí)，儀器會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)樣品的重量變化，通過對(duì)比干燥前后的樣品重量，得出水分含量的百分比，即“熱失重”（LOD）數(shù)據(jù)。相比傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法，水分測(cè)定儀具有以下優(yōu)勢(shì)：

1. 快速：水分快速檢測(cè)儀器能夠在很短的時(shí)間內(nèi)完成水分檢測(cè)，通常只需要幾分鐘，這大大提高了生產(chǎn)效率和檢測(cè)效率。

2. 精確：水分快速檢測(cè)儀器具備高精度和穩(wěn)定性，可以準(zhǔn)確測(cè)定不同類型食品中的水分含量，包括固體食品、液體食品和粉狀食品等。經(jīng)過驗(yàn)證，水分快速檢測(cè)儀器的結(jié)果與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方法具有很好的一致性，具備替代性。

3. 操作簡(jiǎn)單：水分快速檢測(cè)儀器的操作非常簡(jiǎn)便，只需將樣品放入儀器中，按下相應(yīng)按鈕即可完成檢測(cè)過程。液晶顯示屏方便操作者閱讀數(shù)據(jù)，包括水分值、樣品的初始重量和最終重量、測(cè)試時(shí)間以及溫度等關(guān)鍵參數(shù)。并且，該設(shè)備還能與計(jì)算機(jī)或打印機(jī)連接，方便數(shù)據(jù)傳輸和記錄。

水分快速檢測(cè)儀的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛推廣，并在食品行業(yè)中發(fā)揮著重要作用。對(duì)于食品生產(chǎn)企業(yè)來說，使用水分快速檢測(cè)儀器可以更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決水分相關(guān)問題，提高產(chǎn)品的口感和保質(zhì)期。而對(duì)于食品質(zhì)檢機(jī)構(gòu)來說，水分快速檢測(cè)儀的使用能夠提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，確保食品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。