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。
3. 学会直接法（水分活度测定仪）测定食品中水分活度的方法。 二、实验原理
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 ERH AW = —— = ——— Po 100 式中：P—样品中水的分压；
Po—相同温度下纯水的蒸汽压；
ERH——样品周围大气的平衡相对湿度（%）。
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。
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三、实验器材
分析天平、恒温箱、康维氏微量扩散皿、AW-1型智能水分活度测定仪（江苏无锡碧波电子设备厂）、座标纸、小塑料杯（直径25 mm～28 mm、深度7 mm）、凡士林、硫酸钾、硝酸钾、氯化钡、氯化钾、溴化钾、氯化镁、硝酸钠。
待测食品：面包、饼干、果冻、蜂蜜
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。
五、间接法测定食品水分活度 （一）操作步骤
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（硫酸钾、硝酸钾、氯化钾）, 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（面包）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。
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。
（二）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
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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。
六、直接法测定食品水分活度
（一）操作过程
（1）在测定前，仪器一般用接近待测样品水分活度的标准溶液进行校正。 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℃ 15 16 17 18
校正数 -0.010 -0.008 -0.006 -0.004
3
温度℃ 21 22 23 24
校正数 +0.002 +0.004 +0.006 +0.008
19 20
-0.002 ±0.00
25
+0.010
（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。 （二）结果处理
记录所测定样品的水分活度，温度校正后与间接法的测定结果进行比较。
附：AW-1下型水分活度仪使用操作步骤 1. 校准
取配置好得标准盐饱和液，到入器皿得1/3～1/2处。用镊子把玻璃器皿小心放入测试盒中，玻璃器皿不要盖上盖子，旋紧测试盒。打开电源开关，电源指示灯亮。按“标准”键选择测试盒中所对应的标准盐，对应指示灯亮。此时同时按“+”“-”两键，校准指示灯亮，表示仪器进入校准状态。仪器会自动根据温度来显示校准时间。校准时间到，即“时间”显示00时，蜂鸣器鸣叫，记录此时所测试饱和盐溶液的水分活度值和温度。
将测试盒打开，取出盐溶液。将传感器放置3~5min。 2. 检测
将待测样品放入玻璃皿中，把玻璃器皿放入测试盒中，旋紧测试盒。 按“-”键，仪器进入检测状态。仪器校准用多少时间，检测也用多少时间。 测试时间到，记录AW值和温度。
将测试盒打开，取出盐溶液。将传感器放置3~5min。可以测试下一个样品。
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？
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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。
3. 学会直接法（水分活度测定仪）测定食品中水分活度的方法。 二、实验原理
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 ERH AW = —— = ——— Po 100 式中：P—样品中水的分压；
Po—相同温度下纯水的蒸汽压；
ERH——样品周围大气的平衡相对湿度（%）。
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。
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三、实验器材
分析天平、恒温箱、康维氏微量扩散皿、AW-1型智能水分活度测定仪（江苏无锡碧波电子设备厂）、座标纸、小塑料杯（直径25 mm～28 mm、深度7 mm）、凡士林、硫酸钾、硝酸钾、氯化钡、氯化钾、溴化钾、氯化镁、硝酸钠。
待测食品：面包、饼干、果冻、蜂蜜
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。
五、间接法测定食品水分活度 （一）操作步骤
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（硫酸钾、硝酸钾、氯化钾）, 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（面包）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。
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。
（二）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
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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。
六、直接法测定食品水分活度
（一）操作过程
（1）在测定前，仪器一般用接近待测样品水分活度的标准溶液进行校正。 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℃ 15 16 17 18
校正数 -0.010 -0.008 -0.006 -0.004
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温度℃ 21 22 23 24
校正数 +0.002 +0.004 +0.006 +0.008
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-0.002 ±0.00
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+0.010
（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。 （二）结果处理
记录所测定样品的水分活度，温度校正后与间接法的测定结果进行比较。
附：AW-1下型水分活度仪使用操作步骤 1. 校准
取配置好得标准盐饱和液，到入器皿得1/3～1/2处。用镊子把玻璃器皿小心放入测试盒中，玻璃器皿不要盖上盖子，旋紧测试盒。打开电源开关，电源指示灯亮。按“标准”键选择测试盒中所对应的标准盐，对应指示灯亮。此时同时按“+”“-”两键，校准指示灯亮，表示仪器进入校准状态。仪器会自动根据温度来显示校准时间。校准时间到，即“时间”显示00时，蜂鸣器鸣叫，记录此时所测试饱和盐溶液的水分活度值和温度。
将测试盒打开，取出盐溶液。将传感器放置3~5min。 2. 检测
将待测样品放入玻璃皿中，把玻璃器皿放入测试盒中，旋紧测试盒。 按“-”键，仪器进入检测状态。仪器校准用多少时间，检测也用多少时间。 测试时间到，记录AW值和温度。
将测试盒打开，取出盐溶液。将传感器放置3~5min。可以测试下一个样品。
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？
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