从进货检验、质量控制、生产和储存到开发新产品,水分分析在食品工业的各个领域都发挥着至关重要的作用。水分含量还决定着材料的成本,并经常影响成品的经济效益。几乎在所有情况下,配料和原料都有一个最佳的水分含量,以提供最佳的配方、口味、一致性、外观和保质期。
从进货检验、质量控制、生产和储存到开发新产品,水分分析在食品工业的各个领域都发挥着至关重要的作用。水分含量还决定着材料的成本,并经常影响成品的经济效益。几乎在所有情况下,配料和原料都有一个最佳的水分含量,以提供最佳的配方、口味、一致性、外观和保质期。
太干的物质可能会在生产过程中造成静电释放问题,或影响最终产品的稠度。另一方面,过于潮湿的物质可能会结块,堵塞管道和机器,或导致保质期缩短。
水分测定可确保产品质量的一致性。食品行业面临着持续的压力,既要保持最低成本,又要生产出数量巨大、质量稳定的产品。可靠、快速的水分测定方法可使生产中的食品技术人员及时干预,避免生产中断甚至停顿。
不同样品中水的环境、属性和物理状态会有很大不同。温度、压力和粘合力会改变样本中水的物理状态,从而增加每次分析的复杂性,如果数据分析不正确,还可能导致结果混乱。例如,碳水化合物可在低至 50°C 的温度下分解,此时它们会发生化学反应,释放出水分并增加测得的总含水量。然而,这种 "添加的水分 "不应被视为食品的含水量。
国际和国家标准规定了商业销售产品的允许水分/含水量阈值。监管机构和标准,如 BRC(英国零售商协会)、IFS(国际特色标准)、GFSI(全球食品安全倡议)、ISO(国际标准化组织)和 AOAC(官方农业化学家协会),都在加强对食品生产、加工和销售的监管。这就增加了质量保证和质量控制所需的工作,并要求更现代、更高效的解决方案。
许多食品生产商对测量的准确性、可靠性和可追溯性都有严格的标准,以确保产品质量。这些 SOP(标准操作程序)描述了样品制备和测量过程,包括样品量、所需测量次数、最大可容忍偏差以及科学家发现错误时的程序。
质控科学家使用重量法、化学法和物理法来确定水分含量或含水量。
梅特勒托利多为热重和基于化学反应的方法提供仪器和软件。
水分分析仪由天平和加热装置两部分组成。测量过程从记录样品的起始重量开始。然后,卤素灯对样品进行加热和干燥,同时集成天平记录样品重量。当样品不再减重时,仪器会自动关闭,并根据减重计算出水分含量。使用快速水份仪,技术人员可在 2-20 分钟内快速获得结果。
梅特勒托利多 HS 153 或 HC 103 快速水份分析仪操作简便,可快速、可靠地得出水份含量结果,而且结构坚固,使用寿命长。它们非常适合在实验室和生产中使用。HX204 快速水份仪是低含水量样品和/或高度管制行业的最佳选择。
使用干燥箱进行失重干燥通常是测定水分的参考方法。有了卤素水分分析仪,科学家就可以利用重力原理快速确定水分含量。如果两种方法的结果具有可比性,卤素水分分析仪可以取代干燥箱方法。
热重分析(TGA) 是测定水分的另一种方法。热重分析利用一个炉子和一个超微量天平,在受控气氛中加热样品的同时连续称量样品的重量。它提供的数据是样品加热过程中时间或温度的函数,比干燥失重提供的信息要多得多。独立的热重分析仪只能确定样品的水分含量,但通过将热重分析仪与进化气体分析系统联用,可以确定材料的水分含量或识别干燥过程中释放的气体。
卡尔费休法是一种准确、公认的参考方法,对水具有选择性。它适用于痕量分析(库仑滴定法)和高含水量分析(容量滴定法)。使用合适的样品更换器可实现广泛的自动化,因此该方法的样品处理量非常高。
选择最合适的方法取决于样品的物理和化学特性,如类型、体积、数量、假定含水量、应用需求(如测量速度、自动化)、法规要求(如准确性),以及产品或生产过程的其他特定标准。
重量测量始终是干燥失重法,可得出样品的总挥发物含量(包括水分)。相比之下,卡尔费休滴定法或物理方法只针对水,可确定样品中的水含量。
重量法更适用于水分只与材料弱结合的材料。例如,在蜂蜜中,水分通过氢键与糖分子紧密结合。因此,完成水分含量的重量测定非常耗时,而卡尔费休测定法只需几分钟就能测定蜂蜜中的水分含量。
选择合适的水分测定方法可能很微妙,没有放之四海而皆准的解决方案。不过,如果您对以下问题的回答是肯定的,那么卡尔费休法就是比失重干燥法更好的选择。
您只需要测量水含量吗?
您的产品是否含有超过痕量的挥发物,从而导致水分读数失真?
您的产品是否含水量很低?
了解测定材料中水分/含水量的不同技术,并提出正确的问题以选择最适合您应用的技术。
水分含量是指样品中水蒸气和其他挥发性成分的含量,而含水量仅指样品中的含水量。
在食品和饮料行业中,水/水分含量是衡量原材料、中间产品或最终产品的质量、贮藏保质期和可加工性的一个通用因素。它对食品的口感、质地、外观、形状和重量以及经济、法律和标签要求都有重大影响。理想水/水分含量的偏差会对食品的许多特性产生影响,不仅会影响产品的质量,还会影响其安全性。因此,水/水分分析是确保食品行业质量和安全的关键因素。
自动化是提高实验室生产力和效率的最佳选择。
梅特勒托利多的InMotion™ 卡尔费休烘箱自动进样器可实现滴定自动化,从而提高生产率和结果的可靠性、人体工学设计以及最终用户的安全性。
使用 HX204水分分析仪,可对水分或干含量的干燥损失进行部分自动化处理。使用 MT-SICS 命令,可通过 TCP/IP 直接从仪器中检索结果,由于采用了自动门,干燥过程无需额外的机械帮助即可实现自动化。此外,与传统方法不同的是,每个样品只需 2-20 分钟即可得出结果,每天最多可分析 200 个样品,数据可记录在 SQL 数据库中。
有关自动化选项的更多信息,请点击此处。
是的,可以用快速水份仪代替烘箱干燥,只要您能证明在规定的允差范围内结果是相同的。更多详情,请阅读我们关于主题的白皮书。
现代食品工业中常用的水分和水份测定原理和方法有多种。根据样品的物理和化学性质、假定含水量、样品类型、样品体积、样品数量、应用需求(如测量速度、自动化)、法规要求(如准确性)以及产品或生产过程的其他特定标准,选择最合适的方法。
选择还取决于水分测定是否足够,或者是否必须明确测量含水量。
梅特勒托利多为重量法和化学反应法提供仪器和软件。重量法对水分没有特异性,它测定的是样品加热后的重量损失。这种重量损失被假定为水分。化学方法专门针对水,涉及水与特定试剂之间的化学反应。
水分或含水量是指食物中所含的总水分,通常用占总重量的百分比来表示。
水活性与微生物生长所需的水分有关。水的活性越小,水的化学结合就越多,微生物生长所需的水就越少。