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。
为什么食品中的水分分析很重要？
食物中的水分有什么影响？
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。
湿度和水分测定方面的挑战
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。
食品水分测定方法
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。
- 热重法测量干燥前后称量样品质量的变化。干燥失重指的是质量的总损失。通过进一步分析，科学家可以确定是否释放了水、其他挥发物或仅分解产物。
- 化学方法涉及水和特定水试剂之间发生的化学反应。反应过程中转化的水量与消耗的试剂量成正比。基于这一原理最著名的方法是卡尔-费休滴定法。
- 物理方法利用水的分离技术或物理特性来分析含水量。这些间接测量方法在用于测量水分之前需要根据参考标准或主要方法（如卡尔-费休滴定法）进行校准。辅助方法（如近红外光谱法）的精确度只能与用于校准的方法的精确度（可重复性）相当。
食品湿度和水分测量解决方案
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。
- Titrator ExcellenceT5、T7 和 T9 适用于各种滴定应用，包括库仑法和容量法卡尔费休滴定。
- 体积式紧凑型卡尔费休滴定仪适用于各种水含量应用，可快速精确地测定从 100 ppm 到 100% 的水含量。
- 紧凑型库仑计式卡尔费休滴定仪可对含水量从 1 ppm 到 5% 的低含水量样品进行快速、精确的滴定。
- EasyPlus KFV 专门针对食品行业的容量法卡尔费休滴定需求，可精确测定从 100ppm 到 100% 的水分。
- In Motion™ 卡尔费休烘箱自动进样器可自动处理卡尔费休滴定的样品和气相萃取。
选择正确的食品水分测定方法
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？
出版物
根据需求选择正确技术的指南
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。
关于烘箱干燥法的文件
常见问题
含水量和含湿量有什么区别？
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。
为什么要测量食物中的水分？
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。
梅特勒托利多是否提供支持自动化的方法？
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。
我可以用快速水份仪代替烤箱烘干吗？
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。
有哪些测量食物水分的技术？
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。
含水量和水活度有什么区别？
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。