水分活度可以提供产品**和品质的信息,通常会被认为是比水分含量更复杂的测量方法。但是,进行准确、可重复性高的水分含量测量并不像看上去的那么简单。
从理论上讲,水分含量(moisture content)测量很容易。只需要确定产品中的水的量,并将其与产品中其他所有内容的重量进行比较。事实上,在产品中获取准确的水的百分比实际上是一个困难而且复杂的过程。原因有以下这些:
不同的报告方法导致食品中水分的混淆
水分含量 (MC)有湿基和干基之分。对于湿基,水的量除以样品的总重量(固体和水分)。对于干基,水的量除以干重(仅固体)。然而,水分含量通常以百分比出现在报告上,并不显示使用了哪种方法。虽然在湿基和干基之间很容易转换,但在比较不同方法得到的水分含量时,比较容易出现混淆的问题。
不同的水分含量方法没法比较
AOAC列出了35种不同的水分含量测量方法。这些方法分为直接或间接测量方法。直接方法包括从产品中去除水(通过干燥、蒸馏、萃取等),然后通过称重或滴定来测量水的含量。直接法提供可靠的测量结果,但通常需要消耗大量时间。常见的方法有:烘箱干燥、真空烘箱干燥、冷冻干燥、蒸馏、卡尔费休、热重、化学干燥和气相色谱法等。
间接法不能去除样品中的水分。取而代之的是测量产品的某些特性,这些特性随着水分含量的变化而变化。这些方法需要校准为主要或直接方法。它们的准确性受到方法准确性的限制。间接法通常速度快、样品处理简单,但是可靠性不如直接测量法。间接测量方法包括折光法、红外吸收法、近红外、微波、介电电容法、电导率法和超声波吸收法。
使测量水分含量过程更加复杂的是,不同的测量方法很难得到相同的结果。
即使是直接测量方法也不能提供一致的结果。任何需要加热样品的方方法(如干燥失重)都可能导致样品中有机挥发物的损失或样品的分解(特别是含糖量高的样品)。例如,如果样品中存在有机挥发物,或者样品在干燥过程中分解,卡尔费休法得到结果与干燥失重法的分析结果不一样。
难以避免的波动性
解决上面这些问题的方法是只比较用相同方法得到的结果。但是,水分含量的测量方法的一致性仍然不能消除所有的问题。例如,干燥失重法,对样品进行称重,并记录重量。然后将样品放入到烘箱中,干燥后测量重量。通过从初始重量减去干重来确定水分含量,然后根据报告方法,将含水的量除以干重或总重量来计算含水量。
即使是这种简单的方法也存在潜在的波动性问题。*根本的是“干"这个词没有被很好地定义。相反,必须为每个样品建立可重复的任意干燥度。“干燥"通常被定义为重量减少结束的时间点。然而,热重分析发现,不同的产品在不同的温度下失重水平不同。另外,根据产品的不同,达到“干燥"所需的时间也会有所不同,在一种产品中产生“干燥"的温度可能会导致另一种产品的分解。这意味着每个样品都有一个*的理想干燥温度和干燥时间。这种理想的时间/温度组合在一些产品的文献中是可用的,但也有许多产品没有这种参数。我们很难知道对未经测试的产品使用哪种组合。如果不使用相同的时间/温度组合,则不应比较水分含量结果。
另一个情况是,许多烘箱设置了一个温度,但是随着时间的推移,该温度的变化高达15℃,而设置为相同温度的两个烘箱的变化幅度高达40℃。
干燥失重法的其他变化来源包括:烘箱蒸汽压力、样品制备方法、样品粒径、样品称重和干燥后处理。尽管存在潜在的缺陷,但当文献中报道的干燥失重水分含量时,它会被认为是正确的。此外,当比较水分含量方法时,如果其中有一种方法是干燥失重法,通常会认定为干燥失重法测量是正确的。
什么是“干"
对什么是“干"的定义将有助于消除一些与水分测量相关的不一致性。定义干燥的*佳方法是确定烘箱干燥的水分活度。
然后,干重等于样品达到该烘干水分活度时的重量。在25℃和30%相对湿度的常规环境条件下,设置为95℃的烘箱干水分活度为0.01 aw,前提是烘箱中的蒸汽压力与空气相同。保持干燥水分活度始终为0.01 aw的烘箱无论环境条件如何,都会是一种科学的“干燥"状态。在这种状态的烤箱中,当重量停止变化时,任何产品都可以认为是干燥的。其水分活度为0.01 aw时的重量就是干重。只要烘箱中的水分活度保持在0.01 aw,就可以调节烘箱的蒸汽压力和温度,以防止挥发物的释放。使用这种方法可以消除由于多种测量方法和“干燥"定义不明确而导致的不一致性。
更**的水分分析
水分含量提供了有关产量和数量有价值的信息,从财务角度看非常重要。它还提供了有关质构的信息,因为增加的水分含量提供了流动性并降低了玻璃化转变温度的信息。但是,获得准确和一致的水分含量结果是非常困难的,并且在没有关于水分含量方法的信息的情况下,不能按照表面值进行水分含量测量。当产品中的水分含量被用来讲诉一个事实上并不真实的故事时,会出现其他问题,包括产品的一致性、品质或微生物**。在这些案例中,水分活度是更准确的测量方法。对于全水分分析,食品和药品的开发人应该同时测量水分含量和水分活度。此外,水分吸附等温线可用于确定*佳的保质期、质构、**性和品质的数据点。
选择水分活度仪的理由
水分活度仪采用露点方法同时测量水分含量和水分活度。5分钟之内完成**水分分析,相比于传统的水分含量分析仪具有非常明显的优势。其产品在空气、气体、原材料、食品和药品等的水分活度和相对湿度的测定和应用领域地位高,广泛应用于食品工业的开发生产和储存、**、空调系统、暖房栽培、印刷和造纸、航空航天、医药、精细化工等行业的生产和质量控制。
Aqualab水分活度仪特点:
1.易于清洁维护,打开样品仓就可以直接清洁样品仓和传感器。仪器不需要其它日常维护。
2.数据**,水分活度仪可在机存储8000组数据。包括水分活度读数,测量时间、日期以及操作人员信息。并利用数据接口或USB接口将数据传送到电脑或直接打印,以用于分析和存档。管理功能可以设置数据的访问权限。可同时设置25个用户以及密码。
3.操作简便,水分活度仪操作简便,测试快速准确。无论是实验室的研究人员还是生产线上的操作人员都可以在5分钟内测量水分活度,并达到0.003aw的精度。**的测量意味着控制点更严格、质量更好以及经营更精益。
采用实际测量法,一次测量即可,无需预测物料水分活度值,采用合适的标准溶液校正,测量不同样品时可以连续测量,无需重新校正或将传感器放置几分钟,被测物无限制,固体、液体,块状物、粉末均可测量,采用自密封结构,避免旋转密封导致的侧翻问题,液晶汉字显示,使操作过程更加直观。