第四章（二）食品中水分检验

先建立整体认识

水分是食品中含量最高的成分，也是最容易被忽略的指标。它决定了微生物能不能长、营养成分会不会水解、货架期有多长，还直接影响按质量计价的一切交易——一批奶粉的水分从 3% 变成 5%，其余成分的百分含量全都要重算。

测定水分的困难不在于“把水弄出来”，而在于“只把水弄出来”。食品里的水有一部分与蛋白质、碳水化合物紧密结合，普通烘烤赶不出来；另有一些挥发性成分（醇、醛、有机酸）会在烘干时一起跑掉，被当成水算进去。所有水分测定方法的分歧，本质上都是对这两个问题的不同处理方式：要么提高温度赶得更彻底（干燥法），要么降低温度减少挥发干扰（减压法），要么换一种只对水响应的化学反应（卡尔·费休法）。

在课程里的位置：这是第四章七个单元的第一个。它排在首位不仅因为水分本身重要，还因为后面每个成分的含量都要在“湿基”上报出，没有水分数据就没法换算成干基。第 4 章（一）概述里提到的“每 100 g 食品含多少”，分母里就含着这部分水。

核心内容

概述：水在食品里以什么形式存在　对应学习目标：了解

第 5 页水的作用四条：天然成分；营养素及代谢产物的良好溶剂；化学反应介质，帮助吸收与运输排泄；调节体温、润滑关节肌肉。同页把水分结合水与自由水——前者结合较紧、后者较易失去，这解释了同样烘到恒重时不同食品“赶不出来的水”比例不同，所以干燥条件要按样品类型分别规定。

第 6 页四条测定理由：防腐（控制微生物）；防止营养成分水解致感官改变；防止水分使污染物扩散渗入内部；作为确定保存期的依据。水分含量是国家食品安全标准规定的指标，也是评价质量的重要指标。

五类方法的总览与选择　对应学习目标：掌握

第 7 页分两类。直接法（GB 5009.3）包括干燥法、蒸馏法、卡尔-费休法；间接法用相对密度、折射率、电导率等物理性质推算。

直接法测“水本身”（失重、体积或化学计量），间接法测“与水相关的物理性质”、需先用已知水分的样品建立关系，属经验方法。这决定了场合：直接法可做仲裁与标签标示，间接法适合生产线快筛。

方法	关键条件	适用下限	页码
直接干燥法	101.3 kPa、101～105 ℃，干燥至恒重	不适用于水分 <0.5 g/100 g	8—9
减压干燥法	40～53 kPa、60±5 ℃，烘 4 h 后重复至恒重	不适用于水分 <0.5 g/100 g	10—11
蒸馏法	甲苯或二甲苯共沸蒸馏，读馏出水的体积	不适用于水分 <1 g/100 g	12—13
卡尔·费休容量法	碘为滴定剂，按消耗体积算	适用于水分 >1.0×10⁻³ g/100 g	14—15
卡尔·费休库仑法	阳极电解产生碘，按电量算	适用于水分 >1.0×10⁻⁵ g/100 g	16

（数值为各页原文，“适用下限”一列是各页“不适用于……“的原话整理）

四个下限是本章最该记的一组：0.5、0.5、1、10⁻³、10⁻⁵（g/100 g）。它们说明灵敏度分级递进——干燥法适合常含水量，蒸馏法适合含水量高又有挥发成分，卡尔·费休适合低含水量，库仑法适合极低含水量。

“水分测定有哪些方法、原理各是什么”（高频）：论述题常客，失分不在方法名而在三点——①只列名字不写原理（干燥法失重、蒸馏法体积、卡氏法化学计量）；②写不出条件（101～105 ℃ 常压、60±5 ℃ 减压、卡氏按碘量）；③说不出为何分这么多方法，答“含水量、挥发性、热稳定性不同”就自然带出四个下限。会怎么问：给一类样品（脱水蔬菜、香辛料、糖浆）问选哪个并说明理由，此时下限与挥发性就是判据。

直接干燥法　对应学习目标：掌握

第 8 页原理：101.3 kPa、101～105 ℃ 下干燥，使水分（吸湿水、部分结晶水和能挥发的物质）蒸发逸出至恒重，按减少的质量计算水分。

两个要点：①“能挥发的物质”写进了蒸发对象，说明它测的不严格是水，含醇、酸、精油多的样品结果偏高；②“部分结晶水”说明极牢的结晶水不一定赶得出，结果可能偏低。同一句话里同时藏着偏高与偏低两种误差，这是干燥法的固有局限。

步骤按形态分三路（第 8 页）：固体用恒重称量瓶，加盖、称量、重复干燥至恒重；半固体与液体先在蒸发皿中加海砂和小玻棒重复干燥至恒重，再称样、搅匀、沸水浴蒸干后干燥至恒重。

第 9 页五条：适宜 101～105 ℃ 下含其他挥发物很少的样品（谷物、豆制品、肉制品），不适用于水分 <0.5 g/100 g；恒重判据是两次称重差不超过 2 mg；浓稠样品（炼乳、糖浆、果酱）易结块，加海砂防结痂、分散样品、提高蒸发率；操作要快，防失水吸潮与工具粘附；水分高的样品先低温烘去大部分水，避免爆溅。

海砂的作用要单独记：它不是干燥剂，而是分散介质——把黏稠样品摊在砂粒表面，蒸发面积成倍增加，同时防止表面先干结成壳把内部水分封住。

减压干燥法　对应学习目标：掌握

第 10 页原理：40～53 kPa、60±5 ℃ 烘干，按减少的质量计算。

与直接干燥法相比两参数都变：压力降到 40～53 kPa，温度降到 60±5 ℃。降压使水的沸点降低、低温下也能快速蒸发；降温保护热敏成分。两者互为代价——温度低对热敏物质友好，但结合水更难赶出，要靠延长时间与反复称量补。

步骤：粉末与结晶直接称取，硬糖研钵粉碎、软糖刀片切碎；称样于恒重称量瓶，真空干燥箱烘 4 h，经干燥空气恢复压力后取出称重，重复至恒重。

第 11 页六条：低气压使水沸点降低、蒸发加快、时间缩短；适宜易分解及水分多、挥发慢的食品（淀粉制品、蛋制品、罐头、油脂、糖浆、果蔬）；低温避免含脂样品高温氧化、含糖高样品炭化；黏稠样品加海砂防结痂；样品磨细、用扁形称量瓶增大蒸发面积；不适用于水分 <0.5 g/100 g。

“经干燥空气恢复压力”容易忽略：直接放外界空气进来，湿空气会瞬间被样品吸附，称量结果偏低；用经干燥剂处理的空气恢复，才能在回到常压的同时不引入水分。

蒸馏法　对应学习目标：掌握

第 12 页原理：加入比水轻且与水互不相溶的有机溶剂（甲苯、二甲苯），水与溶剂组成二元体系，在低于各组分沸点的温度下蒸馏，两者共同蒸出，收集馏出液后按水的体积计算。装置由水分接收管（先装满溶剂）与冷凝管组成；蒸出后水比溶剂重、沉在管底，读体积即可。

第 13 页四条：与干燥法的区别在于干燥法按减重、蒸馏法按体积；对挥发性成分多的样品（油脂、香辛料）蒸馏法结果更真实，干燥法往往偏高；适用于含水量较多又有挥发性成分（醇醛类）的样品；不适用于水分 <1 g/100 g。

两条误差来源：有机溶剂应先蒸馏饱和，防止溶解水；防止冷凝管上小水珠残留。

“先蒸馏饱和”的道理是：干燥的甲苯能溶少量水，不预饱和则蒸出的水被“吃掉”一部分，读数偏小。这与干燥法要求溶剂无水正好相反，两种方法对溶剂含水的要求截然不同，是本章最容易记混的一处。

卡尔·费休法：两个反应式、两种实施方式　对应学习目标：掌握

第 14 页原理：1935 年 Karl-Fischer 提出，依据碘和二氧化硫在吡啶和甲醇共存溶液中与水定量反应测水分。三个反应式（已渲染核对）：

2H₂O + I₂ + SO₂ = 2HI + H₂SO₄

H₂O + SO₂ + I₂ + 3C₅H₅N → 2C₅H₅N·HI + C₅H₅N·SO₃

C₅H₅N·SO₃ + CH₃OH → C₅H₅N·HSO₄CH₃

三式连起来是一个“水被定量消耗”的闭环：碘与二氧化硫在有水时生成氢碘酸与硫酸；吡啶中和硫酸成 C₅H₅N·SO₃ 使反应继续；甲醇把中间产物稳定成甲基硫酸盐。全过程与水严格按化学计量，碘量可直接换算成水量——这是它能测到 10⁻³ 乃至 10⁻⁵ g/100 g 的根本原因。

**容量法（第 15 页）**用已知浓度的碘作滴定剂，按消耗体积算碘量。三条：试剂由碘、二氧化硫、吡啶按比例溶于甲醇，避光密闭、阴凉干燥保存，临用前标定滴定度，仪器须干燥并用无水甲醇；硫酸浓度高于 0.05% 会逆反应，吡啶中和成 C₅H₅N·SO₃ 使滴定顺利，氧、光照、氧化还原性物质干扰结果；适用于水分 >1.0×10⁻³ g/100 g。

**库仑法（第 16 页）**的碘由阳极电解产生：有水时碘立即与水按 1:1 反应，水反应完、过量碘出现即终点。两条：对需长时间滴定的样品，先在滴定杯中加入相同溶剂滴至终点，放置不少于 10 min 再滴至终点，用两次滴定间单位时间的体积变化测漂移量并扣除；适用于水分 >1.0×10⁻⁵ g/100 g，常用于低水分食品（脱水蔬菜水果、咖啡、茶），也用于校正其他方法。

两者的分界在“碘从哪来”：外加滴定剂按体积算，电解产生按电量算。前者适合常规含水量，后者适合极低含水量并被当作校正基准。

水分含量怎么算　课件未分级的内容扩展

课件没有给任何计算式。 第 8 页只写“根据减少的质量计算”，第 12 页只写“根据水的体积计算”，第 15、16 页只写“根据消耗体积/电量计算”。下面式子为编者按定义整理，非课件原文，引用须注明。

干燥法按失重：水分含量(g/100 g) = (m₁ − m₂) / m × 100。m₁、m₂ 为干燥前后称量瓶与样品总质量，m 为取样质量。

蒸馏法按体积：水分含量(g/100 g) ≈ V × ρ / m × 100。V 为接收管中水的体积（mL），ρ 取 1.00 g/mL。把体积当质量，是蒸馏法精度低于重量法的原因之一，也是它下限只到 1 g/100 g 的原因。

卡氏容量法：水分含量 = (V₁ − V₂) × T / m。V₁ 为样品消耗滴定剂体积，V₂ 为空白，T 为滴定度（mg/mL），m 与 T 单位配套；库仑法把 (V₁−V₂)×T 换成电量换算出的水质量即可。

平行样与空白：课件未提要求（第 15 页的“标定滴定度”属试剂标定而非样品空白），正文不代拟份数与允差。

恒重：一个贯穿全章的操作判据　课件未分级的内容扩展

“恒重”出现三次：第 8 页（直接干燥反复干燥至恒重）、第 10 页（减压干燥重复获得恒重）、第 9 页给判据——两次称重质量差不超过 2 mg。

这个 2 mg 不是随手定的：万分之一天平单次误差约 0.1 mg，两次相减的合成误差在 0.2 mg 量级，判据设在 2 mg 是留了一个数量级余量，保证判为恒重时真实失重已小到不影响结果。

恒重为什么反复考（高频）：它是全章唯一一个横跨三种方法的定量判据，也是唯一能一句话问倒人的数字题——“两次称量差多少算恒重”（2 mg）、“为什么不是 0”（天平误差 + 余量）、“为什么必须同一干燥器同一冷却时间”（条件不同则前后不可比）。最容易错：把 2 mg 记成 0.2 mg 或 2 g；只说“烘到重量不变”而不给判据。

恒重的前提是冷却与称量条件一致：同一干燥器、同一冷却时间、同一环境湿度。刚出炉的称量瓶温度高，直接上天平会因热气流造成读数漂移；冷却时间不一致则吸潮程度不同，前后两次不可比（课件未写，属操作常识）。

图表与结果怎么看

方法对照（第 7 页分类 + 第 8—16 页参数）。 课件没有现成对照表，五类方法分散在九页各自讲原理与说明；开头那张表是把散落参数集中起来的结果。读法是“先看压力与温度，再看下限”：压力低意味着沸点低、适合热敏样品；温度高意味着赶得彻底、但挥发干扰大；下限越小说明方法越灵敏。

卡尔·费休的三个反应式（第 14 页）。

纯文字加三个居中方程式，没有坐标轴。自上而下读：第一式是“水与碘、二氧化硫直接反应”的总式，第二式是吡啶参与后的实际历程，第三式是甲醇稳定中间产物。观察重点是计量关系——第一式 2 个水对 1 个碘，第二式 1 个水对 1 个碘，这正是容量法“按碘量算水量”的依据；系数记混，计算就差一倍。

蒸馏装置（第 12 页）。 页面用“接收管—冷凝管—溶剂浸没样品”三个标注描述，本轮未渲染该页，连接方式与刻度位置未核对，正文因此只写“分层、水沉管底、读体积”，不描述刻度精度。

易混点

直接法 vs 间接法。 前者测水本身（失重、体积、化学计量）可作仲裁，后者测物理性质再推算、用于快筛（第 7 页）。

干燥法 vs 蒸馏法。 一个按失重、一个按体积；含挥发成分的样品用干燥法偏高，用蒸馏法更真实（第 13 页）。

溶剂含水的要求正好相反。 干燥法要求溶剂无水，蒸馏法要求有机溶剂先蒸馏饱和（第 13 页）。记混了误差方向就反了。

容量法 vs 库仑法。 碘来源不同（外加 vs 电解）、计量不同（体积 vs 电量）、下限不同（10⁻³ vs 10⁻⁵ g/100 g）（第 15、16 页）。

四个下限数字。 0.5、0.5、1、10⁻³、10⁻⁵（g/100 g）。前三个是“不适用于低于此值”，后两个是“适用于高于此值”，措辞方向相反，读题要看清。

恒重 2 mg 是判据，不是允差。 它判断“还要不要再烘一次”，不是“平行样允许差多少”（第 9 页）。

海砂不是干燥剂，“经干燥空气恢复压力”也不是多余步骤——前者分散样品、增大蒸发面积、防结痂；后者防止湿空气瞬间被样品吸回（第 9、10 页）。

常见考试问法

第 17 页“小结与思考题”共三题，全部收录：

1. 为什么要测定食品中的水分含量？（第 17 页）
2. 食品中水分的存在形式有哪些？（第 17 页）
3. 测定食品中水分含量的方法有哪些？原理是什么？每种方法测定时为了获得准确的结果，需要注意哪些问题？（第 17 页）

按本章掌握点还可以设：

4. 直接干燥法的温度、压力与恒重判据分别是什么？（第 8、9 页）
5. 减压干燥法为什么要同时降低压力和温度？（第 10、11 页）
6. 蒸馏法为什么要求有机溶剂先蒸馏饱和？这与干燥法对溶剂的要求为什么相反？（第 9、13 页）
7. 卡尔·费休法容量法与库仑法的分界在哪？（第 15、16 页）
8. 哪些样品不能用直接干燥法？为什么？（第 9 页）

往年考点（公众号回忆）

公众号回忆只作重点线索，答案与口径以课件为准。

高频核心

• 食品中水分的测定方法及原理（论述题）：直接干燥法为第一法，105 ℃ 烘至恒重。
• 恒重：两次称量重量差不超过 2 mg：恒重的判据就是这 2 mg。

必须能回答的问题

• 干燥法测出来的严格说是“水”还是“可挥发物”？偏差往哪个方向？
• 为什么浓稠样品要加海砂？海砂起的是干燥作用吗？
• 减压干燥后为什么要用干燥空气恢复压力？
• 蒸馏法为什么对含精油、香辛料的样品更准？
• 卡尔·费休法凭什么能测到 10⁻⁵ g/100 g？
• 恒重判据 2 mg 是怎么来的？为什么不是 0.2 mg？
• 同一份样品用干燥法和蒸馏法测，哪个结果会偏高？为什么？

来源

课件

• 《第4章 食品的营养成分检验2 食品中水分检验.pdf》18 页。使用页：第 4 页、第 5 页、第 6 页、第 7 页、第 8 页、第 9 页、第 10 页、第 11 页、第 12 页、第 13 页、第 14 页、第 15 页、第 16 页、第 17 页。

官方标准

• 课件第 7 页提到直接法依据 GB 5009.3，但未给条款号与年份。本轮未核对该标准的现行版本与具体条款。

教材

• 未获得。正文无教材页码。

外部资料

• 未使用。

理解性补充

• 全部计算式（失重法、体积法、滴定法）——课件未给任何公式，正文按定义整理并逐式标注；
• “干燥法测的严格说是可挥发物”这一误差分析；
• 恒重 2 mg 与天平误差量级的关系；
• 冷却与称量条件必须一致的提醒；
• 四个下限数字的“方向相反”辨析。

外部网页

以下条目均为公众号发布的考试回忆，不是官方原卷。按要求不列公众号名称、文章标题、发布日期与链接，只保留内部编号与条目定位。

• 公众号考试回忆（wx-03）：论述第 1 题、单选第 10 条。
• 公众号考试回忆（wx-04）：论述第 1 题、单选第 5 条。
• 上述 wx-01 与 wx-03 为同一场考试的两个投稿版本，考点逐条相同，合并计一次，不重复计权重。

待核实问题

1. 课件没有水分含量计算式。 正文给出的三个式子是编者按各页“根据…计算”的表述整理，非课件原文；若正式页面要与 GB 5009.3 对齐，需引标准条款。
2. 课件没有平行样、空白、允差的要求。 正文明确写“课件全篇未提”，未代拟。
3. 第 12 页蒸馏装置图、第 8 页直接干燥装置与步骤图本轮未渲染核对（渲染工具在这两页返回空结果），正文对装置的描述依据页面文字标注。
4. 第 14 页三个反应式的系数与下标已渲染确认；其中第二个式子的”·“（吡啶与 HI、SO₃ 的加成）在纯文本层会丢，正文按渲染结果还原为 C₅H₅N·HI、C₅H₅N·SO₃。
5. 第 15 页“硫酸浓度高于 0.05% 时发生逆反应”这一阈值的依据未标注出处。
6. 课件未说明间接法（相对密度、折射率、电导率）的具体操作与适用范围，正文只按第 7 页列举，未展开。