当前食品药品水分控制方法的优缺点

当前食品药品水分控制方法的优缺点

水分在食品生产的许多方面起着至关重要的作用，例如从产品质量的稳定性到达到适当的货架期等等。水分太少会导致产品易碎、变硬或者存在口感变差的问题，而水分过多会导致产品变坏。

水分在食品生产的许多方面起着至关重要的作用，例如从产品质量的稳定性到达到适当的货架期等等。水分太少会导致产品易碎、变硬或者存在口感变差的问题，而水分过多会导致产品变坏。

当前有多种水分控制方法，每种方法各有利弊。

干燥失重法

干燥失重仪器（如烘箱、热重、红外和微波）是测量食品中水分简单而且稳定的方法。一般原则是先称重样品，然后在热风下或通过微波能量在烘箱等设备中干燥。样品干燥后将重新称重，并计算出干燥时的损失量。热风烘箱是一种低成本的选件，适用于许多类型的样品，但干燥样品需要长达8小时甚至更长时间。

FTIR（左）TGA（右）

热重TGA是一种非常精确的分析方法，但是要获得可靠的数据，必须缓慢的速率进行样品加热。因此，TGA不利于快速过程控制。

微波水分仪利用微波能量来干燥样品，集成的天平会在测试过程中自动测量样品重量。微波水分仪是测量干燥失重的快方法，典型的测试时间只需两分钟。但是微波水分仪只能用于含水量大于10%的样品，这限制了其应用。通常，它们的成本也比普通的红外水分仪高。

红外水分仪也为干燥样品提供了快速的方法，但是大多数仪器都没有主动通风，因此高水分的样品可能需要长达20分钟的时间才能达到平衡，主动通风的红外水分仪可以将测试时间减少到大约5分钟。红外水分仪快速简便，可在数分钟内提供结果。低于未经培训的人员，它们很容易使用，结果与的烘箱干燥方法相匹配。红外水分仪可以在水分含量在0%到100%的范围内所有样品，不过需要进行方法开发才能获得与烘箱相同的结果。

卡尔费休滴定法

干燥失重法的主要缺点是测的不仅仅是水，而是所有能挥发失重的物质。滴定法是依靠湿化学来检测水分含量。该方法是需要有一个包含样品和溶剂的反应池，溶剂将从样品中释放出水，并进行反应。然后，将碘滴定到反应池中，并密切跟踪其滴定量，由于反应需要碘和水，但反应消耗掉所有水时，反应停止，碘开始在反应池中过量，这会导致通过插入溶液中的电极检测到溶液的电性能发生变化，当检测到变化时，停止检测。碘的消耗量与产品中存在的水成正比，然后将水的量除以湿重即可得出湿基水分含量，或除以干重得到干基水分含量。

卡尔费休法测定的是水分含量，它不受环境条件的影响，因此可重复性更高。但是该方法需要进行样品前处理，储存和正确处理溶剂，这都需要进行培训，而且该设备比干燥失重法的仪器更加昂贵。由于没有独立的水分含量标准，所以测量是凭经验进行，因此无法确定其准确性或真实值。

近红外光谱

近红外是将光信号转换为水分含量，如果需要准确测量，必须进行定期校准，但是需要注意的是，随着仪器光学器件的老化会影响信号，近红外仪器通常用在在线检测，但需要将它们校准以保证准确性。近红外可以在30-60秒内提供快速的测量，并提供多参数测量（例如脂肪、水分、蛋白质）。

首选方法—水分活度

由于水分含量有很多误差来源，而且没有独立的标准物质来验证仪器，因此不可能知道真实的数值。在实际生产过程中，使用水分活度测量来代替水分含量更加有意义。目前许多食品企业只测量水分含量来对产品放行，而将水分含量仅用于测量产品纯度和符合法规标准，甚至一些厂家已经取消了水分含量测试，只测量水分活度。通过跟踪整个生产过程中的水分活度，就可以捕捉到可能导致问题蔓延的生产变化。

另外，通过引入水分活度，可以使水分含量增加到大而不至于对产品质量造成影响，利用水分活度确保产品的安全性和稳定性，由于大多数产品是按重量出售，因此基于水分活度的测量使利润大化，消除浪费、节省能源成本以及得到佳的保质期。

AquaLab 4TE水分活度仪

传感器类型：镜面冷凝露点传感器测量水分活度，以及红外传感器测量温度
测量范围：0.030到1.000 aw
分辨率：0.0001 aw
准确性：±0.003 aw
重复性：±0.001 aw
样品杯容量：推荐7 mL（15 mL）
测量时间：测量时间小于5分钟（提供原厂彩页文件证明）
显示屏：128×64像素LCD，背光显示
温度范围（测量和校准）：15到50 °C之间任意设定
AquaLab作为全面优质地水分活度解决方案的提供者，采用可溯源的镜面冷凝露点方法，是中国药典、ISO、AOAC和美国USP<1112>、USP<922>、FDA等推荐使用的方法，能够在5分钟内快速测量样品的水分活度。目前有80%的美国食品企业都选择使用AquaLab水分活度仪。