水分在食品生產(chǎn)的許多方面起著至關(guān)重要的作用，例如從產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性到達(dá)到適當(dāng)?shù)呢浖芷诘鹊?。水分太少?huì)導(dǎo)致產(chǎn)品易碎、變硬或者存在口感變差的問(wèn)題，而水分過(guò)多會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變壞。

當(dāng)前有多種水分控制方法，每種方法各有利弊。

干燥失重法

干燥失重儀器（如烘箱、熱重、紅外和微波）是測(cè)量食品中水分簡(jiǎn)單而且穩(wěn)定的方法。一般原則是先稱重樣品，然后在熱風(fēng)下或通過(guò)微波能量在烘箱等設(shè)備中干燥。樣品干燥后將重新稱重，并計(jì)算出干燥時(shí)的損失量。熱風(fēng)烘箱是一種低成本的選件，適用于許多類型的樣品，但干燥樣品需要長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

FTIR（左）TGA（右）

熱重TGA是一種非常精確的分析方法，但是要獲得可靠的數(shù)據(jù)，必須緩慢的速率進(jìn)行樣品加熱。因此，TGA不利于快速過(guò)程控制。

微波水分儀利用微波能量來(lái)干燥樣品，集成的天平會(huì)在測(cè)試過(guò)程中自動(dòng)測(cè)量樣品重量。微波水分儀是測(cè)量干燥失重的快方法，典型的測(cè)試時(shí)間只需兩分鐘。但是微波水分儀只能用于含水量大于10%的樣品，這限制了其應(yīng)用。通常，它們的成本也比普通的紅外水分儀高。

紅外水分儀也為干燥樣品提供了快速的方法，但是大多數(shù)儀器都沒(méi)有主動(dòng)通風(fēng)，因此高水分的樣品可能需要長(zhǎng)達(dá)20分鐘的時(shí)間才能達(dá)到平衡，主動(dòng)通風(fēng)的紅外水分儀可以將測(cè)試時(shí)間減少到大約5分鐘。紅外水分儀快速簡(jiǎn)便，可在數(shù)分鐘內(nèi)提供結(jié)果。低于未經(jīng)培訓(xùn)的人員，它們很容易使用，結(jié)果與的烘箱干燥方法相匹配。紅外水分儀可以在水分含量在0%到100%的范圍內(nèi)所有樣品，不過(guò)需要進(jìn)行方法開(kāi)發(fā)才能獲得與烘箱相同的結(jié)果。

卡爾費(fèi)休滴定法

干燥失重法的主要缺點(diǎn)是測(cè)的不僅僅是水，而是所有能揮發(fā)失重的物質(zhì)。滴定法是依靠濕化學(xué)來(lái)檢測(cè)水分含量。該方法是需要有一個(gè)包含樣品和溶劑的反應(yīng)池，溶劑將從樣品中釋放出水，并進(jìn)行反應(yīng)。然后，將碘滴定到反應(yīng)池中，并密切跟蹤其滴定量，由于反應(yīng)需要碘和水，但反應(yīng)消耗掉所有水時(shí)，反應(yīng)停止，碘開(kāi)始在反應(yīng)池中過(guò)量，這會(huì)導(dǎo)致通過(guò)插入溶液中的電極檢測(cè)到溶液的電性能發(fā)生變化，當(dāng)檢測(cè)到變化時(shí)，停止檢測(cè)。碘的消耗量與產(chǎn)品中存在的水成正比，然后將水的量除以濕重即可得出濕基水分含量，或除以干重得到干基水分含量。

卡爾費(fèi)休法測(cè)定的是水分含量，它不受環(huán)境條件的影響，因此可重復(fù)性更高。但是該方法需要進(jìn)行樣品前處理，儲(chǔ)存和正確處理溶劑，這都需要進(jìn)行培訓(xùn)，而且該設(shè)備比干燥失重法的儀器更加昂貴。由于沒(méi)有獨(dú)立的水分含量標(biāo)準(zhǔn)，所以測(cè)量是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，因此無(wú)法確定其準(zhǔn)確性或真實(shí)值。

近紅外光譜

近紅外是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為水分含量，如果需要準(zhǔn)確測(cè)量，必須進(jìn)行定期校準(zhǔn)，但是需要注意的是，隨著儀器光學(xué)器件的老化會(huì)影響信號(hào)，近紅外儀器通常用在在線檢測(cè)，但需要將它們校準(zhǔn)以保證準(zhǔn)確性。近紅外可以在30-60秒內(nèi)提供快速的測(cè)量，并提供多參數(shù)測(cè)量（例如脂肪、水分、蛋白質(zhì)）。

首選方法—水分活度

由于水分含量有很多誤差來(lái)源，而且沒(méi)有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)驗(yàn)證儀器，因此不可能知道真實(shí)的數(shù)值。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，使用水分活度測(cè)量來(lái)代替水分含量更加有意義。目前許多食品企業(yè)只測(cè)量水分含量來(lái)對(duì)產(chǎn)品放行，而將水分含量?jī)H用于測(cè)量產(chǎn)品純度和符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，甚至一些廠家已經(jīng)取消了水分含量測(cè)試，只測(cè)量水分活度。通過(guò)跟蹤整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的水分活度，就可以捕捉到可能導(dǎo)致問(wèn)題蔓延的生產(chǎn)變化。

另外，通過(guò)引入水分活度，可以使水分含量增加到大而不至于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，利用水分活度確保產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性，由于大多數(shù)產(chǎn)品是按重量出售，因此基于水分活度的測(cè)量使利潤(rùn)大化，消除浪費(fèi)、節(jié)省能源成本以及得到佳的保質(zhì)期。

AquaLab 4TE水分活度儀

傳感器類型：鏡面冷凝露點(diǎn)傳感器測(cè)量水分活度，以及紅外傳感器測(cè)量溫度
測(cè)量范圍：0.030到1.000 aw
分辨率：0.0001 aw
準(zhǔn)確性：±0.003 aw
重復(fù)性：±0.001 aw
樣品杯容量：推薦7 mL（15 mL）
測(cè)量時(shí)間：測(cè)量時(shí)間小于5分鐘（提供原廠彩頁(yè)文件證明）
顯示屏：128×64像素LCD，背光顯示
溫度范圍（測(cè)量和校準(zhǔn)）：15到50 °C之間任意設(shè)定
AquaLab作為全面優(yōu)質(zhì)地水分活度解決方案的提供者，采用可溯源的鏡面冷凝露點(diǎn)方法，是中國(guó)藥典、ISO、AOAC和美國(guó)USP<1112>、USP<922>、FDA等推薦使用的方法，能夠在5分鐘內(nèi)快速測(cè)量樣品的水分活度。目前有80%的美國(guó)食品企業(yè)都選擇使用AquaLab水分活度儀。