二、种子水分测定的理论基础和要求
(一)种子水分和油分的性质以及与水分测定的关系 1.种子水分 种子中的水分按其特性可分为自由水和束缚水两种。 (1)自由水 自由水是生物化学的介质,存在于种子表面和细胞间隙内,具有一般水的特性,可作为溶剂,100℃沸点,O℃结冰,故很容易受外界环境条件的影响,容易蒸发。因此在种子水分测定前,往往采取一些措施尽量防止这种水分的丧失。如送检样品必须装在防湿容器中,并尽可能排除其中空气;样品接收后立即测定(如果样品接收当天不能测定,应将样品贮藏在4~5℃的冰箱中,不能在低于O℃的冰箱中贮存);测定过程中的取样、磨碎、称重须操作迅速;避免蒸发(磨碎转速不能过快,不磨碎种子这一过程所费的时间不得超过2min);高水分种子的自由水含量更高,更易蒸发,需磨碎的高水分种子须用高水分预先烘干法。 (2)束缚水 束缚水与种子内的亲水胶体如淀粉、蛋白质等物质中的化学基团牢固结合,水分子与这些胶体物质中的化学基团,如羧基、氨基与肽基等以氢键或氧桥等相连接。不能在细胞间隙中自由流动,不易受外界环境条件影响。种子烘干时,水分开始蒸发较快,这是由于自由水蒸发容易,随着烘干的进程,蒸发速度逐渐缓慢,这是由于束缚水被种子内胶体牢固结合,因此用烘干法设计水分测定程序时,应通过适当提高温度(如130℃)或延长烘干时间才能把这种水分蒸发出来。 (3)分解水 种子中有些化合物如糖类中,含有一定比例的能形成水分H和O元素。通常将种子有机物分解产生的水分称之为化合水或分解水。如果失掉这种水分,糖类就会分解变质。如用较高温度(130℃)烘干时间过长,或过高的温度(超过130℃),有可能使样品烘成焦,放出分解水,而使水分测定百分率偏高。 2.油分 含亚麻油酸等不饱和脂肪酸较高的油料种子(如亚麻)。如果种子磨碎,或剪碎,或烘干温度过高,不饱和脂肪酸易氧化,使不饱和键上结合了氧分子,增加了样品重量,使水分测定结果偏低,因此,应严格控制烘干温度,并且不应磨碎或剪碎。 一些蔬菜种子和油料种子含有较高的油分,油分沸点较低,尤其是芳香油含量较高的种子,温度过高就易挥发,使样品减重增加,水分百分率偏高。 综上所述,测定种子水分必须保证使种子中自由水和束缚水充分而全部除去,同时要尽最大可能减少氧化、分解或其他挥发性物质的损失。据此,我们必须设计较好水分测定程序,尤其要注意烘干温度、种子磨碎和种子原始水分等因素的影响。 (二)种子水分测定的基准方法 为了贸易的需要获得精确的结果,有些国家和国际组织已经发展了水分测定的标准法来测定禾谷类、禾谷类产物和油料种子。上述提及的设计较好的程序必须与基准法进行校准。如禾谷类种子的烘箱法是与基准方法(卡尔贩研莘?相比较的,国际禾谷类化学协会(ICC)、国际标准化标准(ISO)和ISTA也用真空五氧化二磷方法来校准烘箱法,美国禾谷类化学家协会、官方分析化学家协会等在真空98℃至100℃烘至恒重也作为烘箱法的对照法。随着科技的发展,现在国际标准组织一致同意卡尔贩研莘ㄗ魑净挤椒ā?BR> 卡尔.费休法是一种以滴定法测定种子水分的化学分析法。其试剂为碘、二氧化硫、无水吡啶、无水甲醇的混合液,简称卡尔贩研菔约痢F洳舛ǖ幕驹硎牵?BR> 当有水分存在时,I2和SO2发生氧化还原反应: H2O I2 SO2=2HI SO3 由于该反应是可逆的,当反应体系中加入无水吡啶后,则反应向右进行: H2O I2 SO2 3C5H5N→HI C5H5N→SO3 由于硫酸酐吡啶不稳定,可加入无水甲醇使之形成稳定的甲基硫酸氢吡啶: C5H5NSO3 CH3OH=C5H5N(H)SO4CH3 以上总反应为: H2O I2 SO2 3C5H5N CH3OH=2C5H5NHI C5H5N(H)SO4CH3 用卡尔费休试剂滴定水分时,根据卡费试剂的水当量数和滴定时所消耗的卡费试剂的毫升数,即可推算出样品的水分。滴定终点的确定:利用试剂中的碘作为指示剂,终点前,滴定溶液呈淡黄色,接近终点时呈琥珀色,终点时呈淡的黄棕色,棕色时表示有过量的碘存在。这种确定终点的方法适合于测定含有1%或更多水分的样品。另一种是永停终点法,常用于测定含微量水分或深色的样品。 (三)常用的水分测定方法 目前最常用的种子水分测定法是烘干减重法(包括烘箱法、红外线烘干法等)和电子水分仪速测法(包括电阻式、电容式和微波式水分速测仪)。一般正式报告需采用烘箱标准法进行种子水分测定,而在种子收购、调运、干燥加工等过程则采用电子水分仪速测法测定。 |