测量食品和膳食补充剂中的水分含量

如何选择合适的设备？一旦选定，又该如何确保始终如一的精准可靠结果？测量含水率可能充满挑战，但只要做对，回报将十分丰厚。

在本期网络研讨会上，扎卡里·卡特赖特博士与水分含量研究员康纳·杰弗里斯：

• 了解为何水分含量测定结果往往难以捉摸
• 讨论直接法与间接法的区别，以及烤箱、水分分析仪和滴定仪的比较
• 介绍一项原创研究，重点探讨干果、片剂、膳食补充剂及大麻中水分含量存在的主要问题
• 概述减少变异性并提高水分含量分析准确性的方法
• 探讨快速、精确测量含水率的新方法

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扎卡里·卡特赖特博士：今天的活动安排是，我们将介绍康纳最近开展的研究及其收集的数据。我们将采用访谈形式进行，我将先向康纳提出一系列问题，随后再讨论METER公司发布的一项新技术。

我们将讨论以下内容：

1. 那么，我们首先要讨论的，就是水分含量究竟是什么、由谁来测量，以及为什么测量水分含量如此困难。
2. 接下来，我们将讨论各种方法。虽然我们通常将它们分为直接方法和间接方法，但我们将更多地从“主要方法”或“参考方法”与其他方法的对比角度来探讨。
3. 接下来，我们将探讨康纳目前正在进行的一些研究，然后讨论您和您的团队可以采取哪些措施来减少偏差并提高准确性。
4. 接下来，我将介绍一款名为ROS 1的全新仪器，它可用于快速测量含水量。
5. 接下来，我们将回顾一些研究，看看这款新仪器表现如何。
6. 最后，我们将重点讨论如何为您和您的团队选择合适的工具。

为什么难以获得准确的含水率测量值

ZC：那么，首先我们来谈谈为什么水分含量的测量结果会如此不稳定。我想先从定义入手，说明什么是水分含量。康纳，你会如何向别人解释水分含量的概念？

康纳·杰弗里斯：是的。所以我觉得这里最好从头说起。那么，什么是含水量呢？其实，我们所说的就是水在物质中所占的质量与物质中其他所有成分质量之比。

所以，我觉得这可能会让人有点困惑，因为你必须先把水倒出来才能测量，所以实际上无法在原地进行测量。因此你必须把水倒掉，而这确实是棘手的地方。

通常情况下，我们会加热样品，以此去除其中的水分。这被称为“干燥减量”。另一种方法是将样品连同水分一起溶解在溶剂中，但这种方法主要适用于特定的分析方法。

ZC：是谁在测量水分含量，或者说应该由谁来测量？这为什么重要，又是谁在关注这一点？

CJ：水分含量实际上关乎百分比、关乎出料率、关乎质量。因此，我认为大多数人想知道样本中含有多少水分。但实际上，水分含量这一指标，具体来说，应该侧重于了解出料率。我认为它并不适合用于质量控制或快速检测。

ZC：那么，在测量水分含量时，您可能会遇到哪些困难？

CJ：由于该过程高度依赖于具体操作，我们必须去除水分，通常还需要向样品中输入能量。这可能会引发问题。因此，其基本假设是：你在输入热量或能量的同时，也在去除水分。如果连同水分一起去除了其他物质（如其他挥发性化合物），就会导致水分含量被高估。 此外，如果加热过度，样本会开始分解，部分物质会以气态形式逸出，这同样会导致水分含量被高估。

ZC：那你怎么知道该加热多长时间，或者该把温度调到多少呢？

CJ：你确实需要做些研究，才能找出最适合你特定样本的方法。但通常来说，低温慢烤虽然不太理想，却确实是最佳选择。这是最稳妥的方法，也因此最为精准。

ZC：关于样品还有其他问题吗？您刚才提到了挥发性物质，那么哪些因素会让样品的含水量更容易测定？您遇到过哪些比较难测定的样品？

CJ：说到困难的事情，嗯，我首先会提到大麻，因为最近我在大麻领域做了很多工作。

此外，干果也特别棘手——它们质地紧密、含糖量高，而且很难进行试样取样。而试样取样在去除水分的过程中起着至关重要的作用。

所以，这些就是我认为难以处理的样品。而容易处理的样品通常是水分含量高、容易挥发的。

ZC：那么，你在这里提到的最后一点是：真的有必要测量含水量吗？我认为这又回到了你最初的观点，即含水量更多是为了提高产量。但是，还有其他测量指标吗？或者，你还会从哪些方面来考察水分？

CJ：若要测定水分含量，请使用含水率。这确实是了解样品中水分质量的唯一方法。但若想了解样品中水分的结合状态，水活度则是一个更佳的指标。因为水活度基本上综合了含水率与样品的结构。它虽不能告诉你样品中水分占总质量的百分比，却能揭示样品中水分的可利用性。

ZC：所以，如果你关注的是产量，或许可以使用含水率；但如果你关注的是安全性和质量，那你就该开始引入水分活度测量了？

CJ：水活度在这方面要好得多。

水分含量的测定方法

ZC：好的。接下来，让我们看看一些用于测量含水率的方法。虽然方法有很多种，但我们将重点介绍其中排名前三的几种。首先是烘箱，或者说真空烘箱。那么，这种方法是什么？它是如何工作的？

CJ：这是久经考验的原始方法。如果我们回顾AOAC的标准，会发现许多源自20世纪20、30年代的烘箱法。这些方法一百年来几乎没有变化。你将样品放入一个非常稳定的热源中，它就会受热。 你知道向其中输入了多少热量，基本上只需检测质量，看它是否停止变化。因此这些方法非常可靠。大多数实验室都有烘箱，而且确实很稳定。

ZC：接下来我们要讲的是卡尔·费歇尔滴定法，我知道这是你喜欢的一种方法。那么，你为什么喜欢这种方法？另外，也许还能说说别人为什么不喜欢它？

CJ：对。是啊。我喜欢卡尔·费歇尔，因为我是个化学家。我的专业背景是化学，有时候挺有意思的。

话虽如此，我发现很多人都在错误地使用卡尔·费歇尔滴定仪。我认为他们之所以被它吸引，是因为它确实非常精确和准确，但使用它涉及一整套化学操作流程。

这些仪器专为测定燃料及其他石油产品中的微量水分而开发。因此，它们的表现非常出色。基本上，样品中还含有其他什么物质都不重要，因为它对水分具有化学选择性。

ZC：是的。这时候你真的需要精确到百万分之一。

CJ：是的。对于含水量高的样品来说，这确实不太理想。含水量高的样品在这里并不合适。如果样品含水量很高，就必须把样品切得很小。所以，这最适合含水量较少的样品。

ZC：那么，这里列出的第三种是水分平衡表。我经常看到这类表，尤其是在食品行业。什么是水分平衡表？它与前两种有什么区别？

CJ：所以，如果使用普通烘箱，就必须自己测量样品质量，还需要一台分析天平。而水分分析仪的原理是将热源与天平结合在一起。这就是它的原理。实际上，我使用这些设备的体验并不尽如人意，但它们的速度确实很快。

ZC：我们稍后会在本次演示中分析一些数据，以了解为什么这些方法并不尽如人意。在这三种方法中，您认为哪些是大麻行业、食品行业或制药行业中实际采用的标准方法？

CJ：烘箱法始终是标准参考方法。我想很多制药实验室可能都使用卡尔·费歇尔法。我记得在一些大麻实验室也见过这种方法。我知道我自己也曾用卡尔·费歇尔法检测大麻。但我认为天平法并不被视为标准参考方法。

ZC：好的。那么，接下来我们再仔细看看这些，分析一下每种方法的优缺点。我们先从左上角的烤箱开始吧。使用烤箱有哪些优点？你喜欢这种方法的哪些方面？

CJ：对。 再说一次，它们非常稳定，可以放入大量样品，因此可以处理大批量样本。主要问题是它们速度不算特别快。你需要先预热设备。当然，很多人家里都有烘箱，所以也许你可以通过这种方式快速测定水分含量。不过，如果没有分析天平的话，这可能算是个缺点——因为同时购买烘箱和分析天平可能会很贵。

ZC：那么卡尔·费歇尔法，它的优点和缺点分别有哪些？

CJ：再次强调，这非常精确，且适用于挥发性物质。但与此同时，它要求样品必须能溶于有机溶剂。虽然有办法绕过这一限制，但始终需要这一化学处理流程。因此，如果缺乏良好的化学处理能力，这就会成为一个问题。

ZC：所以，这可能并不是初创公司或新公司的最佳选择。

CJ：是的。而且，这类设备通常价格不菲。如果没有化学家来操作，我觉得可能会让人有点望而却步。

ZC：最后一个是水分平衡仪，请谈谈这些设备的优缺点。

CJ：没错。水分平衡仪的测定速度很快，它将干燥和称重过程结合在一起。但根据我的经验，水分平衡仪的质量参差不齐。你可能花几千美元买一台水分平衡仪，这听起来很划算，因为天平和烘箱的价格都可能很高。但我发现，它们的性能差异很大。

还有一点是，你其实并不知道样品的温度，所以仪器只能尽可能地估算样品温度。正因如此，根据我的经验，这可能会导致样品因受热过多而发生分解。

ZC：我们也会看一个这方面的例子。

CJ：对。

ZC：还有几种方法我们想提一下。到目前为止提到的这三种方法并非唯一的方法，康纳还研究过另外几种。所以我们只是简单讨论一下。第一种是微波法。这是什么，又是如何运作的？

CJ：是的。它的原理与水分平衡仪非常相似。其核心在于，它不用卤素灯泡或红外热源，而是采用微波源。对于含水量高的湿样品，效果非常好。但我使用时的体验与水分平衡仪相当类似，即它们往往会导致样品分解并引发问题。

ZC：接下来我们要介绍的是蒸馏。

CJ：没错。这有点深奥。作为一名化学家，我的想法是：没错，直接进行蒸馏就行了。但这是一种参考方法。因此，如果需要对样品进行蒸馏，或者在分析过程中对样品进行蒸馏，AOAC对此有诸多规定。这可能需要大量工作。但对于含有大量挥发性物质或存在其他干扰化合物的样品，我可能会重新采用蒸馏法。

ZC：那么，最后一种方法就是使用干燥剂盒，原理差不多，对吧？

CJ：对。是的。所以这里的思路是，你只需要一个干燥室，不引入任何热量，里面放置干燥剂或其他类似物质来吸附水分。这需要很长时间，对吧？

ZC：是的。

CJ：大概一两周吧。这或许是个不错的参考，但不会是你经常做的事。

不同水分含量测量方法的比较

ZC：好的。那么，接下来我们来看看你已经完成的一些研究。我们将在此探讨多种不同的产品。

我们正在研究干芒果，我想指出的是，这些图表中的很多都在对比参考烤箱法得出的结果。

也许你能解释一下为什么将这些图表这样绘制，以及我们在这里看到的是哪些不同的水分平衡数据。这些是同一组平衡数据吗？是重复实验吗？还是来自不同的仪器？

CJ：我们即将查看的大部分数据，都是这些特定样品与我找到的参考烘箱法之间的含水率差异。这是我测试过的三种不同的水分平衡仪。此外，本张幻灯片中还展示了一台水分分析仪。

你可以看到，水分平衡仪在处理密度较高的果实样本时显得力不从心，比如这里的干芒果。它们无法完全去除样本中的水分。

相反，像微波分析仪这类设备，虽然能去除所有水分，但正因为样本干燥且含糖量高，仪器反而会将其烧焦，从而导致测定值偏高。

在这种情况下，你高估了4%的含水率，但实际上，这与你的样本相差超过40%。因此，误差相当大。

ZC：你经常遇到这种情况吗，就是那些样本被烧毁了？为什么有些乐器会出现这种情况？

CJ：这简直是把太多能量投入到样本中了。再说一次，微波炉和卤素灯泡无法维持恒定温度。所以你只是在向样本中注入大量能量，这对湿样本以及需要快速干燥的物品效果很好。但一旦初始水分蒸发殆尽，样本就很容易被烧焦。

ZC：我知道这里还有另一种干果样品，也就是干蓝莓。这里的检测结果看起来非常相似，水分平衡方面也存在同样的问题。对吧？

CJ：没错。水分平衡仪测得的这些特定样品没有烧毁，但我没能测得这些样品的微波水分含量，因为它们烧毁了，所以我停止了测试。所以，水分平衡仪的读数再次被低估了，它无法从这些致密的样品中完全去除水分。

ZC：接下来我们来看看其他类型的产品。这里有一款蛋白质和绿叶蔬菜粉。这类产品目前情况如何？

CJ：这个样本特别干燥，水分含量不到5%。由于它们已经开始分解，因此实际水分含量被高估了。就像我们看到的那样，这些干燥的粉末状样本在受到大量红外辐射能量照射时，很容易被烧焦。

ZC：这款乳清蛋白粉也是如此。看来，情况又是一样的？

CJ：是的。这只是因为对样本进行了分解，所以得出了过高的估计值。

ZC：然后，我记得这里还有一张关于大麻的图表。这张图表的呈现方式略有不同。它展示了采用几种不同方法测得的总含水量。你能详细解释一下这张图表吗？

CJ：是的。目前对于大麻含水率的最佳检测方法还没有达成共识。我现在正在做大量研究，试图弄清楚其中的门道。

但我们可以看到，某些参考方法，比如卡尔·费歇尔法、干燥剂室法，结果相当吻合。但一旦涉及其他方法——尤其是那些需要大量加热的方法——

我们知道大麻中含有大量挥发性化合物。因此，我们预计如果对样品施加高温（例如在真空烘箱中），可能会导致水分含量被高估。我们在真空烘箱法、高温水分平衡法或使用烘箱测定时都会观察到这种情况。美国草药药典（American Herbal Pharmacopeia）的方法是在105摄氏度的烘箱中进行测定。

ZC：我其实刚刚发表了一篇短文，阐述了大麻行业有必要对所采用的水分含量检测方法进行标准化。因为如果你从事大麻生产，可能会因为某家实验室采用的特定检测方法能得出你满意的数值，而将产品送往该实验室检测；但这种方法可能会导致你的产品看起来与实际情况不同，或者与送往其他实验室检测的结果不同。

CJ：对。是的。我认为所有四氢大麻酚（THC）含量都是以干重为基准测算的，因此这些数值会影响你对药效强度的计算。我认为加州大麻管制委员会已经意识到这是一个问题，他们需要查明原因。

如何改进水分含量的测量

ZC：接下来，让我们谈谈一些你们可以采取的方法，或者如果你正在收听的话，一些你的团队可以采取的措施，以减少波动并提高准确性。那么，康纳，团队可以采取哪些不同的做法呢？

CJ：没错。我想，我首先要问的是：你真的需要水分含量数据吗？你真的需要这些产率数据吗？所以，如果你只是进行快速检测，水分活度可能更适合你。

ZC：这里提到的第二点是方法验证和能力验证。这是什么意思？

CJ：没错。那么，你们是否按照标准对水分平衡进行检测？是否对烘箱进行检测？是否确认检测方法确实有效？我觉得这正是我花了很多时间去做的事情。

ZC：好的。

CJ：我们持续对所有仪器进行校验。

ZC：但我总感到惊讶的是，当我与业内人士交谈时，发现实际上有很多人并没有采取这一步，或者他们很少这样做。

CJ：对。

ZC：接下来我们要讨论的是重复次数。当然，无论做什么，重复次数越多越好。到底多少才算够？还是说越多越好？

CJ：这要看情况。我想我会说数据越多越好，但也要适度。如果你愿意，可以进行统计分析。但这涉及方法验证和能力验证，也就是说，你需要能够可靠地确定样品的含水量，而要做到这一点，就需要采集多个子样本。

ZC：接下来我们要谈的是，请规范您的检测方法，并参考监管机构的要求。无论是AOAC，还是我们列出的其他标准，请务必仔细查阅，确保您采用的方法适合您的产品。

CJ：对。

ZC：最后一个方法是利用等温线建立的含水率模型。我决定把这个方法也放进来。

这是我们在METER经常做的一项工作，基本上是通过水活度测量来确定您的含水量，并利用这两项测量值之间的关系——即所谓的吸湿等温线。通过这种方式，我们可以建立一个模型，从而获得非常精确的含水量测量结果。

CJ：我们经常这样做。我们了解水分含量与水分活度的关系。你可以根据水分活度推算出水分含量，但反过来却行不通。

全新 ROS 1 水分分析仪隆重登场

ZC：那么接下来，让我们来谈谈METER公司最新推出的一款仪器，它将帮助您的团队快速、精准地测量水分含量。

这款仪器名为ROS 1。这是我从市场部拿来的资料。他们说：“不是更火，而是更智能。”

我喜欢这个，因为正如我们之前讨论过的，对于其他一些仪器，人们曾试图通过快速加热样品来加快测定速度。那些水分分析仪使用卤素灯泡，这往往会引发问题。正如康纳所示，这可能会导致样品烧焦，或者低估或高估样品中的水分含量。

我只想花一点时间在这里介绍一下这款新仪器的部分功能，然后我们再回顾一下康纳收集的数据，并将这款仪器与我们之前研究过的仪器进行比较。

首先，该仪器符合AOAC、ASTM和ISO标准。因此，如果您需要设置特定的时间和温度，ROS 1可以满足您的需求。

这里无需开发检测方法。因此，这是一款不受样品类型限制的仪器。您可以放入任何样品，它都能测定其含水量。此外，它还能自动处理繁琐的工作。您无需手动记录数据，仪器会自动绘制产品随时间变化的温度和重量曲线。它具有快速检测和高通量处理的特点。

如图所示，您可以一次放入九个样本，40分钟内就能得到这九个样本的检测结果。 也就是说，每份样本大约需要四分钟。操作非常简单。这得益于ROS 1自带的桌面应用程序，名为Bridge。它让启动测试、查看已采集的数据，以及根据需要导出数据变得非常轻松。

结果将会非常精确。这与该设备的温度控制、蒸汽压力控制以及ROS 1中的秤有关。

这些结果具有很高的可重复性。这与对刚才提到的那些因素拥有充分的控制有关。

这款仪器有一个非常棒的功能，那就是自动干燥检测。当样品的蒸发速度开始减缓时，仪器能够检测到这一变化，并会增加测量频率，从而在样品完全干燥的瞬间立即停止测试。

康纳，我想也请你谈谈，这如何帮助你改善了在实验室使用该工具的工作流程。

CJ：是的，确实如此。我觉得最让我印象深刻的一点是，不用在那个微型设备上操作那些奇怪的小按钮了。我记得有一阵子，这种将所有功能都独立出来的设计方式很流行。但回归桌面端后，数据处理方面确实变得更加流畅了。

而且，这台仪器本身……操作起来简直轻而易举。

ROS 1与其他含水率测定方法的比较

ZC：现在我们来看看你收集的一些东西。回过头来看干芒果，屏幕最右侧显示的是ROS 1。这向我们展示了什么？

CJ：没错。我们发现，ROS 1 对于干果的测定结果确实能非常接近参考方法，而这些水分平衡仪却难以将水分完全去除。由于 ROS 1 本质上就是一种参考方法，因此其结果与烘箱测定非常一致。

ZC：那么，我们再来看看干蓝莓。

CJ：非常相似。

ZC：所以这和参考炉法非常接近。

我们来看看蛋白粉和绿叶粉。同样，两者非常接近。

CJ：是的。我觉得我们在水分平衡测试方面表现不佳，因为他们处理很多样本时确实很吃力。但可以这么说，他们处理这些样本的效果确实不太好。

ZC：我们又回到了这里。这次的呈现方式略有不同。你能解释一下为什么采用这种展示方式吗？

CJ：前几张幻灯片展示了实际含水率的差异。这是相对于参考值的含水率百分比差异。由于该特定样品的含水率数值较小，我们可以看到，微小的变化实际上会导致较大的百分比差异。尽管水分平衡法的绝对差异可能在1%左右，但与实际参考方法相比，其含水率差异却达到了约15%。

我只想指出，我们这里的目标精度基本上是2%左右。因此，这大约2%的误差既是参考方法的不确定度，也是ROS 1的不确定度。

ZC：接下来是蛋白粉。

CJ：没错，又是同样的情况。这就是绝对差值，0.1%。与这里的百分比差值相比，水分平衡法的估算值明显偏高：ROS 1的误差约为2%，而水分平衡法的误差则高达4%至15%。

ZC：ROS 1 的那个 2% 是否再次处于预期目标范围内？

CJ：对。我想不是这一张幻灯片，而是紧接着这一张。我们来看看精度。

ZC：我非常喜欢这一张幻灯片。这里展示的是一个水分标准，对吗？为什么这一张幻灯片很重要？

CJ：这里讨论的是酒石酸钠，这是一种相当常见的水分标准物质。这又回到了方法验证的问题上。

这些水分平衡仪的表现如此糟糕，着实让我大吃一惊。我原本想用这个典型的含水率标准来验证它们，结果发现它严重高估了水分含量。我至今仍不清楚，对于其中某些仪器来说，什么样的含水率标准才是合适的。

我知道有些公司会制定自己的含水率标准，但其中一些标准的价格可能非常昂贵。

ZC：没错。像这种水分标准，原则上来说，用各种不同的方法测得的结果都应该是一样的，但正如你所说，天平在这里确实很难测准。

CJ：是的。所以该标准的实际含水率是15.6%，而他们的估算明显偏高。

ZC：但这里的ROS 1版本号应该接近15.4吧？

CJ：是的。这完全在预期的不确定性范围内。

ZC：好的。我们直接跳到你刚才提到的那张幻灯片吧。这张幻灯片展示了什么内容？

CJ：这是相对标准偏差百分比，即以均值百分比形式表示的标准偏差。我们可以看到，参考烤箱和ROS 1的偏差基本就在我们期望的范围内，即1%到2%之间。这个数值已经很难再更小了。

即使湿度读数是准确的，它们也不够精确，根据我的经验，这已经是它们的两大缺陷了。

ZC：这是我最喜欢问食品行业客户的一个问题——他们是否了解自己所用方法的精度。大多数时候，他们要么不知道，要么在进行一番调查后，看到数据时都会大吃一惊。

CJ：是的。相对标准偏差应该能控制在2%或以下。

如何选择适合您的含水率测量方法

ZC：好的。接下来，我们就来谈谈如何为自己和团队选择合适的工具。那么，哪种工具比较合适呢？这其中有很多方面值得考虑。

首先，并非所有的水分分析仪都是一样的。今天我们已经讨论了许多不同的方法。你还有什么要补充的吗？

CJ：是的。如果你发现自己只是用水分分析仪进行快速抽查，不妨问问自己——你真的需要测定水分含量吗？你需要使用水分分析仪吗？是否可以用水分活度来代替这个指标？

ZC：当然。因为现在我们最快只需60秒就能测出水分活度。所以你说得对，如果是进行抽查，不妨考虑一下你真正需要什么。

接下来我们要谈的是，缩小选择范围确实是一件令人望而生畏的事情。面对如此众多的选择和信息，人们该如何缩小范围呢？

CJ：没错。这确实有点棘手。具体情况需要具体分析。我有不少建议，但得先坐下来和你详细聊聊，因为可能是你难以去除样品中的水分，也可能是样品烧焦了，或者还有其他问题。所以我觉得我们可以好好讨论一下。

ZC：是的。我认为这次网络研讨会是一个很好的起点，希望它能帮助大家初步筛选选项、了解现有方案，并厘清当前可能面临的难题，以及探索其他可能的解决方案。

接下来我们要讨论的是，许多仪器都声称具有多功能性。这个要点具体是指什么？

CJ：嗯，你不能随便把一堆谷物倒进卡尔·费歇尔滴定仪里。那样是行不通的。同样地，把某些样品放进微波炉或水分分析仪里也会遇到问题。所以对于那些宣称“万能”的产品，要小心。

ZC：我认为这充分体现了ROS 1的强大之处，因为它完全不受样本类型的限制。你可以放入几乎任何样本，通过使用我之前提到的用于追踪蒸发速率的算法和方法，我们就能确保获得准确的测量结果。

最后一个问题是“质量与数量”。这里是什么意思？

CJ：这又回到了指标的问题，比如，你们需要水分含量数据吗？而且，你们目前获得的这些快速测得的水分含量数据，可靠吗？它真的有助于提高产量吗？

ZC：正如康纳所说，对于你们正在测量的许多产品，或者正在开展的工作，确实需要坐下来与我们沟通，以确保选对合适的仪器。

以下是我们的联系方式。您也可以联系我们的销售专线，这是他们的电子邮箱和电话号码。

我们非常乐意与您交流。如果您在本次网络研讨会中对某些内容感兴趣，我们很乐意与您深入探讨，以便更好地了解您的产品。

问答环节

为什么水分含量不适合作为质量控制的衡量标准？

ZC：水分活度是一种精度极高、极为精确的测量指标。我们对此制定了相关标准，它确实能帮助我们精准定位并了解产品中的水分。

因此，如果您担心反应速率，或者担心某些物理性变化（例如结块、结团或微生物滋生），这将有助于您了解产品的当前状态，从而避免这些问题。这需要您对产品有更深入的了解，或许还需要像我之前提到的那样使用等温线，但我认为这确实能有效帮助您精准定位产品的当前状态。

至于含水量，这方面总是存在很大差异，也更难理解。所以正如康纳提到的，含水量对产量确实很有帮助。康纳，你还有什么要补充的吗？

CJ：是的，我觉得这基本概括了要点。我认为很多人对水分含量更多是作为一个概念来理解，因此它便成了事实上的衡量标准——“我的样品中含有多少水分？”——但在某些情况下，你其实应该考虑水分活度。

您提到卡尔·费歇尔法存在“不稳定性”。能否请您详细说明一下这方面的背景？

CJ：是的。卡尔·费歇尔滴定仪无法完全密封，所以必须不断对其进行校准。每次进行测量时，都必须校准它。因此，要让这台仪器保持稳定是一项持续的挑战，因为它总是会产生漂移，水分子也总是会对其产生影响。虽然这个过程可能比较耗时，但这是你必须时刻考虑的问题。

您在测试中使用的水分仪是什么品牌？

CJ：我记得有一台Ohaus的，还有一台梅特勒-托利多（Mettler Toledo）的，然后……是Torbal还是Veritas来着。就是这两台之一。我记不清了。

ZC：我觉得我们只是尽量挑选了大家常用的那些。

我对 ROS 1 的自动干燥检测功能很感兴趣。您能再详细解释一下吗？

ZC：是的。我刚才简单提过这一点，这种自动干燥检测的原理是，后台有一个算法在运行。基本上，我们能检测到的是蒸发速率。

因此，我们将该样本干燥约四分钟，而在测试即将结束时，仪器实际上可以测定水分蒸发的速度。随着蒸发速度减缓，仪器会检测到这一变化。

为了确保设备能在恰当的时机停止，它会在测试结束时开始进行更多测量，以便在样品完全干燥时立即停止。

这正是我们仪器真正独特之处，也正因如此，无需开发任何检测方法，因为该功能已内置其中，能够检测到蒸发速度的减缓，从而准确地终止测试。

康纳，你看到了什么？我知道我们检查了很多有问题的样本，比如干果和蛋白粉。你在ROS 1上看到任何令人担忧的烧焦痕迹或其他异常情况吗？

CJ：不。显然，如果你将温度调到对特定样品来说不合理的程度，就会导致样品烧焦。但我们之前没提到的是，样品不可能完全干燥。 根本不存在100%干燥这种状态，样本的干燥程度取决于环境。正因如此，ROS 1的算法表现得非常出色，它能精确测定我们所达到的这种平衡状态。所以我认为我们在建模方面做得很好，成功捕捉到了这种特定的稳定性，从而让我们能够断定：好的，这里已经干燥，达到了稳定的平衡状态。

这些信息对于果汁甚至水本身这类高含水样品来说，具体如何应用呢？

ZC：本次演示中我们没有包含这些具体的样本。但在您的研究中，您是否也考察过这类样本？

CJ：是的。我认为高含水量的样品反而更容易处理。这些样品中的水分更易被提取，并没有被困在任何奇怪的纤维基质中。因此，只要加热，水分就会很容易地被去除。所以，这类样品更容易获得干燥减量数据，只是可能需要更长的时间。

你能详细介绍一下ROS 1是如何根据蒸气压进行调节的吗？

CJ：是的。这是我们新开发的一款设备。我不确定它是否已经投入使用。之前我们有一款仪器，可以降低腔室内的蒸汽压。那款仪器就叫TrueDry。它利用干燥剂管向样品吹送干燥空气，从而消除平衡过程中的蒸汽压因素。遗憾的是，从硬件角度来看，它的结构非常复杂。 因此我们去掉了那个机制，但借助以往的经验和现代人工智能技术，我们能够非常精确地预测出TrueDry过去直接测量的那些参数。

ZC：所以这就像是蒸气压校正吗？

CJ：是的。因此，如果是在湿度特别高的地区，我们可以对此进行校正，或者对任何环境变化进行校正。

验证水分测定方法的最佳方式是什么？

CJ：嗯，验证水分测定方法的最佳方式是使用标准样品。

因此，你可以找到许多方面的标准，比如谷物的水分标准。这些标准通常价格昂贵，这大概就是为什么我们很少看到有人使用它们。不过，针对许多情况确实存在相应的标准，但有时又没有，这时你就得自己制作内部标准，这无疑是一件很麻烦的事。

但如果你真的重视可靠的含水量数据，如果你真的重视准确的产量数据，那么验证你的方法恐怕是值得的。

您是否曾用ROS 1测试过糖类或甜味剂？

CJ：我认为我们确实有，但我现在一时想不起来具体数据。

ZC：我想补充一点，我们一直在扩充ROS 1的数据集。因此，如果您对某项内容感兴趣并需要进行概念验证，我们可以选择在METER内部进行测试，或者您也可以将样品寄给我们。

因此，我们目前正在为许多对该仪器感兴趣但尚未决定是否更换设备的客户提供此类服务。我们会先自行进行调研并向他们展示结果，或者收集他们的样品进行测试，然后向他们汇报结果。

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