《食品分析》食品的物理测定方法及食品物性测定(第2章)概述
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食品分析
第 2章
食品的物理测定方法及食品物性测定
刘 铁 兵 tbliu@ 浙江科技学院 生物与化学工程学院
食品分析
刘铁兵 tbliu@
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2
概
食品的物理测定方法及食品物性测定
述 根据食品的物理常数与食品的组成及含量 之间的关系进行检测的方法称为物理检验法。 物理检验法是食品分析及食品工业生产中 常用的检测方法。 物理检测的几种方法： 1、相对密度法 2、折光法 3、旋光法
2、折光仪测可溶性固形物含量 通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、 浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。是只测定可溶 性固形物的含量，因为固体粒子不能在折光仪上反应出它的折 射率。 阿贝折光仪的使用： A）校正：以20C蒸馏水作校正，折射率为1.33299或者可溶性固 形物为0%； B）使用：手提式折光仪
3）锤度计测定糖的相对密度 锤度计的刻度以20℃为标准，在蒸馏水中为0度，在 质量分数为1%蔗糖溶液中为1度，用oBx表示。非标温 度时可查温度换算表。附有温度计的糖锤度密度计， 又称勃力克斯计（Brixscale），是专用于测定糖液 浓度的，以20℃重量百分浓度为刻度的。 如果不带 温度计要进行校正。
2
食品的物理测定方法及食品物性测定
3、旋光仪测可溶性固形物含量 应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋度以确定其 含量。 光学活性物质：分子结构中有不对称C原子，能使偏振面旋 转一定角度的物质，如单糖、低聚糖、氨基酸等；
KCL
旋光度 旋光系数 溶液浓度 液层厚度
变旋现象：具有光学活性的还原糖类，在溶解之后其旋光度发 生改变的现象。 α和β二种异构体的比旋光度不同。
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2
食品的物理测定方法及食品物性测定
比旋光度--在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为
1g/ml ，液层厚度为1分米时偏振光所旋转的角度。
记为： [α]tλ= α/ L C ——查手册得到不同物质的比旋光度。 α—— 测定样液的旋光度。 L—— 旋光管长度（液层厚度）分米。 C—— 样液浓度（所求值）。 t——测定温度为20℃。 λ——光源波长通常为D钠线589.3nm。
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食品的物理测定方法及食品物性测定
校正螺丝
手提折光计 OK—观测筒 P—棱镜 D—盖板
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食品的物理测定方法及食品物性测定
阿贝式折光计 1.底座； 2.棱晶调节旋或； 3.圆盘组（内有刻度板）； 4.小反光镜； 5.支架； 6.读数镜简； 7.目镜； 8.观察镜简； 9.分界线调节螺丝；
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食品的物理测定方法及食品物性测定
【α】 【α】
糖类
糖类
葡萄糖
果 糖
＋ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.5
－ 92.5 － 20.0 ＋ 66.5
乳
糖
＋ 53.3
＋ 138.5 ＋ 194.8 ＋ 196.4
麦芽糖 糊 淀 精 粉
转化糖 蔗 糖
糖类的比旋光度
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食品的物理测定方法及食品物性测定
2）波美计测定相对密度
波美计的刻度以20℃为标准，在蒸馏水中
为0度，在质量分数为15%食盐溶液中为15度， 在纯硫酸中为66度，其余刻度等分，用oBe´表 示。波美计与相对密度的换算关系为：
o
145 Be 145 20 d20
'
o
145 Be 20 145 d20
℃
27 28 29 30 31 32
密度
0.996539 0.996259 0.995971 0.995673 0.995367 0.995052
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食品的物理测定方法及食品物性测定
1）密度瓶法测定相对密度 基本原理：在一定温度下用同一密度瓶分别取等 量体积的样品和纯水的质量之比即为该温度下的 相对密度。
10.消色调节旋钮； 11.色散刻度尺； 12.棱镜锁紧扳手； 13.棱镜组； 14.温度计插座； 15.恒温器接头； 16.保护罩； 17.主轴； 18.反光镜
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食品的物理测定方法及食品物性测定
各种型号的阿贝折光仪
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食品的物理测定方法及食品物性测定
在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖
的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。
若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加 几滴氨水后再稀释定容；若溶液已经稀释定容，则 可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶 液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性 溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果 糖。
℃
9 10 11 12 13 14 15 16 17
密度
0.999808 0.999727 0.999623 0.999525 0.999404 0.999271 0.999126 0.998970 0.998801
℃
18 19 20 21 22 23 24 25 26
密度
0.998622 0.998432 0.998230 0.998019 0.997797 0.997965 0.997323 0.997071 0.996810
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食品的物理测定方法及食品物性测定
水的密度与温度的关系
℃
0 1 2 3 4 5 6 7 8
密度
0.999868 0.999927 0.999968 0.999992 1.000000 0.999992 0.999968 0.999929 0.999876
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食品的物理测定方法及食品物性测定
Lab 颜色标尺按如下标识： L （亮度） 轴 表示黑白， 0 为黑， 100 为白 a （红绿） 轴 正值为红，负值为绿， 0 为中性色 b （黄蓝） 轴 正值为黄，负值为蓝， 0 为中性色
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食品的物理测定方法及食品物性测定
1、相对密度 密度ρ—物质在一定温度下，单位体积的质量 [g/cm3 ]。 相对密度 d——某一温度下物质的质量与同体 积某一温度下水的质量之比。 记作
d
t1 t2
，无因次量
20 20 d d 常用 4 、 表示。 20
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食品的物理测定方法及食品物性测定
测定水色度的方法: 1、铂钴比色法——测定水的色度的标准方法，此法操作简便，色
度稳定，标准比色系列保存适宜，可长时间使用，但其中所用的氯 铂酸钾太贵，大量使用时不经济。 2、铬钴比色法——以重铬酸钾代替氯铂酸钾，便宜而且易保存， 只是标准比色系列保存时问较短。 两种方法的精密度和准确度相同。 啤酒色度的测定 将除气后的啤酒注入 EBC 比色计的比色皿中，与标准 EBC 色盘比 较，目视读数或自动数字显示出啤酒的色度，以 EBC 色度单位表 示。 EBC——欧洲啤酒协会，简称“欧啤协。”
附温度计 密度瓶 普通密度瓶
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食品的物理测定方法及食品物性测定
普通密度计：
直接以20℃时的密度值为刻度。
0.700～1.000 为轻表，用来测量比水 轻的液体； 1.000～2.000 为重表，用来测量比水 重的液体。
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饮料用水色度的测定 纯洁的水是无色透明的。但一般的天然水中存在有各种溶解物
质或不溶于水的黏土类细小悬浮物，使水呈现各种颜色。如含 腐殖质或高铁较多的水，常呈黄色；含低铁化合物较高的水呈 淡绿蓝色；硫化氢被氧化所析出的硫，能使水呈浅蓝色。 色度--被测水样与特制的一组有色标准溶液的颜色比较值。 洁净的天然水的色度一般在15～25度之间，自来水的色度多在 5～10度。 水的色度有“真色”与“表色”之分。 “真色”——指用澄清或离心等法除去悬浮物后的色度。 “表色”——指溶于水样中物质的颜色和悬浮物颜色的总称。 在分析报告中必须注明测定的是水样的真色还是表色。
2
食品的物理测定方法及食品物性测定
所有的颜色都可以通过任何一种 Lab 标尺被感知并测 量。这些标尺也可以用来表示标样同试样的色差，通 常有 Δ为标识符。 如果Δ L为正，说明试样比标样浅，如果ΔL为负，说 明试样比标样深。 如果Δ a 为正，说明试样比标样红（或者少绿），如 果为负，说明试样绿（或者少红） 如果Δ b为正，说明试样比标样黄（或者少蓝），如 果为负，说明试样蓝（或这少黄）
Europe Beer consortium
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食品的物理测定方法及食品物性测定
一般淡色啤酒的色度在 5.0～14.0 EBC 范围内；
浓色啤酒的色度在 15.0～40.0 EBC 范围内。 测定浓色或黑色啤酒时，需要将啤酒稀释至合适的 色度范围(即2.0～27.0 EBC 范围内)，然后将实验 结果乘以稀释倍数。
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食品的物理测定方法及食品物性测定
4）乳稠计测定牛乳的相对密度 有20℃ /4℃和15℃ /15℃二种，温度每升高1℃读数 加0.2。 乳稠计读数=(相对密度－1.000)×1000 当测得牛乳的脂肪含量后可近似知道牛乳的固形物含量，这在 生产上十分方便。 总固形物=0.25×乳稠计读数 + 1.2 ×脂肪含量 +0.14 5）酒精比重计 表示溶液中含酒精的体积百分含量。 注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大； T≠20℃时要校正。
在食品行业，应用最为广泛的色差公式为 HunterLab 和 CIELab ，这些三维颜色坐标基于对立颜色理论阐 述红绿蓝的人眼的锥体细胞以及人眼在接受到颜色信 号后再彼此混合成黑白、红绿，黄蓝的成对信号向大
脑传递。
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食品的物理测定方法及食品物性测定
'
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食品的物理测定方法及食品物性测定
(1)
(2) (3)
(4)
（1）普通密度计（2）附 有温度计的糖锤度密度计 （3）、（4）波美密度计 根据阿基米德原理设计而 成。
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食品的物理测定方法及食品物性测定
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食品的物理测定方法及食品物性测定
GB/T 1. 2. 3. 5009.2—2003 《食品的相对密度测定》 密度瓶法 相对密度天平（韦氏天平） 密度计（比重计）
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食品的物理测定方法及食品物性测定
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食品的物理测定方法及食品物性测定
相对密度： d(t1,t2)=(t1温度下物质的密度)/(t2温度下水的密度) 4oC下水的密度为1.0000g/cm3 测定意义：测定出液态食品的相对密度以后，通过查表可 求出其固形物的含量。 浓度测定：如蔗糖、酒精； 可溶性固形物含量：液态食品，如果汁、番茄浆； 牛乳掺水检验：全脂乳d=1.028-1.032，掺水后密度下降； 植物油（压榨法）为0.9090～0.9295。 测定方法： 密度瓶法（比重瓶法）：比较繁琐，以称重为基本原理； 密度计法：普通密度计、锤度计、乳稠计、 波美度计。
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食品的物理测定方法及食品物性测定
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食品的物理测定方法及食品物性测定
4、颜色测定 在食品业，通过测色仪来对食品颜色严格分类，达到 较好的视觉感知效果，如对番茄酱颜色的测定，橙汁、
薯片及可乐等颜色的检测。
食品分析
第 2章
食品的物理测定方法及食品物性测定
刘 铁 兵 tbliu@ 浙江科技学院 生物与化学工程学院
食品分析
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概
食品的物理测定方法及食品物性测定
述 根据食品的物理常数与食品的组成及含量 之间的关系进行检测的方法称为物理检验法。 物理检验法是食品分析及食品工业生产中 常用的检测方法。 物理检测的几种方法： 1、相对密度法 2、折光法 3、旋光法
2、折光仪测可溶性固形物含量 通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、 浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。是只测定可溶 性固形物的含量，因为固体粒子不能在折光仪上反应出它的折 射率。 阿贝折光仪的使用： A）校正：以20C蒸馏水作校正，折射率为1.33299或者可溶性固 形物为0%； B）使用：手提式折光仪
3）锤度计测定糖的相对密度 锤度计的刻度以20℃为标准，在蒸馏水中为0度，在 质量分数为1%蔗糖溶液中为1度，用oBx表示。非标温 度时可查温度换算表。附有温度计的糖锤度密度计， 又称勃力克斯计（Brixscale），是专用于测定糖液 浓度的，以20℃重量百分浓度为刻度的。 如果不带 温度计要进行校正。
2
食品的物理测定方法及食品物性测定
3、旋光仪测可溶性固形物含量 应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋度以确定其 含量。 光学活性物质：分子结构中有不对称C原子，能使偏振面旋 转一定角度的物质，如单糖、低聚糖、氨基酸等；
KCL
旋光度 旋光系数 溶液浓度 液层厚度
变旋现象：具有光学活性的还原糖类，在溶解之后其旋光度发 生改变的现象。 α和β二种异构体的比旋光度不同。
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比旋光度--在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为
1g/ml ，液层厚度为1分米时偏振光所旋转的角度。
记为： [α]tλ= α/ L C ——查手册得到不同物质的比旋光度。 α—— 测定样液的旋光度。 L—— 旋光管长度（液层厚度）分米。 C—— 样液浓度（所求值）。 t——测定温度为20℃。 λ——光源波长通常为D钠线589.3nm。
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阿贝式折光计 1.底座； 2.棱晶调节旋或； 3.圆盘组（内有刻度板）； 4.小反光镜； 5.支架； 6.读数镜简； 7.目镜； 8.观察镜简； 9.分界线调节螺丝；
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【α】 【α】
糖类
糖类
葡萄糖
果 糖
＋ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2.5
－ 92.5 － 20.0 ＋ 66.5
乳
糖
＋ 53.3
＋ 138.5 ＋ 194.8 ＋ 196.4
麦芽糖 糊 淀 精 粉
转化糖 蔗 糖
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2）波美计测定相对密度
波美计的刻度以20℃为标准，在蒸馏水中
为0度，在质量分数为15%食盐溶液中为15度， 在纯硫酸中为66度，其余刻度等分，用oBe´表 示。波美计与相对密度的换算关系为：
o
145 Be 145 20 d20
'
o
145 Be 20 145 d20
℃
27 28 29 30 31 32
密度
0.996539 0.996259 0.995971 0.995673 0.995367 0.995052
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1）密度瓶法测定相对密度 基本原理：在一定温度下用同一密度瓶分别取等 量体积的样品和纯水的质量之比即为该温度下的 相对密度。
10.消色调节旋钮； 11.色散刻度尺； 12.棱镜锁紧扳手； 13.棱镜组； 14.温度计插座； 15.恒温器接头； 16.保护罩； 17.主轴； 18.反光镜
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食品的物理测定方法及食品物性测定
在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖
的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。
若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加 几滴氨水后再稀释定容；若溶液已经稀释定容，则 可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶 液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性 溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果 糖。
℃
9 10 11 12 13 14 15 16 17
密度
0.999808 0.999727 0.999623 0.999525 0.999404 0.999271 0.999126 0.998970 0.998801
℃
18 19 20 21 22 23 24 25 26
密度
0.998622 0.998432 0.998230 0.998019 0.997797 0.997965 0.997323 0.997071 0.996810
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水的密度与温度的关系
℃
0 1 2 3 4 5 6 7 8
密度
0.999868 0.999927 0.999968 0.999992 1.000000 0.999992 0.999968 0.999929 0.999876
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Lab 颜色标尺按如下标识： L （亮度） 轴 表示黑白， 0 为黑， 100 为白 a （红绿） 轴 正值为红，负值为绿， 0 为中性色 b （黄蓝） 轴 正值为黄，负值为蓝， 0 为中性色
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1、相对密度 密度ρ—物质在一定温度下，单位体积的质量 [g/cm3 ]。 相对密度 d——某一温度下物质的质量与同体 积某一温度下水的质量之比。 记作
d
t1 t2
，无因次量
20 20 d d 常用 4 、 表示。 20
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食品的物理测定方法及食品物性测定
测定水色度的方法: 1、铂钴比色法——测定水的色度的标准方法，此法操作简便，色
度稳定，标准比色系列保存适宜，可长时间使用，但其中所用的氯 铂酸钾太贵，大量使用时不经济。 2、铬钴比色法——以重铬酸钾代替氯铂酸钾，便宜而且易保存， 只是标准比色系列保存时问较短。 两种方法的精密度和准确度相同。 啤酒色度的测定 将除气后的啤酒注入 EBC 比色计的比色皿中，与标准 EBC 色盘比 较，目视读数或自动数字显示出啤酒的色度，以 EBC 色度单位表 示。 EBC——欧洲啤酒协会，简称“欧啤协。”
附温度计 密度瓶 普通密度瓶
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普通密度计：
直接以20℃时的密度值为刻度。
0.700～1.000 为轻表，用来测量比水 轻的液体； 1.000～2.000 为重表，用来测量比水 重的液体。
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饮料用水色度的测定 纯洁的水是无色透明的。但一般的天然水中存在有各种溶解物
质或不溶于水的黏土类细小悬浮物，使水呈现各种颜色。如含 腐殖质或高铁较多的水，常呈黄色；含低铁化合物较高的水呈 淡绿蓝色；硫化氢被氧化所析出的硫，能使水呈浅蓝色。 色度--被测水样与特制的一组有色标准溶液的颜色比较值。 洁净的天然水的色度一般在15～25度之间，自来水的色度多在 5～10度。 水的色度有“真色”与“表色”之分。 “真色”——指用澄清或离心等法除去悬浮物后的色度。 “表色”——指溶于水样中物质的颜色和悬浮物颜色的总称。 在分析报告中必须注明测定的是水样的真色还是表色。
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所有的颜色都可以通过任何一种 Lab 标尺被感知并测 量。这些标尺也可以用来表示标样同试样的色差，通 常有 Δ为标识符。 如果Δ L为正，说明试样比标样浅，如果ΔL为负，说 明试样比标样深。 如果Δ a 为正，说明试样比标样红（或者少绿），如 果为负，说明试样绿（或者少红） 如果Δ b为正，说明试样比标样黄（或者少蓝），如 果为负，说明试样蓝（或这少黄）
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一般淡色啤酒的色度在 5.0～14.0 EBC 范围内；
浓色啤酒的色度在 15.0～40.0 EBC 范围内。 测定浓色或黑色啤酒时，需要将啤酒稀释至合适的 色度范围(即2.0～27.0 EBC 范围内)，然后将实验 结果乘以稀释倍数。
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4）乳稠计测定牛乳的相对密度 有20℃ /4℃和15℃ /15℃二种，温度每升高1℃读数 加0.2。 乳稠计读数=(相对密度－1.000)×1000 当测得牛乳的脂肪含量后可近似知道牛乳的固形物含量，这在 生产上十分方便。 总固形物=0.25×乳稠计读数 + 1.2 ×脂肪含量 +0.14 5）酒精比重计 表示溶液中含酒精的体积百分含量。 注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大； T≠20℃时要校正。
在食品行业，应用最为广泛的色差公式为 HunterLab 和 CIELab ，这些三维颜色坐标基于对立颜色理论阐 述红绿蓝的人眼的锥体细胞以及人眼在接受到颜色信 号后再彼此混合成黑白、红绿，黄蓝的成对信号向大
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(1)
(2) (3)
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GB/T 1. 2. 3. 5009.2—2003 《食品的相对密度测定》 密度瓶法 相对密度天平（韦氏天平） 密度计（比重计）
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食品的物理测定方法及食品物性测定
相对密度： d(t1,t2)=(t1温度下物质的密度)/(t2温度下水的密度) 4oC下水的密度为1.0000g/cm3 测定意义：测定出液态食品的相对密度以后，通过查表可 求出其固形物的含量。 浓度测定：如蔗糖、酒精； 可溶性固形物含量：液态食品，如果汁、番茄浆； 牛乳掺水检验：全脂乳d=1.028-1.032，掺水后密度下降； 植物油（压榨法）为0.9090～0.9295。 测定方法： 密度瓶法（比重瓶法）：比较繁琐，以称重为基本原理； 密度计法：普通密度计、锤度计、乳稠计、 波美度计。
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4、颜色测定 在食品业，通过测色仪来对食品颜色严格分类，达到 较好的视觉感知效果，如对番茄酱颜色的测定，橙汁、
薯片及可乐等颜色的检测。