食品分析第三章

转换成电信号输出
成电压信号 输出
放大器把电信号放大
转换成数字信号，输入
计算机
数据的分析处理。
第四章 重点：
1. 相对密度？ 测定方法有哪些？测定意义？
2. 折光法测定原理，仪器，方法。
3. 旋光法测定原理，仪器，方法。 4. 旋光度、比旋光度、变旋光 作用。
• 偏振光的产生方法：
1.用尼克尔棱镜 （苏格兰人发明的用两个切成了特殊角度并用加 拿大香脂粘起来的冰晶石组成。） 2.用Polaroid滤光器 （ 美 E.H.Land发明 由嵌在透明塑料中的几种 晶体组成。） 3.聚乙烯醇人造偏振片 例 WXG—4型旋光仪
1. 旋光度——当偏振光通过光学活性物质溶 液时，偏振面旋转的角度 叫作该物质的旋 光度。
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。
粘度的大小是判断液态食品品质的一项重要物理
常数。
粘度有绝对粘度、运动粘度、条件粘度和相对粘
度之分。
绝对粘度——也叫动力粘度。 它是液体以 1cm／s 的流速流动时，在每 l cm2
液面上所需切向力的大小，单位为 “Pa· 。 s”
运动粘度——也叫动态粘度。
它是在相同温度下液体的绝对粘度与其密度的比
n样液 ×Sin90 = n棱镜×Sin α临 n样液 = n棱镜×Sin α临
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； 10．消色调节旋钮； 11．色散刻度尺； 12．棱镜锁紧扳手； 13 ．棱镜组；
第三章 食品的物理检测法
§1 概 述 §2 物理检测的几种方法 §3 食品的物性测定
§1 概 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。
§2 物理检测的几种方法
一、相对密度法 二、折光法 三、旋光法
凝胶强度、耐压性、可延伸性及剪切性等，
它们在某种程度上可以反映出食品的感官质量。
一、色度测定
(一)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。
普通密度瓶 普通型
附温度计 密度瓶
一个封口的玻璃管，内有 空气，中间略粗，下部有 重锤，能浮在一定密度的 液体中。
(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。
（1）普通密度计： 直接以20℃时的密度值为刻度的。 0.700～1.000 为轻表，用来测量比 水轻的液体；
测试果蔬的硬度、脆性、弹性等；
锥形探头可对黄油及其他粘性食品的粘度和
稠度进行测量；
模拟牙齿咀嚼食物动作的检测夹钳可以测量 肉制品的韧性和嫩度； 利用球形探头则可以测量休闲食品(如薯片) 的酥脆性；
挂钩形的探头可测面条的拉伸性等。 质构仪测试原理： 待测物随操作台一起等速地作上升或下降运动， 在与支架上的探头接触 把力传给压力传感器
旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、 光学活性物质的种类、浓度、溶剂及其温 度有关。
KCL
旋光系数
பைடு நூலகம்
旋光度
溶液浓度
液层厚度
2.比旋光度——在一定温度和一定光源情况下，
当溶液浓度为 1 g/ml ，液层厚度为 1分米 时偏振 光所旋转的角度。记为：
[ ] = α/ L C
t
——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。
色度——被测水样与特别制备的一组有色标准溶 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。
14．温度计插座；
15．恒温器接头； 16 ．保护罩；17主轴；18反 光镜 4-5
校 正 螺 丝
手提折光计
OK—观测筒 P—棱镜 D—盖板
三、旋光法
• 应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质） 的旋光度以确定其含量的分析方法叫旋光 法。 • 自然光与偏振光： 自然光—有无数个与光的前进方向互相垂 直的光波振动面。 偏振光—只有一个与光的前进方向互相垂 直的光波振动面。
三、旋光仪 工作原理：
光源
小棱镜
补偿器
目镜
起偏器
旋光管
检偏器
检糖计最基本的光学元件示意图
4-11
4-12
第三节
食品的物性测定
食品除了营养价值外，它的物理性能也很重 要。在食品生产过程中，存在着大量与物性量化 相关的问题。
物理性能是食品重要的品质因素，
主要包括：硬度、脆性、胶粘性、回复性、弹性、
值，单位为 “m2／s ”。
条件粘度——是在规定温度下，在指定的粘度计
中，一定量液体流出的时间(s)或将此时间与规
定温度下同体积水流出时间之比。
相对粘度——是在一定温度时液体的绝对粘度与 另一液体的绝对粘度之比，用以比较的液体通常 是水或适当的液体。
粘度的大小随温度的变化而变化。 温度愈↑，粘度愈↓。
一、 相对密度法
* 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。
* 密度与相对密度的关系。
t1温度下物质的密度 d t2 温度下同体积水的密度
记作
d
d
t1 t2
，无因次量
20 、 d 20
常用
20 4
糖类的比旋光度
糖类 葡萄糖 果 糖 转化糖 蔗 糖 【α】 ＋ 52.5 － 92.5 － 20.0 ＋ 66.5 糖类 乳 糖 麦芽糖 糊 精 淀 粉 【α】 ＋ 53.3 ＋ 138.5 ＋ 194.8 ＋ 196.4
3.变旋光作用
具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖， 乳糖，麦芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初迅 速变化，然后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值， 这种现象称为变旋光作用。 这是由于有的糖存在两种异构体，即 α型和β 型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间 的开链结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出 变旋光作用。
门。
三、质构测定
质构仪(Texture Analyzer)是使一些食品的
感官指标定量化的新型仪器。 (一)质构仪的结构及工作原理 质构仪包括主机、专用软件、备用探头及附件。 测量部分由操作台、转速控制器、横梁、底座、 直流电机和探头组成，结构如图4—16所示。
横梁1固定在立柱3上，可以上下移动，用以 调节操作台4与横梁的初始间距。固定在横梁上
• 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。
二、粘度测定
粘度——液体的粘稠程度，它是液体在外力作 用下发生流动时，分子间所产生的内摩擦力。
纯水在20℃时的绝对粘度为 10.3 pa· s。
测定液体粘度可以了解样品的稳定性，亦可揭示
干物质的量与其相应的浓度。粘度的数值有助于
解释生产、科研的结果。
粘度的测定方法按测试手段分为：
毛细管粘度计法、
旋转粘度计法、
滑球粘度计法等。
毛细管粘度计法设备简单、操作方便、精度
高。后两种需要贵重的特殊仪器，适用于研究部
的压力传感器可准确测量受力的大小。转速控制
器5控制操作台的移动速度，正反开关6负责改变
操作台的上下移动方向。
食品的物理性能都与力的作用有关，故质构 仪提供压力、拉力和剪切力作用于样品，配上不 同的样品探头，来测试样品的物理性能。
根据不同的食品形态和测试要求，选择不同 的测样探头。如柱形探头(直径2～50ram)常用于
表示。
• 测定相对密度的意义(p26)：
1.正常的液态食品，其相对密度都在一定 的范围 内。 例如： 全脂牛奶为 1.028～1.032 植物油（压榨法）为 0.9090～0.9295 2.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。
液态食品相对密度的测定方法：
1.密度瓶法 （普通密度瓶、带温度计密度瓶） 2.密度计法 （普通密度计、糖锤度密度计、 波美密度计、乳稠计、酒精密 度计、）
测定水的色度有: 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 间较短。 两种方法的精密度和准确度相同。
(二)啤酒色度的测定
二、折光法
• 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。 • 光的反射现象与反射定律 一束光线照射在两种介质的分界面上时， 要改变它的传播方向，但仍在原介质里 传播，这种现象叫光的反射。
光的反射示意图
A——入射线 L——法线 α——入射角 B——反射线 M-M’——两介质分界线 β——反射角
光的反射定律
• 入射线、反射线和法线总是在同一平面 内，入射线和反射线分居于法线的两侧。 • 入射角等于反射角。
光的折射现象与折射定律
• 光线从一种介质射到另一种介质时，除了一部 分光线反射回第一种介质外，另一部分进入第 二种介质中并改变它的传播方向，这种现象叫 光的折射。 •光的折射定律： （1） 入射线、法线和折射线在同一平面内，入 射线和折射线分居于法线的两侧。 （2）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折 射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播 速度之比。
1．原理 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。” Europe Beer consortium
2．仪器 EBC 比色计(或使用同等分析效果的仪器)： 具有 2.O～27.0 EBC 单位的目视色度盘或自 动数据处理与显示装置。
1.000～2.000 为重表，用来测量比 水重的液体。
（2）附有温度计的糖锤度密 度计： 又称勃力克斯计 （Brixscale， 。Bx） 简写为
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。
（3）.（4）波美密度计： 是以波美度来表示液体浓度大 小。单位：°B’e 以20℃为基准，蒸馏水为0 15%的食盐液为15 °B’e， 纯硫酸（d=1.8427时）为 66 °B’e。 波美度与相对密度可以换算
光的折射示意图
L-L’法线 A——入射光 B——折射光 α1——入射角 α2——折射角
光的全反射
样品
1.α 2 随着α1增 大而增大。 2.当α1为90°、 α2为临界角。 3.当光线从临 界角射入，折 射线沿OM面 平行射出，为 全反射。
棱镜
绝对折射率：
光在真空中的速度C与在介质中的速度V之比。 以n表示。 n = c / v
5. 乳稠计
专门测定牛乳的相对密度的，刻度20℃/4℃、15 ℃/15℃，关于温度校正。 相对密度d=（乳稠计读数/1000）+1.000
6. 酒精比重计 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。
GB/T 5009.2—2003 《食品的相对密度的测定》 1. 密度瓶法 2. 相对密度天平（韦氏天平） 3. 密度计（比重计）