第二章 食品的物理检测法

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▪ 波美计分为轻表和重表两种，分别用于 测定相对密度小于1的和相对密度大于1 的液体。
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（4） 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，附表。
相对密度d=（乳稠计读数/1000）+1.000 通过测定牛乳的比重，就可判断牛奶是掺假或 者是否脱脂，所以采用乳稠计测定是快速鉴定牛 奶质量的一种依据，在乳品厂，每天收购原料时 ，采用乳稠计检查牛奶质量为其中一项。
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光的反射现象
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 B——反射线
L——法线
M-M’——两介质分界线
α——入射角
β——反射角
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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。
所以测定折射率可以初步判断某些食品是否正常
如牛乳掺水，其乳清折射率降低，故测定牛乳乳清 的折射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是否掺水 。
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必须指出的是：折光法测得的只是可溶性固形物含量 ，但对于番茄酱，果酱等个别食品，已通过实验编制 了总固形物与可溶性固形物关系表．先用折光法测定 可溶性固形物含量．即可查出总固形物的含量 。
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计算 按下式计算
d
20 20
m2 m1
m0 m0
d
20 4
d 20 20
0.99823
式中 m0——空密度瓶质量，g； m1——密度瓶和水的质量，g； m2——密度瓶和样品的质量．g； 0.99823——20℃时水的密度，g／cm3。
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说明
①本法适用于测定各种液体食品的相对密度，特别适合于 样品量较少的场合，对挥发性样品也适用，结果准确，但操 作较繁琐。
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9
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）
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普普通通密型度瓶
带温度 计的密 度瓶
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方法
密度瓶是测定液体相对密度的专用精密仪器，是容 积固定的玻璃称量瓶，其种类和规格有多种。常用的 有带温度计的精密度瓶和带毛细管的普通密度瓶，见 图。
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（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。
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Hand-held Densitometer
便携式密度计
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2.2 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。
4.小反光镜 5.支架 6.读数镜筒
7.目镜
8.观察镜筒
9.分界线调节旋钮 10.色散棱镜手轮
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
图 阿贝折光仪
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校 正 螺 丝
手提折光计
OK—观测筒
P—棱镜
D—盖板 39
手持糖度计的读数
②测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的密度瓶。 ③水及样品必须装满密度瓶，瓶内不得有气泡。 ④拿取已达恒温的密度瓶时，不得用手直接接触密度瓶球部 ，以免液体受热流出。应带隔热手套取拿瓶颈或用工具夹取 。 ⑤水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁被污染。 ⑥天平室温度不得高于20℃，以免液体膨胀流出。
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不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；
酸度高的油脂折射率低。
因此测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质。
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正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范围 ，如正常牛乳乳清的折射率在正1.34199～1.34275 之间，当这些液态食品因掺杂、浓度改变或品种改 变等原因而引起食品的品质发生了变化时，折射率 常常会发生变化。
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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
比重计法
▪ 比重计法的特点： ▪ 测定液体样品操作简单迅速，如样品的量大而不
要求十分精确的结果时，可以采用此法。
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1.普通密度计 2.附有温度计的糖度计 3.4.波美密度计 5.酒精计 6.乳稠计
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。 根据阿基米德原理设计而成。 食品工业中常用的密度计按其 标度方法的不同，可分为普通 密度计、锤度计、乳稠计、波 美计等。
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阿贝折光仪的使用方法
▪ (1)折光仪的校正 ➢ 通常用蒸馏水\标准玻璃块 \溴化萘进行校准 ➢ 在20℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为
1.3330或可溶性固形物为0。 ➢ 在25℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为
1.3325
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蒸馏水的折光指数
温度（℃） 折光指数 温度（℃） 折光指数
14
1.3335 24
▪ 当温度低于10℃或高于30℃时,不能用0.00038 的校正系数进行换算(因为表中温度的范围为1030 ℃),而须通入恒温水,使样品达到规定温度后, 再测定折光指数. 花生油为N40 1.460-- 1.465 大豆油为 N40 1.466-- 1.470
▪ 沾取油样的玻璃棒必须是圆头的,以防刮伤棱镜 ！
▪ 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。
▪ 在食品分析中，常常需要测定产品的比重，如 酱油等产品，有些原料也要测定比重，又如， 乳品厂在原料验收时要测牛奶的比重。
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意义：
通过比重的测定，了解产品及原料质量如何。比重 是物质的一种物理指标，根据比重大小可以帮助我们 了解食品品质的纯度、搀假情况；还比如牛奶比重的 测定，可检出牛奶是否脱脂、是否掺水等；还有油脂 的比重测定，了解油脂是否酸败，因为油脂酸败后比 重比没有酸败的高。
在一定温度下，同一密度瓶分别称取等体积的样品 溶液和蒸馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相 对密度。
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比重瓶法
适用范围：样品如果要求精确度高或者样品量少。 操作步骤： 取干净比重瓶→称重→装满样品后→于20℃水浴中 浸泡30分钟→使瓶温达到20℃→插入毛细管的玻璃 塞→取出用滤纸擦干外部水→于天平称量→记录→ 将样品倒立→洗净比重瓶→在同一温度同一个比重 瓶测定蒸馏水的重量。
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在28℃时观测锤度为 15.20ºBx，则标准温度 (20℃)时糖锤度为多少? （校正值为0.51 ºBx
15.20 ＋0.51 (ºBx) =15.71 (ºBx)
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（3）波美密度计：
是以波美度来表示液体浓度大小。 单位： ºBé 以20 ℃为基准，蒸馏水为0； 15 %的食盐液为15 ºBé ， 纯硫酸（d=1.8427时）为 66 ºBé ； 其余刻度等分。 波美度与相对密度的换算表。
对于番茄制品等，在一些罐头手册上以制成比重与 固形物关系表，根据比重即可查出固形物的含量。
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2 物理检测的几种方法
2.1 相对密度法
*密度ρt：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。
d
t1温度下物质的密度 t2温度下同体积水的密度
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（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； 1.000～2.000 为重表，用来测量比水重的 液体。
读数时应以密度计与液体形成 的弯月面的下缘为准。
若液体颜色较深，不易看清弯 月面下缘时，则以弯月面上缘 为准。
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（2）附有温度计的糖锤度密度计：又称勃力克 斯计 （Brixscale，简写为ºBx）
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常用的折光计
折光仪是利用临界角原理测定物质折射率的仪器，大多
数的折光仪是直接读取折射率，不必由临界角间接计算
。除了折射率的刻度尺外，通常还有一个直接表示出折
射率相当于可溶性固形物百分数的刻度尺。
食品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提式折光仪。
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阿贝折光仪的结构及原理
1.底座
2.棱镜转动轮
3.圆盘级（内有刻度板）
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2.3 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。
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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。
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。
旋光度
KCL
旋光系数
溶液浓度
蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测定 折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食 品的糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂 蜜等食品的可溶性固形物的含量。
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Leabharlann Baidu
各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，每种脂肪酸均 有其特定的折射率。
含碳原子数目相同时不饱和脂肪酸的折射率比饱和 脂肪酸的折射率大得多；
是专用于测定糖液浓度的，其刻度方法是 以20℃为标准温度，在蒸馏水中为0，在 1%蔗糖溶液中为lºBx(即100 g蔗糖溶液中 含1 g蔗糖)，以此类推。
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T ＞ 20℃ 得数偏低，应＋ 改正数 T ＜ 20℃ 得数偏高，应－ 改正数 对于超过标准温度20℃时，查得的改正数应根据测 得数加上改正数，反之低于20℃时，查得的改正数 应根据测得数扣除改正数。 例1：在17℃时观测锤度为22.00ºBx，查附表得校 正值为0.18，则标准温度20℃时糖锤度为： 22.00－0.18= 21.82(ºBx)
第二章 食品的物理检测法
Physical methods for food analyses
1
主要内容
1概述 2 物理检测的几种方法 2.1 相对密度法 2.2 折光法 2.3 旋光法 3 食品的物性测定
2
▪ 定义
1概述
▪ 物理检验法：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。
1.3326
16
1.3333 25
1.3325
18
1.3332 26
1.3324
20
1.3330 28
1.3322
22
1.3328 30
1.3319
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(2)样液测定 ①以脱脂棉球蘸取乙醇擦净棱镜表面，挥干乙醇。 滴加1-2滴样液于下面棱镜的中央。迅速闭合两块 棱镜，调节反光镜，使两镜筒内视野最亮。 ②由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两 部分。 ③旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。 ④旋转棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点。
液层厚度
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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 1 g/ml ，液层厚度为 1分米 时偏振 光所旋转的角度。记为：
6
GB/T 5009.2—2003 《食品的相对密度的测定》
密度瓶法 相对密度天平（韦氏天平） 密度计（比重计）
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相对密度天平（韦氏天平）
适用于有机化学试剂中易挥发液体相对密度的测 定。 方法：这种方法比较古老，是用一种古老的测量 比重的仪器，这种方法的优点，就是样品量多时 可用，操作比较快，而且也比较准确，这里我们 不讲此法，这种仪器目前基本被淘汰，我们只讲 另两种方法（比重瓶和比重计法）。 测定仪器：韦氏天平
角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度
之比。
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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
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测定折射率的意义
折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中常 用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率.可 以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的 纯净程度及品质。
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10
5
1.3340
0
1.3330
1.3320
1.3310
• 目镜视野和读数
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⑤从读数镜筒中读取折射率或质量百分浓度。 ⑥测定样液温度。 ⑦打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其 他各机件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗 净，若为油类样品，须用乙醇或乙醚、二甲苯等擦 拭。
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注意事项
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测定相对密度的意义：
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。制糖工业、番茄制品: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。 酒精:查酒精含量-密度关系表。