食品的检测法

第四章食品的物理检测法（2学时）

教学内容：

物理检测的意义、内容和方法；物理检测的几种方法：密度法、折光法和旋光法的原理和仪器；食品的物理性质测定：色度、粘度和质构测定的原理和方法。

教学要求：

1、掌握物理检测的意义、内容和方法。

2、掌握物理检测的几种方法：密度法、折光法和旋光法的原理和仪器。

3、理解食品的物理性质测定：色度和粘度测定的原理和方法。

重点与难点：

相对密度法、折光法、旋光法的原理与仪器。

第一节概述

根据食品的相对密度、折射率、旋光度等物理常数与食品的组分含量之间的关系进行检测的方法称为食品的物理检测法。物理检测法是食品分析及食品工业生产中常用的检测方法之一。

一、物理检测的意义

相对密度、折射率、比旋光度与物质的熔点和沸等食品的物理特性是食品生产中常用的工艺控制指标，也是防止假冒伪劣食品进人市场的监控手段。通过测定食品的物理特性．可以指导生产过程、保证产品质量以及鉴别食品组成、确定食品浓度、判断食品的纯净程度及品质，是生产管理和市场管理不可缺少的方便而快捷的监测手段。

二、物理检测的内容与方法

（一）相对密度

蔗糖溶液的相对密度随糖液浓度的增加而增大，原麦汁的相对密度随浸出物浓度的增加而增大，而酒的相对密度却随酒精度的提高而减小，这些规律已通过实验制定出了它们的对照表，只要测得它们的相对密度就可以从附表中查出其对应的浓度。

对于果汁、番茄汁等这样的液态食品，测定了相对密度便可通过换算或查专用的经验表确定其可溶性固形物或总固形物的含量正常的液态食品的相对密度都在一定的范围之内，例如：全脂牛乳为1.028—1.032(20℃/20℃），芝麻油为0.9126—0.9287（20℃ /4℃）。当由于掺杂、变质等原因引起其组织成分发生异常变化时，均可导致其相对密度发生变化。不可忽视的是，即使液态食品的相对密度在正常范围以内，也不能确保食品无质量问题，必须配合其他理化分析，才能保证食品的质量。（二）折射率

蔗糖溶液的折射率随蔗糖浓度的增大而升高，所以所有含糖饮料、糖水罐头、果汁和蜂蜜等食品都可利用此关系测定糖度或可溶性固形物含量。还可通过测定生长期果蔬的折射率，判断果蔬的成熟度，以进行田间管理。

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；不饱和脂肪酸相对分子质量越大，折射率越大；油脂酸度越高，折射率越小因此．测定折射率可以用来鉴别油脂的组成和组成和质。

正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范围，如芝麻油的折射率在1.4692—1.4791（20℃）之间，蜂蜡的折射率在1.4410—1.4430（75℃）之间。当这些液态食品由于掺杂或品种改变等原因引起食品的品质发件改变时，折射率常常会发生变化，故测定折射率可以初步对食品进行定性，以判

断食品是否正常。

（三）旋光度

某些食品的比旋光度值在一定的范围内，如谷氨酸钠的比旋光度［ａ］20D在＋24.80—+25.30之间，通过测定它的旋光度，可以控制产品质量。蔗糖的糖度、味精的纯度、淀粉和某些氨基酸的含量与其旋光度成正比，故测定了它们的旋光度便可知道它们的结果。

第二节物理检测的几种方法

一、相对密度法

（一）液态食品的浓度与其密度的关系

1、密度：每单位体积物质的质量。

d＝m/v

单位为g/ml或g/cm3

各种物质都有一定的密度，因此测定密度为检测物质纯度与否或液体浓度大小的一种方法。当物质纯度改变时，密度也随着改变。同样，随着温度的变化，物质体的改变，密度亦随之改变。符号d t表示某物质在温度t时的密度。物质往往可以通过它的密度的测定而能加以区分，因为两种物质具有相同密度的情况是很少见的。

2、真密度：某一液体在20℃时的质量与同体积纯水在4℃时的质量之比，以符号d420表示。（真比重）

3、视密度：在普通的密度瓶或密度计测定法中，以测定溶液对同温度水的密度比较方便，以d t t表示。d2020表示某以液体在20℃时对水在20℃时的密度。（视比重）

对同一溶液来说，视密度总是比真密度大，即d2020﹥d420，这是因为水在4℃时的密度比在0℃时的密度大。如温度不在20℃，而在t℃时d t20可换算成d420的数据。

d420＝d t20×d t

式中d t表示t℃时水的密度。见表3－1

（二）密度测定的意义

密度是物质的一种物理指标，它可帮助了解品质的纯度、掺杂情况等。密度也是某些食品质量的指际。

（三）液态食品密度的测量法

1、密度瓶法

有些样品如果要求精确度高或者样品量少可用比重瓶法。

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。

计算：比重=（W2－W O）/（W1－W O）

W O—比重瓶重量（g）；W1—比重瓶和水的重量（g）

W2—比重瓶和样品的重量（g）

注意事项：

①比重瓶要清洁、干燥，测定时瓶内不能有气泡产生；

②调节温度时不要低于天平室内的温度，否则样品向外溢；

③若水温为4℃时，而不是20℃的水，测得值要乘一个校正系数0.99823（密度）.

④对于样品中含糖量高，及粘稠液体的比重时，使用毛细管比重瓶。

比重瓶法最大优点是精确度高，最大缺点就是利用重量法所以比较麻烦，要采用分析天平称几

次，故繁琐。

2、密度计法

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。

注意事项：采用比重计测定比重时，玻璃圆筒要放在比较平的实验台或桌面上，使比重计悬在量筒中心，不要碰及器周和底部。

（1）普通密度计

普通密度计是直接以20℃时的密度值为刻度，由几支刻度范围不同的密度计组成一套。密度值小于1的（0.700~1.000）称为轻表，用于测定比水轻的液体；密度值大于1 的（1.000~2.000）称为重表，用于测定比水重的液体。

（2）锤度计

使用糖锤度计时，如样品（糖液）溶液温度不是20℃（标准温度）所测得数值就不正确，在较高的温度下，也就是说超过20℃时所得数值比应有读数低，反之，低于20℃时所得读数比应有读数高（因为没有热膨胀原因），所以对温度高低都有一个温度改正数，关于温度改正数一般在食品工业手册上都可查到。

即：T ＞20℃得数低＋改正数

T ＞20℃得数高－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：设观察锤度计在23℃为18.84，23℃时温度改正数为0.18，则标准温度（20℃）时糖锤度为18.84+0.18=19.02（查表：23℃时18.84D的改正数0.18，因温度高于标准温度所以加上改正数0.18即为19.02）

（3）乳稠计

对于测定牛奶比重时可用乳稠计，牛奶的比重一般是 1.015～1.045之间，而乳稠计温度为20℃/4℃和15℃/15℃两种，前者较后者测得的结果低2度。我们通过测定牛乳的比重，就可判断牛奶是掺假或者是否脱脂。

具体操作与比重计使用方法相同，要注意向量筒倒牛奶时防止产生气泡，将乳稠计放入量筒中要静止1～3分钟稳定后，读取牛乳液面上的刻度，但要注意牛乳温度不是20℃时，要校正，需要用温度计量取牛奶的温度，如果温度比20℃高出1℃，要在得出的乳稠计读数上加0.2度，如果牛奶温度低于20℃时，每低1℃，需减去乳稠剂读数0.2度，也可以查表得出。

例2：温度17℃时测得乳稠计读数为32℃，则20℃时应该为多少？

解：32－0.2（20－17）= 32－0.6 = 31.4（g/㎝3）=1.0314（比重）

∵乳稠计读数=（比重读数－1）×100

例3：25℃时测得读数为29.8，则20℃时应该为多少？

解：29.8+0.2（25－20）= 29.8 + 1.0 = 30.8（g/㎝3）即相当于比重1.0308 对于读出的乳稠计数值不是正数时，可查表。查表时要注意，有15℃时的度数换算表，也有20℃时的度数换算表，因为前面我们提了20℃/4℃测出的比15℃/15℃低2度，所以查表时应注意温度。（4）波美计

波美计是以波美度(○Bé)来表示液体浓度大小的。按标度方法的不同分为多种类型，常用的波美计刻度刻制的方法是以20℃为标准，以在蒸馏水中为0○Bé，在15%Nacl 溶液中为15○Bé，在纯H2SO4（相对密度为1.8427）中为66○Bé，其余刻度等距离划分。波美计亦有轻表和重表之分，分别用于测定相对密度小于1 和大于1 的液体。

二、折光法