第三章食品的物理檢驗(yàn)方法

1、第三章食品的物理檢驗(yàn)方法 根據(jù)食品的相對(duì)密度、折射率、根據(jù)食品的相對(duì)密度、折射率、旋光度等物理常數(shù)與食品的組分含旋光度等物理常數(shù)與食品的組分含量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)的方法稱為量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)的方法稱為食品的物理檢測(cè)法。物理檢測(cè)法是食品的物理檢測(cè)法。物理檢測(cè)法是食品分析及食品工業(yè)食品分析及食品工業(yè) 生產(chǎn)中常用的生產(chǎn)中常用的檢測(cè)方法。檢測(cè)方法。1 概概 述述u根據(jù)食品的物理常數(shù)與食品的組成及含根據(jù)食品的物理常數(shù)與食品的組成及含量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)的方法稱為物理量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)的方法稱為物理檢驗(yàn)法。檢驗(yàn)法。u物理檢驗(yàn)法是食品分析及食品工業(yè)生產(chǎn)物理檢驗(yàn)法是食品分析及食品工業(yè)生產(chǎn)中常用的檢測(cè)方法。

2、中常用的檢測(cè)方法。一、物理檢測(cè)的意義一、物理檢測(cè)的意義 相對(duì)密度、折射率和比旋光度相對(duì)密度、折射率和比旋光度與物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)與物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)樣，也是物理樣，也是物理特性。由于這些物理特性的測(cè)定比較特性。由于這些物理特性的測(cè)定比較便捷，故它們是食品生產(chǎn)中常用的工便捷，故它們是食品生產(chǎn)中常用的工藝控制指標(biāo)，也是防止假冒偽劣食品藝控制指標(biāo)，也是防止假冒偽劣食品進(jìn)入市場(chǎng)的監(jiān)控手段。進(jìn)入市場(chǎng)的監(jiān)控手段。 通過(guò)測(cè)定液態(tài)食品的這些特通過(guò)測(cè)定液態(tài)食品的這些特性，可以指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程、保證產(chǎn)品性，可以指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程、保證產(chǎn)品質(zhì)量以及鑒別食品組成、確定食品質(zhì)量以及鑒別食品組成、確定食品濃度、判斷食品的純洛程度及品質(zhì)

3、，濃度、判斷食品的純洛程度及品質(zhì)，是生產(chǎn)管理和巾場(chǎng)管理不可缺少的是生產(chǎn)管理和巾場(chǎng)管理不可缺少的方便而快捷的監(jiān)測(cè)手段。方便而快捷的監(jiān)測(cè)手段。二、物理檢測(cè)的內(nèi)容與方法二、物理檢測(cè)的內(nèi)容與方法p 相對(duì)密度相對(duì)密度p 折光率折光率p 旋光度旋光度2 物理檢測(cè)的幾種方法物理檢測(cè)的幾種方法一、相對(duì)密度法一、相對(duì)密度法二、折光法二、折光法三、旋光法三、旋光法 一、相對(duì)密度法一、相對(duì)密度法 密度密度 物質(zhì)在一定溫度下，物質(zhì)在一定溫度下， 單位體積的質(zhì)量。單位體積的質(zhì)量。g/cmg/cm3 3 相對(duì)密度相對(duì)密度 d d某一溫度下物質(zhì)的質(zhì)量某一溫度下物質(zhì)的質(zhì)量 與同體積某一溫度下水的質(zhì)量之比與同體積某一溫度下水的

4、質(zhì)量之比 密度與相對(duì)密度的關(guān)系密度與相對(duì)密度的關(guān)系 記作記作 ，無(wú)因次量，無(wú)因次量 常用常用 、 表示。表示。 12ttd204d2020d液態(tài)食品相對(duì)密度的測(cè)定方法液態(tài)食品相對(duì)密度的測(cè)定方法 1. 1.密度瓶法密度瓶法 儀器：密度瓶是測(cè)定液體相對(duì)密儀器：密度瓶是測(cè)定液體相對(duì)密度的專用精密儀器，常用的有帶溫度的專用精密儀器，常用的有帶溫度計(jì)的精密密度瓶和帶毛細(xì)管的普度計(jì)的精密密度瓶和帶毛細(xì)管的普通密度瓶。通密度瓶。普通型附溫度計(jì)附溫度計(jì)密度瓶密度瓶普通密度瓶普通密度瓶原理：原理： 由于密度瓶的容積一定，故在一定由于密度瓶的容積一定，故在一定溫度下，用同一密度瓶分別稱量樣品溶溫度下，用同一密度瓶

5、分別稱量樣品溶液和蒸餾水的質(zhì)量，兩者之比即為該樣液和蒸餾水的質(zhì)量，兩者之比即為該樣品溶液的相對(duì)密度。品溶液的相對(duì)密度。測(cè)定方法測(cè)定方法 將精密密度瓶依次用洗液、自來(lái)水、蒸餾水、將精密密度瓶依次用洗液、自來(lái)水、蒸餾水、乙醇洗滌后，烘干并冷卻，精密稱重。乙醇洗滌后，烘干并冷卻，精密稱重。 裝滿溫度小于裝滿溫度小于2020的樣液，插入溫度計(jì)后，的樣液，插入溫度計(jì)后，置于置于20 20 的恒溫水浴中，待樣液的溫度達(dá)的恒溫水浴中，待樣液的溫度達(dá)到到20 20 時(shí)保持時(shí)保持20min20min，用濾紙條吸取毛細(xì)管，用濾紙條吸取毛細(xì)管溢出的多余樣液，蓋上毛細(xì)管的小帽取出。溢出的多余樣液，蓋上毛細(xì)管的小帽取出

6、。用濾紙把瓶外的液體擦干，在分析天平上量，用濾紙把瓶外的液體擦干，在分析天平上量，即可測(cè)出即可測(cè)出2020時(shí)一定容積樣液的質(zhì)量。時(shí)一定容積樣液的質(zhì)量。 將樣傾出，洗凈密度瓶，裝入煮沸將樣傾出，洗凈密度瓶，裝入煮沸30min30min并冷卻至并冷卻至2020以下的蒸餾水，按以下的蒸餾水，按測(cè)定樣液的方法同樣操作，測(cè)定出同體測(cè)定樣液的方法同樣操作，測(cè)定出同體積的積的2020蒸餾水的質(zhì)量。蒸餾水的質(zhì)量。 計(jì)算計(jì)算操作應(yīng)注意的問(wèn)題：操作應(yīng)注意的問(wèn)題： 測(cè)定揮發(fā)性的樣液時(shí)，宜使用精密密度瓶，測(cè)定揮發(fā)性的樣液時(shí)，宜使用精密密度瓶，測(cè)定較黏稠的樣液時(shí)宜使用普通密度瓶。測(cè)定較黏稠的樣液時(shí)宜使用普通密度瓶。 液

7、體必須裝滿密度瓶，并使液體充滿毛細(xì)管，液體必須裝滿密度瓶，并使液體充滿毛細(xì)管，瓶?jī)?nèi)不能有氣泡。瓶?jī)?nèi)不能有氣泡。 水浴中的水必須時(shí)清潔無(wú)油污，防止污染瓶水浴中的水必須時(shí)清潔無(wú)油污，防止污染瓶外壁。外壁。 拿取恒溫后的普通密度瓶不能用手直接接觸拿取恒溫后的普通密度瓶不能用手直接接觸球部。球部。 天平室的溫度不得高于天平室的溫度不得高于2020，防止液體受熱，防止液體受熱溢出溢出2.2.密度計(jì)法密度計(jì)法儀器：儀器： 普通密度計(jì)普通密度計(jì) 錘度計(jì)錘度計(jì) 波美計(jì)波美計(jì) 乳稠計(jì)乳稠計(jì) 酒精計(jì)酒精計(jì) 密度計(jì)時(shí)最便捷適用的測(cè)定液體相對(duì)密密度計(jì)時(shí)最便捷適用的測(cè)定液體相對(duì)密度的方法，時(shí)根據(jù)阿基米德原理設(shè)計(jì)而度的方

8、法，時(shí)根據(jù)阿基米德原理設(shè)計(jì)而成。成。 (1) (2) (3) (4)(1) (2) (3) (4) （1 1）普通密度計(jì)）普通密度計(jì) （2 2）附有溫度計(jì)的糖錘度密度計(jì)）附有溫度計(jì)的糖錘度密度計(jì) （3 3、4 4）波美密度計(jì)）波美密度計(jì) 一個(gè)封口的玻璃管一個(gè)封口的玻璃管，內(nèi)有空氣，中間略粗，內(nèi)有空氣，中間略粗，下部有重錘，能浮在，下部有重錘，能浮在一定密度的液體中。一定密度的液體中。 直接以直接以2020時(shí)的密度時(shí)的密度 值為刻度的。值為刻度的。 0.7000.7001.000 1.000 為輕表，為輕表，用來(lái)測(cè)量比水輕的液用來(lái)測(cè)量比水輕的液體；體； 1.0001.0002.000 2.000

9、 為重表，為重表，用來(lái)測(cè)量比水重的液用來(lái)測(cè)量比水重的液體。體。1 1、普通密度計(jì)、普通密度計(jì) 又稱勃力克斯計(jì)又稱勃力克斯計(jì) （BrixscaleBrixscale，簡(jiǎn)寫(xiě)為，簡(jiǎn)寫(xiě)為。BxBx）是專用于測(cè)定糖液濃）是專用于測(cè)定糖液濃度的，以度的，以2020重量百重量百分濃度為刻度的。分濃度為刻度的。2 2、附有溫度計(jì)、附有溫度計(jì) 的糖錘度密度計(jì)的糖錘度密度計(jì) 是以波美度來(lái)表示液是以波美度來(lái)表示液 體體濃度大小。濃度大小。 單位：?jiǎn)挝唬築 Be, e, 以以2020為基準(zhǔn)，蒸餾水為基準(zhǔn)，蒸餾水為為0, 15%0, 15%的食鹽液為的食鹽液為15 15 B Be e， 純硫酸（純硫酸（d=1.8427

10、d=1.8427時(shí)）為時(shí)）為 66 66 B Be e。3 3、4 4、 波美密度計(jì)波美密度計(jì)5 5、乳稠計(jì)、乳稠計(jì) 專門測(cè)定牛乳的相對(duì)密度的，刻度專門測(cè)定牛乳的相對(duì)密度的，刻度20/420/4、15 15 /15/15，關(guān)于溫度校正，見(jiàn)，關(guān)于溫度校正，見(jiàn)333333頁(yè)，附表頁(yè)，附表6 6。 相對(duì)密度相對(duì)密度d=d=（乳稠計(jì)讀數(shù)（乳稠計(jì)讀數(shù)/1000/1000）+1.000+1.0006. 6. 酒精比重計(jì)酒精比重計(jì) 表示溶液中含酒精的體積百分含量。表示溶液中含酒精的體積百分含量。注意：當(dāng)樣品中酒精含量低時(shí)，測(cè)量誤差較注意：當(dāng)樣品中酒精含量低時(shí)，測(cè)量誤差較 大；大；T20T20時(shí)要校正。時(shí)要校

11、正。GB/T 5009.22003GB/T 5009.22003 食品的相對(duì)密度的測(cè)定食品的相對(duì)密度的測(cè)定 1. 1. 密度瓶法密度瓶法 2. 2. 相對(duì)密度天平（韋氏天平）相對(duì)密度天平（韋氏天平） 3. 3. 密度計(jì)（比重計(jì)）密度計(jì)（比重計(jì)）二、折光法二、折光法通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的折光率來(lái)鑒別物質(zhì)的通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的折光率來(lái)鑒別物質(zhì)的組成，確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷組成，確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱為物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱為折光法折光法。光的反射現(xiàn)象與反射定律光的反射現(xiàn)象與反射定律 一束光線照射在兩種介質(zhì)的分界一束光線照射在兩種介質(zhì)的分界面上時(shí)，要改變它的傳播方向，但仍面上時(shí)，要改

12、變它的傳播方向，但仍在原介質(zhì)里傳播，這種現(xiàn)象叫在原介質(zhì)里傳播，這種現(xiàn)象叫光的反光的反射射。 光的反射示意圖光的反射示意圖 A A入射線入射線 B B反射線反射線 L L法線法線 M-MM-M兩介質(zhì)分界線兩介質(zhì)分界線 入射角入射角 反射角反射角光的反射定律光的反射定律入射線、反射線和法線總是在入射線、反射線和法線總是在同一平面內(nèi)，入射線和反射線同一平面內(nèi)，入射線和反射線分居于法線的兩側(cè)。分居于法線的兩側(cè)。入射角等于反射角。入射角等于反射角。光的折射現(xiàn)象與折射定律光的折射現(xiàn)象與折射定律 光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時(shí)，除了一部分光線反射回第一種時(shí)，除了一部分光線反射回第

13、一種介質(zhì)外，另一部分進(jìn)入第二種介質(zhì)介質(zhì)外，另一部分進(jìn)入第二種介質(zhì)中并改變它的傳播方向，這種現(xiàn)象中并改變它的傳播方向，這種現(xiàn)象叫叫光的折射光的折射。（1 1） 入射線、法線和折射線在同一入射線、法線和折射線在同一平面平面 內(nèi)，入射線和折射線分居于內(nèi)，入射線和折射線分居于法線的兩側(cè)。法線的兩側(cè)。（2 2）無(wú)論入射角怎樣改變，入射角）無(wú)論入射角怎樣改變，入射角的正弦與折射角的正弦之比，恒等的正弦與折射角的正弦之比，恒等于光在兩種介質(zhì)中的傳播速度之比。于光在兩種介質(zhì)中的傳播速度之比。光的折射定律光的折射定律光的折射示意圖光的折射示意圖 L-LL-L法線法線 A A入射光入射光 B B折射光折射光 1

14、1入射角入射角 2 2折射角折射角1. 1. 2 2 隨著隨著1 1增大而增大。增大而增大。2.2.當(dāng)當(dāng)1 1為為 9090、 2 2為臨界角為臨界角。3.3.當(dāng)光線從臨界當(dāng)光線從臨界角射入，折射線角射入，折射線沿沿OMOM面平行射面平行射出，為全反射出，為全反射。 棱鏡棱鏡樣品樣品光的全反射光的全反射絕對(duì)折射率：絕對(duì)折射率： 光在真空中的速度光在真空中的速度C C與在與在介質(zhì)中的速度介質(zhì)中的速度V V之比。以之比。以n n表示。表示。 n = c / vn = c / vn樣液樣液 Sin90 = n棱鏡棱鏡Sin 臨臨n樣液樣液 = n棱鏡棱鏡Sin 臨臨 阿貝式折光計(jì)阿貝式折光計(jì) 1 1

15、底座；底座；2 2棱晶調(diào)節(jié)旋或；棱晶調(diào)節(jié)旋或；3 3圓盤組（內(nèi)有刻度板）；圓盤組（內(nèi)有刻度板）；4 4 、小反光鏡、小反光鏡；5 5支架；支架；6 6讀數(shù)鏡簡(jiǎn)；讀數(shù)鏡簡(jiǎn)；7 7目鏡；目鏡；8 8 觀察鏡簡(jiǎn)；觀察鏡簡(jiǎn)；9 9分界線調(diào)節(jié)螺絲；分界線調(diào)節(jié)螺絲；1010消色調(diào)節(jié)旋鈕；消色調(diào)節(jié)旋鈕；1111色散刻度尺；色散刻度尺；1212棱鏡鎖緊扳手；棱鏡鎖緊扳手；13 13 棱鏡組；棱鏡組；1414溫度計(jì)插座；溫度計(jì)插座；1515恒溫器接頭；恒溫器接頭；16 16 保護(hù)罩；保護(hù)罩；1717、主軸；、主軸；1818、反光鏡、反光鏡手提折光計(jì)手提折光計(jì)OKOK觀測(cè)筒觀測(cè)筒P P棱鏡棱鏡D D蓋板蓋板校校正

16、正螺螺絲絲三、旋光法三、旋光法應(yīng)用旋光儀測(cè)量旋光物質(zhì)（光學(xué)活性物應(yīng)用旋光儀測(cè)量旋光物質(zhì)（光學(xué)活性物質(zhì)）的旋光度以確定其含量的分析方法質(zhì)）的旋光度以確定其含量的分析方法叫叫旋光法旋光法。自然光與偏振光：自然光與偏振光： 自然光自然光有無(wú)數(shù)個(gè)與光的前進(jìn)方向互相有無(wú)數(shù)個(gè)與光的前進(jìn)方向互相 垂直的光波振動(dòng)面。垂直的光波振動(dòng)面。 偏振光偏振光只有一個(gè)與光的前進(jìn)方向互相只有一個(gè)與光的前進(jìn)方向互相 垂直的光波振動(dòng)面。垂直的光波振動(dòng)面。 偏振光的產(chǎn)生方法偏振光的產(chǎn)生方法1. 1.用尼克爾棱鏡用尼克爾棱鏡 （蘇格蘭人發(fā)明的用兩個(gè)切成了特殊角度并（蘇格蘭人發(fā)明的用兩個(gè)切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起來(lái)的冰晶石組成

17、。）用加拿大香脂粘起來(lái)的冰晶石組成。）2.2.用用PolaroidPolaroid濾光器濾光器 （ 美美 發(fā)明發(fā)明 由嵌在透明塑料中的幾種晶體由嵌在透明塑料中的幾種晶體組成。）組成。）3.3.聚乙烯醇人造偏振片聚乙烯醇人造偏振片 例例 WXGWXG4 4型旋光儀型旋光儀1. 旋光度當(dāng)偏振光通過(guò)光學(xué)活性物質(zhì)溶液時(shí)，偏振面旋轉(zhuǎn)的角度 叫作該物質(zhì)的旋光度。 旋光度的大小與光源的波長(zhǎng)、液層厚度、旋光度的大小與光源的波長(zhǎng)、液層厚度、光學(xué)活性物質(zhì)的種類、濃度、溶劑及其溫度有光學(xué)活性物質(zhì)的種類、濃度、溶劑及其溫度有關(guān)。關(guān)。旋光度旋光度旋光系數(shù)旋光系數(shù)溶液濃度溶液濃度液層厚度液層厚度2.比旋光度在一定溫度和一

18、定光源情況下，當(dāng)溶液濃度為 1 g/ml ，液層厚度為 1分米 時(shí)偏振光所旋轉(zhuǎn)的角度。 = / L C 查手冊(cè)得到不同物質(zhì)的比旋光度。查手冊(cè)得到不同物質(zhì)的比旋光度。 測(cè)定樣液的旋光度。測(cè)定樣液的旋光度。 L 旋光管長(zhǎng)度（液層厚度）分米。旋光管長(zhǎng)度（液層厚度）分米。 C 樣液濃度（所求值）。樣液濃度（所求值）。 t測(cè)定溫度為測(cè)定溫度為20。 光源波長(zhǎng)通常為光源波長(zhǎng)通常為D鈉線鈉線589.3nm。糖類的比旋光度糖類的比旋光度 53.3 138.5 194.8 196.4乳乳 糖糖麥芽糖麥芽糖糊糊 精精淀淀 粉粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖葡萄糖果果 糖糖轉(zhuǎn)化糖轉(zhuǎn)化糖蔗蔗 糖糖【】糖類糖類【】糖類糖類變旋光作用變旋光作用 具有光學(xué)活性的還原糖類具有光學(xué)活性的還原糖類( (如葡