課題二-食品的物理檢測法講課教案

課題二-食品的物理檢測法

一、相對密度法

*密度ρ——物質在一定溫度下，單位體積的質量。［g/cm3

］

*相對密度d——某一溫度下物質的質量與同體積某一溫度下水的質量之比。*密度與相對密度的關系。記作，無因次量

常用、表示。

測定相對密度的意義：

1.正常的液態(tài)食品，其相對密度都在一定的范圍內。例如：全脂牛奶為1.028～1.032

植物油（壓榨法）為

0.9090～0.92952.測定出液態(tài)食品的相對密度以后，通過查表可求出其固形物的含量。

液態(tài)食品相對密度的測定方法：

1.密度瓶法（普通密度瓶、帶溫度計密度瓶）

2.密度計法（普通密度計、糖錘度密度計、波美密度計、乳稠計、酒精密度計、）

普通型附溫度計密度瓶普通密度瓶(1)(2)(3)(4)（1）普通密度計（2）附有溫度計的糖錘度密度計（3）、（4）波美密度計根據阿基米德原理設計而成。一個封口的玻璃管，內有空氣，中間略粗，下部有重錘，能浮在一定密度的液體中。（1）普通密度計：

直接以20℃時的密度值為刻度的。

0.700～1.000為輕表，用來測量比水輕的液體；

1.000～2.000為重表，用來測量比水重的液體。（2）附有溫度計的糖錘度密度計：

又稱勃力克斯計（Brixscale，簡寫為。Bx）是專用于測定糖液濃度的，以20℃重量百分濃度為刻度的。

如果不帶溫度計要進行校正，見331頁附表5。

（3）.（4）波美密度計：

是以波美度來表示液體濃度大小。單位：°B’e以20℃為基準，蒸餾水為015%的食鹽液為15°B’e，純硫酸（d=1.8427時）為66°B’e。波美度與相對密度的換算見32頁。5.乳稠計專門測定牛乳的相對密度的，刻度20℃/4℃、15℃/15℃，關于溫度校正，見333頁，附表6。相對密度d=（乳稠計讀數/1000）+1.0006.酒精比重計示溶液中含酒精的體積百分含量。注意：當樣品中酒精含量低時，測量誤差較大；T≠20℃時要校正。GB/T5009.2—2003《食品的相對密度的測定》1.密度瓶法

2.相對密度天平（韋氏天平）

3.密度計（比重計）二、折光法通過測量物質的折光率來鑒別物質的組成，確定物質的純度、濃度及判斷物質的品質的分析方法稱為折光法。光的反射現象與反射定律

一束光線照射在兩種介質的分界面上時，要改變它的傳播方向，但仍在原介質里傳播，這種現象叫光的反射。

光的反射示意圖

A——入射線B——反射線L——法線M-M’——兩介質分界線α——入射角β——反射角光的反射定律入射線、反射線和法線總是在同一平面內，入射線和反射線分居于法線的兩側。入射角等于反射角。

光的折射現象與折射定律

光線從一種介質射到另一種介質時，除了一部分光線反射回第一種介質外，另一部分進入第二種介質中并改變它的傳播方向，這種現象叫光的折射。光的折射定律：（1）入射線、法線和折射線在同一平面內，入射線和折射線分居于法線的兩側。（2）無論入射角怎樣改變，入射角的正弦與折射角的正弦之比，恒等于光在兩種介質中的傳播速度之比。光的折射示意圖L-L’法線A——入射光B——折射光α1——入射角α2——折射角光的全反射1.α2隨著α1增大而增大。2.當α1為90°、α2為臨界角。3.當光線從臨界角射入，折射線沿OM面平行射出，為全反射。

棱鏡樣品絕對折射率：光在真空中的速度C與在介質中的速度V之比。以n表示。n=c/vn樣液×Sin90=n棱鏡×Sinα臨n樣液=n棱鏡×Sinα臨

阿貝式折光計

1．底座；2．棱晶調節(jié)旋或；3．圓盤組（內有刻度板）；4．小反光鏡；5．支架；6．讀數鏡簡；7．目鏡；8．觀察鏡簡；9．分界線調節(jié)螺絲；10．消色調節(jié)旋鈕；11．色散刻度尺；12．棱鏡鎖緊扳手；13．棱鏡組；14．溫度計插座；15．恒溫器接頭；16．保護罩；17主軸；18反光鏡4-5手提折光計OK—觀測筒P—棱鏡D—蓋板校正螺絲三、旋光法應用旋光儀測量旋光物質（光學活性物質）的旋光度以確定其含量的分析方法叫旋光法。自然光與偏振光：自然光—有無數個與光的前進方向互相垂直的光波振動面。偏振光—只有一個與光的前進方向互相垂直的光波振動面。偏振光的產生方法：1.用尼克爾棱鏡（蘇格蘭人發(fā)明的用兩個切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起來的冰晶石組成。）2.用Polaroid濾光器（美E.H.Land發(fā)明由嵌在透明塑料中的幾種晶體組成。）3.聚乙烯醇人造偏振片例WXG—4型旋光儀1.旋光度——當偏振光通過光學活性物質溶液時，偏振面旋轉的角度叫作該物質的旋光度。旋光度的大小與光源的波長、液層厚度、光學活性物質的種類、濃度、溶劑及其溫度有關。旋光度旋光系數溶液濃度液層厚度

2.比旋光度——在一定溫度和一定光源情況下，當溶液濃度為1g/ml，液層厚度為1分米時偏振光所旋轉的角度。記為：

=α/LC——查手冊得到不同物質的比旋光度。α——測定樣液的旋光度。L——旋光管長度（液層厚度）分米。C——樣液濃度（所求值）。t——測定溫度為20℃。

λ——光源波長通常為D鈉線589.3nm。糖類的比旋光度＋53.3＋138.5＋194.8＋196.4乳糖麥芽糖糊精淀粉＋52.5－92.5－20.0＋66.5葡萄糖果糖轉化糖蔗糖【α】糖類【α】糖類3.變旋光作用

具有光學活性的還原糖類(如葡萄糖，果糖，乳糖，麥芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初迅速變化，然后慚漸變得較緩慢，最后達到恒定值，這種現象稱為變旋光作用。

這是由于有的糖存在兩種異構體，即α型和β型，它們的比旋光度不同。這兩種環(huán)型結構及中間的開鏈結構在構成一個平衡體系過程中，即顯示出變旋光作用。

在用族光法測定蜂蜜，商品葡萄糖等含有還原糖的樣品時，樣品配成溶液后，宜放置過夜再測定。若需立即測定，可將中性溶液(pH7)加熱至沸，或加幾滴氨水后再稀釋定容；若溶液已經稀釋定容，則可加入碳酸鈉干粉至石蕊試紙剛顯堿性。在堿性溶液中，變旋光作用迅速，很快達到平衡。但微堿性溶液不宜放置過久，溫度也不可太高，以免破壞果糖。三、旋光儀

工作原理：

光源起偏器小棱鏡旋光管補償器檢偏器目鏡檢糖計最基本的光學元件示意圖4-114-12第三節(jié)食品的物性測定食品除了營養(yǎng)價值外，它的物理性能也很重要。在食品生產過程中，存在著大量與物性量化相關的問題。

物理性能是食品重要的品質因素，主要包括：硬度、脆性、膠粘性、回復性、彈性、凝膠強度、耐壓性、可延伸性及剪切性等，它們在某種程度上可以反映出食品的感官質量。一、色度測定(一)飲料用水色度的測定純潔的水是無色透明的。但一般的天然水中存在有各種溶解物質或不溶于水的黏土類細小懸浮物，使水呈現各種顏色。如含腐殖質或高鐵較多的水，常呈黃色；含低鐵化合物較高的水呈淡綠藍色；硫化氫被氧化所析出的硫，能使水呈淺藍色。

色度——被測水樣與特別制備的一組有色標準溶液的顏色比較值。潔凈的天然水的色度一般在15～25度之間，自來水的色度多在5～10度。水的色度有“真色”與“表色”之分?！罢嫔薄赣贸吻寤螂x心等法除去懸浮物后的色度?！氨砩薄溉苡谒畼又形镔|的顏色和懸浮物顏色的總稱。在分析報告中必須注明測定的是水樣的真色還是表色。測定水的色度有:鉑鈷比色法——測定水的色度的標準方法，

此法操作簡便，色度穩(wěn)定，標準比色系列保存適宜，可長時間使用，但其中所用的氯鉑酸鉀太貴，大量使用時不經濟。2.鉻鈷比色法——以重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀，便宜而且易保存，只是標準比色系列保存時問較短。兩種方法的精密度和準確度相同。

(二)啤酒色度的測定

1．原理將除氣后的啤酒注入EBC比色計的比色皿中，與標準EBC色盤比較，目視讀數或自動數字顯示出啤酒的色度，以EBC色度單位表示。EBC——歐洲啤酒協會，簡稱“歐啤協?！盓uropeBeerconsortium

2．儀器

EBC比色計(或使用同等分析效果的儀器)：具有2.O～27.0EBC單位的目視色度盤或自動數據處理與顯示裝置。一般淡色啤酒的色度在

5.0～14.0EBC范圍內；濃色啤酒的色度在

15.0～40.0EBC范圍內。測定濃色或黑色啤酒時，需要將啤酒稀釋至合適的色度范圍(即2.0～27.0EBC范圍內)，然后將實驗結果乘以稀釋倍數。

二、粘度測定

粘度——液體的粘稠程度，它是液體在外力作用下發(fā)生流動時，分子間所產生的內摩擦力。粘度的大小是判斷液態(tài)食品品質的一項重要物理常數。粘度有絕對粘度、運動粘度、條件粘度和相對粘度之分。絕對粘度——也叫動力粘度。它是液體以1cm／s的流速流動時，在每lcm2

液面上所需切向力的大小，單位為“Pa·s”。運動粘度——也叫動態(tài)粘度。它是在相同溫度下液體的絕對粘度與其密度的比值，單位為“m2／s”。條件粘度——是在規(guī)定溫度下，在指定的粘度計中，一定量液體流出的時間(s)或將此時間與規(guī)定溫度下同體積水流出時間之比。

相對粘度——是在一定溫度時液體的絕對粘度與另一液體的絕對粘度之比，用以比較的液體通常是水或適當的液體。粘度的大小隨溫度的變化而變化。

溫度愈↑，粘度愈↓。純水在20℃時的絕對粘度為10—3pa·s。測定液體粘度可以了解樣品的穩(wěn)定性，亦可揭示干物質的量與其相應的濃度。粘度的數值有助于解釋生產、科研的結果。粘度的測定方法按測試手段分為：毛細管粘度計法、旋轉粘度計法、滑球粘度計法等。毛細管粘度計法設備簡單、操作方便、精度高。后兩種需要貴重的特殊儀器，適用于研究部門。(一)毛細管粘度計法

1．原理毛細管粘度計測定的是運動粘度。由樣液通過一定規(guī)格的毛細管所需的時間求得樣液的粘度。2．儀器取一定體積的液體在嚴格的溫度與固定的液面高度的控制下，使其流經毛細管粘度計而計算其流經時間。根據流經時間與粘度計的校正常數的乘積即可得動力粘度。毛細管粘度計：(二)旋轉粘度計法

1．原理旋轉粘度計(圖4—14)上的同步電機l以一定的速度帶動刻度圓盤2旋轉，又通過游絲3和轉軸帶動轉子4旋轉。若轉子未受到阻力，則游絲與刻度圓盤同速旋轉；當樣液存在時，轉子受到粘滯阻力的作用使游絲產生力矩。當兩力達到平衡時，與游絲相連的指針5在刻度圓盤上指示出一數值，根據這一數值，結合轉子號數及轉速即可算出被測樣液的絕對粘度。(三)滑球粘度計法1．原理滑球粘度計(即赫普勒爾粘度計)如圖4—15所示，適于測定粘度較高的樣液。它是基于落體原理而設計的。測定方法是在一充滿樣液的玻璃管(有玻璃夾套)中，將一適宜相對密度的球體從玻璃管上線落至下線，根據落球時間，再結合被測樣液的相對密度、球體的相對密度和球體系數，可以計算出樣液的粘度。三、質構測定質構儀(TextureAnalyzer)是使一些食品的感官指標定量化的新型儀器。

(一)質構儀的結構及工作原理質構儀包括主機、專用軟件、備用探頭及附件。測量部分由操作臺、轉速控制器、橫梁、底座、直流電機和探頭組成，結構如圖4—16所示。橫梁1固定在立柱3上，可以上下移動，用以調節(jié)操作臺4與橫梁的初始間距。固定在橫梁上的壓力傳感器可準確測量受力的大小。轉速控制器5控制操作臺的移動速度，正反開關6負責改變操作臺的上下移動方向。

食品的物理性能都與力的作用有關，故質構儀提供壓力、拉力和剪切力作用于樣品，配上不同的樣品探頭2，來測試樣品的物理性能。根據不同的食品形態(tài)和測試要求，選擇不同的測樣探頭。如柱形探頭(直徑2～50ram)常用于測試果蔬的硬度、脆性、彈性等；錐形探頭可對黃油及其他粘性食品的粘度和稠度進行測量；模擬牙齒咀嚼食物動作的檢測夾鉗可以測量肉制品的韌性和嫩度；利用球形探頭則可以測量休閑食品(如薯片)的酥脆性；掛鉤形的探頭可測面條的拉伸性等。質構儀測試原理：待測物隨操作臺一起等速地作上升或下降運動，在與支架上的探頭接觸把力傳給壓力傳感器轉換成電信號輸出放大器把電信號放大成電壓信號輸出轉換成數字信號，輸入計算機數據的分析處理。第四章重點：

1.相對密度？測定方法有哪些？測定意義