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第四章 食品的光学性质 1 光学性质的应用 食品的感官色泽 呈现色彩视觉信息; 美食四大要素(色、香、味、形)之一; 食品的品质分析 第一节 光学性质的基本概念 原子吸收与 荧光光谱 等离子 光谱 可见光(太阳)光谱 光谱 分析 仪 可见光、红外 、近红外、拉 曼、紫外、荧 光、 可见光无损 检测 喂料器 溜管 CCD照相 机(传感器 ) 光源 比色板 气枪 可见光无损检测:杂色米的选择 白色 营养 清爽 卫生 柔和 灰色 难吃 肮脏 粉红 甜 柔和 红色 甜 滋养 新鲜 味浓 紫色 浓烈 甜 暖 深褐 难吃 硬 暖 橙色 甜 滋养 味浓 美味 暗橙 奶油 黄色 暗黄 黄绿 绿色 2 颜色与心里感觉 颜色与食欲 视 觉 味 感 绿色:酸味感,新鲜 白色、浅蓝色:清凉、冰爽感 黑色:苦味感 粉红色:甜味感 黄色:丰硕、甜美感 色彩心理学的应用: 食品色彩、餐馆色彩设计、食品包装、 形状与颜色 例:杯子颜色的选择 杯子颜色红色杯子黄色杯子蓝色杯子 品尝后评价 咖啡味太浓 浓淡刚好味道太淡 结果:采用红色杯子节约开支 用不同的杯子装相同的咖啡; 30位品尝者进行评价: 绿叶餐厅 3.颜色信息识别原理 光:电磁波 波长(nm) 射线 X射线 紫外线 可见光 红外线 微波 无线电 交流电 400 500 600 700 紫蓝绿黄橙红 蓝绿黄绿 电磁波及可见光(390770nm)的范围 感知物体颜色的影响因素: 物体的化学组成、分子结构 光源光谱 接收者眼睛的光谱敏感性 光的识别原理 大多数可见光是由多个不同波长的光组合而成; 颜色是视觉系统对可见光的感知结果。 太阳光 玻璃棱镜 太阳光(可见)的组成 光的反射 反射类型 l 镜反射:入射光线和反射光线都平行。如镜子。 l 漫反射:入射光线平行,反射光线不。如大部分食品 。 反射特性(强度、波长、方向)与物料特性有关。 光的透过: 光的吸收:化学结构对光波的选择性吸收,用于结构分析 介质 光源 反射 透过 吸收 4 光学性质的基本物理量 4.1 光的反射、吸收与透过 4.2 物体的色彩 与反射有关:强度(明暗)、光波长(色彩)、方向(可见) 。 吸收、反射、透过 (1) 光的透过特性 。 (2) 光密度 。 (3) 光的反射特性 。 荧光和迟缓发光 。 4.3 光学基本概念(屠康,p180) 4.2 光度学基本物理量(屠康,p163) 光度与光通量、照度、光出摄度、发光强度、亮度 (1) 光度与光通量 (2) 照度 .。 (3) 光出摄度 (4) 发光强度 (5) 亮度 物体的颜色 在3个方面变化 色调饱和度明亮度 第二节 食品颜色的表征 (1)色相(色别、色调) 色与色的区别,可用单色光的波长表示。 1 色彩三要素 色相、明度、饱和度 (3)饱和度(鲜艳程度、彩度) 色的纯度,颜色的深浅 (2)明度(明亮度) 颜色的明暗、深浅,可用反光率表示 。 2 食品的光学性质及其测试分析 1. L*a*b*表色系 RGB表色系、XYZ表色系、CIELAB(L*a*b*)表色系、 有些不同表色系之间有定量关系; w 均匀色立体表示系统,色圆+垂直坐标轴; w 表明了颜色在色空间的位置; w 色彩化可以以数值表示; w 能反映出肉眼看不出的细微变化。 +a(纯红,700nm) -a(纯绿,546.1nm) -b(纯蓝,435.8nm) +b(纯黄, nm) 色圆 L*a*b*表色系 b*:黄蓝度 + b*表示黄色 - b*表示蓝色 L*: 明度 L*=0(黑色) L*=100(白色),100个等级; 反光率为100%(如氧化镁)的明度为100; 反光率为0(如黑体)的明度为0。 a*:红绿度 +a*表示红色 -a*表示绿色 白色 黑色 灰色 圆周为单色光 L*a*b*表色系 c*沿半径方向变化; c*越大表明颜色越浓; 中心c* =0(灰色),纯色c* =60 h*:色调角, 表示彩色彼此相分的特性 白度: c*:彩度(饱和度), 表示颜色的浓淡,纯色的程度 偏离1越远,分离越开 c=60 c=0 L*a*b*表色系 色差(E*) :表示两种 色彩之间的色差; 应用:近似颜色的差别程度、 食品的变色程度的研究。 E*值感觉到的色差程度 0-0.5极小的差异(trace) 0.5-1.5稍有差异(slight) 1.5-3.0感觉到有差异(noticeable) 3.0-6.0较显著差异(appreciable) 6.0-12.0很明显差异(much) 12.0不同颜色(very much) E*值与观察感觉 计算公式: 2. 颜色信息识别及应用 2.1 食品品质分析 例1:色彩来源:食品中固有的天然色素和人工着色 例2:香肠的初步分级 一级:切面有光泽,脂肪白色 二级:部分肉馅有光泽,肌肉深灰或咖啡色,脂肪微黄 例3:成分分析(略):近红外、 例4:结构分析(略):紫外、红外、拉曼、原子光谱 例5:无损检测 (理化特性分析,略):成熟度、甜度 2.2 食品的颜色检测 (1) 感官(目测)法 谷物、果蔬等规格等级的检定(标准样本) 标准色卡对照法 标准液比较法:待测液(桔子汁) 光电比色计 液体试样液的浓度 分光光度计 测定各种波长光线的透过率,得出液体中吸收特定波长的化合物 成分、液体浓度以及食品中某些呈色物质含量 光电反射光度仪(色度仪) 测量食品表面光泽和透明液体的颜色 其它,CCD数码相机无损检测 (2) 仪器测定法 (3) 影响食品颜色检测的因素 透明度 透明物体有反射、透光,导致仪器检测与目测结果有 差异; 均与性 固体的颜色往往不均匀,目测通常是总体效果,仪器 则是被测点的部分面积; 表面平整度: 凸凹不平会导致反射方向不一致; 检测方法:不同方法的检测值有所不同; 例1:用色度仪研究高蛋白挂面的色泽 试样:添加不同比例的脱脂大豆粉的挂面 感官评价:主食品质评价的重要手段,但无 法标准化,受检测者个体影响 改进:借助色度仪研究色彩信息 相关性:通过相关性分析,确定仪器分析 的色彩参数与感官评定的关系。 方法、目的: L*:亮度, L*值越大,面粉越白(亮) a*:红绿度,+a*越大,面粉越红 b*:黄蓝度,+ b*越大,面粉越黄 c*:彩度, c*越大,色彩越浓 色度仪测定(数据略) 脱脂豆粉使面条的亮度(L*)增大; 浅黄色的脱脂豆粉使面条中的黄色素含量增加; L*a*b*c* 色泽泽得分0.928(*)0.559-0.880(*)-0.908(*) 感官评价色泽得分与色度参值的相关关系(相关系数) 显著水平为0.05 例2. 米茶颜色的测定 方法:选取一组相同的炒米,1g样加50mL沸水,浸泡 时间分别为4、5、6、7、8、9、10、11、12、 13min,取样后测色度,每组3个重复 米茶茶汤呈色动力学 添加5%水润米 5min 10min 15min 米茶的色彩特性: 红黄色;明亮。 随浸泡时间,色彩 变化,红色减弱,黄 色增强,纯度增强, 明亮度下降 存

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