食品分析——实用教案

1、1 概 述 根据食品的物理常数与食品的组成(z chn)及含量之间的关系进行检测的方法称为物理检验法。 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。第1页/共63页第一页，共63页。2 物理检测的几种(j zhn)方法一、相对密度(md)法二、折光法三、旋光法第2页/共63页第二页，共63页。 一、 相对密度法 * 密度 物质在一定温度(wnd)下，单位 体积的质量。g/cm3 * 相对密度 d某一温度下物质(wzh)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。12tdt温度下物质的密度温度下同体积水的密度第3页/共63页第三页，共63页。 记作 ，无因次量 常

2、用(chn yn) (chn yn) 、 表示。 12ttd204d2020d第4页/共63页第四页，共63页。 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 1.0281.032 植物油（压榨法）为 0.90900.9295 2.测定出液态食品的相对密度以后(yhu)，通过查表可求出其固形物的含量。 第5页/共63页第五页，共63页。液态食品相对(xingdu)密度的测定方法： 1.密度瓶法 （普通(ptng)密度瓶、带温度计密度瓶） 2.密度计法 （普通(ptng)密度计、糖锤度密度计、波美密度计、乳稠计、酒精密 度计、）第6页/共63页第六

3、页，共63页。普通型附温度计密度(md)瓶普通(ptng)密度瓶第7页/共63页第七页，共63页。 (1) (2) (3) (4)（1）普通密度计（2）附有温度计的糖锤度密度计（3）、（4）波美密度计根据阿基米德( j m d)原理设计而成。一个封口的玻璃管，内有空气(kngq)，中间略粗，下部有重锤，能浮在一定密度的液体中。第8页/共63页第八页，共63页。（1）普通密度计： 直接以20时的密度值为刻度(kd)的。 0.7001.000 为轻表，用来测量比水轻的液体； 1.0002.000 为重表，用来测量比水重的液体。第9页/共63页第九页，共63页。（2）附有温度计的糖锤度密度）附有温度

4、计的糖锤度密度计：计：又称勃力克斯计又称勃力克斯计 （Brixscale，简写简写(jinxi)为。为。Bx）是专用于测定(cdng)糖液浓度的，以20重量百分浓度为刻度的。 如果不带温度计要进行校正，见331页附表5。第10页/共63页第十页，共63页。 （3）.（4）波美密度计：是以波美度来表示液体浓度大小。单位：Be 以20为基准，蒸馏水为0 15%的食盐液为15 Be， 纯硫酸(li sun)（d=1.8427时）为 66 Be。波美度与相对密度的换算见32页。第11页/共63页第十一页，共63页。5. 乳稠计专门测定牛乳的相对(xingdu)密度的，刻度20/4、15 /15，关于温

5、度校正，见333页，附表6。相对(xingdu)密度d=（乳稠计读数/1000）+1.0006. 酒精比重计 示溶液中含酒精的体积百分含量。注意：当样品(yngpn)中酒精含量低时，测量误差较大；T20时要校正。第12页/共63页第十二页，共63页。GB/T 5009.22003 食品的相对密度的测定(cdng) 1. 密度瓶法 2. 相对密度天平（韦氏天平） 3. 密度计（比重计）第13页/共63页第十三页，共63页。二、折光(zhgung)法 通过测量物质的折光率来鉴别(jinbi)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。 光的反射现象与反射定律 一束光线照射

6、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。第14页/共63页第十四页，共63页。 光的反射示意图 A入射线 B反射线 L法线(f xin) M-M两介质分界线 入射角 反射角第15页/共63页第十五页，共63页。光的反射定律(fn sh dn l) 入射线、反射线和法线总是(zn sh)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。第16页/共63页第十六页，共63页。光的折射(zhsh)现象与折射(zhsh)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(chunb)

7、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(znyng)改变，入射角的正弦与折射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。第17页/共63页第十七页，共63页。光的折射(zhsh)示意图 L-L法线 A入射光 B折射(zhsh)光 1入射角 2折射(zhsh)角第18页/共63页第十八页，共63页。光的全反射1. 2 随着1增大而增大。2.当1为90、 2为临界角。3.当光线(gungxin)从临界角射入，折射线沿OM面平行射出，为全反射。 棱镜(lngjng)样品(yngpn)第19页/共

8、63页第十九页，共63页。绝对(judu)折射率：光在真空中的速度C与在介质中的速度V之比。以n表示。 n = c / vn样液 Sin90 = n棱镜(lngjng)Sin 临n样液 = n棱镜(lngjng)Sin 临第20页/共63页第二十页，共63页。 阿贝式折光计 1底座；2棱晶调节旋或；3圆盘组（内有刻度板）；4 小反光镜；5支架；6读数镜简；7目镜(mjng)；8 观察镜简；9分界线调节螺丝；10消色调节旋钮；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4-5第21页/共63页第二十一页，共63页。手提折光计O

9、K观测(gunc)筒P棱镜D盖板校正螺丝第22页/共63页第二十二页，共63页。三、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。 自然光与偏振光： 自然光有无数个与光的前进方向互相垂直(chuzh)的光波振动面。 偏振光只有一个与光的前进方向互相垂直(chuzh)的光波振动面。第23页/共63页第二十三页，共63页。第24页/共63页第二十四页，共63页。偏振光的产生方法：1.用尼克尔棱镜 （苏格兰人发明的用两个(lin )切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起来的冰晶石组成。）2.用Polaroid滤光器 （ 美 E.H.Land发明 由嵌在透明塑料中的几

10、种晶体组成。）3.聚乙烯醇人造偏振片 例 WXG4型旋光仪第25页/共63页第二十五页，共63页。1. 旋光度(gungd)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(gungd)。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(wnd)有关。KCL旋光度(gungd)旋光系数溶液浓度液层厚度第26页/共63页第二十六页，共63页。2.比旋光度在一定温度和一定光源情况(qngkung)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： = / L C 查手册得到不同物质的比旋光度。 测定样液的旋光度。 L 旋

11、光管长度（液层厚度）分米。 C 样液浓度（所求值）。 t测定温度为20。 光源(gungyun)波长通常为D钠线589.3nm。t第27页/共63页第二十七页，共63页。糖类(tn li)的比旋光度 53.3 138.5 194.8 196.4乳 糖麦芽糖糊 精淀 粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖果 糖转化糖蔗 糖【】糖类【】糖类第28页/共63页第二十八页，共63页。3.变旋光作用(zuyng) 具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖，乳糖，麦芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初(qch)迅速变化，然后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。 这是由于有的糖存在

12、两种异构体，即 型和型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间(zhngjin)的开链结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作用。第29页/共63页第二十九页，共63页。 在用族光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖的样品时，样品配成溶液后，宜放置(fngzh)过夜再测定。若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；若溶液已经稀释定容，则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置(fngzh)过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。第30页/共63页第三十页，共63页。三、旋光仪工作(gngzu)原理： 第

13、31页/共63页第三十一页，共63页。光源起偏器小棱镜旋光管补偿器检偏器目镜检糖计最基本的光学元件示意图检糖计最基本的光学元件示意图第32页/共63页第三十二页，共63页。4-11第33页/共63页第三十三页，共63页。4-12第34页/共63页第三十四页，共63页。 第三节 食品的物性测定 食品除了营养价值外，它的物理性能也很重要。在食品生产过程中，存在着大量(dling)与物性量化相关的问题。 物理性能是食品重要的品质因素，主要包括：硬度、脆性、胶粘性、回复性、弹性、凝胶强度、耐压性、可延伸性及剪切性等，它们在某种程度上可以反映出食品的感官质量。第35页/共63页第三十五页，共63页。一、

14、色度(s d)测定( (一) )饮料用水色度的测定 纯洁的水是无色透明的。但一般的天然水中存在有各种溶解物质或不溶于水的黏土类细小悬浮物，使水呈现(chngxin)(chngxin)各种颜色。如含腐殖质或高铁较多的水，常呈黄色；含低铁化合物较高的水呈淡绿蓝色；硫化氢被氧化所析出的硫，能使水呈浅蓝色。 第36页/共63页第三十六页，共63页。色度被测水样与特别制备的一组有色标准溶 液的颜色(yns)(yns)比较值。洁净的天然水的色度一般在15152525度之间，自来水的色度多在5 51010度。第37页/共63页第三十七页，共63页。水的色度有“真色”与“表色”之分。“真色”指用澄清或离心等法

15、除去悬浮物后的色度。“表色”指溶于水样中物质的颜色和悬浮物颜色的总称。在分析报告中必须(bx)(bx)注明测定的是水样的真色还是表色。第38页/共63页第三十八页，共63页。测定水的色度有: :铂钴比色法测定水的色度的标准方法， 此法操作简便(jinbin)(jinbin)，色度稳定，标准比色系列保存适宜，可长时间使用，但其中所用的氯铂酸钾太贵，大量使用时不经济。2. 2. 铬钴比色法以重铬酸钾代替氯铂酸钾，便宜而且易保存，只是标准比色系列保存时问较短。两种方法的精密度和准确度相同。第39页/共63页第三十九页，共63页。( (二) )啤酒(pji)(pji)色度的测定1 1原理 将除气后的啤

16、酒注入 EBC EBC 比色计的比色皿中，与标准 EBC EBC 色盘比较，目视读数或自动数字显示出啤酒的色度(s d)(s d)，以 EBC EBC 色度(s d)(s d)单位表示。EBCEBC欧洲啤酒(pji)(pji)协会，简称“欧啤协。”Europe Beer consortium Europe Beer consortium 第40页/共63页第四十页，共63页。 2仪器(yq) EBC 比色计(或使用同等分析效果的仪器(yq)：具有 2.O27.0 EBC 单位的目视色度盘或自动数据处理与显示装置。第41页/共63页第四十一页，共63页。 一般淡色啤酒的色度在 5.0 5.014

17、.0 EBC 14.0 EBC 范围(fnwi)(fnwi)内；浓色啤酒的色度在 15.0 15.040.0 EBC 40.0 EBC 范围(fnwi)(fnwi)内。 测定浓色或黑色啤酒时，需要将啤酒稀释至合适的色度范围(fnwi)(fnwi)(即2.02.027.0 EBC 27.0 EBC 范围(fnwi)(fnwi)内) )，然后将实验结果乘以稀释倍数。 第42页/共63页第四十二页，共63页。 二、粘度(zhn d)(zhn d)测定 粘度液体的粘稠程度，它是液体在外力作用下发生流动时，分子间所产生(chnshng)的内摩擦力。粘度的大小是判断液态食品品质的一项重要物理常数。粘度有绝

18、对粘度、运动粘度、条件粘度和相对粘度之分。第43页/共63页第四十三页，共63页。绝对粘度也叫动力粘度。它是液体以 1cm 1cms s 的流速流动时，在每 l l cm2 cm2 液面上所需切向力的大小，单位为 “PasPas” 。运动粘度也叫动态粘度。它是在相同温度下液体的绝对粘度与其(yq)(yq)密度的比值，单位为 “m2m2s s ”。第44页/共63页第四十四页，共63页。条件粘度是在规定温度下，在指定的粘度计中，一定量液体流出的时间(s)(s)或将此时间与规定温度下同(xitng)(xitng)体积水流出时间之比。 相对粘度是在一定温度时液体的绝对粘度与另一液体的绝对粘度之比，用

19、以比较的液体通常是水或适当的液体。第45页/共63页第四十五页，共63页。粘度的大小随温度的变化而变化。 温度愈，粘度愈。纯水在2020时的绝对粘度为 103 pas 103 pas。测定液体粘度可以了解样品的稳定性，亦可揭示干物质的量与其相应的浓度。粘度的数值有助于解释生产、科研(k yn)(k yn)的结果。第46页/共63页第四十六页，共63页。粘度的测定方法按测试手段分为：毛细管粘度计法、旋转粘度计法、滑球粘度计法等。毛细管粘度计法设备简单、操作方便、精度高。后两种需要(xyo)(xyo)贵重的特殊仪器，适用于研究部门。第47页/共63页第四十七页，共63页。( (一) ) 毛细管粘度

20、计法 1 1原理 毛细管粘度计测定的是运动粘度。由样液通过一定规格的毛细管所需的时间求得样液的粘度。2 2仪器 取一定体积的液体在严格的温度与固定的液面高度的控制下，使其流经毛细管粘度计而计算(j (j sun)sun)其流经时间。根据流经时间与粘度计的校正常数的乘积即可得动力粘度。第48页/共63页第四十八页，共63页。第49页/共63页第四十九页，共63页。毛细管粘度计：第50页/共63页第五十页，共63页。( (二) )旋转粘度计法 1 1原理 旋转粘度计( (图414)414)上的同步电机l l以一定的速度带动刻度圆盘2 2旋转，又通过游丝3 3和转轴带动转子4 4旋转。若转子未受到阻

21、力，则游丝与刻度圆盘同速旋转；当样液存在时，转子受到粘滞阻力的作用使游丝产生力矩。当两力达到平衡时，与游丝相连的指针5 5在刻度圆盘上指示出一数值(shz)(shz)，根据这一数值(shz)(shz)，结合转子号数及转速即可算出被测样液的绝对粘度。第51页/共63页第五十一页，共63页。第52页/共63页第五十二页，共63页。( (三) )滑球粘度计法1 1原理 滑球粘度计( (即赫普勒尔粘度计) )如图415415所示，适于测定粘度较高的样液。它是基于落体原理而设计的。测定方法是在一充满样液的玻璃管( (有玻璃夹套) )中，将一适宜相对密度的球体从玻璃管上线落至下线，根据落球时间，再结合(j

22、ih)(jih)被测样液的相对密度、球体的相对密度和球体系数，可以计算出样液的粘度。第53页/共63页第五十三页，共63页。第54页/共63页第五十四页，共63页。三、质构测定(cdng)(cdng) 质构仪(Texture Analyzer)(Texture Analyzer)是使一些食品的感官指标定量化的新型仪器。 ( (一) )质构仪的结构及工作原理 质构仪包括主机、专用软件、备用探头及附件。测量部分由操作台、转速控制器、横梁、底座、直流电机(dinj)(dinj)和探头组成，结构如图416416所示。第55页/共63页第五十五页，共63页。第56页/共63页第五十六页，共63页。 横梁

23、(hn lin)1(hn lin)1固定在立柱3 3上，可以上下移动，用以调节操作台4 4与横梁(hn (hn lin)lin)的初始间距。固定在横梁(hn lin)(hn lin)上的压力传感器可准确测量受力的大小。转速控制器5 5控制操作台的移动速度，正反开关6 6负责改变操作台的上下移动方向。 食品的物理性能都与力的作用有关，故质构仪提供压力、拉力和剪切力作用于样品，配上不同的样品探头2 2，来测试样品的物理性能。第57页/共63页第五十七页，共63页。根据不同的食品形态和测试要求，选择不同的测样探头。如柱形探头( (直径2 250ram)50ram)常用于测试果蔬的硬度、脆性、弹性等；锥形探头可对黄油及其他粘性食品的粘度和稠度进行测量；模拟(mn)(mn)牙齿咀嚼食物动作的检测夹钳可以测量肉制品的韧性和嫩度；利用球形探头则可以测量休闲食品( (如薯片) )的酥脆性；第58页/共63页第五十八页，共63页