食品的物理检验法

1、a1第四章第四章 食品的物食品的物理检测法理检测法a2主要内容主要内容相相 对对 密密 度度 法法1折折 光光 法法2旋旋 光光 法法3黏黏 度度 测测 定定4色色 度度 测测 定定 5质质 构构 测测 定定 6物理检物理检测方法测方法食品的食品的物性测定物性测定a3物理检测物理检测 根据食品的物理常数与食品的组成及含量之间根据食品的物理常数与食品的组成及含量之间的关系进行检测的方法称为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物理检验法是食品分析及食品工业生产中常用的检测及食品工业生产中常用的检测方法。方法。a4相对密度法相对密度法1有关密度的概念有关密度的概念密度测定的意义

2、密度测定的意义液态食品密度的测定法液态食品密度的测定法a5一、有关密度的概念一、有关密度的概念密密 度度真真 密密 度度视视 密密 度度真真 固固 形形 物物视视 固固 形形 物物密度相关密度相关概念概念a6一、有关密度的概念一、有关密度的概念1.1.密度密度 物质在一定温度下，每单位体积物质的质量。以物质在一定温度下，每单位体积物质的质量。以符号符号d d表示。单位：表示。单位：g/cmg/cm3 32.2.相对密度相对密度 d d 某一温度下物质的质量与同体积某一温度下水的某一温度下物质的质量与同体积某一温度下水的质量之比。质量之比。3.3.密度与相对密度的关系密度与相对密度的关系12td

3、t温度下物质的密度温度下同体积水的密度a7一、有关密度的概念一、有关密度的概念4.真密度真密度 某一液体在某一液体在20时的质量与同体积纯水在时的质量与同体积纯水在4 时时的质量之比。的质量之比。5.视密度视密度 溶液对同温度水的密度之比。以符号溶液对同温度水的密度之比。以符号 表示。表示。6.真固形物真固形物 某一溶液，当其中水分全被蒸发干涸时，所得某一溶液，当其中水分全被蒸发干涸时，所得的固形物。的固形物。a8一、有关密度的概念一、有关密度的概念7.视固形物视固形物 对于真固形物（蔗糖、非蔗糖成分）的混合物对于真固形物（蔗糖、非蔗糖成分）的混合物来说，它对溶液密度的影响与蔗糖不一样，但为方

4、来说，它对溶液密度的影响与蔗糖不一样，但为方便起见，假定非蔗糖物质对溶液密度的影响程度和便起见，假定非蔗糖物质对溶液密度的影响程度和蔗糖相等。因此，非蔗糖溶液的密度亦可以从纯蔗蔗糖相等。因此，非蔗糖溶液的密度亦可以从纯蔗糖的质量浓度表中查知其固形物含量的近似值，称糖的质量浓度表中查知其固形物含量的近似值，称为视固形物。为视固形物。a9 因为物质一般都具有热胀冷缩的性质，所以密因为物质一般都具有热胀冷缩的性质，所以密度和相对密度的值都随温度的改变而改变。故密度度和相对密度的值都随温度的改变而改变。故密度应标示出测定时物质的温度，表示为应标示出测定时物质的温度，表示为 。而相对密。而相对密度应标示

5、出测定时物质的温度及水的温度，表示为度应标示出测定时物质的温度及水的温度，表示为如如 ，其中，其中 t1 表示物质的温度，表示物质的温度，t2表示水的温表示水的温度。度。 t12ttd一、有关密度的概念一、有关密度的概念a10 当用密度瓶或密度天平测定液体的相对密度时，当用密度瓶或密度天平测定液体的相对密度时，以测定溶液对同温度水的相对密度比较方便通常测以测定溶液对同温度水的相对密度比较方便通常测定液体在定液体在2020时对水在时对水在2020时的相对密度，以时的相对密度，以 表表示。示。 和和 之间可以用下式换算：之间可以用下式换算： 0.998230.998232020d2020d204d

6、204d2020d一、有关密度的概念一、有关密度的概念a11 同理，若要将同理，若要将 换算为换算为 ，可按下式计算：可按下式计算： 式中式中: : 温度温度t t2 2时水的密度，时水的密度，g/cmg/cm3 3。21ttd14td14td21ttd2t2t一、有关密度的概念一、有关密度的概念a12二、密度测定的意义二、密度测定的意义 正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围内；可以通过它了解食品的纯度或者掺假情况。内；可以通过它了解食品的纯度或者掺假情况。 例如：例如： 全脂牛奶为全脂牛奶为 1.028-1.0321.028-1.032 植物油（压

7、榨法）为植物油（压榨法）为 0.9090-0.92950.9090-0.9295a13二、密度测定的意义二、密度测定的意义 测定出液态食品的相对密度以后，通过查表测定出液态食品的相对密度以后，通过查表可求出其固形物的含量。可求出其固形物的含量。查酒精含量查酒精含量- -密度关系表。密度关系表。a14三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法1.密度瓶法密度瓶法1.1原理与构造原理与构造 利用具有已知的同一密度瓶，在一定温度下，分别利用具有已知的同一密度瓶，在一定温度下，分别称取等体积的样品试液与蒸馏水的质量。两者的质称取等体积的样品试液与蒸馏水的质量。两者的质量比，就是该样品试液的密度。量比

8、，就是该样品试液的密度。 常见的密度瓶有两种：普通密度瓶、带温度计密度瓶。常见的密度瓶有两种：普通密度瓶、带温度计密度瓶。a151.密度瓶法密度瓶法带温度计的带温度计的密度瓶密度瓶三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a16 密度瓶是测定液体相对密度密度瓶是测定液体相对密度的专用精密仪器，是容积固定的的专用精密仪器，是容积固定的玻璃称量瓶，其种类和规格有多玻璃称量瓶，其种类和规格有多种。常用的有带温度计的精密度种。常用的有带温度计的精密度瓶和带毛细管的普通密度瓶，见瓶和带毛细管的普通密度瓶，见图。图。 在一定温度下，同一密度瓶在一定温度下，同一密度瓶分别称取等体积的样品溶液和蒸分别称取等

9、体积的样品溶液和蒸馏水的质量，两者之比即为该样馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相对密度。品溶液的相对密度。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a17 1.2测定方法 先把密度瓶洗干净，再依次用先把密度瓶洗干净，再依次用乙醇、乙醚乙醇、乙醚洗涤，洗涤，烘干并冷却后，精密称重。烘干并冷却后，精密称重。装满样液装满样液盖上瓶盖，置盖上瓶盖，置2020水浴内浸水浴内浸0.50.5小时小时，使内容物的温度达到，使内容物的温度达到2020，用滤纸来吸去支管标线上的样液，盖上侧管帽后取用滤纸来吸去支管标线上的样液，盖上侧管帽后取出。用滤纸把瓶外擦干，置天平室内出。用滤纸把瓶外擦干，置天平室内30

10、30分钟后称重。分钟后称重。将样液倾出，洗净密度瓶，将样液倾出，洗净密度瓶，装入煮沸装入煮沸3030分钟并冷却分钟并冷却到到2020以下的蒸馏水以下的蒸馏水，按上法操作。测出同体积，按上法操作。测出同体积2020蒸馏水的质量。蒸馏水的质量。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a18三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法水洗干净乙醇洗涤乙醚洗涤烘干冷却精确称重M0装满样液，盖上瓶盖20水浴、0.5小时滤纸吸去支管标线上的样液盖上侧管帽后取出用滤纸擦干瓶外天平室内30min后称重M2同一温度同一个比重瓶测定蒸馏水的重量M1a19按下式计算式中式中 m0空密度瓶质量，空密度瓶质量，g；

11、 m1密度瓶和水的质量，密度瓶和水的质量，g； m2密度瓶和样品的质量密度瓶和样品的质量g； 0.9982320时水的密度，时水的密度，gcm3。01022020mmmmd99823. 02020204 dd三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a201.3说明 本法适用于测定各种液体食品的相对密度，特别适合于本法适用于测定各种液体食品的相对密度，特别适合于样品量较少的场合，对挥发性样品也适用，结果准确，但样品量较少的场合，对挥发性样品也适用，结果准确，但操作较繁琐。操作较繁琐。 测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的密度瓶。测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的密度瓶。 水及样品必须装满密

12、度瓶，瓶内不得有气泡。水及样品必须装满密度瓶，瓶内不得有气泡。 拿取已达恒温的密度瓶时，不得用手直接接触密度瓶拿取已达恒温的密度瓶时，不得用手直接接触密度瓶球部，以免液体受热流出。应带隔热手套取拿瓶颈或用工球部，以免液体受热流出。应带隔热手套取拿瓶颈或用工具夹取。具夹取。 水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁被污染。水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁被污染。 天平室温度不得高于天平室温度不得高于2020，以免液体膨胀流出。，以免液体膨胀流出。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a212.密度计法密度计法2.1原理和结构原理和结构 密度计是根据阿基米德原理制成的，其种类很密度计是根据阿

13、基米德原理制成的，其种类很多、但结构和形式基本相同，都是由玻璃外壳制多、但结构和形式基本相同，都是由玻璃外壳制成。头部呈球形或圆锥形，里面灌有铅珠、水银成。头部呈球形或圆锥形，里面灌有铅珠、水银或其它重金属，使其能立于溶液中，中部是胖肚或其它重金属，使其能立于溶液中，中部是胖肚空腔，内有空气故能浮起，尾部是一细长管内空腔，内有空气故能浮起，尾部是一细长管内附有刻度标记，刻度是利用各种不同密度的的液附有刻度标记，刻度是利用各种不同密度的的液体标度的。体标度的。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a222.2 种类种类 三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a23 普通密度计是直接以

14、普通密度计是直接以2020时的密度值为刻度的。时的密度值为刻度的。一套通常由几支组成，每支的刻度范围不同，刻一套通常由几支组成，每支的刻度范围不同，刻度值小于度值小于1 1的（的（0.7001.0000.7001.000）称为轻表，用于测）称为轻表，用于测量比水轻的液体，刻度值大于量比水轻的液体，刻度值大于1 1的（的（1.0002.0001.0002.000）称为重表，用来测量比水重的液体。称为重表，用来测量比水重的液体。普通密度计普通密度计三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a24又称勃力克斯计又称勃力克斯计 （BrixscaleBrixscale，简写为，简写为BxBx） 锤度计

15、是专用于测定糖液浓度的密度计。它是以锤度计是专用于测定糖液浓度的密度计。它是以蔗糖溶液重量百分浓度为刻度的，以符号。蔗糖溶液重量百分浓度为刻度的，以符号。 0 BX表示。表示。其刻度方法是以其刻度方法是以20为标准温度，在蒸馏水中为为标准温度，在蒸馏水中为0 BX，在在1蔗糖溶液中为蔗糖溶液中为1 0 BX（即即100g蔗糖溶液中含蔗糖溶液中含lg蔗糖），以此类推。锤度计的刻度范围有多种，常用蔗糖），以此类推。锤度计的刻度范围有多种，常用的有：的有：0-6，5-11，10-16，15-21等。等。锤度计锤度计三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a25 若测定温度不在标准温度（若测定温度

16、不在标准温度（2020），应），应进行温度校正。进行温度校正。 当测定温度高于当测定温度高于20时，因糖液体积膨胀导时，因糖液体积膨胀导致相对密度减小，即锤度降低，故应加上相应的致相对密度减小，即锤度降低，故应加上相应的温度校正值（见附表），反之，则应减去相应的温度校正值（见附表），反之，则应减去相应的温度校正值。温度校正值。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a26三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法例：例：在在1717时观测锤度为时观测锤度为22.0022.00查附表查附表1 1得校正值为得校正值为0.180.18，则标准温度，则标准温度2020时糖锤度为时糖锤度为 22.

17、00 22.000.180.1821.8221.82（ 0 BXBX ） 在在2424时观测锤度为时观测锤度为16.00 16.00 ，查表得校正值为，查表得校正值为0.240.24，则标准温度（，则标准温度（2020）时糖锤度为）时糖锤度为16.0016.000.240.2416.24 16.24 （ 0 BXBX ）a27 乳稠计是专用于测定牛乳相对密度的密乳稠计是专用于测定牛乳相对密度的密度计，测量相对密度的范围度计，测量相对密度的范围1.0151.0451.0151.045。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法乳稠计乳稠计它是将相对密度减去它是将相对密度减去1.0001.000

18、后再乘以后再乘以10001000作作为刻度，以度（符号：数字右上角标为刻度，以度（符号：数字右上角标“0 0”）表示，其刻度范围为表示，其刻度范围为15 15 45 45 。a28使用时把测得的读数按上述关系可换算为相对密使用时把测得的读数按上述关系可换算为相对密度值。乳稠计按其标度方法不同分为两种：度值。乳稠计按其标度方法不同分为两种：一种是按一种是按20/4标定的，标定的，另一种是按另一种是按15/15标定的。标定的。两者的关系是：后者读数是前者读数加两者的关系是：后者读数是前者读数加 2，即，即002. 02041515 dd三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a29三、相对密度

19、的测定方法三、相对密度的测定方法使用乳稠汁时，若测定温度不是标准温使用乳稠汁时，若测定温度不是标准温度，应将读数校正为标准温度下的读数。对度，应将读数校正为标准温度下的读数。对于于 20/4乳稠计，在乳稠计，在 1025 范围内，温范围内，温度每升高度每升高1，乳稠计读数平均下降，乳稠计读数平均下降0.2 ，即相当于相对密度值平均减小即相当于相对密度值平均减小0.0002。故当。故当乳温高于标准温度乳温高于标准温度20时，每高一度应在得时，每高一度应在得出的乳稠计读数上加出的乳稠计读数上加 0.2，乳温低于，乳温低于20 时时,每低每低1 应减去应减去 0.2。a30例例1：16时时20/4乳

20、稠计读数为乳稠计读数为31 换算为换算为20应为：应为： 31（2016）0.2310.8 30.2 即即 1.0302 1.03020.002 1.0322204dd1515三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a31三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法204d例例2：25时时20/4乳稠计读数为乳稠计读数为29.8 换算为换算为20应为：应为： 29.8（2520）0.229.81.0 30.8 即即 1.0308 = 1.03080.002 1.0328d1515a32波美计波美计 波美计是以波美度（以波美计是以波美度（以0B 表示）来表示液体浓表示）来表示液体浓度大小。按

21、标度方法的不同分为多种类型，常用的度大小。按标度方法的不同分为多种类型，常用的波美计的刻度方法是以波美计的刻度方法是以20 为标准，在蒸馏水中为为标准，在蒸馏水中为 00B；在在15氯化钠溶液中氯化钠溶液中150B；在纯硫酸（相对在纯硫酸（相对密度为密度为1.8427）中为）中为660B；其余刻度等分。其余刻度等分。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a33 波美计分为轻表和重表两种，分别用于测定相对密度小于波美计分为轻表和重表两种，分别用于测定相对密度小于1 1的和相的和相对密度大于对密度大于1 1的液体。波美度与相对密度之间存在下列关系：的液体。波美度与相对密度之间存在下列关系：

22、轻表：轻表： 0B 或或 重表：重表： 0B 145- 或或 2020145d2020d145145eoB2020deBo145145三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a34 将混合均匀的被测样液沿筒壁徐徐注入适当容将混合均匀的被测样液沿筒壁徐徐注入适当容积的清洁量筒中，注意避免起泡沫。将密度计洗净积的清洁量筒中，注意避免起泡沫。将密度计洗净擦干，缓缓放入样液中，待其静止后，再轻轻按下擦干，缓缓放入样液中，待其静止后，再轻轻按下少许，然后待其自然上升，静止并无气泡冒出后，少许，然后待其自然上升，静止并无气泡冒出后，从水平位置读取与液平面相交处的刻度值。同时用从水平位置读取与液平面相交

23、处的刻度值。同时用温度计测量样液的温度，如测得温度不是标准温度，温度计测量样液的温度，如测得温度不是标准温度，应对测得值加以校正。应对测得值加以校正。2.3 密度计测定方法密度计测定方法三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a352.4 说明说明 该法操作简便迅速，但准确性差，需要样该法操作简便迅速，但准确性差，需要样液量多，且不适用于极易挥发的样品。液量多，且不适用于极易挥发的样品。 操作时应注意不要让密度计接触量筒的壁操作时应注意不要让密度计接触量筒的壁及底部，待侧液中不得有气泡。及底部，待侧液中不得有气泡。 读数时应以密度计与液体形成的弯月面的读数时应以密度计与液体形成的弯月面的下

24、缘为准。若液体颜色较深，不易看清弯月面下下缘为准。若液体颜色较深，不易看清弯月面下缘时，则以弯月面上缘为准。缘时，则以弯月面上缘为准。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法a36 折折 光光 法法1基本概念测定折射率的意义折光仪的构造和性能的简介a37一、基本概念一、基本概念1 光的反射光的反射现象与反射定律现象与反射定律2 光的折射现象与折射定律光的折射现象与折射定律3.全反射与临界角全反射与临界角a381 光的光的反射现象与反射定律反射现象与反射定律 一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的传播方向，但仍在原介质上传播，这种现象叫光

25、的反射，传播方向，但仍在原介质上传播，这种现象叫光的反射，见见下下图。光的反射遵守以下定律图。光的反射遵守以下定律: 入射线、反射线和法线总是在同一平面内，入射入射线、反射线和法线总是在同一平面内，入射线和反射线分居于法线的两侧。线和反射线分居于法线的两侧。 入射角等于反射角。入射角等于反射角。一、基本概念一、基本概念a39 光的折射现象光的折射现象 当光线从一种介质射到另一种当光线从一种介质射到另一种介质时，在分界面上，光线的传播方向发生了改变，介质时，在分界面上，光线的传播方向发生了改变，一部分光线进入第二种介质，这种现象称为折射现一部分光线进入第二种介质，这种现象称为折射现象。象。 光的

26、折射光的折射 光线从一种介质（如空气）射到另光线从一种介质（如空气）射到另一种介质（如水）时，除了一部分光线反射回第一一种介质（如水）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种介质外，另一部分进入第二种介质中并改变它的传播方向传播方向，如下图。，如下图。2 光的折射现象与折射定律光的折射现象与折射定律一、基本概念一、基本概念a40光的折射示意图一、基本概念一、基本概念a41光的折射定律光的折射定律 入射线、法线和折射线在同一平面内，入入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居法线的两侧。射线和折射线分居法线的两侧。 无论无论入入射角怎样改变，入射角正弦

27、与折射角正弦之比射角怎样改变，入射角正弦与折射角正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。恒等于光在两种介质中的传播速度之比。 式中：式中：v1光在第一种介质中的传播速度；光在第一种介质中的传播速度； v2光在第二种介质中的传播速度。光在第二种介质中的传播速度。 1入射角入射角 2折射角折射角 vv2121sinsin一、基本概念一、基本概念a42折射率折射率 光在真空中的速度光在真空中的速度c和在介质中的速度和在介质中的速度v之比，叫做之比，叫做介质的绝对折射率（简称折射率，折光率），以介质的绝对折射率（简称折射率，折光率），以n表示，表示，即：即： n 显然显然 n1 n2 式中式中：

28、n1和和n2分别为第一介质和第二介质的分别为第一介质和第二介质的 绝对折射率。绝对折射率。故折射定律可表示为故折射定律可表示为 vcvc1vc2 nn1221sinsin一、基本概念一、基本概念a433.3.全反射与临界角全反射与临界角光密介质与光疏介质光密介质与光疏介质 两种介质相比较两种介质相比较，光在其中传播速度较大的叫光光在其中传播速度较大的叫光疏介质，其折射率较小；反之叫光密介质，其折射疏介质，其折射率较小；反之叫光密介质，其折射率较大。率较大。 一、基本概念一、基本概念a44全反射全反射 光从光密物质射向光疏物质时，增大入射光从光密物质射向光疏物质时，增大入射角，折射角增大，折射光

29、线变暗，反射光线变角，折射角增大，折射光线变暗，反射光线变强。当入射角增大到某一角度时，折射角达到强。当入射角增大到某一角度时，折射角达到90，折射光线消失，只剩下反射光线，这种，折射光线消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。现象叫做全反射。一、基本概念一、基本概念a45 发生全反射的入射角称为临界角发生全反射的入射角称为临界角 因为发生全反射时折射角等于因为发生全反射时折射角等于90，所以：，所以： 即即 n1n2sin临临 式中：式中：n2棱镜的折射率，是已知的。因此，棱镜的折射率，是已知的。因此，只要测得了临界角只要测得了临界角临临 就可求出被测样液的折就可求出被测样液的折射率射率n

30、1。一、基本概念一、基本概念a46二、测定折射率的意义二、测定折射率的意义 折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中常用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射中常用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率率. .可以可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及品质。食品的纯净程度及品质。 蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食品的糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、食品的糖

31、度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。a47二、测定折射率的意义二、测定折射率的意义 各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，每种脂肪各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，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；和脂肪酸的折射率比饱和脂肪酸的折射率大得多；不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；酸度高不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；酸度高的油脂折射率低。因此测定折射率可以鉴别油脂的的油脂折射率低。因此测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质。组成和品

32、质。a48 正常情况下，某些液态食品的折射率有一定正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的 范 围 ， 如 正 常 牛 乳 乳 清 的 折 射 率 在 正的 范 围 ， 如 正 常 牛 乳 乳 清 的 折 射 率 在 正1.341991.34275之间，当这些液态食品因掺之间，当这些液态食品因掺杂、杂、浓度改变或品种改变等原因而引起食品的品质发浓度改变或品种改变等原因而引起食品的品质发生了变化时，折射率常常会发生变化。所以测定生了变化时，折射率常常会发生变化。所以测定折射率可以初步判断某些食品是否正常。如牛乳折射率可以初步判断某些食品是否正常。如牛乳掺水，其乳清折射率降低，故测定牛乳乳清的折掺

33、水，其乳清折射率降低，故测定牛乳乳清的折射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是否掺水。射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是否掺水。二、测定折射率的意义二、测定折射率的意义a49 必须指出的是必须指出的是：折光法测得的只是可溶性固形：折光法测得的只是可溶性固形物含量，但对于番茄酱，果酱等个别食品，已通过物含量，但对于番茄酱，果酱等个别食品，已通过实验编制了总固形物与可溶性固形物关系表先用实验编制了总固形物与可溶性固形物关系表先用折光法测定可溶性固形物含量即可查出总固形物折光法测定可溶性固形物含量即可查出总固形物的含量的含量 。二、测定折射率的意义二、测定折射率的意义a50三、折光仪的构造和性能的简介三

34、、折光仪的构造和性能的简介 折光仪是利用临界折光仪是利用临界角原理测定物质折射率角原理测定物质折射率的仪器食品工业中最常的仪器食品工业中最常用的是阿贝折光仪、手用的是阿贝折光仪、手提式折光仪、数字阿贝提式折光仪、数字阿贝折光仪。折光仪。1 阿贝折光仪阿贝折光仪1.1结构及原理结构及原理 其光学系统由观测系统和其光学系统由观测系统和读数系统两部分组成读数系统两部分组成，如图。如图。a51三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a52三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a53 观测系统：光线由反光镜观测系统：光线由反光镜l反射，经进光反射，经进光棱镜棱镜2、折射

35、棱镜、折射棱镜3及其间的样液薄层折射后及其间的样液薄层折射后射出。再经色散补偿器射出。再经色散补偿器4消除由折射棱镜及被消除由折射棱镜及被测样品所产生的色散，然后由物镜测样品所产生的色散，然后由物镜5将明暗分将明暗分界线成像于分划板界线成像于分划板6上，经目镜上，经目镜7、8放大后成放大后成像于观测者眼中。像于观测者眼中。 阿贝折光计的光学系统阿贝折光计的光学系统三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a54 读数系统：光线由小反光镜读数系统：光线由小反光镜14反射，经毛反射，经毛玻璃玻璃13射到刻度盘射到刻度盘12上，经转向棱镜上，经转向棱镜11及物镜及物镜10将刻度成像于分

36、划板将刻度成像于分划板9上，通过目镜上，通过目镜7、8放放大后成像观测者眼中。当旋动旋钮大后成像观测者眼中。当旋动旋钮2时，使棱时，使棱镜摆动，视野内明暗分界线通过十字交叉点镜摆动，视野内明暗分界线通过十字交叉点，表示光线从棱镜入射角达到了临界角。当，表示光线从棱镜入射角达到了临界角。当测定样液浓度不同时，折射率也不同，故临测定样液浓度不同时，折射率也不同，故临界角的数值亦有不同。在读数镜筒中即可读界角的数值亦有不同。在读数镜筒中即可读取折射率取折射率n，或糖液浓度，或固形物的含量。，或糖液浓度，或固形物的含量。三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a551.2 1.2 影响

37、折射率测定的因素影响折射率测定的因素(1)(1)光波长的影响光波长的影响 物质的折射率因光的波长而异，波长较长折射率较小，物质的折射率因光的波长而异，波长较长折射率较小，波长较短折射率较大。测定时光源通常为白光。当白光经波长较短折射率较大。测定时光源通常为白光。当白光经过棱镜和样液发生折射时，因各色光的波长不同，折射程过棱镜和样液发生折射时，因各色光的波长不同，折射程度也不同，折射后分解成为多种色光，这种现象称为色散。度也不同，折射后分解成为多种色光，这种现象称为色散。光的色散会使视野明暗分界线不清，产生测定误差。光的色散会使视野明暗分界线不清，产生测定误差。 为了消除色散，在阿贝折光仪观测镜

38、筒的下端安装了为了消除色散，在阿贝折光仪观测镜筒的下端安装了色散补偿器。色散补偿器。三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a56(2)温度的影响温度的影响 溶液的折射率随温度而改变，温度升高折射率溶液的折射率随温度而改变，温度升高折射率减小；温度降低折射率增大折光仪上的刻度是减小；温度降低折射率增大折光仪上的刻度是在标准温度在标准温度20下刻制的所以最好在下刻制的所以最好在20下测下测定折射率。否则，应对测定结果进行温度校正。定折射率。否则，应对测定结果进行温度校正。超过超过20时，加上校正数；低于时，加上校正数；低于20 时，减去校时，减去校正数。正数。 三、折光仪的构造和

39、性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a571.3 1.3 阿贝折光仪的使用方法阿贝折光仪的使用方法(1)折光仪的校正折光仪的校正 通常用测定蒸馏水折射率的方法进行校准，通常用测定蒸馏水折射率的方法进行校准，在在20 下折光仪应表示出折射率为下折光仪应表示出折射率为1.33299或可溶或可溶性固形物为性固形物为0。苦校正时温度不是。苦校正时温度不是20 应查出该应查出该温度下蒸馏水的折射率再进行核准。对于高刻度温度下蒸馏水的折射率再进行核准。对于高刻度值部分用具有一定折射率的标准玻璃块（仪器值部分用具有一定折射率的标准玻璃块（仪器附件）校准。附件）校准。 三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪

40、的构造和性能的简介a58 校正方法校正方法是打开进光棱镜，在校准玻璃块的抛是打开进光棱镜，在校准玻璃块的抛光面上滴一滴溴化萘将其粘在折射棱镜表面上，光面上滴一滴溴化萘将其粘在折射棱镜表面上，使标准玻璃块抛光的一端向下，以接受光线。测得使标准玻璃块抛光的一端向下，以接受光线。测得的折射率应与标准玻璃块的折射率一致。校准时若的折射率应与标准玻璃块的折射率一致。校准时若有偏差，可先使读数指示于蒸馏水或标准玻璃块的有偏差，可先使读数指示于蒸馏水或标准玻璃块的折射率值，再调节分界线调节螺丝使明暗分界线折射率值，再调节分界线调节螺丝使明暗分界线恰好通过十字线交叉点。恰好通过十字线交叉点。三、折光仪的构造和

41、性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a59 (2)使用方法 以脱脂棉球蘸取酒以脱脂棉球蘸取酒精擦净棱镜表面，挥干乙精擦净棱镜表面，挥干乙醇。滴加醇。滴加l2滴样液于滴样液于进进光光棱镜棱镜磨砂磨砂面面上，上，迅速闭迅速闭合两块棱镜，调节反光合两块棱镜，调节反光镜使镜筒内视野最亮。镜使镜筒内视野最亮。 由目镜观察，转动由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明棱镜旋钮，使视野出现明暗两部分。暗两部分。三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a60旋转色散补偿器旋钮，使视野中旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。只有黑白两色。旋转棱镜旋钮使明暗分界线在旋转棱镜旋钮使明暗分界线在十

42、字线交叉点。十字线交叉点。从读数镜筒中读取折射率或重量从读数镜筒中读取折射率或重量百分浓度。百分浓度。测定样液温度。测定样液温度。打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其他各机件。在测净棱镜表面及其他各机件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗净，若为油类样品，须用乙醇洗净，若为油类样品，须用乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。或乙醚、二甲苯等擦拭。三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a61三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a62常用标准液常用标准液标准液标准液 T（K） T(0C) NDt (-dn/dt

43、 x105) 水水 丙酮丙酮氯仿氯仿苯苯 氯苯氯苯 醋酸醋酸 二硫化碳二硫化碳二碘甲烷二碘甲烷 288293298293288288293288293288293288288 15202520151520152015251515 1.333391.332991.332501.35911.44861.50441.50121.52751.54271.37391.36981.63191.7443 070911505963 54 38 7864 a632手提式折光仪简介 手提式折光仪由一个棱镜、一个盖板及一个手提式折光仪由一个棱镜、一个盖板及一个观测镜筒组成，利用反射光测定。其光学原理与观测镜筒组成，

44、利用反射光测定。其光学原理与阿贝折光仪相同。该仪器操作简单，便于携带，阿贝折光仪相同。该仪器操作简单，便于携带，常用于生产现场检验。常用于生产现场检验。三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a64三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a65三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a66三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a67手持糖度计的读数 三、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介a68旋光法旋光法1自然光与偏振光2偏振光的产生3旋光度与比旋光度4变旋光作用5旋光仪a69一、自然光与偏振光一、自然光与偏振

45、光 a70 光是一种电磁波，即光波的振动方向与其光是一种电磁波，即光波的振动方向与其前进方向互相垂直。自然光有无数个与光的前进方前进方向互相垂直。自然光有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。若光线前进的方向指向向互相垂直的光波振动面。若光线前进的方向指向我们，则与之互相垂直的光波振动平面可表示为如我们，则与之互相垂直的光波振动平面可表示为如图图（a），），图中箭头表示光波振动的方向。图中箭头表示光波振动的方向。一、自然光与偏振光一、自然光与偏振光a71一、自然光与偏振光一、自然光与偏振光 若使自然光通过尼科尔棱镜，由于振动面与尼科尔棱镜若使自然光通过尼科尔棱镜，由于振动面与尼科尔棱镜的光

46、轴平行的光波才能通过尼科尔棱镜，所以通过尼科尔棱的光轴平行的光波才能通过尼科尔棱镜，所以通过尼科尔棱镜的光，只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面，镜的光，只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面，如图如图（b）。）。这种仅在一个平面上振动的光叫偏振光。这种仅在一个平面上振动的光叫偏振光。a72 以下两种方法产生偏振光：尼科尔棱镜或偏振片以下两种方法产生偏振光：尼科尔棱镜或偏振片尼科尔棱镜尼科尔棱镜 一块方解石的菱形六面体末端的表面磨光，使镜角等一块方解石的菱形六面体末端的表面磨光，使镜角等于于68，将之对角切成两半，把切面磨成光学平面，将之对角切成两半，把切面磨成光学平面后，再用加拿大

47、树胶粘起来，便成为一个尼科尔棱后，再用加拿大树胶粘起来，便成为一个尼科尔棱镜。由于方解石的光学特性，当自然光镜。由于方解石的光学特性，当自然光L射入棱镜射入棱镜中时，发生双折射，产生两道振动面互相垂直的平中时，发生双折射，产生两道振动面互相垂直的平面偏振光。其中面偏振光。其中MO称为寻常光线，称为寻常光线，MP称为非常光称为非常光线。线。二、偏振光的产生二、偏振光的产生a73二、偏振光的产生二、偏振光的产生尼科尔棱镜示意图a74二、偏振光的产生二、偏振光的产生 方解石对它们的折射率不同，对寻常光线的折射方解石对它们的折射率不同，对寻常光线的折射率是率是1.658；对非常光线的折射率是；对非常光

48、线的折射率是1.486。加拿大。加拿大树胶对两种光线的折射率都是树胶对两种光线的折射率都是1.55。寻常光线由方。寻常光线由方解石到加拿大树胶是由光密介质到光疏介质，因其解石到加拿大树胶是由光密介质到光疏介质，因其入射角（入射角（7625）大于临界角（）大于临界角（6912），发生），发生全反射而被涂黑的侧面吸收。非常光线由方解石到全反射而被涂黑的侧面吸收。非常光线由方解石到加拿大树胶是由光疏介质到光密介质，必将发生折加拿大树胶是由光疏介质到光密介质，必将发生折射通过加拿大树胶，由棱镜的另一端面射出，从而射通过加拿大树胶，由棱镜的另一端面射出，从而产生了平面偏振光。产生了平面偏振光。a75偏振

49、片偏振片 利用偏振片也能产生偏振光。它是利用利用偏振片也能产生偏振光。它是利用某些双折射晶体（如电气石）的二色性，即某些双折射晶体（如电气石）的二色性，即可选择性吸收寻常光线，而让非常光线通过可选择性吸收寻常光线，而让非常光线通过的特性，把自然光变成偏振光。的特性，把自然光变成偏振光。 二、偏振光的产生二、偏振光的产生a76三、旋光度与比旋光度三、旋光度与比旋光度 旋光度旋光度 1.旋光性、旋光性物质旋光性、旋光性物质 分子结构中有不对称碳原子，能把偏振光的偏振分子结构中有不对称碳原子，能把偏振光的偏振面旋转一定角度的物质称为光学活性物质。许多食面旋转一定角度的物质称为光学活性物质。许多食品成

50、分都具有光学活性，如单糖、低聚糖、淀粉以品成分都具有光学活性，如单糖、低聚糖、淀粉以及大多数的氨基酸和羟酸等。其中能把偏振光的振及大多数的氨基酸和羟酸等。其中能把偏振光的振动平面向右旋转的，称为动平面向右旋转的，称为“具有右旋性具有右旋性”，以（十），以（十）号表示；反之，称为号表示；反之，称为“具有左旋性具有左旋性”，以（一）号，以（一）号表示。表示。a77三、旋光度与比旋光度三、旋光度与比旋光度2旋光度旋光度 偏振光通过光学活性物质的溶液时，其振动平面所旋偏振光通过光学活性物质的溶液时，其振动平面所旋转的角度叫做该物质溶液的旋光度，以转的角度叫做该物质溶液的旋光度，以表示。旋光度的大表示。

51、旋光度的大小与光源的波长、温度、旋光性物质的种类、溶液的浓度及小与光源的波长、温度、旋光性物质的种类、溶液的浓度及液层的厚度有关。对于特定的光学活性物质，在光源波长和液层的厚度有关。对于特定的光学活性物质，在光源波长和温度一定的情况下，其旋光度温度一定的情况下，其旋光度与溶液的浓度与溶液的浓度c和液层的厚度和液层的厚度L成正比。即：成正比。即：KCL旋光度旋光度旋光系数旋光系数溶液浓度溶液浓度液层厚度液层厚度a78三、旋光度与比旋光度三、旋光度与比旋光度3 比旋光度比旋光度当旋光性物质的浓度为当旋光性物质的浓度为 100gml，液层厚度为，液层厚度为 l dm时所测得的旋光度称为时所测得的旋光

52、度称为比旋光度，以表示比旋光度，以表示 。由上式可知：。由上式可知： K11K 即：即： 式中：式中： 比旋光度，度；比旋光度，度； t 温度，温度， 光源波长，光源波长，nm； 旋光度，度；旋光度，度； L液层厚度或旋光管长度，液层厚度或旋光管长度，dm； c溶液浓度，溶液浓度，gml。LC t t ta79 比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光定用钠光D线（波长线（波长 589.3nm）在在20时测定，在时测定，在此条件下，比旋光度用此条件下，比旋光度用 表示。表示。 因在一定条件下比旋光度因在一定条件下比旋光度 是已知的，是已知的，L为

53、一定，故测得了旋光度就可计算出旋光为一定，故测得了旋光度就可计算出旋光质溶液中的浓度质溶液中的浓度c。 20D t三、旋光度与比旋光度三、旋光度与比旋光度a80糖类的比旋光度 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 糖糖类糖类糖类三、旋光度与比旋光度三、旋光度与比旋光度a81四、变旋光度的作用四、变旋光度的作用1定义定义 具有光学活性的还原糖类（如葡萄糖，果糖，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，其旋光度起初迅乳糖、麦芽糖等），在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后渐渐变

54、得较缓慢，最后达到恒定值，速变化，然后渐渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。这种现象称为变旋光作用。 a82四、变旋光度的作用四、变旋光度的作用2 变旋现象变旋现象 这是由于有的糖存在两种异构体，即这是由于有的糖存在两种异构体，即型和型和型，它型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链结们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间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构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作用。 a83四、变旋光度的作用四、变旋光度的作用 因此，在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还因此，在用旋光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖的样品时

55、，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。原糖的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。若需立即测定，可将中性溶液（若需立即测定，可将中性溶液（pH=7）加热至沸，或加热至沸，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。但微碱性溶液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。a84五、旋光仪五、旋光仪3.5.2 WZB自动旋光仪3.5.

56、1 WXG型旋光仪a85WGXWGX型旋光仪型旋光仪1 结构和原理结构和原理 起偏棱镜一般用尼科尔（起偏棱镜一般用尼科尔（Nicol)棱镜，以获得偏棱镜，以获得偏振光。振光。 旋光管盛装待测液的玻璃管。旋光管盛装待测液的玻璃管。 检偏棱镜仍用尼科尔（检偏棱镜仍用尼科尔（Nicol)棱镜，用以检测从棱镜，用以检测从旋光管射出的偏振光振动平面与原来相比较的角度旋光管射出的偏振光振动平面与原来相比较的角度（可由刻度盘上的数值读出）。（可由刻度盘上的数值读出）。a86WGXWGX型旋光仪型旋光仪a87WGXWGX型旋光仪型旋光仪a88旋光仪结构示意图WGXWGX型旋光仪型旋光仪a89WGXWGX型旋光

57、仪型旋光仪2 测定方法测定方法 旋光仪的校准旋光仪的校准 将旋光管洗净、盛装蒸馏水后恒温，放入旋光将旋光管洗净、盛装蒸馏水后恒温，放入旋光仪中。调整检偏镜角度，使三分视野消失（图）将仪中。调整检偏镜角度，使三分视野消失（图）将此读数作为零点。此读数作为零点。a90WGXWGX型旋光仪型旋光仪 测定待测液旋光度测定待测液旋光度 旋光管（干燥清洁）装入待测液（应澄清且无旋光管（干燥清洁）装入待测液（应澄清且无气泡）恒温后，装入旋光仪。调整检偏镜使出现的气泡）恒温后，装入旋光仪。调整检偏镜使出现的三分视野恰好消失，次角即旋光角，可由刻度盘上三分视野恰好消失，次角即旋光角，可由刻度盘上读出。往往重复两

58、次，再做比它稀释读出。往往重复两次，再做比它稀释1倍的旋光度，倍的旋光度，以确定其真实的旋光度。实验过程中应注意温度恒以确定其真实的旋光度。实验过程中应注意温度恒定。定。a91WGXWGX型旋光仪型旋光仪 比旋光度的计算和记录比旋光度的计算和记录 根据记录根据记录,用公式计算待测溶液的比旋光度用公式计算待测溶液的比旋光度在记录时在记录时,应同时记录旋光方向和所用溶剂。应同时记录旋光方向和所用溶剂。 例如测例如测d-酒石酸时酒石酸时 ， =+14.40(水水) 旋光仪测出的第一遍读数不一定是准确的旋光度旋光仪测出的第一遍读数不一定是准确的旋光度数值数值,它可能是测出值它可能是测出值 n 180（

59、n=1，2，3，）。）。因此可用稀释因此可用稀释1倍的溶液或使旋光管缩倍的溶液或使旋光管缩短短1/2，则应用原值的，则应用原值的1/2和和 n 180的关系计算求的关系计算求出。出。a92WZBWZB自动旋光仪自动旋光仪a93WZBWZB自动旋光仪自动旋光仪a94WZBWZB自动旋光仪自动旋光仪1仪器仪器WZZ-2B自动旋光仪自动旋光仪(附附20W钠光灯钠光灯)，容量瓶，容量瓶100mL 烧杯烧杯250mL，分析天平，分析天平2步骤步骤配制糖液及样液配制糖液及样液仪器预热仪器预热校正校正测试测试a95WZBWZB自动旋光仪自动旋光仪2 步骤步骤a 配制葡萄糖溶液：准备称取配制葡萄糖溶液：准备称

60、取5g（准至小数点后四准至小数点后四位），葡萄糖于位），葡萄糖于150mL烧杯中，加烧杯中，加50mL水和水和0.2mL浓氨水溶液，放置浓氨水溶液，放置30min后，将溶液转入后，将溶液转入100mL容量容量瓶中，以水稀至刻度。然后将容量瓶放入瓶中，以水稀至刻度。然后将容量瓶放入200.5的恒温水浴中恒温。的恒温水浴中恒温。b 将仪器电源插入将仪器电源插入220V交流电源（要求使用交流电子交流电源（要求使用交流电子稳压器）并将接地脚可靠接地。稳压器）并将接地脚可靠接地。c 向上打开电源开关，这时钠光灯在交流工作状态下向上打开电源开关，这时钠光灯在交流工作状态下起辉经起辉经5分钟，钠光灯激活后，