食品物理檢測法市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

第四章食品物理檢測法

§1概述§2物理檢測幾種辦法§3食品物性測定第1頁第1頁§1概述依據(jù)食品物理常數(shù)與食品構(gòu)成及含量之間關(guān)系進行檢測辦法稱為物理檢查法。物理檢查法是食品分析及食品工業(yè)生產(chǎn)中慣用檢測辦法。第2頁第2頁§2物理檢測幾種辦法一、相對密度法二、折光法三、旋光法第3頁第3頁

一、相對密度法

*密度ρ——物質(zhì)在一定溫度下，單位體積質(zhì)量。［g/cm3］

*相對密度d——某一溫度下物質(zhì)質(zhì)量與同體積某一溫度下水質(zhì)量之比。*密度與相對密度關(guān)系。第4頁第4頁記作，無因次量

慣用、表示。

第5頁第5頁

測定相對密度意義：

1.正常液態(tài)食品，其相對密度都在一定范圍內(nèi)。比如：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)食品相對密度以后，通過查表可求出其固形物含量。

第6頁第6頁液態(tài)食品相對密度測定辦法：

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、）

第7頁第7頁普通型附溫度計密度瓶普通密度瓶第8頁第8頁(1)(2)(3)(4)（1）普通密度計（2）附有溫度計糖錘度密度計（3）、（4）波美密度計依據(jù)阿基米德原理設(shè)計而成。一個封口玻璃管，內(nèi)有空氣，中間略粗，下部有重錘，能浮在一定密度液體中。第9頁第9頁（1）普通密度計：

直接以20℃時密度值為刻度。0.700～1.000為輕表，用來測量比水輕液體；1.000～2.000為重表，用來測量比水重液體。第10頁第10頁（2）附有溫度計糖錘度密度計：

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

假如不帶溫度計要進行校正，見331頁附表5。第11頁第11頁

（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(zhǔn)，蒸餾水為015%食鹽液為15°B’e，純硫酸（d=1.8427時）為66°B’e。波美度與相對密度換算見32頁。第12頁第12頁5.乳稠計專門測定牛乳相對密度，刻度20℃/4℃、15℃/15℃，關(guān)于溫度校正，見333頁，附表6。相對密度d=（乳稠計讀數(shù)/1000）+1.0006.酒精比重計示溶液中含酒精體積百分含量。注意：當(dāng)樣品中酒精含量低時，測量誤差較大；T≠20℃時要校正。第13頁第13頁GB/T5009.2—《食品相對密度測定》1.密度瓶法2.相對密度天平（韋氏天平）3.密度計（比重計）第14頁第14頁二、折光法通過測量物質(zhì)折光率來判別物質(zhì)構(gòu)成，擬定物質(zhì)純度、濃度及判斷物質(zhì)品質(zhì)分析辦法稱為折光法。光反射現(xiàn)象與反射定律

一束光線照射在兩種介質(zhì)分界面上時，要改變它傳播方向，但仍在原介質(zhì)里傳播，這種現(xiàn)象叫光反射。第15頁第15頁

光反射示意圖

A——入射線B——反射線L——法線M-M’——兩介質(zhì)分界線α——入射角β——反射角第16頁第16頁光反射定律入射線、反射線和法線總是在同一平面內(nèi)，入射線和反射線分居于法線兩側(cè)。入射角等于反射角。第17頁第17頁

光折射現(xiàn)象與折射定律

光線從一個介質(zhì)射到另一個介質(zhì)時，除了一部分光線反射回第一個介質(zhì)外，另一部分進入第二種介質(zhì)中并改變它傳播方向，這種現(xiàn)象叫光折射。光折射定律：（1）入射線、法線和折射線在同一平面內(nèi)，入射線和折射線分居于法線兩側(cè)。（2）無論入射角如何改變，入射角正弦與折射角正弦之比，恒等于光在兩種介質(zhì)中傳播速度之比。第18頁第18頁光折射示意圖L-L’法線A——入射光B——折射光α1——入射角α2——折射角第19頁第19頁光全反射1.α2伴隨α1增大而增大。2.當(dāng)α1為90°、α2為臨界角。3.當(dāng)光線從臨界角射入，折射線沿OM面平行射出，為全反射。

棱鏡樣品第20頁第20頁絕對折射率：光在真空中速度C與在介質(zhì)中速度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臨第21頁第21頁

阿貝式折光計

1．底座；2．棱晶調(diào)整旋或；3．圓盤組（內(nèi)有刻度板）；4．小反光鏡；5．支架；6．讀數(shù)鏡簡；7．目鏡；8．觀測鏡簡；9．分界線調(diào)整螺絲；10．消色調(diào)整旋鈕；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第22頁第22頁手提折光計OK—觀測筒P—棱鏡D—蓋板校正螺絲第23頁第23頁三、旋光法應(yīng)用旋光儀測量旋光物質(zhì)（光學(xué)活性物質(zhì)）旋光度以擬定其含量分析辦法叫旋光法。自然光與偏振光：自然光—有無數(shù)個與光邁進方向互相垂直光波振動面。偏振光—只有一個與光邁進方向互相垂直光波振動面。第24頁第24頁第25頁第25頁偏振光產(chǎn)生辦法：1.用尼克爾棱鏡（蘇格蘭人創(chuàng)造用兩個切成了特殊角度并用加拿大香脂粘起來冰晶石構(gòu)成。）2.用Polaroid濾光器（美E.H.Land創(chuàng)造由嵌在透明塑料中幾種晶體構(gòu)成。）3.聚乙烯醇人造偏振片例WXG—4型旋光儀第26頁第26頁1.旋光度——當(dāng)偏振光通過光學(xué)活性物質(zhì)溶液時，偏振面旋轉(zhuǎn)角度叫作該物質(zhì)旋光度。旋光度大小與光源波長、液層厚度、光學(xué)活性物質(zhì)種類、濃度、溶劑及其溫度相關(guān)。旋光度旋光系數(shù)溶液濃度液層厚度第27頁第27頁

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

=α/LC——查手冊得到不同物質(zhì)比旋光度。α——測定樣液旋光度。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。第28頁第28頁糖類比旋光度＋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(zhuǎn)化糖蔗糖【α】糖類【α】糖類第29頁第29頁3.變旋光作用

含有光學(xué)活性還原糖類(如葡萄糖，果糖，乳糖，麥芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初快速改變，然后慚漸變得較緩慢，最后達到恒定值，這種現(xiàn)象稱為變旋光作用。這是因為有糖存在兩種異構(gòu)體，即α型和β型，它們比旋光度不同。這兩種環(huán)型結(jié)構(gòu)及中間開鏈結(jié)構(gòu)在組成一個平衡體系過程中，即顯示出變旋光作用。第30頁第30頁

在用族光法測定蜂蜜，商品葡萄糖等含有還原糖樣品時，樣品配成溶液后，宜放置過夜再測定。若需馬上測定，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(jīng)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，變旋光作用快速，不久達到平衡。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。第31頁第31頁三、旋光儀

工作原理：

第32頁第32頁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光學(xué)元件示意圖第33頁第33頁4-11第34頁第34頁4-12第35頁第35頁第三節(jié)食品物性測定食品除了營養(yǎng)價值外，它物理性能也很主要。在食品生產(chǎn)過程中，存在著大量與物性量化相關(guān)問題。

物理性能是食品主要品質(zhì)原因，主要包括：硬度、脆性、膠粘性、回復(fù)性、彈性、凝膠強度、耐壓性、可延伸性及剪切性等，它們在某種程度上能夠反應(yīng)出食品感官質(zhì)量。第36頁第36頁一、色度測定(一)飲料用水色度測定純潔水是無色透明。但普通天然水中存在有各種溶解物質(zhì)或不溶于水黏土類細小懸浮物，使水呈現(xiàn)各種顏色。如含腐殖質(zhì)或高鐵較多水，常呈黃色；含低鐵化合物較高水呈淡綠藍色；硫化氫被氧化所析出硫，能使水呈淺藍色。

第37頁第37頁色度——被測水樣與尤其制備一組有色原則溶液顏色比較值。潔凈天然水色度普通在15～25度之間，自來水色度多在5～10度。第38頁第38頁水色度有“真色”與“表色”之分。“真色”——指用澄清或離心等法除去懸浮物后色度。“表色”——指溶于水樣中物質(zhì)顏色和懸浮物顏色總稱。在分析匯報中必須注明測定是水樣真色還是表色。第39頁第39頁測定水色度有:鉑鈷比色法——測定水色度原則辦法，

此法操作簡便，色度穩(wěn)定，原則比色系列保留適宜，可長時間使用，但其中所用氯鉑酸鉀太貴，大量使用時不經(jīng)濟。2.鉻鈷比色法——以重鉻酸鉀代替氯鉑酸鉀，廉價并且易保留，只是原則比色系列保留時問較短。兩種辦法精密度和準(zhǔn)確度相同。第40頁第40頁

(二)啤酒色度測定

1．原理將除氣后啤酒注入EBC比色計比色皿中，與原則EBC色盤比較，目視讀數(shù)或自動數(shù)字顯示出啤酒色度，以EBC色度單位表示。EBC——歐洲啤酒協(xié)會，簡稱“歐啤協(xié)?！盓uropeBeerconsortium第41頁第41頁

2．儀器EBC比色計(或使用同等分析效果儀器)：含有2.O～27.0EBC單位目視色度盤或自動數(shù)據(jù)處理與顯示裝置。第42頁第42頁普通淡色啤酒色度在5.0～14.0EBC范圍內(nèi)；濃色啤酒色度在15.0～40.0EBC范圍內(nèi)。測定濃色或黑色啤酒時，需要將啤酒稀釋至適當(dāng)色度范圍(即2.0～27.0EBC范圍內(nèi))，然后將試驗結(jié)果乘以稀釋倍數(shù)。

第43頁第43頁

二、粘度測定

粘度——液體粘稠程度，它是液體在外力作用下發(fā)生流動時，分子間所產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。粘度大小是判斷液態(tài)食品品質(zhì)一項主要物理常數(shù)。粘度有絕對粘度、運動粘度、條件粘度和相對粘度之分。第44頁第44頁絕對粘度——也叫動力粘度。它是液體以1cm／s流速流動時，在每lcm2液面上所需切向力大小，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絕對粘度與其密度比值，單位為“m2／s”。第45頁第45頁條件粘度——是在要求溫度下，在指定粘度計中，一定量液體流出時間(s)或?qū)⒋藭r間與要求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絕對粘度與另一液體絕對粘度之比，用以比較液體通常是水或適當(dāng)液體。第46頁第46頁粘度大小隨溫度改變而改變。

溫度愈↑，粘度愈↓。純水在20℃時絕對粘度為10—3pa·s。測定液體粘度能夠理解樣品穩(wěn)定性，亦可揭示干物質(zhì)量與其相應(yīng)濃度。粘度數(shù)值有助于解釋生產(chǎn)、科研結(jié)果。第47頁第47頁粘度測定辦法按測試手段分為：毛細管粘度計法、旋轉(zhuǎn)粘度計法、滑球粘度計法等。毛細管粘度計法設(shè)備簡樸、操作以便、精度高。后兩種需要珍貴特殊儀器，適合用于研究部門。第48頁第48頁(一)毛細管粘度計法

1．原理毛細管粘度計測定是運動粘度。由樣液通過一定規(guī)格毛細管所需時間求得樣液粘度。2．儀器取一定體積液體在嚴格溫度與固定液面高度控制下，使其流經(jīng)毛細管粘度計而計算其流經(jīng)時間。依據(jù)流經(jīng)時間與粘度計校正常數(shù)乘積即可得動力粘度。第49頁第49頁第50頁第50頁毛細管粘度計：第51頁第51頁(二)旋轉(zhuǎn)粘度計法

1．原理旋轉(zhuǎn)粘度計(圖4—14)上同時電機l以一定速度帶動刻度圓盤2旋轉(zhuǎn)，又通過游絲3和轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)子未受到阻力，則游絲與刻度圓盤同速旋轉(zhuǎn)；當(dāng)樣液存在時，轉(zhuǎn)子受到粘滯阻力作用使游絲產(chǎn)生力矩。當(dāng)兩力達到平衡時，與游絲相連指針5在刻度圓盤上批示出一數(shù)值，依據(jù)這一數(shù)值，結(jié)合轉(zhuǎn)子號數(shù)及轉(zhuǎn)速即可算出被測樣液絕對粘度。第52頁第52頁第53頁第53頁(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所表示，適于測定粘度較高樣液。它是基于落體原理而設(shè)計。測定辦法是在一充斥樣液玻璃管(有玻璃夾套)中，將一適宜相對密度球體從玻璃管上線落至下線，依據(jù)落球時間，再結(jié)合被測樣液相對密度、球體相對密度和球體系數(shù)，能夠計算出樣液粘度。第54頁第54頁第55頁第55頁三、質(zhì)構(gòu)測定質(zhì)構(gòu)儀(TextureAnalyzer)是使一些食品感官指標(biāo)定量化新型儀器。(一)質(zhì)構(gòu)儀結(jié)構(gòu)及工作原理質(zhì)構(gòu)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(zhuǎn)速控制器、橫梁、底座、直流電機和探頭構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖4—16所表示。第56頁第56頁第57頁第57頁橫梁1固定在立柱3上，能夠上下移動，用以調(diào)整操作臺4與橫梁初始間距。固定在橫梁上壓力傳感器可準(zhǔn)確測量受力大小。轉(zhuǎn)速控制器5控制操作臺移動速度，正反開關(guān)6負責(zé)改變操作臺上下移動方向。食品物理性能都與力作用相關(guān)，故質(zhì)構(gòu)儀提供壓力、拉力和剪切力作用于樣品，配上不同樣品探頭2，來測試樣品物理性能。第58頁第58頁依據(jù)不同食品形態(tài)和測試要求，選擇不同測樣探頭。如柱形探頭(直徑2～50ram)慣用于測試果蔬硬度、脆性、彈性等；錐形探頭可對黃油及其它粘性食品粘度和稠度進行測量；模擬牙齒咀嚼食物動作檢測夾鉗能夠測量肉制品韌性和嫩度；利用球形探頭則能夠測量休閑食品(如薯片)酥脆性；第59頁第59頁掛鉤形探頭可測面條拉伸性等。質(zhì)構(gòu)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，在與支架上探頭接觸把力傳給壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號輸出放大器把電信號放大成電壓信號輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入計算機數(shù)據(jù)分析處理。第60頁第60頁第四章重點：

1.相對密度？測定辦法有哪些？測定意義？

2.折光法測定原理，儀器，辦法。

3.旋光法測定原理，儀器，辦法。

4.偏振面、偏振光、旋光度、比旋光度、變旋光

作用。第61頁第61頁第62頁第62頁第63頁第63頁第64頁第64頁第65頁第65頁第66頁第66頁第67頁第67頁水密度與溫度關(guān)系0123456780.9965390.9962590.9959710.9956730.9953670.99505227282