《食品分析》課件-第四章2 食品的物理檢驗法2

旋光法1旋光度與比旋光度2變旋光作用3旋光儀自然光的光波在一切可能的平面上振動，當它通過尼可爾棱鏡時，透過棱鏡的光線只限制在一個平面上振動，這種光叫偏振光(偏光)，偏光的振動平面叫偏振面。具有光學活性的物質(zhì)，其分子和鏡象不能疊合。當偏光通過這類物質(zhì)時，偏振面就會旋轉(zhuǎn)一個角度。利用專門的儀器測量偏振面向右或向左的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)，即可求出光學活性物質(zhì)的含量，這種測定方法稱旋光法。在食品分析中，旋光法主要用于糖分和淀粉的測定。基本概念一、旋光度與比旋光度

旋光度1.旋光性、旋光性物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中有不對稱碳原子，能把偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)一定角度的物質(zhì)稱為光學活性物質(zhì)。許多食品成分都具有光學活性，如單糖、低聚糖、淀粉以及大多數(shù)的氨基酸和羥酸等。其中能把偏振光的振動平面向右旋轉(zhuǎn)的，稱為“具有右旋性”，以（十）號表示；反之，稱為“具有左旋性”，以（一）號表示。2旋光度

偏振光通過光學活性物質(zhì)的溶液時，其振動平面所旋轉(zhuǎn)的角度叫做該物質(zhì)溶液的旋光度，以α表示。旋光度的大小與光源的波長、溫度、旋光性物質(zhì)的種類、溶液的濃度及液層的厚度有關(guān)。對于特定的光學活性物質(zhì)，在光源波長和溫度一定的情況下，其旋光度α與溶液的濃度c和液層的厚度L成正比。即：旋光度旋光系數(shù)溶液濃度液層厚度3比旋光度當旋光性物質(zhì)的濃度為100g／ml，液層厚度為ldm時所測得的旋光度稱為比旋光度，以

表示。由上式可知：

＝K×1×1＝K即：＝式中：[α]－－比旋光度，度；

t－－溫度，λ－－光源波長，nm；α－－旋光度，度；L－－液層厚度或旋光管長度，dm；

c－－溶液濃度，g／ml。

因在一定條件下比旋光度是已知的，L為一定，故測得了旋光度就可計算出旋光質(zhì)溶液中的濃度c。

比旋光度與光的波長及測定溫度有關(guān)。通常規(guī)定用鈉光D線（波長589.3nm）在20℃時測定，在此條件下，比旋光度用表示。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(zhuǎn)化糖蔗糖[α]糖類[α]糖類三、旋光度與比旋光度二、變旋光度的作用1定義

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，然后漸漸變得較緩慢，最后達到恒定值，這種現(xiàn)象稱為變旋光作用。二、變旋光度的作用2變旋現(xiàn)象原因

這是由于有的糖存在兩種異構(gòu)體，即α型和β型，它們的比旋光度不同。這兩種環(huán)型結(jié)構(gòu)及中間的開鏈結(jié)構(gòu)在構(gòu)成一個平衡體系過程中，即顯示出變旋光作用。測定含有還原糖樣品時，最好放置過夜后在測量。

三、旋光儀WZB自動旋光儀WXG型旋光儀WGX型旋光儀1結(jié)構(gòu)和原理

起偏棱鏡一般用尼科爾（Nicol)棱鏡，以獲得偏振光。旋光管盛裝待測液的玻璃管。檢偏棱鏡仍用尼科爾（Nicol)棱鏡，用以檢測從旋光管射出的偏振光振動平面與原來相比較的角度（可由刻度盤上的數(shù)值讀出）。WGX型旋光儀WZB自動旋光儀WZB自動旋光儀§3食品的物性測定黏度測定4色度測定5質(zhì)構(gòu)測定6食品的物性測定食品的物性測定

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(chǎn)過程中，存在著大量與物性量化相關(guān)的問題。

物理性能是食品重要的品質(zhì)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(zhì)量。（一）色度的概念

彩色光的基本參數(shù)有明亮度、色調(diào)（顏色類別）和飽和度。通常將色調(diào)與飽和度合稱為色度。

水的色度：被測水樣與特別制備的一組有色標準溶液的顏色比較值。純潔的水是無色透明的，有色的水往往是受污染的水。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。色度測定色度測定色度測定分兩類：一種是目測，一種是儀器測定。目測分為：標準色卡對照法、標準液測定法儀器測定法分為：光電管比色計法、分光光度計法、光電反射光度計法。(一)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(zhì)或不溶于水的黏土類細小懸浮物，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。色度測定水的色度有“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|(zhì)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。色度測定測定水的色度有: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(jīng)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(shù)或自動數(shù)字顯示出啤酒的色度，以EBC色度單位表示。EBC——歐洲啤酒協(xié)會，簡稱“歐啤協(xié)?！盓uropeBeerconsortium色度測定

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(shù)據(jù)處理與顯示裝置。一般淡色啤酒的色度在

5.0～14.0EBC范圍內(nèi)；濃色啤酒的色度在

15.0～40.0EBC范圍內(nèi)。測定濃色或黑色啤酒時，需要將啤酒稀釋至合適的色度范圍(即2.0～27.0EBC范圍內(nèi))，然后將實驗結(jié)果乘以稀釋倍數(shù)。色度測定黏度的測定一、基本概念黏度——液體的黏稠程度，它是液體在外力作用下發(fā)生流動時，分子間所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。黏度的大小是判斷液態(tài)食品品質(zhì)的一項重要物理常數(shù)。黏度有絕對黏度、運動黏度、條件黏度和相對黏度之分。黏度的測定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(zhì)的量與其相應的濃度。粘度的數(shù)值有助于解釋生產(chǎn)、科研的結(jié)果。二、測定方法毛細管粘度計法粘度的測定方法旋轉(zhuǎn)粘度計法滑球粘度計法毛細管粘度計法設(shè)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。黏度的測定(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(jīng)毛細管粘度計而計算其流經(jīng)時間。根據(jù)流經(jīng)時間與粘度計的校正常數(shù)的乘積即可得動力粘度。黏度的測定毛細管粘度計質(zhì)構(gòu)測定

質(zhì)構(gòu)儀(TextureAnalyzer)是使一些食品的感官指標定量化的新型儀器。肉制品、糧油食品、面食、谷物、糖果、果蔬、凝膠、果醬等食品的物性學分析。檢測不同食品的硬度、脆性、彈性、回彈力、粘合性、粘結(jié)力、粘稠度、彎曲能力、破裂/斷裂力、酥脆性、脆度、咀嚼性、膠粘性、拉伸強度、延展性等。

(一)質(zhì)構(gòu)儀的結(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、直流電機和探頭組成，結(jié)構(gòu)如圖所示。質(zhì)構(gòu)測定

Viscometer

面團拉伸儀質(zhì)構(gòu)測定橫梁1固定在立柱3上，可以上下移動，用以調(diào)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(zhuǎn)速控制器5控制操作臺的移動速度，正反開關(guān)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(guān)，故質(zhì)構(gòu)儀提供壓力、拉力和剪切力作用于樣品，配上不同的樣品探頭2，來測試樣品的物理性能。質(zhì)構(gòu)測定根據(jù)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；質(zhì)構(gòu)測定掛鉤形的探頭可測面條的拉伸性等。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，在與支架上的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)的分析處理。(二)特征參數(shù)解釋-以面包為例面包的組織結(jié)構(gòu)、內(nèi)部性狀直接影響口感，為了準確的反映面包品質(zhì)，在用質(zhì)構(gòu)儀評價時，我們從以下幾個主要指標給予評定。

硬度（Hardness）彈性（Springness）粘聚性（Cohesiveness）膠著性（Gumminess）和咀嚼性（Chewiness）硬度（Hardness）：

樣品達到一定變性時所必須的力。硬度值指第一次穿沖樣品時的壓力峰值。

彈性：變性樣品在去除變性力后恢復到變性前的條件下的高度或體積比率。它的量度是第二次穿沖的測量高度同第一次測來的高度比值（長度2/長度1）粘聚性（Cohesiveness）：粘聚性：該值可模擬表示樣品內(nèi)部粘合力。它的量度是第二次穿沖的做功面積除以第一次的做功面積的商值（面積2/面積1）。膠著性：該值可模擬表示將半固體的樣品破裂成吞咽時的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量，等于膠著性乘以彈性。

最好的面包是什么？

經(jīng)過大量實驗確定硬度值、膠著性、咀嚼性與面包品質(zhì)成負相關(guān)。即這三個指標數(shù)值越大，面包吃起來就越硬，缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺；彈性值、粘性值與面包品質(zhì)正相關(guān)，即數(shù)值越大，面包吃起來柔軟又勁道、爽口不粘牙。

對饅頭的評價饅頭作為中國傳統(tǒng)主食食品，但對其品質(zhì)研究卻較少。利用質(zhì)構(gòu)儀對面制品進行評價，其測試方法與面包的相同，主要評價指標分別是硬度值、彈性值、粘聚性、膠著性、咀嚼性。這些指標和饅頭品質(zhì)的對應關(guān)系與面包的相同。對面條質(zhì)構(gòu)測定和評價面條是我國北方人民的傳統(tǒng)食品。光滑適口、硬度適中、有韌性、有咬勁、富有彈性、爽口不粘牙的面