第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学课件.ppt

1、LOGO第三节第三节 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LOGO 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图（a），图中箭头表示光波振动的方向。1.自然光与偏振光自然光与偏振光LOGOLOGOLOGO尼科尔棱镜示意图LOGO 方解石对它们的折射率不同，对寻常光线的折射率是1.658；对非常光线的折射率是1.486。加拿大树胶对两种光线的折射率都是1.55。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，因其入射角（7

2、625）大于临界角（6912），发生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。LOGO 偏振片 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。LOGO3.旋光度旋光度1)旋光性、旋光性物质 分子结构中有不对称碳原子，能把偏振光的偏振面旋转一定角度的物质称为光学活性物质。许多食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动平面向右旋转的，称为“具有右旋性”

3、，以（十）号表示；反之，称为“具有左旋性”，以（一）号表示。LOGO2)旋光度 偏振光通过光学活性物质的溶液时，其振动平面所旋转的角度叫做该物质溶液的旋光度，以表示。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，其旋光度与溶液的浓度c和液层的厚度L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LOGO3)3)比旋光度比旋光度当旋光性物质的浓度为 1gml，液层厚度为 l dm时所测得的旋光度称为比旋光度，以表示 。由上式可知：K11K 即：式中：比旋光度，度；t 温度，光源波长

4、，nm；旋光度，度；L液层厚度或旋光管长度，dm；c溶液浓度，gml。LC t t tLOGO 比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光D线（波长 589.3nm）在20时测定，在此条件下，比旋光度用 表示。因在一定条件下比旋光度 是已知的，L为一定，故测得了旋光度就可计算出旋光质溶液中的浓度c。20D tLOGO糖类的比旋光度糖类的比旋光度 53.3 138.5 194.8 196.4乳乳 糖糖麦芽糖麦芽糖糊糊 精精淀淀 粉粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖葡萄糖果果 糖糖转化糖转化糖蔗蔗 糖糖糖类糖类糖类糖类LOGO4.变旋光作用变旋光作用定义 具有光学活性的还原糖类

5、（如葡萄糖，果糖，乳糖、麦芽糖等），在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后渐渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。LOGO使果糖样品溶液变旋光作用迅速达到平衡的方法：1.样品配成溶液后，放置过夜再测定。2.若需立即测定，可将中性溶液（pH=7）加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；3.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过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。LOGO5.旋光仪旋光仪WZB自动旋光仪 WXG型旋光仪LOGOWGX型旋光仪结构和原理 起偏棱镜一般用尼科尔（Nicol)棱镜，以获得偏振光

6、。旋光管盛装待测液的玻璃管。检偏棱镜仍用尼科尔（Nicol)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（可由刻度盘上的数值读出）。LOGOLOGOLOGO旋光仪结构示意图LOGO测定方法 旋光仪的校准 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）将此读数作为零点。LOGO 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，可由刻度盘上读出。往往重复两次，再做比它稀释1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定。LOGO 比旋光度的计算和记录

7、 根据记录,用公式计算待测溶液的比旋光度在记录时,应同时记录旋光方向和所用溶剂。例如测d-酒石酸时，=+14.40(水)旋光仪测出的第一遍读数不一定是准确的旋光度数值,它可能是测出值 n 180（n=1，2，3，）。因此可用稀释1倍的溶液或使旋光管缩短1/2，则应用原值的1/2和 n 180的关系计算求出。LOGOWZB自动旋光仪LOGOLOGO仪器WZZ-2B自动旋光仪(附20W钠光灯)，容量瓶100mL 烧杯250mL，分析天平步骤配制糖液及样液仪器预热校正测试LOGO步骤a 配制葡萄糖溶液：准备称取5g（准至小数点后四位），葡萄糖于150mL烧杯中，加50mL水和0.2mL浓氨水溶液，放

8、置30min后，将溶液转入100mL容量瓶中，以水稀至刻度。然后将容量瓶放入200.5的恒温水浴中恒温。b 将仪器电源插入220V交流电源（要求使用交流电子稳压器）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起辉经5分钟，钠光灯激活后，钠光灯才发光稳定。LOGOd 向上打开电源开关（若光源开关板上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下电亮，为正常）。e 打开测量开关，这时数码管应有数字显示。f 将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清零按扭，试管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处。通光面两端的雾状水滴，应用软布

9、搽干。试管螺帽不宜旋的过紧，以免产生应力，影响读数，试管安放时，应注意正确的位置和方向。LOGOg 取出试管，并待样品注入试管，按相同的位置和方向放入样品室内，盖好箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光率，注意试管应用旋光仪测试样洗湿数次。h 逐次按下复测按扭，重复读几次，取平均值做该样品的测定结果。i 如果样品超过测量范围仪器在40处来回振荡，此时取出试管，仪器即自动转回零位，此时可将试液稀释一倍再测。LOGOj 仪器使用完毕后，应依次关闭测量光源电源开关。k 钠灯在电流供电后系统出现故障不能使用时，仪器也可在钠灯交流供电（光源、开关、不向上升高）的情况下测试，但仪器的性能可能略有降低。l 当放入样品小于0.5时，系数可能变化。这时只要按复测按扭，就会出现新的数字。LOGO