1、第三章第三章 物理检验法物理检验法 相对密度法相对密度法根据食品的相对密度、折射率、旋光度等物根据食品的相对密度、折射率、旋光度等物理常数与食品的组分及含量之间的关系进行理常数与食品的组分及含量之间的关系进行检测的方法称为物理检测法。检测的方法称为物理检测法。 物理检测法是食品分析及食品工业生产中常物理检测法是食品分析及食品工业生产中常用的检测方法。用的检测方法。1、密度与相对密度、密度与相对密度密度密度是指物质在一定温度下单位体积的质是指物质在一定温度下单位体积的质量，以符号量，以符号表示，其单位为表示，其单位为gcm3。相对密度相对密度是指某一温度下物质的质量与同是指某一温度下物质的质量与
2、同体积某一温度下水的质量之比，以符号体积某一温度下水的质量之比，以符号表表示，是无因次量。示，是无因次量。物质一般都具有热胀冷缩的性质（水在物质一般都具有热胀冷缩的性质（水在44以以下是反常），所以密度和相对密度的值都随温下是反常），所以密度和相对密度的值都随温度的改变而改变。故度的改变而改变。故密度密度应标出测定时物质的温度应标出测定时物质的温度: : 表示为表示为t t, , 如如2020。相对密度相对密度应标出测定时物质的温度及水的温度，应标出测定时物质的温度及水的温度，表示为表示为t1t1t2t2， 如如 20204 4 ， 20202020 其中其中t t1 1表示物质的温度，表示物
3、质的温度，t t2 2表示水的温度。表示水的温度。 密度和相对密度有不同含意，两者间关系密度和相对密度有不同含意，两者间关系 如下：如下：水在水在44时的密度为时的密度为1.000000g1.000000gcm3cm3，故物，故物 质在某温度下的密度质在某温度下的密度t t和物质在同一温度和物质在同一温度 下对下对44水的相对密度水的相对密度t t4 4在数值上相等。在数值上相等。故工业上为方便起见，常用故工业上为方便起见，常用20204 4来表示物质来表示物质 的相对密度，其数值与物质在的相对密度，其数值与物质在2020时的密度时的密度 2020相等。相等。测定液体相对密度时，以测定溶液对测
4、定液体相对密度时，以测定溶液对同温度同温度 水的相对密度比较方便，通常测定液体和水水的相对密度比较方便，通常测定液体和水 在在2020时的相对密度，以时的相对密度，以20202020表示。表示。因为水在因为水在44时比在时比在2020时的密度大，故对时的密度大，故对 同一溶液来说，同一溶液来说，2020202020204 4。式中：式中：0.998230.99823为水在为水在2020时的密度时的密度g gcm3cm320202020和和20204 4之间可以用下式换算：之间可以用下式换算： 式中式中t2t2表示温度表示温度t t2 2时水的密度（时水的密度（g gcmcm3 3）。）。同理，
5、若要将同理，若要将t1t1t2t2换算为换算为t1t14 4可按下式进行：可按下式进行：表表3-73-7列出了不同温度下水的密度。（下页）列出了不同温度下水的密度。（下页）2 2、测定相对密度的意义、测定相对密度的意义 液态食品组成及浓度改变时，相对密度也随之液态食品组成及浓度改变时，相对密度也随之改变。测定相对密度，可以检验食品的纯度、改变。测定相对密度，可以检验食品的纯度、浓度及判断食品的质量。浓度及判断食品的质量。蔗糖、蔗糖、酒精酒精已制定了溶液浓度与相对密度的对已制定了溶液浓度与相对密度的对照表照表; ; 某些液态食品（如果汁、番茄制品等），测定某些液态食品（如果汁、番茄制品等），测定
6、相对密度并通过相对密度并通过换算换算或查或查专用经验表格专用经验表格可以确可以确定可溶性固形物或总固形物的含量。定可溶性固形物或总固形物的含量。掺杂、变质时，相对密度变化掺杂、变质时，相对密度变化: :牛乳牛乳的相对密度与其脂肪含量、总乳固体含量的相对密度与其脂肪含量、总乳固体含量 有关，有关， 脱脂乳相对密度升高，掺水乳相对密度下降。脱脂乳相对密度升高，掺水乳相对密度下降。正常的液态食品，其相对密度都在一定的范正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围内。围内。 例如：例如： 全脂牛奶为全脂牛奶为 1.0281.032， 植物油（压榨法）为植物油（压榨法）为 0.90900.9295。油脂油脂
7、的相对密度与其脂肪酸的组成有关：的相对密度与其脂肪酸的组成有关： 不饱和脂肪酸含量越高，脂肪酸不饱和不饱和脂肪酸含量越高，脂肪酸不饱和程度越高，脂肪的相对密度越高；程度越高，脂肪的相对密度越高； 游离脂肪酸含量越高，相对密度越低；游离脂肪酸含量越高，相对密度越低； 酸败的油脂相对密度升高。酸败的油脂相对密度升高。因此，测定相对密度可初步判断食品是否因此，测定相对密度可初步判断食品是否正常以及纯净程度。正常以及纯净程度。需要注意的是，当食品的相对密度异常时，需要注意的是，当食品的相对密度异常时， 可以肯定食品的质量有问题，当相对密度正可以肯定食品的质量有问题，当相对密度正 常时，并不能肯定食品质
8、量无问题，必须配常时，并不能肯定食品质量无问题，必须配 合其它理化分析，才能确定食品的质量。合其它理化分析，才能确定食品的质量。总之，相对密度是食品生产过程中常用的工总之，相对密度是食品生产过程中常用的工 艺控制指标和质量控制指标。艺控制指标和质量控制指标。3 3、液态食品相对密度的测定方法、液态食品相对密度的测定方法测定方法有密度瓶法、密度计法、密度天平法、测定方法有密度瓶法、密度计法、密度天平法、前两种方法较常用。前两种方法较常用。 3.1 3.1 密度瓶法密度瓶法（1 1）仪器）仪器密度瓶是容积固定的玻璃称量瓶，常用的有带密度瓶是容积固定的玻璃称量瓶，常用的有带温度计的精密密度瓶和带毛细
9、管的普通密度瓶温度计的精密密度瓶和带毛细管的普通密度瓶容积有容积有2020、2525、5050、100ml100ml四种规格，但常用的四种规格，但常用的是是2525和和50ml50ml两种。两种。（2）测定原理）测定原理 密度瓶具有一定的容积，在一定温度下，密度瓶具有一定的容积，在一定温度下，用同一密度瓶分别称量等体积的样品溶液和蒸用同一密度瓶分别称量等体积的样品溶液和蒸馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相对馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相对密度。密度。 （3 3）测定方法）测定方法 密度瓶洗干净，再依次用乙醇、乙醚洗涤，密度瓶洗干净，再依次用乙醇、乙醚洗涤，烘干、冷却，精密称重。烘干
10、、冷却，精密称重。装满样液，盖上瓶盖，置装满样液，盖上瓶盖，置2020水浴中浸水浴中浸0.5h0.5h，使内容物的温度达到使内容物的温度达到2020，用滤纸条吸去支管，用滤纸条吸去支管标线上的样液，盖上侧管帽后取出。用滤纸把标线上的样液，盖上侧管帽后取出。用滤纸把瓶外擦干，置天平室内瓶外擦干，置天平室内3030分钟后称重。分钟后称重。将样液倾出，洗净密度瓶，装入煮沸将样液倾出，洗净密度瓶，装入煮沸3030分钟分钟并冷却到并冷却到2020以下的蒸馏水，按上法操作。测以下的蒸馏水，按上法操作。测出同体积出同体积2020蒸馏水的质量。蒸馏水的质量。（4）结果计算）结果计算式中：式中： m m0 0空
11、密度瓶质量，空密度瓶质量，g g； m m1 1密度瓶和水的质量密度瓶和水的质量 , g, g m m2 2密度瓶和样品的质量，密度瓶和样品的质量，g g； 0.998230.998232020时水的密度，时水的密度，g gcmcm3 3。本法适用于测定各种液体食品的相对密度，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，但操作较繁琐。也适用，结果准确，但操作较繁琐。测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的密测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的密度瓶。度瓶。水及样品必须装满密度瓶，瓶内不得有气泡水及样品必须装
12、满密度瓶，瓶内不得有气泡（5 5）说明）说明拿取已达恒温的密度瓶时，不得用手直接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具夹取。隔热手套取拿瓶颈或用工具夹取。水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁被污染。被污染。天平室温度不得高于天平室温度不得高于2020，否则液体会膨，否则液体会膨胀流出。胀流出。3. 2 3. 2 密度计密度计法法（1 1）仪器）仪器根据根据阿基米德原理阿基米德原理制成，种类多，结构基本相同，制成，种类多，结构基本相同，都是由玻璃外壳制成。都是由玻
13、璃外壳制成。 结构结构: :头部头部是球形或圆锥形，内部灌有铅珠、水银或是球形或圆锥形，内部灌有铅珠、水银或其它重金属，使密度计能直立于溶液中；其它重金属，使密度计能直立于溶液中；中部中部是胖肚空腔，内有空气故能浮起。是胖肚空腔，内有空气故能浮起。尾部尾部是一细长管，内附有刻度标记，刻度是利用各是一细长管，内附有刻度标记，刻度是利用各种不同密度的液体标度的。种不同密度的液体标度的。食品工业中常用的有普通密度计、锤度计，乳稠计，食品工业中常用的有普通密度计、锤度计，乳稠计，波美计等，见图波美计等，见图3 34 4。 普通密度计：普通密度计：直接以直接以2020时的密度值为刻度的（因时的密度值为刻
14、度的（因d d4 42020与与20 20 在数值上相等，也可以说是以在数值上相等，也可以说是以d d4 42020为刻度的）。为刻度的）。一套通常由几支组成，每支的刻度范围不同：一套通常由几支组成，每支的刻度范围不同：刻度值小于刻度值小于1 1的（的（0.7000.7001.0001.000）称为）称为轻表轻表， 用于测量比水轻的液体；用于测量比水轻的液体；刻度值大于刻度值大于1 1的（的（1.0001.0002.0002.000）称为）称为重表重表， 用来测量比水重的液体。用来测量比水重的液体。专用于专用于测定糖液浓度测定糖液浓度的密度计。它是以的密度计。它是以蔗糖蔗糖溶液的质量分数为刻度
15、的，以符号溶液的质量分数为刻度的，以符号BxBx表示。表示。标度方法标度方法：2020为标准温度，在蒸馏水中为为标准温度，在蒸馏水中为0 0BxBx，在，在1 1蔗糖溶液中为蔗糖溶液中为1 1BxBx（即（即100g100g蔗蔗糖溶液中含糖溶液中含1g1g蔗糖），以此类推。蔗糖），以此类推。刻度范围有多种，常用的有：刻度范围有多种，常用的有： O O6 6BxBx， 5 51111BxBx， 10101616BxBx， 15152121Bx, 20Bx, 202626BxBx等。等。锤度计：锤度计：若测定温度不在标准温度（若测定温度不在标准温度（2020），应进行温），应进行温度度校正校正：当
16、测定温度高于当测定温度高于2020时，因糖液体积膨胀导致时，因糖液体积膨胀导致相对密度减小，即锤度降低，故应加上相应的相对密度减小，即锤度降低，故应加上相应的温度校正值；温度校正值；反之，则应减去相应的温度校正值。反之，则应减去相应的温度校正值。例如：例如：1717时观测锤度为时观测锤度为22.0022.00BxBx，查表得校正值，查表得校正值为为0.180.18，则标准温度（，则标准温度（2020）时糖锤度为：）时糖锤度为： 22.0022.000.18 = 21.820.18 = 21.82（BxBx）。）。24时观测锤度为时观测锤度为16.00Bx，查表得校正值，查表得校正值为为0.24
17、，则标准温度（，则标准温度（20）时糖锤度为：）时糖锤度为： 16.000.2416.24（Bx）。）。刻度：刻度：将相对密度减去将相对密度减去1.000 1.000 后再乘以后再乘以1000 1000 作为刻度，其刻度范围为作为刻度，其刻度范围为15154545。乳稠计：乳稠计：专用于测定牛乳相对密度的密度计，专用于测定牛乳相对密度的密度计， 测量相对密度的范围为测量相对密度的范围为1.0151.045。乳稠计按其标度方法不同分为两种；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，一种是按一种是按15/15标定的。两者的关系是：标定的。两者的关系是： d1515 =
18、 d204 + 0.002。 若测定温度不是标准温度，应校正：若测定温度不是标准温度，应校正：对于对于204乳稠计乳稠计, 在在1025范围内，范围内，温度每升高温度每升高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。故当乳温高于标准温度故当乳温高于标准温度2020时，时，每高每高1应在得出的乳稠计读数上加应在得出的乳稠计读数上加0.20.2；乳温低于乳温低于2020时，每低时，每低11应减去应减去0.20.2。例如：例如：1616时时20204 4乳稠计读数为乳稠计读数为3131， 则换算为则换算为2020时应为：时应为： 以
19、波美度（以符号以波美度（以符号BeBe表示）来表示液体浓表示）来表示液体浓度大小。度大小。按标度方法的不同分为多种类型，常用波美计按标度方法的不同分为多种类型，常用波美计的刻度方法是以的刻度方法是以2020为标准：为标准： 在蒸馏水中为在蒸馏水中为0 0BeBe； 在在1515氯化钠溶液中为氯化钠溶液中为1515BeBe； 在纯硫酸（在纯硫酸（d=1.8427d=1.8427）中为）中为6666BeBe； 其余刻度等分。其余刻度等分。 波美计：波美计：波美计分为波美计分为轻表轻表和和重表重表两种，分别用于测定相两种，分别用于测定相对密度小于对密度小于1 1的和相对密度大于的和相对密度大于1 1
20、的液体。的液体。 波美度与相对密度之间存在下列关系：波美度与相对密度之间存在下列关系：将混合均匀的被测样液沿筒壁徐徐注入清将混合均匀的被测样液沿筒壁徐徐注入清 洁量筒中，注意避免起泡沫。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，待将密度计洗净擦干，缓缓放入样液中，待其静止后其静止后, , 再轻轻按下少许，然后待其自然再轻轻按下少许，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。取与液平面相交处的刻度值。同时用温度计测量样液的温度，如不是标同时用温度计测量样液的温度，如不是标准温度，应对测得值加以校正。准温度，
21、应对测得值加以校正。（2 2）测定方法：）测定方法：该法操作简便迅速，但准确性差，需要样液该法操作简便迅速，但准确性差，需要样液 量多量多, ,且不适用于极易挥发的样品。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内壁及操作时应注意不要让密度计接触量筒内壁及 底部底部, ,待测液中不得有气泡。待测液中不得有气泡。 读数时应以密度计与液体形成的弯月面的下读数时应以密度计与液体形成的弯月面的下 缘为准。缘为准。 若液体颜色较深，不易看清弯月面下缘时，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。则以弯月面上缘为准。（3 3）说明：）说明：把密度计放入液体中时，液体相对密
22、度大，把密度计放入液体中时，液体相对密度大，则密度计沉入的深度较小；反之，液体相对则密度计沉入的深度较小；反之，液体相对密度较小，下沉得多些。密度较小，下沉得多些。所以一般密度计刻度是上面小下面大；所以一般密度计刻度是上面小下面大； 但酒精计则相反，是上面大下面小，但酒精计则相反，是上面大下面小， 因酒精浓度越大，其相对密度越小。因酒精浓度越大，其相对密度越小。 参考文献参考文献1.大连轻工业学院等合编大连轻工业学院等合编 食品分析食品分析 中国轻中国轻工业出版社工业出版社1994年年.2.吴谋成主编吴谋成主编 食品分析与感官评定食品分析与感官评定 中国农中国农业出版社业出版社 2002年年 复习思考题复习思考题1.1.密度和相对密度，表示法，两者之间关系。密度和相对密度，表示法，两者之间关系。2.2.20202020和和20204 4之间关系；之间关系；t1t1t2t2和和t1t14 4的换的换 算；测定相对密度的意义。算；测定相对密度的意义。3.3.密度计法测定密度的各种方法。密度计法测定密度的各种方法。
