1、第四章第四章 食品的物食品的物理检测法理检测法v在食品分析中，常常需要测定产品的比重，如酱油等在食品分析中，常常需要测定产品的比重，如酱油等产品，有些原料也要测定比重，又如，乳品厂在原料产品，有些原料也要测定比重，又如，乳品厂在原料验收时要测牛奶的比重。验收时要测牛奶的比重。v通过比重的测定，了解产品及原料质量如何。比重是通过比重的测定，了解产品及原料质量如何。比重是物质的一种物理指标，根据比重大小可以帮助我们了物质的一种物理指标，根据比重大小可以帮助我们了解食品品质的纯度、搀假情况；还比如牛奶比重的测解食品品质的纯度、搀假情况；还比如牛奶比重的测定，可检出牛奶是否脱脂、是否掺水等；还有油脂的
2、定，可检出牛奶是否脱脂、是否掺水等；还有油脂的比重测定，了解油脂是否酸败，因为油脂酸败后比重比重测定，了解油脂是否酸败，因为油脂酸败后比重比没有酸败的高。比没有酸败的高。v对于番茄制品等，在一些罐头手册上以制成比重与固对于番茄制品等，在一些罐头手册上以制成比重与固形物关系表，根据比重即可查出固形物的含量。形物关系表，根据比重即可查出固形物的含量。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概概 述述一、测定相对密度意义 1.1.牛
3、乳掺假检验牛乳掺假检验 正常牛乳 相对密度 1.028-1.034 脱脂乳 相对密度 1.034-1.040 掺水相对密度降低，部分除脂肪增高。2.2.制糖工业、番茄制品制糖工业、番茄制品 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。3.3.酒精酒精 查酒精含量-相对密度关系表，确定酒精含量概概 述述二、测定折射率的意义二、测定折射率的意义 通过测定液态食品的折射率。可以通过测定液态食品的折射率。可以鉴别食品的组成，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。确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及品质。1.1.蔗糖溶液的折射率测定蔗糖溶液的折射率测定 随浓度增大而升
4、高。通过测定折射率可以确定糖液的随浓度增大而升高。通过测定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食品的糖度，还可以测定以糖为浓度及饮料、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、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量主要成分的果汁、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量概概 述述2.2.折射率可以鉴别油脂的组成和品质折射率可以鉴别油脂的组成和品质 各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，每种脂肪酸均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和脂肪有其特定的折射率。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；不饱和脂酸的折射率比饱和脂肪酸的
5、折射率大得多；不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；酸度高的油脂折射肪酸分子量越大，折射率也越大；酸度高的油脂折射率低。率低。概概 述述 3.3.判断食品是否掺假、变质判断食品是否掺假、变质 正常正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范情况下，某些液态食品的折射率有一定的范围，芝麻油的折射率在围，芝麻油的折射率在1.4692-1.47911.4692-1.4791（2020）之间）之间，蜂蜡的折射率在，蜂蜡的折射率在1.4410-1.44301.4410-1.4430（7575）之间。）之间。当当这些液态食品因掺这些液态食品因掺杂、浓度改变或品种改变等原因而杂、浓度改变或品种改变等原因而引起
6、食品的品质发生了变化时，折射率常常会发生变引起食品的品质发生了变化时，折射率常常会发生变化。化。概概 述述4.4.可溶性固形物含量测定可溶性固形物含量测定 折光法测得的只是可溶性固形物含量，但对于番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，已通过实验编制了总固形物茄酱，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折光法测定可溶性固形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的含量物含量即可查出总固形物的含量 。概概 述述四、旋光法的应用四、旋光法的应用五、生产工艺中色度应用五、生产工艺中色度应用六、食品流变学特性、物性学应用六、
7、食品流变学特性、物性学应用物理检测物理检测 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。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一、有关密度的概念一、有关密度的概念1.1.密度
8、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12tdt温度下物质的密度温度下同体积水的密度一、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 时的质量之比。时的质量之比。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
9、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。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
10、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。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 当用密度瓶或密度天平测定液体的相对密度时，当用密度
11、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：0.998230.998232020d2020d204d204d2020d一、有关密度的概念一、有关密度的概念 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
12、念二、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（压榨法）为植物油（压榨法）为 0.9090-0.92950.9090-0.9295二、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。相对密度的测定方法相对
13、密度的测定方法密度瓶法密度瓶法（准确度高，耗时长）（准确度高，耗时长）普通密度瓶普通密度瓶附温度计密度瓶附温度计密度瓶密度计法（简便快速，准确度较差）密度计法（简便快速，准确度较差）普通密度计普通密度计糖锤度密度计糖锤度密度计波美密度计波美密度计乳稠计乳稠计酒精密度计酒精密度计三、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，就是该样品试液的密度
14、。常见的密度瓶有两种：普通密度瓶、带温度计密度常见的密度瓶有两种：普通密度瓶、带温度计密度瓶。瓶。1.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 密度瓶是测定液体相对密密度瓶是测定液体相对密度的专用精密仪器，是容积固定度的专用精密仪器，是容积固定的玻璃称量瓶，其种类和规格有的玻璃称量瓶，其种类和规格有多种。常用的有带温度计的精密多种。常用的有带温度计的精密度瓶和带毛细管的普通密度瓶，度瓶和带毛细管的普通密度瓶，见图。见图。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体积的样品溶液和蒸馏水的质量，两者之比
15、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 1.2测定方法测定方法三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法比重瓶重量的测定：比重瓶重量的测定：洗涤(水、乙醇、乙醚)烘干冷却精确称重m0供试品重量的测定：供试品重量的测定：装满液，盖瓶盖20，0.5小时滤纸吸样液盖 侧帽取出擦干瓶天平室30min后称重m2水重量的测定水重量的测定 洗净装水（煮沸30min冷却20以下）同上称重m1三、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
16、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M1按下式计算式中式中 m0空密度瓶质量，空密度瓶质量，g；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1.3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，于样品量较少的场合，对挥发性样品也适用，
17、结果准确，但操作较繁琐。但操作较繁琐。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
18、测定方法三、相对密度的测定方法2.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
19、对密度的测定方法三、相对密度的测定方法2.2 种类种类 v食品工业中常用的密食品工业中常用的密度计按其标度方法的度计按其标度方法的不同，可分为普通密不同，可分为普通密度计、锤度计、乳稠度计、锤度计、乳稠计、波美计等。计、波美计等。v一个封口的玻璃管，一个封口的玻璃管，内有空气，中间略粗内有空气，中间略粗，下部有重锤，能浮，下部有重锤，能浮在一定密度的液体中在一定密度的液体中。三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法1.普通密度计普通密度计 2.附有温度计的糖度计附有温度计的糖度计3.4.波美密度计波美密度计 5.酒精计酒精计 6.乳稠计乳稠计 普通密度计是直接以普通密度计是直接以2020时
20、的密度值为时的密度值为刻度的。一套通常由几支组成，每支的刻刻度的。一套通常由几支组成，每支的刻度范围不同，刻度值小于度范围不同，刻度值小于1 1的（的（0.7000.700 1.0001.000）称为轻表，用于测量比水轻的液）称为轻表，用于测量比水轻的液体，刻度值大于体，刻度值大于1 1的（的（1.0001.000 2.0002.000）称）称为重表，用来测量比水重的液体。为重表，用来测量比水重的液体。读数时应以密度计与液体形成的弯月面读数时应以密度计与液体形成的弯月面 的下缘为准。的下缘为准。若液体颜色较深，不易看清弯月面下缘若液体颜色较深，不易看清弯月面下缘 时，则以弯月面上缘为准。时，则
21、以弯月面上缘为准。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）锤度计是专用于测定糖液浓度的密度计。它是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。以蔗糖溶液重量百分浓度为刻度的，以符号。0 BX表示。其刻度方法是以表示。其刻度方法是以20为标准温度，在蒸馏水为标准温度，在蒸馏水中为中为0 BX，在在1蔗糖溶液中为蔗糖溶液中为1 0 BX（即即100g蔗糖溶液蔗糖溶液中含中含lg蔗糖），以此类推。锤度计的刻度范围有多蔗糖），以此类推。锤度计的刻度范
22、围有多种，常用的有：种，常用的有：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 若测定温度不在标准温度（若测定温度不在标准温度（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三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法例：例：在在
23、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 22.00 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）三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法v在在2828时观测锤度为时观测锤度为15.2015.20BxBx，则标准温度，则
24、标准温度(20)(20)时糖锤度为多少时糖锤度为多少?v15.20 0.51(Bx)=15.71(Bx)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1.0151.015 1.0451.045。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1515 45 45。使用时把测得的读数按上述关系可换算为使用时把测得的读数
25、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相对密度值。乳稠计按其标度方法不同分为两种：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三、相对密度的测定方法三、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
26、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。例例1：16时时20/4乳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三、相对密度的测定方法三、相对密度
27、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 1.0328d1515三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法v当求得牛乳的脂肪数及比重后，则可计算牛乳的固当求得牛乳的脂肪数及比重后，则可计算牛乳的固形物（即牛乳中除去水分所剩余的干物质）与非脂肪形物（即牛乳中除去水分所剩余的干物质）与非脂肪固形物（即在总固形物中再减去脂肪的百分数），求固形物（即在总固形物中再减去脂肪的百分数），求固形物有三种方法。固形物有三种方法。v 烘干法烘干法v
28、具体方法如下：具体方法如下：v吸管取吸管取5ml5ml与已知恒重的称量皿中与已知恒重的称量皿中称重称重于水浴于水浴上蒸干为止上蒸干为止擦去外壁水擦去外壁水入入9898100100烘箱烘两小烘箱烘两小时时冷却冷却称重称重再入烘箱再入烘箱1 1小时小时冷却冷却称重（恒称重（恒重）重）两次重量差不超过两次重量差不超过2mg2mg三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法v 计算计算 干物质干物质=G2GO/G1GO G1 空瓶子样品重（空瓶子样品重（g）G2 空瓶子干物质重（空瓶子干物质重（g）GO 空瓶重（空瓶重（g）计算法计算法T=0.25L+1.2F+0.14T 牛乳的干物质含量（牛乳的干物
29、质含量（%）F 牛乳的脂肪含量（牛乳的脂肪含量（%）L 比重乳稠计（比重乳稠计（15/15）的度数，若是）的度数，若是20/4再加再加2度度 牛乳非脂干物质含量的计算牛乳非脂干物质含量的计算v 非脂干物质含量（非脂干物质含量（%）=干物质含量（干物质含量（%）脂肪含量（）脂肪含量（%）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）来表示液表示）来表示液体浓度大小。按标度方法的不同分为多种类型，体浓度大小。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常用的波美计的刻度方法是以20 为标准，在为标准，在蒸馏水中为蒸馏水中为 00B；在在15氯化钠溶液中氯化钠溶液中1
30、50B；在纯硫酸（相对密度为在纯硫酸（相对密度为1.8427）中为）中为660B；其其余刻度等分。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 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：轻表：轻表：0B 或或 重表：重表：0B 或或 2020145d2020deBo1451452020deBo145145三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法145三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法v
31、已知:测得氯化钠溶液为12B；其相对密度 是多少?三、相对密度的测定方法三、相对密度的测定方法v5.酒精比重计酒精比重计v 表示溶液中含酒精的表示溶液中含酒精的体积百分含量。体积百分含量。v注意：注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大；当样品中酒精含量低时，测量误差较大；vT20时要校正。时要校正。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
32、，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2.4 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
33、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 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1 光的光的反射现象与反射定律反射现象与反射定律 通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质
34、的通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为折光法。一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的传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，这种现象叫光的反射，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 光
35、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。光的折射光的折射 光线从一种介质（如空气）射到光线从一种介质（如空气）射到另一种介质（如水）时，除了一部分光线反射回第另一种介质（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一种介质外，另一部分进入第二种介质中并改变它的传播方向的传播方向，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
36、律一、基本概念一、基本概念光的折射示意图一、基本概念一、基本概念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、基本概念折射
37、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：n1和和n2分别为第一介质和第二介质的绝对折射率。分别为第一介质和第二介质的绝对折射率。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3.3.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
38、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、基本概念一、基本概念一、基本概念v光的全反射光的全反射v1.2 随着随着1增大而增增大而增大。大。v2.当当1为为
39、90、2为为临界角。临界角。v3.当光线从临界角射当光线从临界角射入，折射线沿入，折射线沿OM面面平行射出，为全反射平行射出，为全反射。样品样品棱镜棱镜一、基本概念一、基本概念v绝对折射率：绝对折射率：光在真空中的速度光在真空中的速度C与在介质中的速度与在介质中的速度V之比。之比。以以n表示。表示。n=c/vv n样液样液 Sin90=n棱镜棱镜Sin 临临v v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。v式中：式中：n棱镜棱镜棱镜的折射率，是已知的。棱镜的折射率，是已知的。v 因此，只要测得了临界角因此，只要测得了临界角临临 ，就可求出就可求出被测样液的折射率被测样液的折射率
40、n样液样液。n样液样液=n棱镜棱镜Sin 临临 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n1。一、基本概念一、基本概念二、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
41、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。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。
42、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。组成和品质。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
43、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 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
44、，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 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
45、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。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 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
46、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 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及物及物镜镜10将刻度成像于分划板将刻度成像于分划板9上，通过目镜上，通过目镜7、8放大后成像观测者眼中。当旋动旋钮放大后成像观测者眼中。当旋动旋钮2时，使时，使棱镜摆动，视野内明暗分界线通过十字交叉棱镜摆动，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。点，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
47、，折射率也不同，故当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。在读数镜筒中即可临界角的数值亦有不同。在读数镜筒中即可读取折射率读取折射率n，或糖液浓度，或糖液浓度,或固形物的含量。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1.2 1.2 影响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
48、，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(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
49、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、折光仪的构造和性能的简介三、折光仪的构造和性能的简介1.3 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
50、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、折光仪的构造和性能的简介 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。校准得的折射率应与标准玻
