第四章 食品的物理检测法

第四章食品的物理检测法（第7次课2学时）一、授课题目第四章食品的物理检测法第一节概述第二节物理检测的几种方法二、教学目的和要求学习本次内容，要求学生了解物理检测法的意义，掌握相对密度法、折光法的基本原理、方法及具体应用。

三、教学重点和难点重点：1. 相对密度？测定方法有哪些？测定意义？2. 折光法测定原理，仪器，方法。

难点：折光法测定原理四、主要参考资料1、穆华荣、于淑萍主编，食品分析.北京：化学工业出版社，20042、周光理主编，食品分析与检验技术，北京：化学工业出版社，20063、杨月欣主编，实用食物营养成分分心手册（第二版），北京：中国轻工业出版社，20074、曲祖乙、刘靖主编，食品分析与检验.北京：中国环境科学出版社，2006五、教学过程1、学时分配：2学时2、辅导手段：自习辅导、习题辅导3、教学办法：课堂讨论、讲授4、板书设计:5、教学内容第四章食品的物理检测法第一节概述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物理检验法。

物理检验法是食品分析及食品工业生产中常用的检测方法。

第二节物理检测的几种方法一、相对密度法1、定义（1）密度 ρ——物质在一定温度下，单位 体积的质量。

［g/cm 3 ］（2）相对密度 d ——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。

密度与相对密度的关系记作 ，无因次量；常用 、 表示。

3、 测定相对密度的意义：（1）正常的液态食品，其相对密度都在一定的范围内。

例如： 全脂牛奶为 1.028～1.032植物油（压榨法）为0.9090～0.9295当由于掺杂、变质等原因引起其组织成分发生异常变化时，均可导致其 相对密度发生变化。

但是，即使液态食品的相对密度在正常范围内，也不能确保食品无质量问题，必须配合其他理化分析，才能保证食品的质量。

（2）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。

（补充：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，乳品厂在原料验收时要测牛奶的比重。

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。

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。

何谓比重，比重是指在某一温度下某物质与同容积在某一温度下蒸馏水重量之比。

现在我国标准规定比重为物质在20℃时的重量与同体积20℃或4℃水的重量之比。

12t d t 温度下物质的密度温度下同体积水的密度12t t d 204d 2020d一般对同一溶液来说:视比重﹥真比重。

这是因为水在4℃时的密度比在20℃时为大的原因。

要进行换算，必须先知道不同温度下水的密度，下面我们讲两个概念：真固形物——对某一溶液来说，其中水分全被蒸发干涸时，所得固形物称为真固形物。

视固形物——对某一溶液来说的重量百分浓度查知固形物含量的近似值，称为视固形物。

溶液越纯，则视固形物与真固形物差值越小，一般对化学纯级的溶液来说两者就几乎没有差别。

）3、液态食品相对密度的测定方法测定液态食品相对密度的方法有密度瓶法、密度计法和密度天平（即韦氏天平Westphal Balance）法等，前两种方法较常用。

其中密度瓶法测量结果准确，但耗时；密度计法则简单迅速，但测定结果较差。

（1）密度瓶法普通密度瓶带温度计密度瓶1）测定原理密度瓶是测定液体相对密度的专用精密仪器，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，见图。

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馏水的质量，两者之比即为该样品溶液的相对密度。

2）测定方法先把密度瓶依次用洗液、自来水、蒸馏水、乙醇洗涤，烘干并冷却后，精密称重。

装满样液盖上瓶盖，置20℃水浴内使内容物的温度达到20℃并并保持20min ，用滤纸来吸去支管标线上的样液，盖上侧管帽后取出。

用滤纸把瓶外擦干，置天平室内30分钟后称重。

将样液倾出，洗净密度瓶，装入煮沸30分钟并冷却到20℃以下的蒸馏水，按上法操作。

测出同体积20℃蒸馏水的质量。

3）计算式中 m 0——空密度瓶质量，g ； m 1——密度瓶和水的质量，g ；m 2——密度瓶和样品的质量．g ； 0.99823——20℃时水的密度，g ／cm 3。

4）说明①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，结果准确，但操作较繁琐。

②对挥发性样品，宜使用带温度计的精密密度瓶；测定较粘稠样液时，宜使用具有毛细管的普通密度瓶。

③水及样品必须装满密度瓶，瓶内不得有气泡。

④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具夹取。

⑤水浴中的水必须清洁无油污，防止瓶外壁被污染。

⑥天平室温度不得高于20℃，以免液体膨胀流出。

（2）密度计法（普通密度计、糖锤度密度计、波美密度计、乳稠计、酒精密度计）20202010m m d m m -=-20204200.99823d d =⨯（1）普通密度计（2）附有温度计的糖锤度密度计（3）、（4）波美密度计根据阿基米德原理设计而成。

一个封口的玻璃管， 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液体标度的。

1）普通密度计：➢ 直接以20℃时的密度值为刻度的，由几支刻度范围不同的密度计组成一套。

➢ 0.700～1.000 为轻表，用来测量比水轻的液体；➢ 1.000～2.000 为重表，用来测量比水重的液体。

2）锤度计：➢ 又称勃力克斯计 （Brixscale ，简写为。

Bx ），是以蔗糖溶液的质量分数为刻度，以。

Bx 表示。

标示方法：20℃时，1%纯蔗糖溶液为1。

Bx ，2%纯蔗糖溶液为2。

Bx ，以此类推。

锤度计的刻度范围有多种，常用的有：0~6，5~11，10~16，15~21等。

➢ 是专用于测定糖液浓度的，对于不纯糖液来说，其读数则是溶液中视固形物的质量分数。

➢ 如果测定温度不是20℃要进行校正，见331页附表5。

当测定温度高于20℃时，因糖液体积膨胀导致相对密度减小，即锤度降低，故应加上相应的温度校正值（见附表），反之，则应减去相应的温度校正值。

例如：● 在17℃时观测锤度为22.00查附表得校正值为0.18，则标准温度20℃时糖锤度为 22.00－0.18＝21.82（ 。

Bx ）(1) (2) (3) (4)● 在24℃时观测锤度为16.00 ，查表得校正值为0.24，则标准温度20℃时糖锤度为16.00＋0.24＝16.24 （。

Bx ） 3）、4）波美密度计：➢ 是以波美度来表示液体浓度大小。

单位：°B ’e➢ 以20℃为基准，蒸馏水为0；15%的食盐液为15 °B’e ；纯硫酸（d=1.8427时）为66 °B’e 。

；其余刻度等分。

➢ 波美度与相对密度的换算见32页。

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的和相对密度大于1的液体。

波美度与相对密度之间存在下列关系：轻表： 。

Bé ＝ -145 或 ＝重表： 。

Bé ＝ 或 ＝ 5）乳稠计➢ 专门测定牛乳的相对密度的，测量相对密度的范围为1.015-1.045。

➢ 刻度是将相对密度减去1.000后再乘以1000，以乳稠度表示，刻度范围为15-45度（符号：15°～45°），换算公式：相对密度d=（乳稠计读数/1000）+1.000➢ 乳稠计按标度方法不同分为两种：一种是按20℃/4℃标定的，另一种是按15℃/15℃标定的。

两者的关系是：后者读数是前者读数加 2，即➢ 若实测温度不是20℃，则应进行温度校正。

关于温度校正，见333页，附表6。

6）酒精比重计➢ 测定溶液中含酒精的体积百分含量。

➢ 注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大。

15201540.002d d =+2020145d 2020d '145145o e B +2020145145d -2020d '145145o B e -➢T≠20℃时要校正。

7）测定方法将混合均匀的被测样液沿壁徐徐倒入适当容积的清洁量筒中，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，在轻轻按下少许，然后待其自然上升，静止并无气泡冒出后，从水平位置读取与液面相交处的刻度值。

同时测量样液的温度，如不是20℃，应加以校正。

8）说明（1）该法操作简便迅速，但准确性差，需要样液量多，且不适于极易挥发的样液。

（2）操作时应注意不要让密度计接触量筒的壁及底部，待测样液中不得有气泡。

（3）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，不易看清弯月面下缘时，则以弯月面上缘为准。

（3）韦氏比重天平法韦氏比重天平法适用于有机化学试剂中易挥发液体相对密度的测定1）测定仪器①韦氏天平韦氏天平见图②恒温水浴准确度为0.1℃2）测定方法将韦氏天平安装好（如图），把浮锤挂在小钩上，如果两个指针没有相对正，则旋转调整螺丝，使两个指针对正为止。

向玻璃筒中注入煮沸30 min 并冷却至20℃的水，将浮锤浸入水中，玻璃筒置于20℃的恒温水浴中，将单位游码挂在小钩上，这时天平应保持平衡。

将玻璃筒中水倾出，玻璃筒及浮锤先用乙醇，再用乙醚洗涤数次，吹干。

注入预先调整至20℃的样品，同样置于20℃的恒温水浴中。

调节游码都放在刻度上，如果在同一刻度上，需要放两个游码，则将小的游码挂在大游码的脚钩上。

如果样品的相对密度大于1，则单位游码挂在小钩上，待天平保持平衡，记录读数。

3）计算由于采用20±0.1℃的恒温水浴，测得的为 值，下式予以计算：（4）GB/T 5009.2—2003 《食品的相对密度的测定》1）密度瓶法2.）相对密度天平（韦氏天平）3）密度计（比重计）二、折光法1、定义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。

3、 光的反射现象与反射定律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，但仍在原介质里传播，这种现象叫光的反射。

见下图。

光的反射遵守以下定律：2020d 20204200.99823d d =⨯（1）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。

（2）入射角等于反射角。

3、光的折射现象与折射定律光线从一种介质射到另一种介质时，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的传播方向，这种现象叫光的折射。