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1、第三章物理方法第1页，本讲稿共31页1 概概 述述根据食品的物理常数与食品的组成及含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量之间的关系进行检测的方法称为物理检验法。检验法。物理检验法是食品分析及食品工业生产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。中常用的检测方法。第2页，本讲稿共31页2 物理检测的几种方法物理检测的几种方法一、相对密度法一、相对密度法二、折光法二、折光法三、旋光法三、旋光法第3页，本讲稿共31页 一、一、相对密度法相对密度法 *密度密度 物质在一定温度下，单位物质在一定温度下，单位 体体积的质量。积的质量。g/cm3 *相对密度相对密
2、度 d某一温度下物质的质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。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。密度与相对密度的关系。第4页，本讲稿共31页 记作记作 ，无因次量，无因次量 常用常用 、表示。表示。第5页，本讲稿共31页 测定相对密度的意义：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正常的液态食品，其相对密度都在一定 的范围内。的范围内。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 2.测定出液态食品的相对密度以后，通过查表可求出测定出液态食品的相对密度以后，通过查
3、表可求出其固形物的含量。其固形物的含量。第6页，本讲稿共31页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：1.密度瓶法密度瓶法 （普通密度瓶、带温度计密度瓶）（普通密度瓶、带温度计密度瓶）2.密度计法密度计法 （普通密度计、糖锤度密度计、波美（普通密度计、糖锤度密度计、波美密度计、乳稠计、酒精密密度计、乳稠计、酒精密 度计、）度计、）第7页，本讲稿共31页普通型附温度计附温度计密度瓶密度瓶普通密度瓶普通密度瓶第8页，本讲稿共31页 (1)(2)(3)(4)（1）普通密度计（）普通密度计（2）附有温度计的糖锤度密度计）附有温度计的糖锤度密度计（3）、（）、（4）波美密度计）波美密度计
4、根据阿基米德原理设计而成。根据阿基米德原理设计而成。一个封口的玻璃管，内有一个封口的玻璃管，内有空气，中间略粗，下部有空气，中间略粗，下部有重锤，能浮在一定密度的重锤，能浮在一定密度的液体中。液体中。第9页，本讲稿共31页（1）普通密度计：）普通密度计：直接以直接以20时的密度值为刻度的。时的密度值为刻度的。0.7001.000 为轻表，用来测量比水轻为轻表，用来测量比水轻的液体；的液体；1.0002.000 为重表，用来测量比水为重表，用来测量比水重的液体。重的液体。第10页，本讲稿共31页（2）附有温度计的糖锤度密度计：）附有温度计的糖锤度密度计：又称勃力克斯计又称勃力克斯计（Brixsc
5、ale，简写为简写为。Bx）是专用于测定糖液浓度的，以是专用于测定糖液浓度的，以20重量百分浓度为刻度的。重量百分浓度为刻度的。如果不带温度计要进行校正如果不带温度计要进行校正第11页，本讲稿共31页 （3）.（4）波美密度计：）波美密度计：是以波美度来表示液体浓度是以波美度来表示液体浓度大小。单位：大小。单位：Be 以以20为基准，蒸馏水为为基准，蒸馏水为0 15%的食盐液为的食盐液为15 Be，纯硫酸（纯硫酸（d=1.8427时）为时）为 66 Be。第12页，本讲稿共31页5.乳稠计乳稠计专门测定牛乳的相对密度的，刻度专门测定牛乳的相对密度的，刻度20/4、15/15相对密度相对密度d=
6、（乳稠计读数（乳稠计读数/1000）+1.0006.酒精比重计酒精比重计 示溶液中含酒精的体积百分含量。示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；注意：当样品中酒精含量低时，测量误差较大；T20时要校正。时要校正。第13页，本讲稿共31页二、折光法二、折光法通过测量物质的折光率来鉴别物质的组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。的品质的分析方法称为折光法。光的反射现象与反射定律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，一束光线照射在两种介质的分界面上时，要
7、改变它的传播方向，但仍在原介质里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。传播，这种现象叫光的反射。第14页，本讲稿共31页 光的反射示意图光的反射示意图 A入射线入射线 B反射线反射线 L法线法线 M-M两介质分界线两介质分界线 入射角入射角 反射角反射角第15页，本讲稿共31页光的反射定律光的反射定律入射线、反射线和法线总是在同一平面入射线、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。内，入射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。第16页，本讲稿共31页光的折射现象与折射定律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，
8、除了一部分光线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。改变它的传播方向，这种现象叫光的折射。光的折射定律：光的折射定律：（1）入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居于法线的两侧。折射线分居于法线的两侧。（2）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折射角）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。比。第17页，本讲稿共31
9、页光的折射示意图光的折射示意图 L-L法线法线 A入射光入射光 B折射光折射光 1入射角入射角 2折射角折射角第18页，本讲稿共31页光的全反射光的全反射1.2 随着随着1增增大而增大。大而增大。2.当当1为为90、2为临界角。为临界角。3.当光线从临界当光线从临界角射入，折射线角射入，折射线沿沿OM面平行射面平行射出，为全反射。出，为全反射。棱镜棱镜样品样品第19页，本讲稿共31页绝对折射率：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/vn样液样液 Sin90=n棱镜棱镜Sin 临临n样液样液=n棱镜棱镜Sin 临临第
10、20页，本讲稿共31页 阿贝式折光计阿贝式折光计 1底座；底座；2棱晶调节旋或；棱晶调节旋或；3圆盘组（内有刻度板）；圆盘组（内有刻度板）；4 小反小反光镜；光镜；5支架；支架；6读数镜简；读数镜简；7目镜；目镜；8 观察镜简；观察镜简；9分界线调节螺丝；分界线调节螺丝；10消色调节旋钮；消色调节旋钮；11色散刻度尺；色散刻度尺；12棱镜锁紧扳手；棱镜锁紧扳手；13 棱镜组；棱镜组；14温度计插座；温度计插座；15恒温器接头；恒温器接头；16 保护罩；保护罩；17主轴；主轴；18反光镜反光镜4-5第21页，本讲稿共31页手提折光计手提折光计OK观测筒观测筒P棱镜棱镜D盖板盖板校校正正螺螺丝丝第
11、22页，本讲稿共31页三、旋光法三、旋光法应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋光度以确定其含量的分析方法质）的旋光度以确定其含量的分析方法叫旋光法。叫旋光法。自然光与偏振光：自然光与偏振光：自然光自然光有无数个与光的前进方向互相有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。垂直的光波振动面。偏振光偏振光只有一个与光的前进方向互相只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。垂直的光波振动面。第23页，本讲稿共31页第24页，本讲稿共31页偏振光的产生方法：偏振光的产生方法：1.用尼克尔棱镜用尼克尔棱镜 （苏格兰人发明的用两个切成了特殊角度并用（苏格兰人发明的
12、用两个切成了特殊角度并用加拿加拿大香脂大香脂粘起来的冰晶石组成。）粘起来的冰晶石组成。）2.用用Polaroid滤光器滤光器 （美美 E.H.Land发明发明 由嵌在透明塑料中的几种晶体组由嵌在透明塑料中的几种晶体组成。）成。）3.聚乙烯醇人造偏振片聚乙烯醇人造偏振片 例例 WXG4型旋光仪型旋光仪第25页，本讲稿共31页1.旋光度旋光度当偏振光通过光学活性物质溶液当偏振光通过光学活性物质溶液时，偏振面旋转的角度时，偏振面旋转的角度 叫作该物质的旋光度。叫作该物质的旋光度。旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、光学活旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、光学活性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关。
13、性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关。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第26页，本讲稿共31页2.比旋光度比旋光度在一定温度和一定光源情况下，当在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为溶液浓度为 1 g/ml，液层厚度为，液层厚度为 1分米分米 时偏振光所旋时偏振光所旋转的角度。记为：转的角度。记为：=/L C 查手册得到不同物质的比旋光度。查手册得到不同物质的比旋光度。测定样液的旋光度。测定样液的旋光度。L 旋光管长度（液层厚度）分米。旋光管长度（液层厚度）分米。C 样液浓度（所求值）。样液浓度（所求值）。t测定温度为测定温度为20。光源波长通常为光源波长通常为D
14、钠线钠线589.3nm。第27页，本讲稿共31页糖类的比旋光度糖类的比旋光度 53.3 138.5 194.8 196.4乳 糖麦芽糖糊 精淀 粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖果 糖转化糖蔗 糖【】糖类【】糖类第28页，本讲稿共31页3.变旋光作用变旋光作用 具有光学活性的还原糖类具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖，乳糖，如葡萄糖，果糖，乳糖，麦芽糖等麦芽糖等)，在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然，在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为后惭渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。变旋光作用。这是由于有的糖存在两种异
15、构体，即这是由于有的糖存在两种异构体，即 型和型和型，型，它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作结构在构成一个平衡体系过程中，即显示出变旋光作用。用。第29页，本讲稿共31页 在用族光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖在用族光法测定蜂蜜，商品葡萄糖等含有还原糖的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。的样品时，样品配成溶液后，宜放置过夜再测定。若需立即测定，可将中性溶液若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；几滴氨水后再稀释定容；若溶液已经稀释定容
16、，则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸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。刚显碱性。在碱性溶液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。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。免破坏果糖。第30页，本讲稿共31页第三章第三章 重点：重点：1.相对密度？相对密度？测定方法有哪些？测定意义？测定方法有哪些？测定意义？2.折光法测定原理，仪器。折光法测定原理，仪器。3.旋光法测定原理，仪器。旋光法测定原理，仪器。4.偏振面、偏振光、旋光度、比旋光度、变旋光偏振面、偏振光、旋光度、比旋光度、变旋光 作用。作用。第31页，本讲稿共31页