《食品分析》教案 (第8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(1) 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： 相对密度测定方法的具体应用 折光法测定原理 四、主要参考资料 1.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，2007 2.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 3.http://www.biox.cn/content/20050611/16631.htm 4.http://www.shunz.net/tag/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%9B%B8%E5%85%B3%E7%B 3%BB%E6%95%B0/ 5.http://www.shunz.net/tag/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%9B%B8%E5%85%B3%E7%B
1 《食品分析》教案 （第 8 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（1） 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： 相对密度测定方法的具体应用 折光法测定原理 四、主要参考资料 1.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，2007 2.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 3.http://www.biox.cn/content/20050611/16631.htm 4.http://www.shunz.net/tag/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%9B%B8%E5%85%B3%E7%B 3%BB%E6%95%B0/ 5.http://www.shunz.net/tag/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E7%9B%B8%E5%85%B3%E7%B
3%BB%E6%95%B0/ 五、教学过程 1.学时分配：2学时 2.辅导手段：课间、课后答疑 3.教学办法：讲授 4.板书设计：（见上页） 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p一物质在一定温度下，单位体积的质量。[gcm3] (2)相对密度一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 ds、 1,温度下物质的密度 1,温度下同体积水的密度 记作d是，无因次量：常用d0、d0表示。 2、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
2 3%BB%E6%95%B0/ 五、教学过程 1.学时分配：2 学时 2.辅导手段：课间、课后答疑 3.教学办法：讲授 4.板书设计: (见上页) 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/cm3 ］ （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。 2、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 1 2 t d t = 温度下物质的密度 温度下同体积水的密度 1 2 t d t 20 4 d 20 20 d
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。 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： 真固形物一一对某一溶液来说，其中水分全被蒸发干涸时，所得固形物称为真固形物。 视固形物一一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
3 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。 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
比重短 1比意瓶生制孔 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 40=%-% d°=d8×0.99823 m-mo 式中 mo一空密度瓶质量，g: m1一密度瓶和水的质量，g: m2一密度瓶和样品的质量.g: 0.99823一20℃时水的密度，g/cm3。 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 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 m0——空密度瓶质量，g； m1——密度瓶和水的质量，g； m2——密度瓶和样品的质量．g； 0.99823——20℃时水的密度，g／cm3。 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。 20 2 0 20 1 0 m m d m m − = − 20 20 4 20 d d = 0.99823
④拿取己达恒温的密度瓶时，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） (1)普通密度(2)附有温度计的糖锤度密度计 (3)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 (1)(2)(3)(4) 附有刻度标记，刻度是利用各种不同密度的液体标度的。 1)密度计的种类 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1Bx,2%纯蔗糖溶液为2Bx,以此类 推。锤度计的刻度范围有多种，常用的有：06,5~11,10~16,15~21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018，则标准温度20℃时糖锤度为 22.00-0.18=21.82(Bx) 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波美密度计： 是以波美度来表示液体浓度大小。单位：。B'e
5 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） （1）普通密度（2）附有温度计的糖锤度密度计 （3）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）密度计的种类 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） 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波美密度计： 是以波美度来表示液体浓度大小。单位：°B’e (1) (2) (3) (4)
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'eo: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： 145 145 轻表： Be= -145 或 145+B 145 d2o 145 重表： ·Be= 145- 或 145-Be ④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 d5=d2+0.002 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。 ⑤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。 T≠20℃时要校正。 2)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。 3)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 6
6 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 ＝ ④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。 ⑤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。 T≠20℃时要校正。 2）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。 3）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 15 20 15 4 d d = + 0.002 20 20 145 d 20 20 d ' 145 145 o + B e 20 20 145 145 d − 20 20 d ' 145 145 o − B e
①韦氏天平见图 ②恒温水浴准确度为0.1℃ 书民天平 士精时设7阳所船 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30m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士0.1℃的恒温水浴，测得的为 d2o 值，下式予以计算： d0=d0×0.99823 (4)GB/T5009.2一2003《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） 第二节物理检测的几种方法 二、折光法 1、定义 7
7 ①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） 第二节 物理检测的几种方法 二、折光法 1、定义 20 20 d 20 20 4 20 d d = 0.99823
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。 2、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： M M 0 (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。见下图： y 空气 光的折射定律： (1)入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居法线的两侧。 (2)无论入射角怎样改变，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。 sin0必1=y sina2 V2 式中：V1一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。 a1一入射角 a2—折射角 折射率： 光在真空中的速度c和在介质中的速度ⅴ之比，叫做介质的绝对折射率（简称折射率
8 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。 2、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： （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。见下图： 光的折射定律： （1）入射线、法线和折射线在同一平面内，入射线和折射线分居法线的两侧。 （2）无论入射角怎样改变，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。 式中：v1——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。 α1——入射角 α2——折射角 折射率： 光在真空中的速度 c 和在介质中的速度 v 之比，叫做介质的绝对折射率（简称折射率， 1 2 sin sin = 1 2 v v
折光率)，以n表示，即： n= C显然nl= n2= Vi V2 式中：1和2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 sina n2 4、全反射与临界角 sina2 n (1)光密介质与光疏介质 两种介质相比较，光在其中传播速度较大的叫光疏介质，其折射率较小：反之叫光密 介质，其折射率较大。 (2)全反射 当光线从光疏介质进入光密介质（如光从空气进入水中，或从样液射人棱镜中）时， 因n12,折射角a2恒大于入射 角ā1，即折射线偏离法线。在后一种情况下如逐渐增大入射角，折射线会进一步偏离法 线，当入射角增大到某一角度，如图43中4的位置时，其折射线4恰好与OM重合，此 时折射线不再进入光疏介质而是沿两介质的接触面OM平行射出，这种现象称为全反射。 样品 棱镜 即光从光密介质射入光疏介质。当入射角增大到某一角度，使折射角达90°时，折 射光完全消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射。 (3)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90°，所以： 即 n1=n2Slna临 式中：2一棱镜的折射率，是已知的。因此，只要测得了临界角ā临就可求出被测 样液的折射率n1。 5、测定折射率的意义 折射率是物质的一种物理性质，不同的物质有不同的折射率：对于同一种物质，其折 9
9 折光率），以 n 表示，即： n＝ 显然 n1＝ n2＝ 式中：n1 和 n2 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 4、全反射与临界角 （1）光密介质与光疏介质 两种介质相比较，光在其中传播速度较大的叫光疏介质，其折射率较小；反之叫光密 介质，其折射率较大。 （2）全反射 当光线从光疏介质进入光密介质（如光从空气进入水中，或从样液射人棱镜中）时， 因 n1＜n2，由折射定律可知折射角α2 恒小于入射角α1，即折射线靠近法线；反之当光 线从光密介质进入光疏介质（如从棱镜射入样液）时，因 n1＞n2，折射角α2 恒大于入射 角α1 ，即折射线偏离法线。在后一种情况下如逐渐增大入射角，折射线会进一步偏离法 线，当入射角增大到某一角度，如图 4-3 中 4 的位置时，其折射线 4‘恰好与 OM 重合，此 时折射线不再进入光疏介质而是沿两介质的接触面 OM 平行射出，这种现象称为全反射。 即光从光密介质射入光疏介质。当入射角增大到某一角度，使折射角达 90°时，折 射光完全消失，只剩下反射光，这种现象称为全反射。 （3）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 90°，所以： 即 n1＝n2sinα临 式中：n2——棱镜的折射率，是已知的。因此，只要测得了临界角α临 就可求出被测 样液的折射率 n1。 5、测定折射率的意义 折射率是物质的一种物理性质，不同的物质有不同的折射率；对于同一种物质，其折 c v 1 c v 2 c v 1 2 sin sin = 2 1 n n 棱镜 样品
射率的大小取决于该物质溶液的浓度的大小。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率，可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及 品质。 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。 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。 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 1.34199~1.34275之间，当这些液态食品因掺杂、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射率即可了解乳糖的含量， 判断牛乳是否掺水。 必须指出的是：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。 6、常用的折光仪 折光仪是利用临界角原理测定物质折射率的仪器食品工业中最常用的是阿贝折光仪、 手提式折光仪、数字阿贝折光仪。 (1)阿贝折光仪 1)结构及原理 其光学系统由观测系统和读数系统两部分组成，如图。 0
10 射率的大小取决于该物质溶液的浓度的大小。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率，可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及 品质。 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。 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。 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 1.34199～1.34275 之间，当这些液态食品因掺杂、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射率即可了解乳糖的含量， 判断牛乳是否掺水。 必须指出的是：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。 6、常用的折光仪 折光仪是利用临界角原理测定物质折射率的仪器食品工业中最常用的是阿贝折光仪、 手提式折光仪、数字阿贝折光仪。 （1）阿贝折光仪 1）结构及原理 其光学系统由观测系统和读数系统两部分组成，如图