食品物性学第六章食品色彩科学与光学性质

1、第六章 食品色彩科学与光学性质v 食品与色彩食品与色彩n 食品的色彩与感官评价食品的色彩与感官评价n 食品色彩的偏见与误区食品色彩的偏见与误区n 食品的色光性质与品质测定食品的色光性质与品质测定v 颜色光学基础颜色光学基础v 食品的光物性与品质食品的光物性与品质n 光物性基本概念光物性基本概念n 食品的光学测定原理食品的光学测定原理n 食品光物性的测定与应用食品光物性的测定与应用n 食品近红外线测定的原理和应用食品近红外线测定的原理和应用第一节 食品与色彩1. 食品的色彩与感官评价食品的色彩与感官评价 n 配色对食品的滋味有很大的衬托作用。配色对食品的滋味有很大的衬托作用。第一节 食品与色彩

2、2. 食品色彩的偏见与误区食品色彩的偏见与误区第一节 食品与色彩2. 食品色彩的偏见与误区食品色彩的偏见与误区n 光源：阳光、日光灯、钨光源：阳光、日光灯、钨丝灯等，每一种照明都使同一丝灯等，每一种照明都使同一个苹果看起来不一样。个苹果看起来不一样。n 观察者：每个人的眼睛灵观察者：每个人的眼睛灵敏度总是稍有差别的，甚至认敏度总是稍有差别的，甚至认为色视觉正常的人，对红或蓝为色视觉正常的人，对红或蓝仍可能有所偏倚。还有一个人仍可能有所偏倚。还有一个人的视力通常随年龄的增大而改的视力通常随年龄的增大而改变。变。 第一节 食品与色彩2. 食品色彩的偏见与误区食品色彩的偏见与误区n 尺寸：有人在查看

3、了墙纸的小块样片后选择了他认为很尺寸：有人在查看了墙纸的小块样片后选择了他认为很好的一种，但当墙纸贴到墙上去之后却有觉得太亮了一点。好的一种，但当墙纸贴到墙上去之后却有觉得太亮了一点。覆盖在大面积上的颜色比在小面积上的看起来更明亮和更鲜覆盖在大面积上的颜色比在小面积上的看起来更明亮和更鲜艳，这就是面积效应。艳，这就是面积效应。n 背景：放在明亮背景之前的苹果看起来要比放在暗背景背景：放在明亮背景之前的苹果看起来要比放在暗背景之前的来得暗淡。这就是对比效应。之前的来得暗淡。这就是对比效应。n 方向方向n 当观察颜色时，必须保持条件当观察颜色时，必须保持条件 一致。一致。 第一节 食品与色彩3.

4、食品的色光性质食品的色光性质与品质测定与品质测定n 对食品色光性质测对食品色光性质测定的最大优点就是可以定的最大优点就是可以实现对食品快速、无破实现对食品快速、无破坏、无损伤检测。坏、无损伤检测。n 其他优点还有：可其他优点还有：可全部逐个检查；测定时全部逐个检查；测定时间短，便于现场检测。间短，便于现场检测。 第二节 颜色光学基础1. 视觉生理与光度视觉生理与光度 n 人眼的可视范围为人眼的可视范围为380 nm780 nm。第二节 颜色光学基础2. 色度学基础色度学基础 颜色的本质与色光匹配颜色的本质与色光匹配n 人眼的光谱分析本领差，但混合本领很好。人眼的光谱分析本领差，但混合本领很好。

5、 第二节 颜色光学基础2. 色度学基础色度学基础 颜色的物理表示颜色的物理表示n 两种基础颜色表示系统：两种基础颜色表示系统：RGB表色系和表色系和XYZ表色系。表色系。n 原理：颜色可由三个变量表原理：颜色可由三个变量表示，用矢量空间就可以表示一示，用矢量空间就可以表示一切色光。切色光。 第二节 颜色光学基础2. 色度学基础色度学基础 颜色的物理表示颜色的物理表示n 孟塞尔颜色立体：孟塞尔颜色立体：加入了明度（光度）加入了明度（光度）参数。参数。 第二节 颜色光学基础2. 色度学基础色度学基础 颜色的物理表示颜色的物理表示n CIELAB表色系统表色系统n L*a*b*表色系可以精确表色系可

6、以精确地表示各种色调地表示各种色调，也为两，也为两种色调之间的差，即色差种色调之间的差，即色差的表示带来了方便。的表示带来了方便。 n L*a*b*表色系统为多数色彩测定仪器所采用。不仅可以精表色系统为多数色彩测定仪器所采用。不仅可以精确表示各种色调，也为两种色调之间的差，即色差的表示带确表示各种色调，也为两种色调之间的差，即色差的表示带来了方便。来了方便。第二节 颜色光学基础3.食品颜色的测定方法食品颜色的测定方法n 目测方法：标准色卡对照法、标准液测定法目测方法：标准色卡对照法、标准液测定法n 仪器法：电子色光检测器仪器法：电子色光检测器 第三节 食品的光物性与品质1. 光物性基本概念光物

7、性基本概念n 透光率：透光率：Tn 吸光度：吸光度：An 光密度光密度(optical density, OD)：Dn 反射光密度：反射光密度：Drn 荧光现象：是当一种波长的光能照射物体时，可以激发被荧光现象：是当一种波长的光能照射物体时，可以激发被照射物发出不同于照射波波长的其他波长的光能。照射物发出不同于照射波波长的其他波长的光能。n 延迟发光现象：当用一种光波照射物体，在照射停止后，延迟发光现象：当用一种光波照射物体，在照射停止后，所激发的光仍能继续放射一段时间所激发的光仍能继续放射一段时间 的现象。的现象。 第三节 食品的光物性与品质2. 食品的光学测定原理食品的光学测定原理n 光波

8、透过一定厚度的介质材料后，其光强减弱程度与光在光波透过一定厚度的介质材料后，其光强减弱程度与光在介质中经历的路程和介质的特性有关，即光强的减少量与光介质中经历的路程和介质的特性有关，即光强的减少量与光强及介质厚度成正比，比例系数称为吸光系数。强及介质厚度成正比，比例系数称为吸光系数。n 朗伯定律：当光波被透明溶液中溶解的物质吸收时，吸光朗伯定律：当光波被透明溶液中溶解的物质吸收时，吸光系数与溶液浓度成正比。系数与溶液浓度成正比。n 比尔定律：被吸收的光能与光路中吸光的分子数成正比，比尔定律：被吸收的光能与光路中吸光的分子数成正比，即可以通过测定吸光系数求出透明液体的浓度。即可以通过测定吸光系数

9、求出透明液体的浓度。 第三节 食品的光物性与品质2. 食品的光学测定原理食品的光学测定原理n 要使比尔定律成立，需要光路中吸收光的每个分子对光的要使比尔定律成立，需要光路中吸收光的每个分子对光的吸取不受周围分子影响。即当溶液浓度达到足以使分子间的吸取不受周围分子影响。即当溶液浓度达到足以使分子间的相互作用影响对光能的吸收时，比尔定律所表现出的关系就相互作用影响对光能的吸收时，比尔定律所表现出的关系就会出现误差。会出现误差。n 全波长扫描：使用仪器的有效波长范围（如全波长扫描：使用仪器的有效波长范围（如190nm-1100nm），按照一定的波长间隔来对样品进行全波长扫描。），按照一定的波长间隔来

10、对样品进行全波长扫描。 n 光谱曲线：扫描出来的吸光谱曲线：扫描出来的吸光度值（或者透过率）和波光度值（或者透过率）和波长的关系曲线就是该样品的。长的关系曲线就是该样品的。第三节 食品的光物性与品质2. 食品的光学测定原理食品的光学测定原理n 实际测定时，常使用光密度（实际测定时，常使用光密度（D）作为测定指标。）作为测定指标。n 根据比尔定律，溶液的某特定波长的光密度正比于吸光物根据比尔定律，溶液的某特定波长的光密度正比于吸光物质浓度和它在该波长时的吸收常数。质浓度和它在该波长时的吸收常数。n 对食品品质测定时，用对食品品质测定时，用D值不方便，应用较多的是用两个值不方便，应用较多的是用两个

11、波长的光密度差波长的光密度差D（或（或A）来确定食品的光透过特性。）来确定食品的光透过特性。n 反射光特性的测定与透射光的测定类似，也利用反射光密反射光特性的测定与透射光的测定类似，也利用反射光密度差来进行测定。度差来进行测定。 第三节 食品的光物性与品质3. 食品光物性的测定与应用食品光物性的测定与应用（1）光透过性质的测定方法和应用）光透过性质的测定方法和应用n 差分仪差分仪用来测定用来测定D的仪器的仪器n 透光测定法是食品无损检测的一种常用方法，典型应用有透光测定法是食品无损检测的一种常用方法，典型应用有果蔬成熟度的检测、谷类水分含量测定、玉米霉变损伤检测、果蔬成熟度的检测、谷类水分含量

12、测定、玉米霉变损伤检测、碎米程度、食品颜色、鸡蛋内血丝混入检测等。碎米程度、食品颜色、鸡蛋内血丝混入检测等。n 测试原理：食品中与光透过有关的物质或色素，必须和食测试原理：食品中与光透过有关的物质或色素，必须和食品的品质项目有好的相关关系。品的品质项目有好的相关关系。n 测定果实的成熟度，是利用果实中叶绿素含量量与成熟度测定果实的成熟度，是利用果实中叶绿素含量量与成熟度明显相关的规律。明显相关的规律。类似的有关物质还有花青素、胡萝卜素等。类似的有关物质还有花青素、胡萝卜素等。 第三节 食品的光物性与品质3. 食品光物性的测定与应用食品光物性的测定与应用（1）光透过性质的测定方法和应用）光透过性

13、质的测定方法和应用n 对花生熟度的测定：随着花生的成熟，光密度减少；成熟对花生熟度的测定：随着花生的成熟，光密度减少；成熟花生油的透光性比生花生油好。花生油的透光性比生花生油好。n 对食品水分的测定，主要水吸收光谱的特征吸收带。对食品水分的测定，主要水吸收光谱的特征吸收带。n 果实内部的空洞、褐变、病变等也可以通过透光法测定。果实内部的空洞、褐变、病变等也可以通过透光法测定。n 根据透光检测，开发出了自动选果机。根据透光检测，开发出了自动选果机。（2）反射光特性的测定）反射光特性的测定n 应用之一是对水果表皮的颜色或伤疤的检测。应用之一是对水果表皮的颜色或伤疤的检测。 第三节 食品的光物性与品质4. 食品近红外线测定的原理和应用食品近红外线测定的原理和应用n 近红外线的范围为可见光到红外线，即波长为近红外线的范围为可见光到红外线，即波长为0.73.5 m的光波。的光波。n 利用食品成分对近红外的吸收特性，可对谷类、乳制品、利用食品成分对近红外的吸收特性，可对谷类、乳制品、肉制品和饲料等的水分、蛋白、脂质、糖质、氨基酸等进行肉制品和饲料等的水