旋光性和折光性测定

关于旋光性和折光性测定第1页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三食品理化检测技术食品折光性和旋光性的测定第2页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三31.折光法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。第3页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三4

光的反射示意图

A——入射线B——反射线

L——法线M-M’——两介质分界线α——入射角β——反射角光的反射现象

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。第4页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三5光的反射定律入射线、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。入射角等于反射角。第5页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三6

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。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的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。第6页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三7光的折射示意图

L-L’法线

A——入射光

B——折射光

α1——入射角

α2——折射角第7页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三8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。第8页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三9

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。第9页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三10

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。

第10页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三11

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。第11页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三12常用的折光计

折光仪是利用临界角原理测定物质折射率的仪器，大多数的折光仪是直接读取折射率，不必由临界角间接计算。除了折射率的刻度尺外，通常还有一个直接表示出折射率相当于可溶性固形物百分数的刻度尺。食品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提式折光仪。

第12页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三13

阿贝折光仪的结构及原理1.底座2.棱镜转动轮3.圆盘级（内有刻度板）4.小反光镜5.支架6.读数镜筒7.目镜8.观察镜筒9.分界线调节旋钮10.色散棱镜手轮11.色散刻度尺12棱镜锁紧扳手13棱镜组14.温度计插座15.恒温器接头16.保护罩17.主轴18.反光镜图阿贝折光仪第13页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三14第14页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三15手提折光计OK—观测筒P—棱镜D—盖板校正螺丝第15页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三16手持糖度计的读数

第16页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三17阿贝折光仪的使用方法(1)折光仪的校正通常用蒸馏水\标准玻璃块\溴化萘进行校准在20℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为1.3330或可溶性固形物为0。在25℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为1.3325

第17页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三18蒸馏水的折光指数温度（℃）折光指数温度（℃）折光指数141.3335241.3326161.3333251.3325181.3332261.3324201.3330281.3322221.3328301.3319第18页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三19①以脱脂棉球蘸取乙醇擦净棱镜表面，挥干乙醇。滴加1-2滴样液于下面棱镜的中央。迅速闭合两块棱镜，调节反光镜，使两镜筒内视野最亮。②由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两部分。③旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。④旋转棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点。(2)样液测定第19页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三20目镜视野和读数101.33401.33301.33201.331005第20页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三21⑤从读数镜筒中读取折射率或质量百分浓度。⑥测定样液温度。⑦打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其他各机件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗净，若为油类样品，须用乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。第21页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三22注意事项当温度低于10℃或高于30℃时,不能用0.00038的校正系数进行换算(因为表中温度的范围为10-30℃),而须通入恒温水,使样品达到规定温度后,再测定折光指数.

花生油为N401.460--1.465

大豆油为N401.466--1.470沾取油样的玻璃棒必须是圆头的,以防刮伤棱镜！第22页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三232.旋光法

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叫旋光法。自然光与偏振光：

自然光—有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。

偏振光—只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。第23页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三第24页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三25

旋光度——当偏振光通过光学活性物质溶液时，偏振面旋转的角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、光学活性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关。旋光度旋光系数溶液浓度液层厚度第25页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三26

比旋光度——在一定温度和一定光源情况下，当溶液浓度为1g/ml，液层厚度为1分米时偏振光所旋转的角度。记为：

=α/LC——查手册得到不同物质的比旋光度。

α——测定样液的旋光度。

L——旋光管长度（液层厚度）分米。

C——样液浓度（所求值）。

t——测定温度为20℃。

λ——光源波长通常为D钠线589.3nm。第26页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三27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【α】糖类【α】糖类第27页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三

具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖，果糖，乳糖，麦芽糖等)，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，这种现象称为变旋光作用。

其原因是由于有的糖存在两种异构体，即α型和β型，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，即显示出变旋光作用。变旋光作用第28页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三29

在用旋光法测定蜂蜜，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。若需立即测定，可将中性溶液(pH7)加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；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。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，以免破坏果糖。第29页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三30自动旋光仪第30页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三31第31页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三32检测步骤（1）仪器

WZZ-2B自动旋光仪(附20W钠光灯)，容量瓶100mL烧杯250mL，分析天平（2）步骤配制糖液及样液仪器预热校正测试第32页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三33a配制葡萄糖溶液：准备称取5g（准至小数点后四位），葡萄糖于150mL烧杯中，加50mL水和0.2mL浓氨水溶液，放置30min后，将溶液转入100mL容量瓶中，以水稀至刻度。然后将容量瓶放入20±0.5℃的恒温水浴中恒温。第33页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三34b将仪器电源插入220V交流电源（要求使用交流电子稳压器）并将接地脚可靠接地。c向上打开电源开关，这时钠光灯在交流工作状态下起辉经5分钟，钠光灯激活后，钠光灯才发光稳定。第34页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三35d向上打开电源开关（若光源开关板上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下电亮，为正常）。e打开测量开关，这时数码管应有数字显示。f将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清零按扭，试管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处。通光面两端的雾状水滴，应用软布搽干。试管螺帽不宜旋的过紧，以免产生应力，影响读数，试管安放时，应注意正确的位置和方向。第35页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三36g取出试管，并待样品注入试管，按相同的位置和方向放入样品室内，盖好箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光率，注意试管应用旋光仪测试样洗湿数次。h逐次按下复测按扭，重复读几次，取平均值做该样品的测定结果。

i如果样品超过测量范围仪器在±40℃处来回振荡，此时取出试管，仪器即自动转回零位，此时可将试液稀释一倍再测。

第36页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三37j仪器使用完毕后，应依次关闭测量光源电源开关。k钠灯在电流供电后系统出现故障不能使用时，仪器也可在钠灯交流供电（光源、开关、不向上升高）的情况下测试，但仪器的性能可能略有降低。l当放入样品小于0.5°时，系数可能变化。这时只要按复测按扭，就会出现新的数字。第37页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三

────┬────┰────┬────┰────┬────┰────┬────

折射率│溶性固┃折射率│可溶性固┃折射率│可溶性固┃折射率│可溶性固

│形物(%)┃│形物(%)┃│形物(%)┃│形物(%)

────┼────╂────┼────╂────┼────╂────┼────

1.3330│0.0┃1.3433│7.0┃1.3541│14.0┃1.3655│21.0

1.3337│0.5┃1.3441│7.5┃1.3549│14.5┃1.3663│21.5

1.3344│1.0┃1.3448│8.0┃1.3557│15.0┃1.3672│22.0

1.3351│1.5┃1.3456│8.5┃1.3565│15.5┃1.3681│22.5

1.3359│2.0┃1.3464│9.0┃1.3573│16.0┃1.3689│23.0

1.3367│2.5┃1.3471│9.5┃1.3582│16.5┃1.3698│23.5

1.3373│3.0┃1.3479│10.0┃1.3590│17.0┃1.3706│24.0

1.3381│3.5┃1.3487│10.5┃1.3598│17.5┃1.3715│24.5

1.3388│4.0┃1.3494│11.0┃1.3606│18.0┃1.3723│25.0

1.3395│4.5┃1.3502│11.5┃1.3614│18.5┃1.3731│25.5

1.3403│5.0┃1.3510│12.0┃1.3622│19.0┃1.3740│26.0

1.3411│5.5┃1.3518│12.5┃1.3631│19.5┃1.3749│26.5

1.3418│6.0┃1.3526│13.0┃1.3639│20.0┃1.3758│27.0

1.3425│6.5┃1.3533│13.5┃1.3647│20.5┃1.3767│27.5

表A220℃折射率与可溶性固形物换算表第38页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三

1.3775│28.0┃1.4046│42.5┃1.4351│57.0┃1.4688│71.5

1.3784│28.5┃1.4056│43.0┃1.4362│57.5┃1.4700│72.0

1.3793│29.0┃1.4066│43.5┃1.4372│52.0┃1.4713│72.5

1.3802│29.5┃1.4076│44.0┃1.4385│58.5┃1.4725│73.0

1.3811│30.0┃1.4086│44.5┃1.4396│59.0┃1.4737│73.5

1.3820│30.5┃1.4096│45.0┃1.4407│59.5┃1.4749│74.0

1.3829│31.0┃1.4107│45.5┃1.4418│60.0┃1.4762│74.5

1.3838│31.5┃1.4117│46.0┃1.4429│60.5┃1.4774│75.0

1.3847│32.0┃1.4127│46.5┃1.4441│61.0┃1.4787│75.5

1.3856│32.5┃1.4137│47.0┃1.4453│61.5┃1.4799│76.0

1.3865│33.0┃1.4147│47.5┃1.4464│62.0┃1.4812│76.5

1.3874│33.5┃1.4158│48.0┃1.4475│62.5┃1.4825│77.0

1.3883│34.0┃1.4169│48.5┃1.4486│63.0┃1.4838│77.5

1.3893│34.5┃1.4179│49.0┃1.4497│63.5┃1.4850│78.0

1.3902│35.0┃1.4189│49.5┃1.4509│64.0┃1.4863│78.5

表A220℃折射率与可溶性固形物换算表第39页，讲稿共41页，2023年5月2日，星期三表A220℃折射率与可溶性固形物换算表1.3911│35.5┃1.4200│50.0┃1.4521│64.5┃1.4876│79.0

1.3920│36.0┃1