食品原料学果蔬实验.docx

1、食品原料学果蔬实验实验 果蔬表面颜色的测定色差仪【实验目的】 1. 了解表征果蔬表面颜色的常用表色系统，掌握各参数的具体含义； 2. 了解色差仪的基本构造、工作原理和使用方法； 3. 熟练运用色差仪开展果蔬表面颜色测定分析。【实验原理】表面颜色是果蔬的重要品质指标之一。表面颜色不仅影响到消费者的感官判断，颜色变化还能直接反映果实的成熟度、新鲜度以及内部品质的变化。研究表明，果蔬表面颜色与果实硬度、糖和酸含量等内部品质具有较好的相关性，通过对表面颜色的测定可预测果实内部品质。在果蔬采后的分级中，颜色是一个重要的指标；基于计算机视觉所获取的果蔬表面颜色特征，是实现产品的快速、无损检测分析的重要依据

2、。 常用的颜色表色系统包括孟塞尔表色系统、La*b*表色系统、LCH表色系统等，各个表色系统具有不同的特点。孟塞尔（Munsell）表色系统由美国艺术家 Munsell于1898年发明，1905年正式确立。该系统用3000多张色卡组成色彩空间，直接表达色彩三要素（图2-1）。孟塞尔表色系统的色彩空间的垂直轴表示明度，最上为白色，最下为黑色，中间为一系列的中性灰色，同明度平面的颜色明度相同；每明度平面上，按照角度逐渐变化的是色相，其极坐标角度可以表示该位置的色相；色彩到垂直轴之间的距离代表的是饱和度，越靠近垂直轴饱和度越低，越靠近周边饱和度越高。CIE LAB(CIE L*a*b*)色度空间是1

3、976年国际照明委员会推荐的均匀颜色空间，用假想的球形三维立体结构表示色彩（图2-2），是用于仪器测色的表色系统，可以测定连续的、精确的色度值。在CIE LAB表色系统，中轴是明度轴，上白下黑，中间为亮度不同的灰色过度。此轴称为L*轴。L*称为明度指数，L* = 0表示黑色，L* = 100表示白色。中间有100个等级。色圆上有一个直角坐标，即a*、b*坐标方向。+a*方向越向外，颜色越接近纯红色；-a*方向越向外，颜色越接近纯绿色。+b*方向是黄色增加，-b*方向蓝色增加（图2-3）。图2-1 孟塞尔表色系统的色彩空间图2-2 L*a*b*表色系统的色彩空间 图2-3 L*a*b*表色系统的

4、结构L*a*b*表色系统中可以计算出两种色彩的色差Eab*，Eab* = （L*2+a*2 +b*2）1/2，其中L* = L1-L2、a*= a*1- a*2、b*= b*1- b*2，即两点间三坐标值的差。E*ab与观察感觉的关系如表1所示。表2-1 Eab*值与观察感觉（引自李里特,）Eab*值感觉到的色差程度0 0.5极小的差异 (trace)0.5 1.5稍小的差异 (slight)1.5 3.0感觉到有差异 (noticeable)3.0 6.0较显著差异 (appreciable)6.0 12.0很明显差异 (much)12.0以上不同颜色 (very much) L*C*H表色

5、系统：由于L*a*b*表色系统中的a*和b*不能单独、明确表达彩度及色相，为此CIE又制定了L*C*H表色系统（图2-4）。L*C*H表色系统也是针对仪器测色的表色系统，采用与L*a*b*表色系统相同的色彩空间，可以定位连续的比色的色度值。L*、C*、H三个参数与孟塞尔表色系统结构相似，可反映色彩给人的心理感受。L*同样代表明度；C*称为饱和度(metric chroma)，表现为对象的坐标点与纵轴之间的垂直距离，用以表示比色的饱和度；C值越大，色彩越纯。H称为色相角(Metric Hue Angle)，表现为对象的坐标点与原点连结成的直线与a*轴（红色方向）之间的夹角，即tan（b*/a*）

6、，用以表示不同的比色所得的色相。图2-4 L*C* H表色系统的色彩空间及结构色差计是一种常见的光电积分式测色仪器，它仿照人眼感色的原理，采用能感受红、绿、蓝三种颜色的受光器，将各自所感受的光电流加以放大处理，得出各色的刺激量，从而获得这一颜色的信号。测色色差计主要包括测头、数据处理器（含显示器及打印机）、直流电源及附件四部分。测色仪测头由照明光源，滤色器，硅光电池，隔热玻璃，凸透镜导光筒，挡板，积分球等组成。当仪器内部的标准光源照射被测物体，在整个可见光波长范围内进行一次积分测量，得到透射或反射物体色的三刺激值和色品坐标，并通过专用微机系统给出被测样品的相关色差参数值。这是一种操作简便的光学

7、分析仪器。【实验材料】苹果、梨、桃、柑橘、香蕉、番茄、茄子、辣椒等。【仪器设备】色差仪。【实验步骤】1. 打开电源将电源开关打开，仪器显示操作界面或指示灯亮，表明仪器已有电源输入；2. 预热仪器通电后，仪器自动进入10 min倒计时预热时间，使光源和光电探测器稳定；3. 调零经预热结束后，仪器自动进入调零状态。仪器显示“调零”，此时将光学测试头垂直放在黑色调零用的黑筒上，按下“执行”键，几秒后仪器提示调零结束，并自动转入调白操作；4. 调白当仪器显示“调白”时，将光学测试头放在标准白板上，按“执行”键，几秒后仪器提示白结束，并自动转入允许测试状态；5. 样品测定当仪器显示“测试样品”时，先将测

8、试的果蔬样品放置于光学测试头下，将测头与果蔬表面紧密接触，按“执行”开关，完成一次测试；6. 选择表色参数读取L*、a*、b*、C*、 H值； 7. 重复测定单个样品，重复测定取其平均值；8. 关机当一批样品测色结束后，关上POWER开关，指示灯灭，切断电源，收好标准白板、黑筒等。【实验结果与计算】测定编号L*a*b*CH1234平均值【注意事项】1. 色差仪是精密的光学仪器，须放置于温度恒定、干燥、无振动的地方；避免高温、高湿和大量灰尘，避免直射阳光或强光下操作；2. 散热的通风孔请勿堵塞；3. 不要用挥发性液体或者化学抹布擦拭仪器表面，特别是避免液体进入仪器内部；4. 光学测试探头属于贵重

9、易坏物品，样品与光学测试头的接触一定要缓慢、避免受力损坏；也不要用手去触摸光学测试头的内部；5. 不同生产厂家的仪器操作界面不同，但大都经过“通电”、“预热”、“调零”、“调白”和“测试”这些步骤。【思考题】比较同一果实不同部位、同种果实不同成熟度的颜色差异，计算Eab*值，通过表2-1比较其颜色是否存在差异及差异大小？实验 果蔬可溶性固形物含量的测定折射仪法【实验目的】1. 掌握可溶性固形物（Total Soluble Solid，TSS）的概念；2. 掌握手持式糖量仪的工作原理和操作方法；3. 运用糖量仪测定果蔬的可溶性固形物含量。【实验原理】可溶性固形物（TSS）是指所有溶解于水的化合物

10、的总称，包括糖、酸、维生素、矿物质等。在果蔬中，可溶性固形物与其含糖量成正比，是衡量果品品质的重要指标。利用手持式糖量仪测定果蔬中的总可溶性固形物含量，可大致表示果蔬的含糖量，了解果蔬的品质，估计果实的成熟度，了解果蔬贮藏过程中的变化。光线从一种介质进入另一种介质时会产生折射现象，且入射角正弦之比恒为定值，此比值称为折光率。果蔬汁液中可溶性固形物含量与折光率在一定条件下（同一温度、压力）成正比例，故测定果蔬汁液的折光率，可求出果蔬汁液的浓度（含糖量的多少）。常用仪器是手持式折光仪，也称糖镜、手持式糖度计，该仪器的构造如下图（6-1）所示。图6-1 手持式糖量仪【实验材料】苹果、梨、桃、柑橘、香

11、蕉、番茄等。【仪器设备及用品】手持式糖量仪，蒸馏水，烧杯，滴管，卷纸，纱布等。【实验步骤】1. 样品制备果蔬样品取可食部位，切碎、混匀。称取一定量的样品经高速匀浆机匀浆，用两层纱布挤出均浆汁，备用。也可取可食部位进行榨汁，经两层纱布过滤后，获得果汁备用。在野外操作时，也可以直接取果蔬可食部位，挤出少许果汁用于测定。2. 折光仪调零打开手持式糖量仪保护盖，用干净的纱布或卷纸小心擦干棱镜玻璃面，注意勿损镜面。待镜面干燥后，在棱镜玻璃面上滴2-3滴蒸馏水，盖上盖板，使蒸馏水遍布棱镜的表面。将仪器处于水平状态，进光孔对向光源，调整目镜，使镜内的刻度数字清晰，检查视野中明暗交界线是否处在刻度的零线上。若

12、与零线不重合，则旋动刻度调节螺旋，使分界线面刚好落在零线上。3. 样品测定打开盖板，用纱布或卷纸将水擦干，然后如上法在棱镜玻璃面上滴2-3滴果蔬汁样品，进行观测，读取视野中明暗交界线上的刻度（图6-2）。重复三次。同时记录测定时的温度。图6-2 折光仪刻度表【实验结果与计算】测定温度不在20时，查附录1将检测读数校正为20标准温度下的可溶性固形物含量。未经稀释的样品，温度校正后的读数即为试样的可溶性固形物含量；稀释后的试样，需要将此数值乘以稀释倍数。果蔬品种总可溶性固形物含量（%)平均（%）读数1读数2读数3【注意事项】1. 折光仪使用前需要校准调零；2. 测定结果受温度影响，参考表1进行调整

13、。3. 需要多次测定，取其平均值【思考题】果蔬可溶性固形物与糖含量之间的关系？实验 果蔬pH值、可滴定酸含量和糖酸比的测定【实验目的】1. 了解果蔬pH值与可滴定酸的区别；2. 掌握果蔬pH值与可滴定酸的测定方法；3. 了解固酸比的计算方法。【实验原理】酸味是果实的主要风味之一，是由果实内所含的各种有机酸引起的，主要是苹果酸、柠檬酸、酒石酸，才外还有少量的草酸、水杨酸和醋酸等。果品品种种类不同，含有有机酸的种类和数量也不同。如仁果类、核果类主要是苹果酸；葡萄只要是酒石酸，柑橘类以柠檬酸为主。果蔬的酸味并不取决于酸的总含量，而是由它的pH值决定。新鲜果实的pH值一般在34之间，蔬菜在5.06.4

14、之间。果蔬中的蛋白质、氨基酸等成分，能阻止酸过多的解离，因此限制氢离子的形成。果蔬经加热处理后，蛋白质凝固，失去缓冲能力，使氢离子更多的增加，pH值下降，酸味增加。果蔬的pH值可以通过榨汁，汁液经酸度计测定读数；果蔬含酸量测定是根据酸碱中和原理，即用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定，故测出来的酸量又称为总酸或可滴定酸。糖酸比通常用可溶性固形物含量与含酸量之比来表示，即所谓固酸比。它是果品特征风味指标，是果品化学成熟和感官成熟的指针。果品刚开始成熟时，由于糖含量低、果酸含量高，固酸比低，果实味酸。在成熟过程中，果酸降解、糖含量增加，糖酸比升高。过熟果品由于果酸含量非常低而失去特征风味。【实验材料】苹果

15、、桃、梨、番茄、柑橘等。【仪器设备及用品】酸度计（pH计）、榨汁机、高速组织捣碎机、50 ml或10 ml碱性滴定管、200 ml容量瓶、20 ml移液管、100 ml烧杯、研钵、分析天平、漏斗、棉花或滤纸。【试剂及配制】10.1 mol/L氢氧化钠标准溶液：（1）配制：称取化学纯NaOH 4 g，溶于1000 ml蒸馏水中。（2）标定：称取在105干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢（KHP）钾约0.6 g，精密称定，加新沸过的冷水50 ml，振摇，使其尽量溶解；加酚酞指示液2滴，用NaOH滴定；在接近终点时，应使KHP完全溶解，滴定至溶液显粉红色。每1ml NaOH滴定液（0.1 mol/l）相等于20.42 mg的KHP。N（NaOH）= m/（M*V）式中：mKHP的重量；V所消耗的NaOH溶液体积；