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色差仪在红糖颜色检测及色差评定中的应用

发布日期:2024-07-10 浏览次数:99

红糖是以甘蔗为原材料压榨而成的一种产品,具有极其丰富的营养价值。颜色是红糖重要的商品属性,是消费者选择红糖的第一感观印象。但红糖在生产的过程中,由于原材料、压榨工艺等的影响,极容易出现色泽不一致的情况。本文介绍了色差仪在红糖颜色检测及色差评定中的应用。

红糖

红糖颜色检测的必要性:

红糖是甘蔗工业中有价值的营养产品,它是通过将甘蔗汁脱水而不需离心生产的。甘蔗红糖也称为非离心糖,具有多种生物学功能,对人体健康具有有益的作用,包括抗龋田、抗毒、细胞保护、抗癌和抗氧化作用。红糖含有生物活性化合物,包括具有抗动脉粥样硬化活性的酚类和聚二十二烷醇。愈来愈多的消费者选择购买及使用红糖。

红糖是具有独特棕色的蔗糖产品,由于存在糖蜜而具有独特的棕色。红糖不但具有丰富的营养价值,还具有独特的颜色风味。不同产地的红糖具有不同的品质,产地及榨季也对红糖品质以及风味产生有决定性的影响作用。色泽是决定消费者接受红糖品质中非常重要的属性。因此,对红糖的色泽进行测定十分的必要。


色差仪测定红糖的色泽:

传统红糖颜色检测,采用的是目视法,由人眼在特定的光源下进行检测。这种方法主观性强,且影响因素众多。为了客观的量化红糖的颜色,就可以使用色差仪。利用色差仪测定不同产地及榨季红糖的固体及溶解后的液体色差值,即为红糖的色泽。该方法参考CIEL*a*b*颜色空间表示方法,从而获得△L、△a、和△b三个参数。其中△L表示亮度,其值越大即亮度越高;△a值表示红色-绿色之间变化趋势,其中+△a表示红色方向,-△a表示绿色方向;△b表示黄色-蓝色之间的变化,其中+△b表示黄色方向,-△b表示蓝色方向。

打开色差仪,预热10min,设定纯水的三色值(测红糖液体)或白板值(测红糖固体),选择L*a*b*颜色模式,并设定测定模式为透射(测红糖液体)或反射(测红糖固体),放入红糖样品,测定△L,△a,△b值,记录。

分别称取5g红糖样品,先进行固体色差测定,随后加入10mL去离子水进行溶解,待完全溶解后进行液体色差测定。为减小实验过程中因为人为操作导致的偶然误差,每组样品进行三次重复实验。


色差仪评定红糖的色差分析:

色度反映的是颜色的色调和饱和度。人类眼睛有对于短、中和长波长光的感受器,因此只需要三个参数便能对颜色的感觉进行描述。例如,某种特定的颜色与另一种颜色混合进不同份量的三种原色,其均使人们从主观感觉上看上去相同,这三种原色的份量即为该颜色的三色刺激值,根据国际照明学会的CIE1931色彩模型,每一种颜色都有其相对应的三色刺激值,可用X、Y和Z来表示(其中X、Y、Z并不完全等于短、中和长波的份量,而是做了一些特殊数学处理)。除了CIE1931色彩模型外,还有CIE1976 L*a*b*模型,L,a,b分别表示明度、色调(即颜色是偏红还是偏蓝)和彩度。色差则定量反映颜色之间的差异,见下图所示。

CIELab色彩空间图

每一种颜色都可以被任意一种Lab标尺感知并测量,在这种情况下,这些标尺也可以表示出标样同试样的色差,通常用△作为标识符。如下图所示:

L、a、b值用坐标01

若△为正,则表示试样比标样浅,相反,若△L为负,则表示试样比标样深;若△a为正,则表示试样比标样红(或少绿),若△a为负,则表示试样绿(或少红);若△b为正,则表示试样比标样黄(或少蓝),若△b为负,则表示试样蓝(或少黄),如下表所示。

L、a、b值的含义及对应值域

通常L,a,b的差异还可以用一个单独的色差符号△E来表达,即为样品的总色差,但并不能体现样品色差的偏移方向,其中△E数值越大,代表色差越大,反之则越小。其数值可以通过下面的公式计算得来:△E=(△L2+△a2+△b21/2

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