食品保藏技术实验/王瑞/普通高等教育十三五规划教材

2.1 实验 食品色泽的测定 2.1.1 实验目的要求 了解果蔬表皮颜色在整个生命活动过程中的变化规律；了解表皮颜色的表色系统，并明确数值代表的具体意义；学习和掌握运用色差仪测定表皮颜色的原理和方法。 2.1.2 实验基本原理 果蔬表面颜色是评价果蔬产品品质的重要指标之一。果蔬产品表面颜色不仅影响到消费者的**感官判断，颜色变化还可以直接反映果蔬的新鲜度、成熟度以及内部品质的变化。研究表明，果蔬表面颜色与果蔬的硬度、糖和酸含量等内在品质特征有密切的相关性，我们可以通过对果蔬表面颜色的测定进一步推测果蔬内在品质。在果蔬采后的分级处理中，果蔬颜色是一个重要的依据指标；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。 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分析仪器。 常用的颜色表色系统包括孟塞尔表色系统、L*a*b*表色系统和L*C*h表色系统等，各个表色系统具有不同的特点。 1. 孟塞尔（Munsell）表色系统是由美国艺术家 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。孟塞尔表色系统的色彩空间的垂直轴表示明度，*上为白色，*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。 2. CIE L*a*b*表色系统 L*a*b*色度空间是1976年国际照明委员会（CIE）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，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 L*a*b*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。 L*a*b*??系统中可以计算出两种色彩的色差△Ea*b*，△Ea*b*=（△L*2+△a*2 +△b*2）1/2，其中△a*= a*1- a*2、△L* = L*1-L*2、△b*= b*1- b**2，即两点间三坐标值的差。△Ea*b*与观察感觉的关系如下表1 所示。 表1 △Ea*b*值与观察感觉 △Ea*b*值 感觉到的色差程度 0 ~ 0.5 极小的差异 0.5 ~ 1.5 稍小的差异 1.5 ~ 3.0 感觉到有差异 3.0 ~ 6.0 较显著差异 6.0 ~ 12.0 很明显差异 12.0以上 不同颜色 3.L*C*h表色系统：为了弥补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，所以国际照明委员会又制定了L*C*h表色系统。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，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，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*），用以表示不同的比色所得的色相。 2.1.3 实验仪器、材料及试剂 实验仪器：色差仪、标签纸、记号笔、菜刀、菜板等。 实验材料：猕猴桃、蓝莓、火龙果、生菜等果蔬材料。 2.1.4 实验步骤 1.准备好果蔬实验材料，尽量使颜色测定的面保持平稳状态，可以使用双面胶固定于平板上； 2.打开色差计，按照使用方法正确操作 （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。 3.当样品测定完毕和记录好数据后，正确关机，把色差仪收藏与仪器盒中。 2.1.5 实验结果与计算 测定编号 a* b* L* C* h 1 2 3 4 平均值 2.1.6 注意事项 1.在使用色差仪测定果蔬表面的颜色时候，要缓慢，避免光学测试面猛烈撞击果蔬造成损伤。 2.在潮湿的季节，使用色差计之前，*后提前十分钟通电，开机预热。 3.不同牌子的色差计操作界面不同，但是使用过程主要包括：“通电”、“预热”、“调零”、“调白”和“测试”等。 2.1.7 思考题 测定同一果实不同部位、同一种果实的不同成熟度的颜色，计算△Ea*b*值，并分析造成的原因有哪些？