Рефрактометрические методы анализа

Рефрактометрические методы исследования пищевых продуктов характеризуются высокой точностью и технической простотой выполнения анализа. При технохимическом контроле пищеконцентратного производства рефрактометрический метод анализа применяют для определения содержания жира в концентратах первых и вторых блюд, содержания сахара в концентратах сладких блюд и в смесях натуральных пряностей, а также для определения количества сухих веществ в жидких отварах.

Общие сведения. Преломление луча света наблюдается в том случае, если луч переходит из одной среды в другую, причем плотность этих сред неодинакова. Отношение синуса угла падения i1 к синусу угла преломления i2 называется относительным показателем преломления второго вещества по отношению к первому и является постоянной величиной:

Практически относительные показатели преломления жидкостей и твердых тел определяют по отношению к воздуху и называют просто показателями преломления в отличие от абсолютных показателей преломления, определяемых по отношению к пустоте.

Показатель преломления вещества зависит от его природы, а также от длины волны света и от температуры окружающей среды. Белый (сложный) луч света, состоящий из лучей различной длины, при входе в среду разлагается на ряд простых лучей и образует цветную спектральную полосу. Для устранения этого явления показатели преломления определяют при монохроматическом источнике света, обычно при натриевом пламени с длиной волны 583, 3 нм (миллимикронов). Символ показателя преломления n изображают с надстрочным и подстрочным индексами, например, n означает показатель преломления при температуре 20° С для желтой спектральной линии натрия; вместо длины волны линий спектра обычно указывают их буквенные обозначения.

При переходе из среды с большим показателем преломления в среду, оптически менее плотную, один из лучей после преломления под углом 90° пойдет по границе раздела двух сред и одновременно отразится от нее. Если луч света, наоборот, переходит из среды, оптически менее плотной, в среду, оптически более плотную, то при угле падения 90°, когда луч скользит по разделу двух сред, угол преломления будет иметь наибольшее значение. Угол преломления для луча света, падающего под углом 90°, называется предельным углом преломления. В этих условиях величина предельного угла зависит только от показателей преломления двух сред. Поэтому, если известен показатель преломления одной среды, то, измерив предельный угол преломления, можно определить показатель преломления исследуемой среды.

Конструкция большинства рефрактометров, применяемых в пищевой промышленности для определения показателей преломления жидкостей, основана на измерении предельного угла преломления. Основной деталью таких рефрактометров является измерительная призма с точно известным показателем преломления.