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1、U行管振荡密度计测量密度在食品分析中的应用1 引言 物体的密度是质量除以体积，单位是g/ml或kg/L。密度瓶法测量样品密度的基本原理是通过比较相同体积的样品和水的质量来确定密度。密度瓶测量密度对实验人员的要求很高，受人为因素的影响很大，特别是温度的读取、密度瓶外表的擦净程度，而且每次测量结束后密度瓶的小帽中会残留一定量的样品而影响下一次的测定，测量需要的时间长，结果重复性差、效率低、人为操作误差和读数误差大。 所以，寻找一种简单、便捷、准确度高的测量液体密度的方法在食品分析中是必要的。U形振动管密度测定法是20世纪60年代才出现的一种全新的密度测定方法，它具有快速、便捷和精确的特点，其原理是
2、测量U形管在磁场中的振荡周期（每一个U形玻璃管都有其特征振荡频率），当U形玻璃管内充满样品后其特征振荡频率会发生变化，不同的样品有不同的振荡频率，其频率为管内样品质量的函数，质量增加，频率降低，振荡周期增加，用空气和水作为标准物质对仪器进行校准，通过比较样品与水的振荡频率可计算得出样品的密度。 U型管振荡密度计在石油产品的密度检测分析中已经得到了广泛的应用，但在食品密度测定中，仅仅在GB/T 11858-2008伏特加（俄得克）1和GB/T 11856-2008白兰地2和GB/T 11857-2008威士忌3中采用了U行管振荡密度计来测量密度，而在GB/T 5009.2-2003食品的相对密度
3、的测定4、GB5526-1985植物油检验比重测定法5、GB/T 10345-2007白酒分析方法、GB/T 4928-2008啤酒分析方法和GB/T 15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法等广泛测量食品密度的标准仍然未采用U行管振荡密度计来测量密度。 本文分别用密度瓶和U行管振荡密度计测量相对密度、酒精度、原麦汁浓度、干浸出物，通过两种测量方法测量结果的比较，说明用U行管振荡密度计来测量液体的密度是满足标准的精密度要求的，而且结果的准确性、精密度更高，完全能满足液体食品中密度检测的要求。 2 材料与方法 2.1材料与设备 （1）符合GB/T 6682-2008分析实验室用水规格和实验方
4、法要求的一级水； （2）白酒样品； （3）啤酒样品； （4）葡萄酒样品； （5）不同类型的液体样品：果汁饮料、茶饮料、碳酸饮料等； （6）电子分析天平AL204多； （7）密度计DM40； （8）密度瓶。 2.2方法 分别用密度瓶和密度计来测量白酒、啤酒、葡萄酒和其他不同类型的液体食品的密度，按GB/T 5009.2-2003食品的相对密度的测定4、GB/T 10345-2007白酒分析方法、GB/T 4928-2008啤酒分析方法和GB/T 15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法中的规定计算相对密度、酒精度、原麦汁浓度、干浸出物，计算两种测量方法的精密度。 3 结果与分析 3.1密度计
5、准确度和精密度验证 用密度计测量20水的密度，连续测定20次，测定结果见表1。 表1中测量结果的平均值为0.9982g/ml，标准偏差0g/ml。由此可知，密度计测量液体的密度非常准确，测定结果为20水的密度的为0.9982g/ml，完全符合GB5526-1985植物油检验比重测定法5中规定的20时水的密度，而且密度计的测量结果的精密度非常高，20次测量结果的标准偏差为0g/ml。所以密度计的精确度和精密度完全满足常规食品检测要求。 3.2各种类型的液体食品的相对密度 分别用密度瓶和密度计测量各种类型的液体食品的相对密度，计算两种测定方法的精密度，测量结果见表2。 从表2可知，跟标准规定的密度
6、瓶法比较，用密度计测量液体样品的相对密度，其精密度远远小于GB/T 5009.2-2003食品的相对密度的测定4中5%的精密度要求，用密度计测量液体样品的相对密度是符合标准要求的。 3.3白酒酒精度 分别用密度瓶和密度计测量不同白酒的酒精度，计算两种测定方法的精密度，测量结果见表3。 从表3可知，跟标准规定的密度瓶法比较，用密度计测量白酒的酒精度，其精密度小于GB/T 10345-2007白酒分析方法5中0.5%的精密度要求，用密度计测量白酒的酒精度是符合标准要求的。 3.4啤酒原麦汁浓度 分别用密度瓶和密度计测量不同啤酒的原麦汁浓度，计算两种测定方法的精密度，测量结果见表4。 从表4可知，跟
7、标准规定的密度瓶法比较，用密度计测量啤酒的原麦汁浓度，其精密度小于GB/T 4928-2008啤酒分析方法中1%的精密度要求，用密度计测量啤酒的原麦汁浓度是符合标准要求的。 3.5葡萄酒干浸出物 分别用密度瓶和密度计测量不同葡萄酒的干浸出物，计算两种测定方法的精密度，测量结果见表5。 从表5可知，跟标准规定的密度瓶法比较，用密度计测量葡萄酒的干浸出物，其精密度小于GB/T 15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法8中2%的精密度要求，用密度计测量葡萄酒的干浸出物是符合标准要求的。 4 讨论 本文分别用密度计和密度瓶测量水的密度、液体食品的相对密度、白酒的酒精度、啤酒的原麦汁浓度、葡萄酒的干浸出物，对两种测量结果进行比较，根据表1至表5的结果，同时参考多篇关于U行管振荡密度计测量密度的文献，表明U形管振荡密度计测量液体食品的密度，其准确度和精密度完全满足标准的要求，而且与密度瓶法的测定结果一致。密度计法测量液体密度操作简单、重现性好、准确度高、快速（一个样需15min）、样品用量少（1020ml），能测量43个指标，一次测定可同时得到样品的3个指标如密度、酒精度（%vol）、酒精度%（m/m）等，自动化程度高，消除了人为误差，适用于食品中涉及液体样品密度测量的检测分析。