面粉色泽（白度）测定方法
1.4面粉色泽（白度）测定方法
长期以来，人们常以粉色和麸星含量来衡量面粉的加工精度和质量等级。搭粉板法（Pekar slick test）是测定面粉色泽的最基本的方法，但是其没有数值概念，只能用肉眼目测对比样品与标准样的粉色和麸星。为了对面粉色泽进行量化，人们开始使用仪器测定面粉色泽，国外应用较多的有Kent-Jones与Martin色泽等级仪、Agtron反射分光仪和Kett白度计，国内应用较多的是R457白度仪，其基本工作原理是通过测定面粉或面糊在一定波长处的光反射表示面粉色泽，不能区分不同面粉彩度之间的差别。色彩色差计（Tristimulus colormeter）则克服了以上缺点，它采用光电测定的原理，能迅速、准确地测定出面粉试样的色泽，通过积分演算换算成不同的色空间，不但可以精确地表示面粉的各种色调，还可方便地得到两点间的色差（△E*ab﹡）。近年来，随着计算机技术的发展，一些新的测试仪器如近红外分析仪、自动图象分析仪也被应用于面粉色泽的测定。
1.4.1搭粉板法
搭粉板法（Pekar slick test）又称平板刮比试验法，是测定面粉色泽的最基本、最经典的方法，常被用来衡量面粉的加工精度。搭粉板法有干法、湿法和烫粉法。干法测量时采用肉眼目测对比干样品与标准样的粉色与麸星，通常需要10－15克面粉，将样品置于搭粉板（玻璃板）上，用洁净粉刀压成约0.5cm厚的薄层，将右边切齐，然后用粉刀将试样与标样打成上厚下薄的坡度（上厚约6mm,下与粉板拉平），直接对比粉色和麸星。湿法是将干法制备的粉样，连同搭粉板倾斜插入水中，观察直至不起气泡为止，取出粉板待表面微干时，对比粉色和麸星。烫粉法是将湿法检验过的粉样，连同搭粉板倾斜插入沸水中，约经1min取出，用粉刀轻轻刮去粉样表面受起部分，对比粉色和麸星。Bhattacharya等（1999）将这一方法进行了改进，将粉板浸入1％盐水或2％碱水（Kansui）中，再对比粉色和麸星。搭粉板法只能对比不同粉样的粉色，而没法对面粉色泽进行数值化表示，这使其应用具有很大局限性。
1.4.2单波长比色计
为对面粉色泽进行量化，人们开始使用仪器测定面粉色泽，早期应用比较广泛的是单波长比色计（Monochromatic colorimeter），其基本工作原理是通过测定样品（面粉或面糊）在某一单波长处的光反射来表示面粉色泽。
1.4.2.1 Kent-Jones与Martin色泽等级仪
Kent-Jones与Martin色泽等级仪（Kent-Jones and Martin color grader）是通过测定面糊在530nm处的光反射来表示面粉色泽。通常需用30克面粉溶于50ml水制成面糊，测定结果以色泽等级（Grade Flour Color Figure,GCF）表示，共分24个等级，最高为－5，最低为＋18，等级值越小，面粉白度越高。一般精制心粉的GCF值为0－4.0，出粉率72％的面粉为4.5－6.5，出粉率85％的面粉为9－13.5，全麦粉为13.0－15.0。由于测定的是面糊的光反射从而消除了面粉颗粒度对测定结果的影响。但是该方法不能很好地反映面粉的麸星含量。
1.4.2.2 Agtron反射分光仪
Agrton反射分光仪（Agtron reflectometer）是通过测定面糊的光反射来表示面粉色泽，它通常需用20克面粉溶于25ml水中，测定值越大面粉白度越高。根据测定用途的不同，它装配有绿色滤光片和蓝色滤光片，前者的测定波长为546nm，主要反映的是由面粉中类胡萝卜素以外的色素产生的色泽，由于其不能反映类胡萝卜素对粉色的影响，因此对经过漂白处理的面粉测定效果不佳，但它却能较好地反映面粉中的灰分含量；后者的测定波长为436nm，能准确地反映面粉中类胡萝卜素含量对粉色的影响，但对灰分含量测定效果较差。1983年，该方法被美国谷物化学家协会（AACC）确定为面粉色泽的标准测定方法。最近，近红外分析仪（Near-infrared Reflectance Instrument，NIR）被开发用于面粉色泽的测定，它安装有Agtron绿色滤光片，测定准确快速，而且不消耗样品，但是必须要建立高准确性的标准曲线。
1.4.2.3 R457白度仪与Kett白度仪
R457白度又称蓝反白度，是国内面粉行业普遍使用的白度表示方法。该仪器采用近似的A光源照明，其总体有效光谱灵敏度曲线的峰值波长在457nm处。由于面粉样品反射率的曲线比较简单，其白度反映在短波蓝区部分最为灵敏，测定方法简便易行，结果准确可靠。但是该方法不能精确区分不同样品间彩度的差别，实际上，一些样品虽然反射光亮度相同，彩度却有较大差别。因此使用该仪器就不能准确、客观地反映不同面粉的色泽。日本多采用Kett白度仪测定面粉白度，其基本工作原理同R457白度仪。
1.4.3 色彩色差计色彩色差计（Tristimulus colormeter），又称光电反射光度计，它采用光电测定的原理，克服了以上仪器的缺点，能精确地测出试样被测位的颜色，并通过计算机换算成不同的色空间，对颜色进行数字化表示，还能自动记忆和处理测定值，得到两点间颜色的差别（色差）。
色彩色差计从结构原理上主要分为两种类型，一种是直接刺激值测定法，一种是光谱光度分析法。直接刺激值测定法是利用人眼睛对颜色判断的三变数原理，即眼睛中三种感管细胞对色光的三刺激值决定了人对颜色的印象。1931年国际照明协会（CIE）制定了一种假想的标准观察者，利用三个经过过滤的敏感器使之具有与人眼相同的x（λ），y（λ）和z（λ）灵敏度来测量样品表面的反射光，从而直接测量三刺激值X，Y，Z；光谱光度分析法利用复合敏感器来测量面粉在每个波长或每一个窄波长范围内的光谱反射比，一般装配有40个以上的传感器，这样可以对试样反射的光进行更精细地分光处理，对这些精细的光信号通过积分演算处理，得到三刺激值。由于三刺激色彩色差计通常使用标准光源C和D65，这两种光源均相当于日光并有十分相近的光谱能量分布，因此不能测量条件等色现象，而光谱光度分析仪则具有多种光谱能量分布特性，有测量绝对色的能力，可测量条件等色现象。
色彩色差计的测定结果以不同的色空间表示。常用的色空间有XYZ，L*a*b*，L*c*h，HunterL*a*b*色空间[22]。XYZ色空间是国际照明协会（CIE）于1931年规定的配色函数x（λ），y（λ）和z（λ）所确定的，其理论依据是人眼色视觉的三元理论。L*a*b*色空间（L*A*B*）是CIE在1976年制定的，以便克服原来Yxy色空间存在的在x，y色度图上相等的距离并不相当于肉眼所觉察到的相等色差的问题。L*a*b*色空间是当前国际上最通用的面粉色泽表示方法，其色品图是一个三维的均匀色立体系统，中轴为明度轴，上白下黑，中间为亮度不同的灰色过渡，L*称为明度度，L*=0表示黑色，L*=100表示白色，中间共有100等级。a*，b*坐标组成的色度平面是一个圆，a*,b*坐标表示不同的色彩方向。a*表示红－绿方向，b*表示黄－蓝方向，＋a*方向越向圆周，颜色越接近于纯红色，－a*方向越向外，颜色越接近于纯绿色。＋b*方向是黄色增加，－b*方向是蓝色增加。沿半径方向，颜色彩度发生变化，中心彩度为零，呈灰色，纯色彩度为60，沿中心色饱和度从圆心向圆周变大，而色调的变化围绕着圆周[22]。L*a*b*表色系不仅可以精确地表示面粉试样的各种色调，也能方便地得到两点间的色差?E*ab。L*c*h色空间使用与L*a*b*色空间一样的色度图，但是它使用柱面坐标而不是直角坐标，在该色空间中，L*代表亮度且与L*a*b*色空间中的L*相同，c*为色饱和度，h为色调角。HunterL*a*b*色空间是由R.S.Hunter于1948年研究出来的，也是一种均匀的色空间。
与单波长比色计相比，色彩色差计具有无可比拟的优点：（1）采用内藏式光源和恒定的照明角，可确保均匀的照明，并可按照CIE标准光源C或D65计算测量数据；（2）恒定的“观察者”不变的观察角，其“观察者”是三个为一组的光电池，它们经过过滤和CIE标准观察者函数密切一致；（3）消除了面积效应和对比效应。此外，色彩色差计还具备统计计算、自动定时控制和?E*ab警报功能。
1.4.4图象分析技术近年来，随着计算机技术的发展，图象分析技术被应用于面粉色泽的测定。它采用数字照相机或者扫描仪获取样品的图象，然后使用LAB色彩体系或RGB、XYZ色彩体系进行定量分析[5]。最初应用于图像分析的分析系统为单色视觉系统，随着计算机技术和图象处理技术的发展，单色视觉系统已发展为彩色视觉系统。现在的彩色视觉系统主要分为两类：真彩色图象处理和伪彩色图象处理，由于色彩传感器和色彩处理硬件技术的提高，真彩色图象处理技术得到越来越广泛的应用。
Harrigan等（1998）运用图象分析技术测量面粉中的麸星数量，通过数码摄像头扫描面粉表面，并将反射图象分割成若干小区域，赋予每个小的区域一个灰度值，通过计算给出直方图，该图横坐标表示灰度，纵坐标表示出现该灰度的象素数目或频率，与人工计数相比，其分辨正确率高达80％。
应用图象处理技术与传统的面粉色泽测定方法相比，具有以下优点：
可实现样品色泽的在线监控，克服了传统的测定方法测量时的抽样误差和不连续的缺点。在工厂化生产时，采用图像分析技术，将数码摄像头固定在生产线的某个环节，即可实现生产过程色泽的自动化在线检测；
（2）数字化图象能够随时存储和取出显示，分析方便快捷，精确度高。但是也存在技术难度较大、成本较高等缺点。国内外用于面粉色泽测定的仪器种类很多，由于其测定方法和样品制备不同，使得不同研究者的测定结果无法进行比较和交流，这严重限制了面粉色泽研究的进展，因此迫切需要制定一种标准测定方法。目前，国内普遍采用R457白度表示面粉的色泽，它不能精确区分不同样品间色泽的差别，不能对面粉色泽进行客观、准确的评价。国际上通用的面粉色泽的表示方法为CIEL*a*b*法，随着与国际标准的接轨，应用色彩色差计测定面粉色泽已是大势所趋。
国外应用图象处理技术测定面粉及食品的色泽的研究已取得很大进展，国内这方面的研究工作较少，随着计算机技术和图象处理技术的发展，图象分析技术将得到越来越广泛的应用。
