2022年《食品物性学》期末复习考研笔记总结全版和期末题汇总

1、食品物性学期末复习考研笔记总结全版食品物性学期末题汇总总结食品物性学期末复习考研笔记总结全版食品物性学第一章绪论3第二章食品物理特性的基础32.1 食品结构与物性（重点）42.2 食品形态（微观重点）42.3 食品中的水分（重点）52.4 植物性食品组织结构（了解）52.5 乳蛋类食品组织结构（了解）72.6 动物性食品组织结构（了解）9第三章食品物料的基本物理特征10第四章食品的流变特性22第五章食品质地学基础325.1 食品质地概念及研究目的325.2 食品质地的分类及研究方法325.3 食品质地的评价术语345.4 食品质地感官校验355.5 质地的仪器测定405.6 两者之I司的关系4

2、1第六章颗粒食品特性41116.2 堆积状态416.3 振动特性416.4 流动特性45第七章食品的传热特性与测定477.1 水和冰的热物理性质477.2 食品材料热物理性质的测量487.3 差示扫描热量测定和定量差失48第八章食品色彩科学与光学性质498.1 食品与色彩498.2 颜色的光学基础498.3 食品的光物性51第九章食品电学特性549.1 概述549.3 食品电特性的测定579.4 食品电特性的应用57食品物性学期末复习考研笔记总结全版第一章绪论1.2 食品物性学研究的现状和发展1.3 食品主要物理特性及应用1.3.1 基本物理特性1.3.2 力学特性1.食品的力学性质包括食品在

3、力的作用下产生变形、振动、流动、破断等的规律，以及其与感官评价的关系等。布拉班德粉质仪快速粘度分析仪（RVA）法国肖邦流变发酵测定仪质构仪（物性仪）1.3.3 光学特性食品的光学性质指食品物质对光的吸收、反射透射及其对感官反应的性质。CR-300色差计CS-210精密色差仪1.3.4 热学特性DsC:差示扫描热量测定DAT定量差示热分析1.3.5 电学特性食品的电学性质主要指:食品及其原料的导电特性、介电特性,以及其它电磁和物理特性。第二章食品物理特性的基础2.1食品结构与物性（重点）从食品原料来源分:植物源性食品和动物源性食品依据形态:固态食品、半固态食品、液态食品食品的结构不是简单的分子结

4、构，而是分子经过几何排列的聚集态结构“1食品结构与物性高聚物分子内原子间与分子间的相互作用1.1.1 键合力包括:共价键、离子键、金属键食品中主要是共价键和离子键两种键合力。1.1.2 范德华力和其他次级键非键合原子间和分子间的相互吸引力包括范德华力和氢键。范德华力包括:静电力、诱导力和色散力（瞬间偶极之间的相互作用力称为色散力）。1.1.3 氢键1.1.4 疏水键内聚能分子间相互作用能的大小通常用内聚能或内聚能密度来表示。内聚能是衡量聚集态物质间作用力的参数高分子链结构与柔性表征高分子链平衡态柔性的参数是链段长度。链段越长刚性越强，柔性越差。2.2 食品形态（微观重点）按照分子的聚集排列方式

5、可分为以下四种：晶态:分子（或原子、离子）间的几何排列具有三维远程有序（如淀粉）液态:分子间的几何排列只有近程有序（12分子层内排列有序），而远程无序气态:分子间的几何排列不但远程无序，近程也无序过渡态：玻璃态+液晶态玻璃态与液态主要区别在于黏度，玻璃态黏度非常高，阻碍了分子间的相对流动，宏观上近似于固态。蛋白质具有1一4级结构，它是无规多肽链在氢键、二硫键、疏水键、范德华力等作用下形成的最趋稳定的结构。2.3 食品中的水分（重点）厂结合水食品定义：与非水物质呈紧密结合状态的水 特点：非水物质必要的组分，0度部结冰, 无溶剂能力，不能被微生物利用；定义：处于非水物质外围，与非水物质 呈绵合状态

6、的水；特点：-40度不结冰，无溶剂能力，不能被微生物利用；定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢 键或偶极力结合的水；1特点：有一定厚度（多层），0度基本不结 冰，溶剂能力下降，可被蒸发；单分子层水，0.5%定义被组织中的显微结构或亚显;I或膜滞留的水特点不能自由流动，与非水物质没关系7自由水毛细管水定义由细胞间隙等形成的春田管力所系留的水特点物理及化学性质与滞化水相同I自由耐水被阳离态诙的水特点可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用32.3.3影响水分子团结构的因素水与离子、亲水溶质间的相互作用（即离子相互作用）水与非极性物质的相互作用（即疏水相互作用）与非离子性、极性物质的作用（4）其他因素

7、温度、离子浓度压力场、电场、磁场和红外线等电磁波应用:发酵调味品的熟化、酒的陈化等。2.4 植物性食品组织结构（了解）2.4.1 植物组织的种类植物细胞在形成以后，经过不断成长、分化，形成不同的能行使共同机能的各种细胞群,这种细胞群即称为组织。植物的基本组织包括：保护组织、疏导组织、机械组织、营养组织、分生组织。2.4.1.1 分生组织存在于植物根、茎的顶部，为几层薄壁组成,主要功能是不断分类新细胞，部分蔬菜的食用部分包括分生组织。团在植物体的一定部位（根、茎的顶部），具有持续或周期性分裂能力的细胞群。分裂所产生的细胞，-小部分仍保持高度分裂的能力，大部分则陆续长大并分化为具有一定形态特征和生

8、理功能的细胞,构成植物体的其他各种组织，使器官得以生长或新生。分生组织是产生和分化其他各种组织的基础,由于它的活动，使植物体不同于动物体和人体，可以终生增长。2.4.1.2 薄壁组织薄壁组织是植物的营养主要集中部位,所以又称营养组织。在植物体内分布最广，特征为细胞壁较薄，成熟细胞有很大的液泡，细胞间隙大，结合疏松，有利于物质的贮存和交换。懑壁组织是果蔬加工中应利用的主要部位,果蔬的绝大部分食用器官由薄壁组织构成，食用价值和营养价值均高，具有潜在的分生能力。2.4.1.3 保护组织由植物体表面一层或数层扁平、排列紧密的细胞组成，起保护作用，此组织细胞常胶质化、木栓化，食用品质低，加工时应去除2.

9、4.1.4 机械组织1）厚角组织:细胞壁在彼此接触的角部分增厚。2）厚壁组织:由纤维素和木质素组成，不宜食用。3）输导组织:细胞程长形，主要由导管和维管束组成，可食用,但品质不及薄壁组织疏导组织包括：韧皮部和木质部2.4.2 各种果蔬的组织特性通常可食部分多属有薄壁细胞等组织构成的不同器官以及它们的衍生物。果蔬细胞一般由细胞壁、原生质和泡液等构成。不同的组织构成植物体的各种器官，如根、茎、叶、花、果、种子等。通常根据它们的功能和结构的不同分为分生组织和后熟组织。分生组织有分裂细胞的能力;后熟组织为已分化成熟的细胞。除了果蔬的种子外,其可食部分绝大多数为后熟组织。2.4.2.1 果实的组织特性果

10、实（fruit）是花的子房或子房与花的其他部分一起发育生成的器官。大多数植物的果实为真果，是由子房发育而来的。有些植物的果实，除了子房外，还有其他部分加入，例如梨和苹果的果实是由子房和花托形成，这种果实叫假果。核果类果实团由果皮、薄壁的果肉及木质化的核组成。代表品种:桃、油桃、杏核果类果实纤维的多少与粗细是果品质量的重要指标。仁果类果实由果皮、果肉、维管束、种子组成。果皮是由几层角质化细胞组成,外表皮角质化，具有蜡的聚积,故食用粗硬。典型代表:苹果、梨浆果类果实E）是一类多汁浆状且柔嫩的果品的总称。这种果实不耐贮藏，适合制作果酱和果汁。典型代表:草莓柑橘类由黄皮层、白皮层和囊瓣、中心柱组成2.

11、4.2.2 茎的组织结构团马铃薯的块茎是变态茎，由外及里为周皮、皮层、维管束和髓部。洋葱的鳞茎有肥厚的叶鞘基部和膨大的幼芽共同构成，呈球形或扁圆性2.4,23根的组织特性主要由萝卜和胡萝卜。有根头、根茎和真根2.424组织结构的影响因素1）细胞的膨胀与果蔬组织状态的变化细胞的膨胀是根据细胞的渗透作用原理形成的。2）细胞黏着力的变化依赖于细胞间果胶质的数量和状态。果蔬成熟过程中水溶性果胶增加，不溶性果胶减少,细胞之间黏着力降低，容易分离，组织变软。3）成熟度果实在成熟时其结构发生大的变化，细胞壁加厚，原生质膜及细胞间隙改变，组织软化，颜色发生改变。2.5 乳蛋类食品组织结构（了解）2.5.1 牛

12、乳的组织结构乳成分十分复杂，由上百种化学成分，主要可分为水分、乳固体和乳中气体三部分乳是一种复杂的胶体分散系。 分散介质:水 蛋白质和不溶性盐形成胶体 脂肪:以微细脂肪球分散于乳中形成乳浊液 乳糖、盐类:以分子、离子态溶解于水中，呈超微细粒 气体:部分以分子状态溶解于乳中，部分经搅动后形成泡沫状态2.5.2 蛋类组织结构由蛋壳、蛋黄和蛋白组成。1）蛋壳的组成蛋壳由角质层、蛋壳、蛋壳组成。另外有气室,主要由蛋产下来后内容物冷却收缩，蛋壳与内壳膜分离2）蛋白，又称蛋清3）蛋黄”系帝*一浓蚤白-9修指白一蛋壳由外蛋壳膜、蛋壳、蛋壳膜构成。外蛋壳膜是鲜蛋蛋壳表面分布的一层胶质性物质，其作用是阻止外界微

13、生物的侵入，对保证蛋的内在质量起有益的作用。但此膜易溶于水,脱落或破坏后就会失去闭塞蛋壳孔的作用蛋壳是包裹在鲜蛋内容物外面的一层硬壳，具有固定蛋形状并起保护蛋白、蛋黄的作用。蛋壳上有许多气孔与内外相通。在皮蛋、咸蛋加工中,气孔对盐分、碱量及其他成分向蛋内的渗透起着非常重要的作用。蛋壳表面常表现不同的颜色，这是由于色素物质在蛋壳表面沉积造成的，其色泽与饲料、品种、蛋的种类等有关。蛋壳膜是蛋壳内面、蛋白外面的白色薄膜，分内外两层。外层与蛋壳相连,内层与蛋白相连,除气室部分外，两层紧贴在一起。当蛋刚产下后,由于内容物遇冷收缩，在蛋的大头形成气室。新鲜蛋气室很小，随着放置时间延长，蛋内水分向外蒸发，气

14、室面积逐渐增大，据此可以判别蛋的新鲜程度。2.6 动物性食品组织结构（了解）2.6.1 肌肉的一般结构肌丝轻醒解肌球蛋白G-肌动蛋白分子 J JF-肌动蛋白分肌球蛋白纤维=0 重酶解 肌球蛋白图1-24肌肉的构造2.6.2 肌纤维由特殊的细胞构成，称长线状,不分支，两端逐渐尖细。直径为10-100微米，长广40mm，最长100mm2.6.3 肌膜肌纤维本身具有的膜，由蛋白质和脂质组成。韧性很强,可承受9%的膨胀率。肌纤维本身具有的膜叫肌膜,也就是细胞膜，它由蛋白质和脂质组成，具有很好的韧性，因而可承受肌纤维的伸长和收缩。冷冻肉制品，解冻后汁液流失量相对较少（与果蔬相比），主要原因就是细胞膜强度

15、和弹性好，能够承受水结冰时9%的体积膨胀率。2.6.4 肌原纤维是肌细胞独有的细胞器，占6070%,是肌肉的伸缩装置肌节由一个完整的A带和两个位于A带两边的半个I带2.6.5 肌浆肌纤维的细胞质，填充于肌原纤维间和核的周围含水分7580%肌浆内富含肌红蛋白、酶、肌糖原及其代谢物和无机盐类等2.6.6 结缔组织是肉的次要成分，是将动物体内不同连结和固定在把的组织，使肌肉保持一定的弹性和硬度，分布于体内各个部分。主要由细胞、基质和细胞外纤维组成。1）胶原纤维呈白色，故称白纤维。呈波纹状,分散于基质内2）弹性纤维有弹性、色黄，称黄纤维。3）网状纤维分布于疏松结缔组织与其他组织的交界处，如在组织的膜、

16、脂肪组织、毛细血管周围均可见。第三章食品物料的基本物理特征物料的单元素尺寸、综合尺寸、外观形状、表面积、体积、密度、孔隙比等，这些特征在食品工业中应用甚广。基本要求： 掌握基本物理特征，包括圆度、球度、体积、表面积、密度、孔隙率、孔隙比等的概念及其测量和计算方法； 熟悉基本物理特征在分选、分级、品质评价等方面的应用； 了解基本物理特征的统计分析方法。3.1 .形状与尺寸常用三个互相垂直的轴向尺寸长度(I)：投影面图中的最大尺寸宽度(b)：垂直于长度方向的最大尺寸厚度(d):垂直于长、宽方向的最大尺寸大多数水果的形状是近于球状的，称为类球体在类球体中，又有各种形状定义，如扁球形、椭球形、卵形等。

17、类球体常用圆度或球度来定量描述。3.1.1 圆度(roundness)表示其棱角锐利程度的一个参数。可表明物体在投影面内的实际形状与圆形之间的差异方法一：&=上100%人式中:Rd圆度()表示物体角棱的锐度Ap一一物体在自然静止时的最大投影面积；A。一一最小外接圆面积；A。用求积仪求出方法二：圆度=&=-nR式中：一一投影(截面)面图形上各棱角的曲率半径;n棱角总个数；R投影(截)面图形的最大内接圆半径。方法三：圆度比二诚最大投影面积图上最小曲率半径3.1.2球度(sphericity)表示物体的实际形状和球体之间的差异程度。方法一:等体积球体投影圆的周长，与物体最小外接球体投影圆的周长之比，

18、即.一一Jid.d.球度=Sp=/j11dsd;式中：dj与类球体体积相同的球体的直径ds一一-类球体的最小外接球体直径或者物体的最大直径方法二:可用直径比球度=5?=$式中：dc一一类球体的最大投影面积图形的最大内接圆直径；一一类球体上图形的最小外接圆直径3.2 体积与表面积3.2.1 体积的测定原理:通过测定物料排出气体或液体的质量来确定固体体积方法:台秤称量法、密度瓶法、气体排出法等。3.2.1.1 台秤称量法（大体积）:物体排开水的质量;（%-心水密度Pw食品不能接触底部。比液体重的食品，应悬挂于液体中（3）比液体轻的食品，应全部没于水中3.2.1.2 密度瓶法_食品排出的液体质量_（

19、叫”-吗,）-（吗加一?小）5- 液体密度式中，mP空密度瓶的质量;m*一装满液体密度瓶的质量（无液体）;mPs一一装入食品的密度瓶的质量；m用一一同时装有液体和食品密度瓶的质量mPt液体密度。食品的体积大于密度瓶上刻度的10倍以上液体表面张力要小,避免气泡产生3.2.1.3 气体排出法（细小颗状食品测量过程两个容器的体积相等，设为Vo首先将被测物质放于第二个容器内，关闭活塞2,将罐2抽成真空，关闭活塞3,并打开活塞r之后向容器1充入压缩空气，当容器1内的压力达到一定值时,关闭活塞1,并记录容器1的压力P1。打开活塞2,容器1内的气体充入容器2中，待平衡后记录容器2的压力P3设气体规律符合理想

20、气体规律,则有如下公式丫1=P-P、式中:Pl,P3为前后两次测得的绝对压力；VI、V2为罐1罐2中的空气体积空气出口空气入口知识拓展【面包、馒头等体积测定】原理:菜籽置换法1,填充剂充满容器2,摇实，直尺刮平3,倒出填充剂，测量体积VI4、面包放入容器5,加入填充剂6、摇实，直尺刮平7、取出面包8、倒出填充剂烦I量体积V23.2.2 表面积的测定物料表面积的测定方法茎叶表面积的测量1）把被测物体放在感光纸上接触晒印，用求积仪求出2）将被测物体放在方格纸上，画出轮廓，计算方格数3）投影照相测量或扫描仪扫描后用计算机专用程序处理4）光遮断法,用光电管测量5）按叶面轮廓图形剪纸，并将所剪纸片称重计

21、算6)用气流求积仪测7)统计某尺寸与面积的相互关系，测量尺寸后推算出面积。9(2)水果表面积的测量水果表面积不容易精确测出。一般有以下方法1)将果皮削成窄条,然后将全部窄条铺平，画出图形，然后按图形求面积2)统计水果的表面积与某一尺寸或重量的相互关系，用该法可快速求得水果表面积3)有些情况可按旋转体图形计算表面积。水果的体积b水果的表面积为S=j2T1+(祟)24a鸡蛋表面积的测量新鲜鸡蛋的表面积可用称重法算出，其经验公式为S=KWm式中,K、m一常数，一般取K=4.56-5.07,m=0.66S鸡蛋表面积(cm2)W蛋的重量(g)叶子、水果、蔬菜等的表面积直接反映其生长状况产量、作业量大小及

22、后期的热加工等的难易程度。3.3 密度3.1 密度的定义物体每单位体积内所具有的质量称密度(g/cm3、kg/m3)o物体的质量与同体积的1个大气压、4区的纯水的质量之比称为比重。食品和农产品的密度分为真实密度和容积密度。真实密度:就是食品质量与其实际体积的比值,实际体积就是不包括粒状食品之间空隙体积的体积。容积密度:就是食品质量与其包括粒状食品之问空隙体积的体积的比值。又称为虚表密度等3.2 物料真实密度的测量方法1）台秤称量法一水果等体积较大的物料2）浮力法一体积较小物料3）比重瓶法一细小颗粒状物料或液体物料4）比重梯度法一只适用于不会被容器中液体渗透的物料5）气比法一不易于用排液体法的物

23、料或颗粒状物料测定原理：p=m/v1）台秤称量法式中ps一一物料的密度ms物料的质量mol容器和浸液的质量之和msl一一容器、浸液和浸入物料的质量之和pL浸液密度例题：假定水的比重为1,密度为1000kg/m3。利用台秤称量法测定一个苹果的密度。已知苹果的质量为0.132kg,容器加水的质量为1.016kg,容器、水和浸入苹果后的总质量为1.184kgomsP, p =J、msl -mol0.132x10()01.184-1.016= 785.7(kg/，3)2）比重天平法（也称浮力法）对于较小的物料，可用比重天平法测定物料的体积。若物料的比重比液体（一般用水）比重大，则机,.a/式中ps一一

24、物料密度ms物料质量msl物料在液体中质量pl一一液体的密度如物料的比重比液体的比重小，则把另一个比液体比重大的物料作为配重附加到待测物料上，由下式求出物料密度：（加%）/?/式中ps一一物料的密度ms物料和配重的总质量mo配重的质量msl一一物料和配臣浸在液体中时的总质量mol一一配重在液体中的质量3）比重瓶法适用于测定较小物料或液体物料的密度。如谷粒、种子等。浸液要求：物料几乎不吸收该浸液；浸液对物料无溶解作用；表面张力小；沸点高，比重、粘度几乎不变；比重小。如甲苯、四氯化碳等。注意： 若待测对象为液体，直接采用公式（1）直接测定液体物料的密度； 若待测对象为固体，浸液为非水的其他未知密度

25、的液体，可先用公式（1）测定浸液的密度，再采用公式（2）测量固体物料的密度； 若浸液密度已知，直接可采用公式（2）测定。（m,-mo）pwPi=msmop一（帆/-mJ-msl-m、）mw一比重瓶装满蒸馈水时总质量ml一比重瓶装满浸液时总质量Pw测量温度下的蒸储水密度ms一比重瓶和物料质量之和msl一比重瓶、物料、浸液三者质量之和PI浸液密度mo一比重瓶质量4）气体置换法特点：不损伤物料；适于疏松多孔物料；要求物料可承受一定压力，体积变化小。（1）压力比较法（定容法）仪器；贝克曼（Beckman）气比式比重计方法：物料放入气室前后，气室压差保持不变。（2）定容积压缩（膨胀）法（定容法）方法：体

26、积发生相同变化时，根据气室中装物料前后的压差变化来测定其体积。（3）不定容积法（定压法）方法：装入物料前后，体积发生变化时其压差保持不变，以测定其物料体积。5）比重梯度法原理：根据物料在有一定密度梯度的液柱中的位置并通过标定曲线来确定其密度仪器：比重计或标准浮子测定步骤：（1）配定密度梯度液，一般选用二甲苯、四氯化碳体系。（2）标定密度梯度管，常用的是精密小球法，得标定曲线。（3）将试样投入梯度管中，待试样稳定悬浮液液体中时，读出其在管中的高度，带入标定曲线，求得试样的密度。容积密度容积密度即颗粒质量与容积体积的比值，单位为g/cm3或kg/m3,粒状食品或农产品的容积密度检测方法是将样品倒入

27、已知尺寸容器中，使其从一定高度落下受到冲击振实。容积密度分为虚表密度和最终虚表密度两种。虚表密度Ps最终虚表密度巴=詈3.4 粒径与粒度分布3.4.1 粒径与平均粒径种子、颗粒饲料或粉状饲料，称为散粒体或散体，细粒也称为粉体。名称尺寸粒子数/cm?粒体10-0.5mm1-5X106粉体500-50um5X106-5X104微粉体50-0.1口m5X109-5X1015超微粉体0.1um-O.lmym1016-1021粒径一一表示单个粒子在某种几何意义下的尺寸。它表示粒子大小，单一粒径的表示方法很多，最常用的有1）用长、宽、厚三个尺寸来表示。谷物测定一般用卡尺（专用的），高级的用光学谷物投影仪来

28、测定。2）用几何平均径或算术平均径来表示3）用定向径来表示定向径是指粒子投影图上任意方向上的最大距离，一般可在显微镜或投影仪中读数平均粒径一一不同尺寸的粒子群在某种几何意义下的长度平均值。人们常说的粒径皆是指平均粒径。3.4.2 粒度和粒度分布粒度是具有某一粒径的粒子在粒体群中所占的比例粒度分布曲线是粒度随粒径变化的一条曲线横坐标用粒径，纵坐标可以用粒子重量、个数、面积等表粒度分布的测定方法介绍（7种）方法一:用卡尺，投影仪等来测尺寸，统计各种粒径时的个数,所得出的粒径尺寸分布曲线可为筛选提供必要的数据。一般用于较大颗粒的测定。方法二:筛分法通常用于颗粒直径较小，不易用上逋方法测量的物料的测定

29、。利用一组标准系列筛对粉粒体进行筛分，测定每层筛上的粒体重量，然后经过一定的换算可求出粒度分布。这种方法是以重量为基准测定粒度分布的筛分法通常使用的金属丝网筛有个标准化问题。国际标准化组织ISo的泰勒标准筛系列是以45m为超点，有二个序列，一个是基本序列,以筛比焊递增，即每两个相邻筛号的筛子其筛孔尺寸相差倍，筛孔面积相差五倍另一个是附加系列，筛比是收=1.189在25.4mm以上开孔，直接以开孔尺寸表示孔的大小，对25.4mm以下的孔，用25.4mm长度上的编织丝的根数来描孔的大小，称为“目”常用筛分法有8层筛法和15层筛法。方法三:显微镜法光学显微镜:0.8-150gm电子显徽镜:G-ps3

30、.6 基本物理特征在食品工程中的应用3.6.1 谷物的品质评价稻谷等种子的品质评价往往用于粒重、整粒率、形状质量等判断。容积密度大的谷物,真实密度也大，整粒率高，形质也好。但按粒度分布，其中可能混杂有相当数量的次粒.根据三轴尺寸，可以用筛选或风选进行分级。但判断种子的发芽率用比重清选比较合适大米中的碎米含量是评判米质的指标之一。碎米与完整米粒的密度相同，因此不能采用密度分选法，只能利用米粒长轴径的不同采用窝眼选粮筒进行选别。3.6.2 新鲜果蔬的评价苹果常按平均粒径和形状进行分级柑橘按果径分级葡萄、柿子、梨、桃子等水果多按单果重量进行分级。胡萝卜一类蔬菜按形状分选比较困难，由于胡萝卜的重量与长

31、度和直径之间存在一定的函数关系，故可按重量分级。3.6.3 新鲜牛奶的检别正常牛奶的密度为2。山=1.03,这里ada符号中的注脚a和b表示牛奶在a时的质量与同体积水在be时的质量之比把刚挤出的新鲜牛奶放置23h,其密度约升高0.1%,此可利用牛奶密度来判断牛奶存放时间的长短，以便测其新鲜的程度。第四章食品的流变特性4.1 食品流变学定义与研究目的定义一一流变学（Rheology）是研究物质的流动和变形的科学它与物质的组织结构有密切关系。对象作用于物体上的应力和由此产生的应变规律,是力、变内容形和时间的函数。食品物质： 固态主要具有固体性质的食品物质 液态主要具有流体性质的食品物质分为牛顿流体

32、和非牛顿流体。具有弹性的粘性流体归属于塑性流体 半固态同时表现出固体性质和流体性质的食品物质食品的流变学分类1 .液体（流体）食品一一在力的作用下只产生流动2 .固体食品一一在力的作用下只发生变形3 .塑性食品一一介于液体食品和固体食品之间，在小应力作用下不产生流动而是象固体那样发生变形，在应力超过某一界限时才开始流4 .粘弹性食品（Viscoelasticfood）在力的作用下即产生流动又产生变形食品流变学的研究目的(1)可对食品的生产质量控制。(2)是食品工程设计和单元操作的基础。工艺设备的设计开发与感官评定相结合，定量地评定食品的品质。调节生产过程中流变特性，改善最终食品的组织结构。用于

33、食品货架期的预测为研究食品分子论提供实验依据。4.2黏性与流动4.2.1 黏性及牛顿黏性定律4.2.1.1 黏性概念黏性是表现流体流动性质的指标。宏观:阻碍流体流动的性质。微观:流体在力的作用下质点间作相对运动时产生的阻力的性质。黏性的大小表示方式:粘度(Pas或者cP)包括:剪切黏度、拉伸黏度、体积黏度2.1.2牛顿黏性定律然性阻力.从流体的层流流动沿平行于流动方向取一流体微元，微元上下两层流体接触面积为A(m2),两层距离为dy(m),两层间黏性阻力为F(N),两层的流速为别为u和+d(m/s)(图b所流体微元:在某一短促时间dr(s)内发生了剪切变形的过程。剪切应变仅):一般用它在剪切应

34、力作用下转过的角度(弧度)来表示牛顿黏性定律指出:流体流动时剪切速率与剪切应力成正比关系牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间满足牛顿黏性定律(剪切力与剪切速率之间满足线性5圣1的流体。牛顿流体的特征:剪切应力与剪切速率成正比，黏度不随剪切速率的变化而变化。即:在层流状态下,黏度是一个不随流速变化而变化的常量。非牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间不满足牛顿粘性定律（也即剪切力与剪切应变率之间不满足线性关系），且流体的粘度不是常数，它随剪切速率的变化而变化。r|a=k,8n-1（0noo）n=l,rja=k=,表现为牛顿流体0nnl/a随的增大而减大，表现为剪切变稠nearthickening假塑性流体

35、一与时间有关-胀塑性流体塑性流体非牛顿流体触变性流体与时间无关一抗流变流体假塑性流体:在非牛顿流体流动状态方程中，当0nl时，即表观粘度随着剪切应力或剪切速率的增大而减少的流动，符合假塑性流动规律的流体。因为随着剪切速率的增加,表观粘度减少，故也称为剪切稀化流动。假塑性流体食品:食品工业中的一些高分子溶液（如多糖溶液）、悬浮液和乳状液属于假塑性流体。酱油、菜汤、番茄汁、浓糖水、淀粉糊（熟）、苹果酱等都是假塑性流体对于这一类食品在加工时应注意其剪切变稀的流变性质胀塑性流体:在非牛顿流体的流动状态方程中，如果ln8,表观黏度随剪切速率的增大而增大，表现为胀塑性流动的流体为胀塑性流体胀塑性流动也被称

36、为剪切增稠流动。比较典型的胀塑性流体:生淀粉糊，蜂蜜。现象:当往淀粉中加水,混合成糊状后缓慢倾斜容器时淀粉糊会像液体样流动。但如果施加更大的剪应力用力快速搅动淀粉，那么淀粉糊反而变“硬”，失去流动性质,若用筷子迅速搅动,其阻力甚至能使筷子折断。塑性流体:当作用在物质上的剪切应力大于极限值时,物质开始流动，否则，物质就保持即时形状并停止流动。浓缩肉汁剪切应力的极限值定义为屈服应力，指使物体发生流动的最小应力，用表示。触变性流体（摇溶性流体）触变性是指当液体在振动、搅拌、摇动时粘性减少，流动性增加，但静置一段时间后，又变得不易流动的现象。如:番茄酱、蛋黄酱、花生酱等在容器中放置一段时间后倾倒时则不

37、易流动，但将容器猛烈摇动或用力搅拌即可变得容易流动,再长时间放置时又变得不易流动。”变化趋势可逆与否变化情况触变性流体剪切变稀可逆撤去外力后恢复很慢假塑性流体撤去外力后恢复很快4.3液态食品分散体系的流变特性4.3.1 食品分散体系的分类分散体系:指数微米以下，数纳米以上的微粒子在气体、液体或固体中浮游悬浊（即分散）的系统在这一系统中:微粒子称为分散相；分散的气体、液体或固体称为分散介质，也称连续相1）分散体系中的分散介质和分散相都以各自独立的状态存在，所以分散体系是一个非平衡状态2）每个分散介质和分散相之间都存在着接触面，整个分散体系的两相接触面面积很大,体系处于不稳定状态按照分散程度的高低

38、（即分散相粒子的大小），分散体系可大致分为如下三种：分子分散体系分散的粒子半径小于Inm,相当于单个分子或离子的大小。二者为均匀的一相。单相体系如蔗糖溶于水后形成的“真溶液”。胶体分散体系分散的粒子半径1lOOnm,比单个分子大得多。并非为一个相，存在着相界面。胶体分散与水亲和力差的难溶性固体物质高度分散于水中所形成体系是一种高分散的多相体系的胶体分散体系为溶胶粗分散体系分散的粒子半径大于lOOnm,比单个分子大得多。可用普通显微镜甚至肉眼都能分辨出是多相体系。悬浮液（泥浆）和乳状液（牛乳）多相的分散体系按照二者的聚集态来进行分类：流体食品:液体中分散有气体、液体或固体的分散体系分别称为泡沫、

39、乳状液、溶胶或悬浮遭（a）泡沫是指在液体中分散有许多气体的分散系统气体由液体中的膜包裹成泡，把这种泡称为气泡当无数气泡分散在水中时溶液呈白色，这便是气泡溶胶（也称泡沫）泡沫形成方法:吹气法、搅拌法、振荡法（b）乳状液般是指两种互不相溶的液体，一方为徽小的液滴，分散在另一方液体的胶体中。根据分散相和连续相的不同可以分为水包油型（0/W）和油包水型（W/。）添加水溶性的乳化剂，形成的乳胶体为水包油型（o/W）。添加脂溶性的乳化剂，形成的乳胶体为油包水型（W/。）乳化剂附着在分散粒子界面上，降低界面自由能，阻碍界面积减少速度,延长乳胶体状态维持时间，具有这种作用的物质称为表面活性剂（表面活性物质或乳

40、化剂）相转换:乳胶体在不使油与水分离的情况下,0/W型经一定处理，可变为W/o型。而W/O型也能变成oW型。把这种连续相与分多相乳胶体:当把OW型和WO型乳胶体看成一个连续相,给这样的乳胶体添加亲水性或亲油性乳化剂后搅拌,此时各自的水或油又会成为分散相，得到Wo/或o/W/o型乳胶体C溶胶和凝胶溶胶:可流动的胶体溶液。食品中-般胶体粒子的分散介质是水，所以把分散介质（连续相）是水的胶体成为亲水性胶体，这样的溶解成为水溶胶。凝胶:失去流动性的胶体溶液。在分散介质中的胶体粒子或高分子溶质，形成整体构造而失去了流动性，或胶体全体虽然含有大量液体介质而固固化的状态称为凝胶（果冻、鸡蛋、豆腐）.4.3.

41、3液态食品分散体系的粘度表示方法 在一般情况下，分散体系溶液的粘度比分散介质的粘度大设n表示分散体系介质的粘度,n表示溶液的粘度表观粘度），则%称为相对粘度为包.=%_11称为比粘度%434影响液态食品粘度的因素 温度在一般情况下，温度每上升1,粘度减小5%-10% 分散相一一浓度、黏度、形状当分散相为液体时，剪切力会使球状的分散相粒子发生旋转，因而会引起内部的流动流动的程度与分散相的粘度有关。 分散介质对乳浊液粘度影响最大是分散介质本身的粘度。影响因素主要是e流变性质令化学组成令极性eph令电解质浓度 乳化剂化学成分:影响到粒子间的位能；乳化剂浓度及其对分散粒子分散程度（溶解度）的:影响到乳

42、浊液的状态；粒子吸附乳化剂形成的膜厚及其对粒子流变性质、粒子间流动的影响；改变粒子电荷性质引起的黏度效果；稳定剂的影响为了调整液体食品的流动性，或形体、口感，往往要对分散介质添加稳定剂明胶、琼脂、藻酸盐类、直链淀粉、CMc竣甲基纤维素，用得较多的就是胶类 稳定剂4.3.5. 食品流变性质的测定1）毛细管黏度计毛细管黏度计多用来测定液体的相对黏度基本方法:利用已知黏度的标准液（通常为纯水）,通过对比标准液和被测液的毛细管通过时间,求出被测液的黏度。常见的毛细管黏度计分类定速流动式适用于测定黏度随流动速度变化的非牛顿流体定压流动式适用于测定具有触变性或具有屈服应力的应力（3）位差式流动压力靠液体自

43、重产生。这也是最常见的毛细管粘度计类型。用来测定较低黏度的液体。2）落球式黏度计与落球式黏度计原理相同的测定仪还有气泡式黏度计3）回转测量的原理和仪器回转式黏度计主要有：令同心双圆筒式令转子回转式令锥板式平行板式粘度计落球毛细管平行板转动圆筒转动锥板测定粘度范围104104104106104109100-101-10510*-4.4食品物质的黏弹性粘弹性:把既有弹性，又可以流动的现象称为黏弹性。决定因素:食品化学组成、分子构造、分子内外结合、分子间结合、胶体组织、分散状态。4.4.1 食品的变形受影用4-15压缩变膨曲纹弹性极限点（L）,弹性范围内,力与变形的比例系数为弹性模量。Y为屈服点:达

44、到屈服点时,食品材料的一部分结构单元被破坏，开始屈服并产生流动,发生屈服时所对应的应力称为屈服应力。超过屈服点后增加应变时应力并不明显增加，这个阶段称为塑性变形R点称为断裂点:继续增加应变应力也随之增加，达到R点时，试样发生大规模破坏。它所对应的应力称为断裂极限或断裂强度）。食品的断裂形式：（脆性断裂和塑性断裂）脆性断裂:屈服点与断裂点一致。塑性断裂:塑性断裂的特点是试样经过塑性变形后断裂。如面包、面条、米饭、水果、蔬菜等。特例：有些糖果，当缓慢拉伸时产生塑性断裂,急速拉伸时产生脆性断裂。当物质发生断裂时，所需了解的概念：屈服点:当载荷增加，应力达到最大值后，应力不再增加,而应变依然增加的这个

45、点称为屈服点。（并非所有食品都有屈服点）（2）屈服强度:应变和应力之间的线性关系，在有限范围内不再保持时的应力点。生物屈服点:在应力应变曲线中，应力开始减少或应变不再引起应力增加的点。（生鲜食品,在此点，物质的细胞结构，开始遭到破坏。）破裂点:在应力一应变曲线上,作用力引起物质破碎或断裂的点。脆性断裂:屈服点与断裂点几乎一致的断裂情况，称为脆性断裂。延性断裂:指塑性变形后的断裂。断裂能:脆性断裂时，断裂点应力在断裂前所作的功（8）弹性:物质恢复原形的能力。（9）塑性:物质产生永久变性的性质。（10）弹性度:物质在去掉外力作用后,弹性变形和总变形量之比。4.4.2 食品的弹性弹性:物体在外力作用

46、下发生形变，撤去外力后恢复原来状态的性质。撤去外力后形变立即完全消失的弹性称为完全弹性。形变超过某邛艮度时,物体不能完全恢复原来状态，这种限度称为弹性极限。1 .弹性模量（杨氏模量）概念:物体受正应力作用产生轴向的变形称拉伸（或压缩）变形，表示拉伸变形的弹性模量也称为杨氏模量其意义:弹性模量是材料发生单位应变时的应力，表征材料抵抗变形能力的大小，弹性模量越大，越不容易变形。它是物体固有的物理量。2 .剪切模量固定立方体的底面，上面沿切线方向施加力F时，发生变形,称剪切变形。3 .体积模量意义:体积模量是物体受到表面正应力作用时,产生体积变化的难易程度。4 .泊松比在拉伸或压缩面团、凝胶等食品的

47、过程中，物体的体积不发生变化，则泊松比约等于0.5o海绵状食品，如面包,在压缩的垂直方向没有明显的变形，则U=0。5 .4.3食品的粘弹性体弹性:既有弹性又可以流动的现象称为粘弹性，具有粘弹性的物质称为粘弹性体。 粘弹性体的力学性质不像完全弹性体那样仅用力与变形的 关系来表示，还与力的作用时间有关。 “面团”（2）应力松弛:是指试样瞬时变形后,在变形（应变）不变情况下，试样内部的应力随时间的延长而减少的过程。值得注意的是:应力松弛是以一定大小的应变为条件的（e常数）如弹簧变松、橡皮筋变松蠕变:蠕变和应力松弛相反。蠕变是指把一定大小的力（应力施加于粘弹性体时，物体的变形（应变）随时间的变化而逐渐

48、增加的现象。注意:蠕变是以一定大小的应力为条件的（。常数）（4）曳丝性有许多黏弹性食品,如蛋清、山药糊、糊化淀粉糊等，当筷子插入其中，在提起时,会观察到一部分液体被拉起形成丝状，把这种现象称为曳丝性。具有曳丝性的液体，可认为其分子之间存在着一定的结合，形成了弱的网络结构。有些黏度高的液体，如食用油、糖液等，虽然用筷子也可提起“液线”，但它不是曳出的丝，而是黏性降下的液流。威森伯格效果4.4.3.1粘弹性的力学模型单要素模型胡克模型：阻尼模型滑块模型4.43.2麦克斯韦模型4.43.3伏格特-开尔芬模型4.4.4粘弹性的测定静粘弹性在测定粘弹性体的流变特性时,常使用流变仪进行静态测定试验。b应力

49、松弛实验应力松弛性质往往与食品的口感品质有很大的关系。c蠕变实验给试样施以恒定应力，测定应变随时间变化的情况。蠕变试验除了用于建立适当的流变模型外它所得到的弹性滞后时间也是代表试样力学性质的重要指标。动黏弹性给黏弹性体施以振动，或施以周期变动的应力或应变时，该黏弹性体所表现出的黏弹性质a.正弦波应力应变试验（谐振动试验）b.共振试验c.脉冲振动试验4.5食品流变学的应用一、小麦面粉的面团的流变性质第五章食品质地学基础5.1 食品质地概念及研究目的食品的质地（texture）是与以下三方面感觉有关的物理性质目视的外观感觉；用手或手指对食品的触摸感口腔摄入时的综合感觉,包括咀嚼时感到的软硬、黏稠、

50、酥脆、滑爽等等。特点1）质地是由食品的成分和组织结构决定的物理性质2）质地是附属于力学特性或流变特性的一种性质，光、电、磁性、还有温度、热力学特性不属于质地范畴。3）质地不是单一性质，而是属于多因素决定的复合性质4）质地主要由食品与口腔、手等人体部位的接触而感觉的；5）质地与气味、风味等性质无关；6）质地的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示研究目的1）解释食品的组织结构特性2）解释食品在加工和贮藏过程中所发生的物性变化3）提高食品的品质和嗜好特性4）为生产功能性好的食品提供理论依据5）明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系。5.2 食品质地的分类及研究方法5.2.1 分类（一）质地多面剖

51、析法TextureProfileAnalysis,TPASzczeniak质地多面剖析法和Sherman质地多面剖析法的提案得到较多的赞同。第一种分类方式（Szczesniak）分为:机械特性、几何特性、其他特性各种特性按摄食过程细分为咀嚼初期一次特性和咀嚼后期的二次特性第二种分类方式（Sherman包括烹调在内的一系列摄食过程中对食品的感觉。所谓质地多面剖析法，就是用科学的方法对质地评价语汇进行分类、定义，使之可以成为进行交流的客观信息。Szczeniak质地多面剖析法特性1次特性2次特性表现询汇特性内容（定义）硬度柔软、坚硬使食品达到一定变形所需的力，食品保持形状的内部结合力机凝聚性稣脆性酥、脆、嫩与硬度和凝