食品物性学固态与半固态食品的物性

食品物性学固态与半固态食品的物性第一节凝胶状食品的物性1.凝胶的概述第2页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性1.凝胶的概述凝胶食品的特点：凝胶态是食品的最常见形态之一。

形成凝胶的多糖、蛋白等对改善食品的口味质地发挥着重要作用。

凝胶食品的粘弹性、质地不仅是食品流变学研究的中心内容，也是食品科学技术十分重要的领域。热可逆凝胶：加热时会变成液态，冷却后又变为固态。热不可逆凝胶：温度的变化不会使凝胶发生变化。第3页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性2.溶胶与凝胶的转化蛋白质的溶胶-凝胶转变蛋白质溶胶加热时，会变成乳白色或者透明的凝胶。发生乳白色变化有两种情况：当蛋白质为低分子、低浓度时，一般形成凝聚物，如牛奶豆浆；高分子、高浓度时，转变为较硬的热不可逆凝胶，如蛋清蛋白（蒸水蛋）。第4页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性2.溶胶与凝胶的转化蛋白质的溶胶-凝胶转变加热后呈透明状态的溶胶再冷却时，若为低分子、低浓度，则仍保持溶胶状态；若为高分子、高浓度，有可能变为热可逆凝胶，如明胶。蛋白质热转变的性质与其疏水性氨基酸的疏水度（摩尔浓度）有关，以31.5%为界，高于此值，为凝固型蛋白；低于此值，为凝胶型蛋白（热可逆）。第5页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性2.溶胶与凝胶的转化多糖类溶胶-凝胶转变凝胶形成机理：一般的多糖，以散乱的链状分子分散于水中形成溶胶。当改变温度、浓度或添加某种物质后，链状分子就会互相产生结合点，形成网络结构，分散介质（水）则被收纳于这些网络空间中，形成凝胶。第6页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性2.溶胶与凝胶的转化多糖类溶胶-凝胶转变A、卡拉胶（角叉菜胶）：在K+离子存在时，螺旋处形成结合链，形成凝胶。B、琼脂凝胶：琼脂分子间以氢键结合产生双螺旋微胶束，再进一步凝聚成凝胶。C、海藻酸凝胶：Ca2+会使两个分子间形成配位结合。D、果胶凝胶：高甲氧基果胶（HM），以氢键形成结合部位；低甲氧基果胶（LM），以Ca2+配位结合。第7页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性3.凝胶状食品物性的测定方法凝胶食品物性的测定方法有感观分析和仪器测定。仪器测定有：基础测定法、经验测定法和模拟测定法。基础测定法是对凝胶的基础流变性（动/静粘弹性、应力松弛）进行测定和解析。方法有应力松弛实验和蠕变实验。经验测定法是根据经验，对可以表现食品物性的某些特征值进行测定，如硬度计、质构仪等。模拟测定法是模拟人的感官对凝胶进行压缩、拉伸、剪切、搅拌、咀嚼等测定的方法，如质构仪等。第8页,共30页，2024年2月25日，星期天第一节凝胶状食品的物性4.凝胶状食品的物性与感官评价面条的伸长率、凝聚性、剪断强度、松弛时间与口感品质有着较高的相关关系。第9页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性1.细胞状食品的物性细胞状食品的特征细胞状食品是指蔬菜、水果、大米、小麦粉这样，其细胞组织的性状与食品品质有密切关系的食品。水果特有的脆嫩口感与果胶的存在关系很大：年幼植物组织的果胶质以不溶性的原果胶存在；随着成熟的进程，原果胶水解成与纤维素分离的水溶性果胶，溶入细胞液内，使果实组织变软而有弹性；最后果胶发生去甲酯化，生成果胶酸，不会形成凝胶，果实变软。第10页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性1.细胞状食品的物性细胞状食品的特征蔬菜软化难易性质与其所含果胶的质量有很大关系：甲酯化程度高，HM含量高时，加热时容易为反式位脱离作用而分解，因此细胞间粘着力降低，发生软化。甲酯化程度低，LM含量高时，加热时不易软化，能够保持一定的脆硬性。第11页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性1.细胞状食品的物性细胞状食品物性的测定果蔬物性的测量是判断其成熟程度、新鲜程度和品质的重要手段。测量指标和方法要根据其组织结构的特点选定：对球形细胞组织的试样，可采用压缩穿透的方法；对细胞呈方向排列，或纤维组织、表皮组织，则可采用剪切、穿孔、弯曲等方法。第12页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性1.细胞状食品的物性细胞状食品物性的测定第13页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性2.纤维状食品的物性纤维状食品是指由纤维状组织成分构成的食品，主要有畜肉、鱼肉、纤维细胞发达的蔬菜、以及经特殊加工、组织为纤维状的加工食品等。这类食品的纤维状物质，存在一定的方向性，因此其物理性质也存在方向性。物性测试中，沿纤维方向和垂直纤维方向的差别是最重要的性质之一。第14页,共30页，2024年2月25日，星期天第二节组织状食品的物性2.纤维状食品的物性拉伸应力与“咬劲”的感觉一致。松弛时间小，更接近弹性体。s/p0越大，则弹力的减少程度越小。第15页,共30页，2024年2月25日，星期天第三节多孔状食品的物性多孔状食品：以固体或流动性较小的半固体为连续相，气体为分散相的固体泡食品。例如馒头，面包，海绵蛋糕；饼干，膨化小吃等。第16页,共30页，2024年2月25日，星期天第三节多孔状食品的物性1.多孔状食品物性的测定密度A、全容积测定(wholevolume)：体积置换法。B、膨胀度OR(overrun)：C、单个气泡体积(bubblevolume)：D、气孔率（比体积）：试样体积÷试样质量E、膨化率(expansionratio)：膨化后体积÷膨化前体积第17页,共30页，2024年2月25日，星期天第三节多孔状食品的物性1.多孔状食品物性的测定变形度A、微小变形：B、较大变形：不具可加性第18页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性粉体：微小固体颗粒的群体。粉体特点：可以因粒子间摩擦力而堆积，也可以像液体那样充填在各种形状的容器中；但与液体不同，由于摩擦力的存在，其对容器底的压力不与充填的高度成正比。粉体的基本性质和概念有粒子的尺寸、分布、吸湿性、粒子间隙，以及因互相摩擦而引起的力学特性等。第19页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粒子形状第20页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粉粒的尺寸定向径：同一方向上平行线间的粒子尺寸，测定大量粒子的定向径，以消除粒子随机位置带来的误差。定向面积等分径：用一定方向直线将粒子投影分为两部分，移动直线使两部分面积相等时，投影内直线的长度。筛分径：通过和不通过两相邻标准筛孔的算术平均值或几何平均值。有效粒子径：由粒子的力学性质决定的尺寸。第21页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态平均尺寸算术平均径：几何平均径：比表面积径：

其中：Sw为比表面积，ρ为粒子的真密度(soliddensity)；k为形状系数比。中径：d50粒径分布的累计值为50%时的粒径第22页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粒子径分布累积分布：粒度小于d的所有颗粒的粒数占全部颗粒的粒数的百分数，称累积分布。频率分布：把大小在一定尺寸范围的粒子径，按一定间隔分级，求出各间隔尺寸中粒子的量。第23页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粒子径分布

横坐标表示粒子径大小；纵坐标表示各粒子径范围粒子的数量或质量比，或他们的积累值。第24页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粒度分布函数把粒度分布曲线进行处理回归可得到粒度分布函数，目前代表性的分布函数有：对数分布，正态分布，R-R分布。R为粒子径大于D的粒子质量比(%)；D为任意粒子径；a为粒度特征常数；n为分布常数。第25页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性1.粉体粒子的状态粒度测定法光学显微镜法电子显微镜法筛分法透过法：利用充填层中粉体的气体透过性测定比表面积。吸附法：由等温吸附线求出对水分子的单分子层吸附量，得到吸附的分子数，根据比表面积计算平均粒子面积。沉降法：将粉体放入液体中，在重力下自由沉淀，求出有效粒子径分布。

第26页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性2.粉体的堆积状态粉体的堆积不仅与单个粒子的性状有关，而且与其集合体，即堆积状态的性质有密切关系。堆积表示方法A、比体积或表观比体积：单位质量粉体充填时所占的容积。B、表观密度：比体积的倒数。C、空隙率(porosity)：充填粉体所占整个容积中，空隙所占体积的比例。D、空隙比：空隙体积与粒子本身所占体积之比。E、充填率：粉体粒子本身所占体积与充填表观体积之比。第27页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性2.粉体的堆积状态粉体密度测定法A、粒子密度：密度瓶其中m0为密度瓶的质量；m1为将样品投入密度瓶后的质量；m2为放入样品后再注满分散介质时的质量；ms为密度瓶中只装满分散介质时的质量；ρs为分散介质密度。分散介质多用四氯化碳。对于可溶性粒子，还可以通过其溶液的密度和固形成分率的测定计算出。

第28页,共30页，2024年2月25日，星期天第四节粉体食品的物性2.粉体的堆积状态粉体密度测定法B、表观密度：表观密度受充填状态的影响很大，测定时分为低密度和高密度两种。

第29页,共30页，2024年2月2