食品流变学研究

1 内容提要本章主要介绍了食品流变学的定义及研究目的，液态、固态、半固态食品的流变特性，以及食品流变性质的测定方法和食品流变学的应用。

2 重点难点•粘性流体的流变学基础理论，包括牛顿粘性定律，牛顿流体、假塑性流体、胀塑性液体、宾汉流体各自的特征；•液态食品分散体系的粘度表示方法以及影响液态食品粘度的因素；•粘弹性的力学模型，掌握单要素和多要素模型；•应力松弛、蠕变和滞后曲线实验。

4.1 食品流变学的定义及研究目的4.1.1 食品流变学流变学(IRheology)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。

食品流变学主要研究作用于物体上的应力和由此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数。

食品流变学研究的对象是食品物质。

食品物质种类繁多，为了研究方便，食品流变学把食品物质按形态简单分成液态食品、半固态食品和固态食品。

即把主要具有流体性质的食品物质归属于液态食品;主要具有固体性质的食品物质归属于固态食品;同时表现出固体性质和流体性质的食品物质归属于半固态食品。

液体又可分为两大类。

符合牛顿豁性定律的液体称之为牛顿流体;不符合牛顿豁性定律的液体称之为非牛顿流体。

把具有弹性的豁性流体归属于塑性流体。

食品流变学在食品物性学中占有非常重要的地位。

食品流变性质对食品的运输、传送、加工工艺以致人在咀嚼食品时的满足感等都起非常重要的作用。

特别是在食品的烹饪、加工过程中，通过对流变性质的研究不仅能够了解食品组织结构的变化情况，而且还可以找出与加工过程有关的力学性质的变化规律，从而可以控制产品的质量，鉴别食品的优劣，还可以为工艺及设备的设计提供有关数据。

4.1.2 食品流变学的研究目的食品流变学的研究目的有以下四种。

(1)食品流变学实验可用于鉴别食品的原材料、中间产品，也可用于控制生产过程。

食品流变学对提高食品质量、调节生产工艺过程等都有一定的作用。

例如在整理面包的过程中控制面团的流变性质就是一个例子。

(2)用食品流变仪测定法来代替感官评定法，定量地评定食品的品质、鉴定和预测顾客对某种食品是否满意。

食品流变学研究近年来，随着人们生活水平的提高和饮食习惯的改变，食品工业得到了蓬勃发展。

而食品流变学作为研究食品特性和品质的重要学科，也引起了广泛关注。

本文将从食品流变学研究的定义、意义和应用角度，以及相关技术和案例进行探讨，以期能更好地了解和应用食品流变学。

什么是食品流变学？食品流变学是研究食品材料在外力作用下的变形和流动规律的学科。

简单来说，它主要关注的是食品在加工过程中的流变特性以及这些特性如何影响食品品质。

食品的流变性质是指其对外力的反应和变形程度，包括黏弹性、流动性、抗剪切性等。

食品流变学的意义和应用对于食品行业来说，了解食品的流变性质是十分重要的。

首先，它有助于确定食品的质量和稳定性。

通过研究食品的流变特性，可以评估食品的结构稳定性、流动性和流变学参数，从而判断食品的质量和保质期。

其次，食品流变学的研究可以提高食品加工的效率和品质。

在食品加工过程中，了解食品的流变特性可以帮助优化生产工艺和设备选择，提高产品的可加工性和机械稳定性。

具体而言，通过对流体食品的黏度、流变应力和流变学参数的研究，可以调整食品的制造工艺和生产条件，提高产品的质量和产量。

另外，食品流变学还有助于解决食品加工过程中的问题。

在食品加工过程中，常常会出现诸如液体分离、胶凝过程不均匀等现象。

通过研究食品的流变特性，可以找到问题的原因，并采取相应的措施进行改进，从而解决这些问题。

食品流变学研究的相关技术和案例食品流变学的研究离不开一系列测试技术和仪器设备的支持。

目前，常用的食品流变学测试方法包括旋转流变仪、剪切流变仪和延伸性测试等。

这些技术可以通过施加恒定或变化的力来研究食品的应力-应变关系，进而确定食品的流变特性。

近年来，食品流变学的研究也得到了广泛应用。

例如，研究人员通过对乳制品的流变特性进行分析，探索了冷藏条件下酸牛奶稳定性下降的原因，并找到了改进和优化生产工艺的方法。

另外，对于巧克力制作过程中的混合和流动行为，研究人员利用流变学测试方法找到了合适的温度和搅拌速度，改善了巧克力的质量和口感。

食品加工中的流变学特性研究食品加工是一个非常重要的行业，因为食品直接和我们的健康和生活质量相关。

因此，对于食品加工中的一些关键参数和特性的研究，就非常重要了。

其中，流变学特性是一个非常重要而经常被忽略的因素。

本文将深入探讨食品加工中的流变学特性研究。

一、流变学的基本概念和应用流变学是物质变形和流动特性的研究，这涉及到物质的物理和化学性质，以及流动条件和环境。

流变学广泛应用于材料科学、化学、机械工程等领域，尤其在食品加工领域中，流变学有着广泛的应用。

流变学可看作是一种生物物理学研究，因为它用于研究物质的变形和流动特性，这涉及到分子组成、结构和力学性质。

流变学可以用于研究各种物质，包括液体、胶体、多相混合物等。

在某些情况下，流变学能够提供某些单个化合物的特性，如蛋白质、多糖等的特性，以及它们在某些条件下的行为。

在食品加工领域中，我们常常需要了解食品的流变学特性，因为食品处理过程中需要控制食品的黏度、弹性、形状等因素，以使食品有所改进或定制。

比如，食品加工过程中的混合、搅拌、泵送、灌装等操作都需要考虑食品的流变学特性，以确保产品质量。

二、流变学特性研究在食品加工中的应用当把不同种类的食品加工成一定形状，如牛奶加工成奶酪、酸奶等时，我们会发现在不同的加工过程中，所用的温度、时间、搅拌速度会产生不同的效果。

此时，流变学的知识就有助于我们解释为什么同一种食品加工成不同的形状，供应不同需求的消费者。

在食品加工工程领域，流变学是一个很重要的指标。

食品的流变学特性在加工过程中直接影响着产品的质量与市场竞争力。

在不同的消费者需求下，针对不同的加工技术要求，这些特性也会有所不同。

流变学特性在食品加工中的应用很广泛。

例如，当制作脆皮鸡排时，我们需要知道玉米粉在发生糊化和膨胀过程中的粘度变化。

当制作红烧肉时，我们需要知道油在不同温度下对肉的吐丝性质的影响。

当制作干酪时，我们需要利用流变学，以了解在真空下的干燥与塑料流动，以实现不同的口感和形状。

食品流变学的介绍以及应用美国化学家宾汉于1928年首次提出了流变学的概念，在食品物性学中，食品流变学的研究是发展最早的食品力学方面的研究、同时也是最为重要的研究。

其研究对象位食品，食品流变学特性与食品的化学分子、分子构造、分子内结合、分子间结合的状态、分散状态、以及组织结构有着极大的关系。

流变学(rheology)是有关物质的形变和流动的科学。

食品流变学是流变学的一个分支，是研究食品物质流动和变形发生、发展规律的科学。

近年来，流变学研究范围涉及到胶体体系和高分子的粘弹性、异常粘弹性、塑性流变等。

食品含有大量的胶状蛋白质、碳水化合物等高分子物质，与食欲有关的硬软度、口味、滋味等，均与流变学研究范围所包括的各种物性有密切关系[1]。

不久的将来，随着食品流变学研究的深入，将对食品味道等心理感觉有可能逐渐以某种物理量来表示。

流变学可以把各种食品原料加工过程中的那些微妙的物性变化加以科学的研究，而这些变化过去用化学方法是无法进行研究的。

食品流变学通过采用湍流(turbulence)、混沌(chaos)、数理统计(statistical theory)、最优化技术等概念和技术方法，使古老的食品科学鼎立于实验、理论和计算三根支柱之上。

例如，在炼乳生产中，表现粘度的控制是生产过程至关重要的环节。

同样，人造黄油的扩展度，糖果的硬度，肉的韧度等也都是产品质量的重要指标之一，因此，为了进一步提高产品质量，必须深入地了解和掌握食品物质的流动和变形特性，研究在各种条件下这些特性变化的规律及对产品质量和加工过程的影响。

正是在这个基础之上，食品流变学得以兴起和不断地发展。

它是食品工业向高质量、大型化、自动化发展的必然结果，引起了越来越多的食品工程技术人员的重视。

研究不断深入，应用日趋广泛。

食品物质种类繁多，多数物质由于组成的特殊性，一般都具有极其复杂的流变特性，从物理特性来看，几乎包括了所有不同流变特性的物质。

因此，在研究这些食品物质的流变特性时，仅仅依靠流变学的一般理论是远远不够的，必须从食品特性入手，研究其流变特性，建立起一套适合食品物质流变特性分析、研究的理论和方法。

应用食品流变学的基本原理1. 什么是食品流变学？食品流变学是研究食品在外力作用下流动、变形和破坏特性的科学。

它主要研究食品的流变性质，包括流变学测定方法、流变性质的分析和应用。

在食品加工和质量控制中，食品流变学被广泛应用于预测食品的加工性能、优化工艺参数、改善食品品质等方面。

2. 食品流变学的基本原理食品的流变性质是指食品在外力作用下发生变形的性质。

这些性质可以通过流变学测试得到。

食品的流变学性质受到多种因素的影响，包括温度、浓度、pH值、组分和加工工艺等。

2.1 流变学测试方法流变学测试方法主要包括剪切流变法和挤压流变法。

剪切流变法是最常用的方法，它通过施加剪切应力来测定材料的流变行为。

挤压流变法是在固定的挤压速率下测定材料的流变性质。

2.2 流变学参数食品的流变学参数描述了食品在外力作用下的变形和流动特性。

常见的流变学参数包括应力、应变和黏度等。

应力是食品物体在外力作用下的反应强度，应变则是指食品物体变形程度与原始形状之间的比例关系。

黏度则是食品物体流动时的阻力大小。

2.3 流变学在食品加工中的应用食品流变学在食品加工过程中发挥着重要的作用。

它可以帮助预测食品的加工性能，优化工艺参数，改善食品的口感和质量。

以下是食品流变学在食品加工中的应用示例：•调整食品配方：通过研究不同成分对食品流变性质的影响，可以选择合适的配方，达到理想的加工性能和品质要求。

•优化加工工艺：通过流变学测试，可以确定最佳加工温度、时间和剪切速度等参数，以提高食品的加工效率和品质。

•质量控制：流变学测试可以用来监测食品的质量，并及时调整生产过程，确保产品达到规定的质量标准。

•新产品研发：通过研究食品的流变性质，可以开发出新的食品产品，满足不同消费者的需求。

3. 总结食品流变学是研究食品在外力作用下流动、变形和破坏特性的科学。

它通过流变学测试方法和流变学参数来描述食品的流变性质。

食品流变学在食品加工中具有重要的应用价值，可以帮助提高食品的加工性能和品质，优化工艺参数，实现质量控制和新产品研发等目标。

力学在食品工程中的应用研究力学是物理学的一个分支，研究物体的运动和变形规律。

在食品工程中，力学的应用研究主要涉及到食品的加工、贮存和运输等方面。

以下是力学在食品工程中的应用研究的详细介绍。

一、食品加工中的力学应用研究1. 食品加工中的流变学研究流变学是研究物质变形和流动规律的学科，它在食品加工中有着广泛的应用。

例如，对于液态食品的加工，需要研究其流变学特性，以确定加工过程中的工艺参数，如搅拌速度、温度等。

此外，对于固态食品的加工，也需要研究其流变学特性，以确定加工过程中的压力、温度等参数。

2. 食品加工中的力学模拟研究力学模拟是指利用计算机模拟技术对物体的运动和变形进行模拟。

在食品加工中，力学模拟可以帮助研究人员预测加工过程中的变形和应力分布情况，从而优化加工工艺，提高加工效率和产品质量。

3. 食品加工中的传热传质研究传热传质是指物体内部的热量和物质的传递过程。

在食品加工中，传热传质的研究可以帮助研究人员优化加工过程中的温度和湿度控制，从而提高产品的质量和口感。

二、食品贮存中的力学应用研究1. 食品贮存中的力学模拟研究食品贮存中的力学模拟可以帮助研究人员预测食品在贮存过程中的变形和应力分布情况，从而优化贮存条件，延长食品的保质期。

2. 食品贮存中的气体传输研究食品贮存过程中，气体的传输对食品的质量和保质期有着重要的影响。

研究人员可以利用力学的方法研究气体在食品中的传输规律，从而优化贮存条件，延长食品的保质期。

三、食品运输中的力学应用研究1. 食品运输中的振动研究食品在运输过程中会受到振动的影响，从而影响食品的质量和口感。

研究人员可以利用力学的方法研究食品在运输过程中的振动规律，从而优化运输条件，保证食品的质量和口感。

2. 食品运输中的包装设计研究食品在运输过程中需要进行包装，以保证食品的质量和口感。

研究人员可以利用力学的方法研究包装材料的力学特性，从而设计出更加合理的包装方案，保证食品在运输过程中的安全性和质量。

流变学在科学研究中的应用流变学是一门研究物质在受力下流动和变形规律的学科，它可以用来研究各种物质的流动性质和变形行为。

流变学的应用非常广泛，在工程领域、医学领域、食品加工和制造业等多个领域都有重要的应用。

本文将围绕流变学在科学研究中的应用展开讨论。

一、生物领域在生物领域中，流变学被广泛应用于生物材料的研究和诊断。

例如，血液的流变学研究可以用于诊断心血管疾病、贫血等疾病。

此外，流变学还可以用于研究生物材料的黏弹性质、细胞的变形行为和中药的流变学性质等。

二、食品领域在食品领域中，流变学是非常重要的一门学科。

食品制造和加工过程中，往往需要对材料的流变性质进行研究和控制，以调节产品的质量和口感。

例如，流变学可以用于研究奶制品、面包和巧克力等材料的流变规律和变形行为。

三、材料领域流变学在材料领域中也有着重要的应用。

材料的流动和变形特性是材料工程设计和制造的重要参数，因此，材料的流变学研究对产品开发和制造非常重要。

例如，流变学可以用来研究高分子材料、金属材料和陶瓷材料的流变性质。

四、环境领域流变学在环境领域中也有着应用价值。

例如，在土壤科学和环境科学领域中，研究材料的流动和变形特性对于实现地下水资源的保护和管理非常重要。

在石油勘探和采掘领域中，流变学也是一个重要的研究方向。

五、其他领域除了以上领域，流变学还可以应用于纳米科技、医学影像学和涂料工程等多个领域。

在纳米科技中，流变学可以用来研究纳米材料的流变规律；在医学影像学中，流变学可以用来对人体器官的流体力学行为进行研究；在涂料工程领域中，流变学可以用来控制涂料的流动性质和涂布特性等。

结论总之，流变学在科学研究中有着广泛的应用，其中包括生物领域、食品领域、材料领域、环境领域、纳米科技、医学影像学和涂料工程等多个领域。

随着科学技术的不断进步和发展，流变学的应用范围还将不断扩大和深入。

食品工程中的食品流变学研究食品工程是一门研究食品加工、贮藏和生产的学科，旨在提高食品的生产质量和加工效率。

而在食品工程领域中，食品流变学是一门重要的研究领域，它通过研究食品的物理特性和流变特性，为食品加工和生产提供科学依据。

食品流变学研究的起点是牛顿流体和非牛顿流体的研究。

牛顿流体是指在剪切力作用下，流体内部各层之间的相对位移是线性关系，常见的例子是水和果汁。

而非牛顿流体则是指其内部各层之间相对位移不是线性关系，包括塑性流体、伪塑性流体和弹性流体等。

通过对非牛顿流体的研究，我们可以更好地了解食品在加工过程中的表现和行为，从而改善产品的质量。

食品流变学研究中的一个重要概念是流体的黏度。

黏度是指流体流动时内部所受到的阻力大小，是衡量流体流动性质的重要指标。

在食品工程中，控制食品的黏度可以影响其流动性和稳定性，对于产品的质量和口感非常重要。

例如，在酸奶的生产过程中，控制酸奶的黏度可以使其更易于包装和保存，同时也可以影响其口感和口感。

食品的流变学研究还可以用于探究食品的物理特性，例如弹性、黏弹性和塑性等。

通过对食品物理特性的研究，我们可以更好地了解食品在不同工艺条件下的变化规律，从而指导食品加工和贮藏过程中的操作。

例如，在面包的生产过程中，了解面团的弹性特性可以帮助调节面团的发酵时间和烘烤温度，从而获得理想的面包质地。

除了研究食品的物理特性，食品流变学研究还可以应用于探索食品的结构与品质之间的关系。

食品的结构与品质密切相关，通过研究食品的结构变化，可以洞察食品品质的形成机制。

例如，在巧克力的生产过程中，巧克力的结晶形态对其口感和质量有着重要影响。

通过研究巧克力的流变学特性和结构变化，可以优化其生产工艺，提高产品的品质。

食品流变学研究在食品工程中起着不可或缺的作用。

通过对食品的流变学特性的研究，可以更好地理解食品在加工和生产过程中的行为，为食品工程的发展提供科学依据。

同时，食品流变学的研究成果也可以应用于食品的质量控制和改进，从而提高消费者对于食品产品的满意度。