食品物性学-第二章 食品的力学性质和流变学基础

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2.1.5 食品流变性质的测定
2.1.5.1 黏度测量 1）毛细管黏度计 毛细管黏度计大体上
是U型，主要适用于低 黏度的流体。
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2）落球黏度计
这类黏度计含有一根管子，小球在重力的作用下 可以从管中落下，其操作方法是测量小球在重力作 用下，通过装有流体的管子所需的时间。
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2.1.3.2 淀粉类食品
淀粉溶液经过加热处理后具有凝胶性，流变 学性质变化范围很宽，从简单的黏性流体扩延到 高弹性的凝胶，这种多样性使淀粉具有广泛的工 艺用途。
1）淀粉水分分散液结构与流变性质关系 淀粉增稠与凝胶性质主要取决于系统的微观
结构，而微观结构与淀粉加工及淀粉种类有关。 淀粉分散系是胶质系统，膨胀的淀粉颗粒形
1）应力松弛实验
如果食品物料变形成固定的形状并保持不变，
那么维持这种形变所需要的应力随着时间而下降，即
应力松弛现象。
2）爬升实验
如果物料上存在较大的恒力负载，随着时间的延 长物料持续变形，通常称为爬升。
爬升实验是指在标准时间段测量瞬间恒力作用， 在物质上所产生的形变。
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3）动力学实验
2.1.2 食品的流变学特性变化规律
2.1.2.1 液态食品分散体系的流变学特征
1）食品分散体系的分类
（1）分子分散体系。分散的粒子半径小于 10-7cm ，相当于单个分子或离子的大小。如蔗糖溶于水 后形成的“真溶液”。
（2）胶体分散体系。分散相的粒子半径为 10-7~10-5cm。
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第二章 食品物性学
第二章 食品物性学
2.1

胶体溶液
1~100nm 超显微镜
悬溶
200nm 光学显


2.1.3 分散系统的胶体

食品胶体的分类
连续相 分散相 类别名称 气体 液体 气溶胶 固体 粉 末 糖 液体 气体 泡 沫 液体 乳胶体 酱 固体 悬胶体 溶 胶 凝 胶 食品举例 弥漫香气的雾 淀粉、小麦粉 砂 掼奶油 、啤酒沫 牛奶、黄油、蛋黄 果汁、汤汁 淀粉糊、肉汤 果冻、粉条、豆腐
绪 论
食品物性学的研究目的
食品物性学的研究历史 食品物性学的研究内容
第一节 食品物性学的研究目的
•
食品加工领域研究的主要内容： 以食品化学和食品生化为主—— 食品科学类知识 （食品的化学成分和性质） 以食品机械为主—— 食品工程类知识（设备与机械的开发） 重要的连接部分-------食品物性学
食品物性学可以解决的问题

目的是改善食品的品质。
四、 食品的光学性质

是指食品物质对光的吸收、反射及其对感官反 应的性质。 领域：
a)
通过光学性质实现对食品的成分的测定（糖度 仪、酸度仪等）
食品色泽的研究 （判断食品的新鲜程度、 成熟与否、品质的好坏等）
b)
CR-300 色差计
小结

食品物性学历史较短 研究对象多，体系复杂 研究内容主要有力学、光学、热学、电学
2.1 食品物性的胶体性
2.1.1 食品物性构成体系与力学性质的 复杂性 食品的构成：固 体、水、空气等 普通混合物的宏 构成的分散体系。 观物性公式不随 （非对称性 -----系统各相成分的 特异性） 改变而改变，其 物性函数具有对 称性。
分散系统



是指数微米以下、数纳米以上的微粒子， 在气体、液体或固体中浮游悬浊的系统。 （食品的组成十分复杂，多为非均质构造） 微粒子------分散相 气体、液体或固体介质------分散介质（连 续相）

0<n<1
N=1
1<n<∞
浓缩肉汁是一种典型的宾汉流体。
部分液态食品的塑性
流动规律符合卡松公式：
如：苹果酱、 番茄酱、巧克力等。
（4）触变性流动(thixotropy)：当液体在振动、搅拌、摇
动时，其黏性减少，流动性增加，但静置一段时间后，流

二、黏性
（一）黏性的概念 阻碍流体流动的性质称为黏性。黏性从微观 上讲，就是流体受力作用，其质点间作相对 运动时产生阻力的性质。这种阻力来自内部 分子运动和分子引力。 黏性的大小用黏度(或称黏性率、黏性系数)来 表示。根据变形的方式，黏度还可分为：

剪切黏度(coefficient of shear viscosity)

大部分液态食品0<n<1，都是假塑性液体。 n值越小，随着流速的增加，黏滞阻力增加相对越慢。 这是因为 n越小，液体内部构造越弱 ，随着剪切流 速的增大，其内部分子结合而形成的阻力由于构造破坏 而减少。

当流速对内部构造没有影响时 n =1，这就是理想的
牛顿流体。
（2）胀塑性流动（dilatant flow） 当 1<n<∞ 时，即表观黏度随着剪切应力或剪切速率的
根据σ0的有无和n的取值范围，非牛顿流动分类：
（1）假塑性流动（pseudoplastic flow）
当 0<n<1 时，即表观黏度随着剪切应力或剪切速率的 增大而减少的流动，称为假塑性流动，亦称准塑性流动， 拟塑性流动或剪切稀化流动（shear thinning flow） 。 符合假塑性流动规律的液体称为假塑性液体。 σ0=0；0<n<1
或流动的科学。
除了力的作用外，力的作用时间对变形的影响也

食品的变质过程
食品变质过程中力学性质的改变 可以反映其保质期的长短，如软
化、变黏等。
食品的保护措施
通过控制食品的力学性质，可以 采取相应的保护措施延长保质期
，如真空包装、气调包装等。
06
未来展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
新技术在食品力学性质研究中的应用
成熟阶段
食品力学在理论体系、研 究方法和应用领域方面逐 渐成熟，成为食品科学领 域的重要分支。
02
食品力学性质
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
弹性
弹性是指食品受到外力作用后发 生形变，当外力去除后能够恢复
原状的性质。
食品的弹性与其成分、结构和加 工处理方法有关。例如，蛋白质 含量高的食品通常具有较好的弹
性。
弹性是食品口感和质地的重要影 响因素，如面条、馒头等食品需 要具有一定的弹性才能保持良好
的口感和质地。
塑性
塑性是指食品在外力作用下发生形变 ，但当外力去除后不能恢复原状的性 质。
塑性是食品加工和成型过程中的重要 性质，如糖果、巧克力等食品需要具 有良好的塑性才能方便加工和成型。
食品的塑性与水分含量、温度和成分 等因素有关。例如，面包在制作过程 中需要经过揉捏和发酵，使其具有一 定的塑性。
实验研究方法通常需要使用专业的测试仪器，如万能材料试验机、硬度 计等，来对食品进行力学性质测试。
实验研究方法还可以通过对食品进行微观观察和分析，如使用扫描电子 显微镜（SEM）等设备，来深入了解食品的微观结构和力学性质之间的 关系。
理论分析方法
理论分析方法通常需要使用数值计算软件，如有限元 分析（FEA）、有限差分法（FDM）等，来对食品的 力学行为进行模拟和分析。