食品物性學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、食品物性學(xué)復(fù)習(xí)資料微觀結(jié)構(gòu)有序性：有結(jié)晶態(tài)、液晶態(tài)和玻璃態(tài)。力學(xué)性質(zhì)：粘性、粘彈性體等1 .定義：流變學(xué)（Rheology）是研究材料的流動(dòng)和變形的科學(xué)，它與物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。食品流變學(xué)主要研究作用于食品的應(yīng)力和由此產(chǎn)生的應(yīng)變的規(guī)律，并用力、變形和時(shí)間的函數(shù)關(guān)系來(lái)表示2食品流變學(xué)的研究目的食品感官評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容， 決定品質(zhì)好壞， 用食品流變儀測(cè)定法來(lái)代替感官評(píng)定法，定量地評(píng)定食品的品質(zhì)、鑒定和預(yù)測(cè)顧客對(duì)某種食品是否滿意。與食品的生化變化、變質(zhì)情況密切相關(guān)。食品流變學(xué)實(shí)驗(yàn)可用于鑒別食品的原材料、 中間產(chǎn)品， 也可用于控制生產(chǎn)過(guò)程流變學(xué)理論己經(jīng)廣泛應(yīng)用于有關(guān)的工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)。第 2 章

2、 食品的主要形態(tài)與物理性質(zhì)1、 1、微觀結(jié)構(gòu)與作用力物質(zhì)的結(jié)構(gòu)： 物質(zhì)的組成單元（原子或分子） 之間相互吸引和相互排斥的作用達(dá)到平衡時(shí)在空間的幾何排列。分子結(jié)構(gòu)： 分子內(nèi)原子之間的幾何排列聚集態(tài)結(jié)構(gòu)： 分子之間的幾何排列2、高分子內(nèi)原子間與分子間相互作用主價(jià)力：a.鍵合力包括：共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵次價(jià)力：b.范德華力（包括：靜電力、誘導(dǎo)力、色散力）c.氫鍵e疏水鍵疏水相互作用是蛋白質(zhì)折疊的主要驅(qū)動(dòng)力。 同時(shí)也是維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的重要因素3、高分子鏈結(jié)構(gòu)與柔性高分子鏈之所以具有柔性的根本原因在于它含有許多可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的6單鍵自由聯(lián)結(jié)鏈：線形高分子鏈中含有成千上萬(wàn)個(gè)6鍵。如果主鏈上每個(gè)單鍵的內(nèi)旋

3、轉(zhuǎn)都是完全自由的， 則這種高分子鏈稱為自由聯(lián)結(jié)鏈。 柔性高分子鏈的理想狀態(tài)如果高分子主鏈上沒(méi)有單鍵，則分子中所有原子在空間的排布是確定的，即只存在一種構(gòu)象，這種分子就是剛性分子。如果高分子主鏈上雖有單鍵但數(shù)目不多，則這種分子所能采取的構(gòu)象數(shù)也很有限，柔性不大柔性高分子鏈的外形呈 橢球狀 。 隨著分子的熱運(yùn)動(dòng)， 高分子鏈的構(gòu)象不停地發(fā)生變化。 無(wú)規(guī)線團(tuán)： 通常把無(wú)規(guī)則地改變著構(gòu)象的橢球狀高分子2、 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與內(nèi)聚能1、食品形態(tài)微觀結(jié)構(gòu)按分子的聚集排列方式主要有三種類型 :晶態(tài)： 分子 （或原子、離子） 間的幾何排列具有三維遠(yuǎn)程有序液態(tài)： 分子間的幾何排列只有近程有序（即在1-2 分子層內(nèi)排列有

4、序），而遠(yuǎn)程無(wú)序氣態(tài)： 分子間的幾何排列 不但遠(yuǎn)程無(wú)序， 近程也無(wú)序兩種過(guò)渡態(tài)玻璃態(tài)（無(wú)定形） ： 分子間的幾何排列只有近程有序，而無(wú)遠(yuǎn)程有序，即與液態(tài)分子排列相同液晶態(tài)： 分子間幾何排列相當(dāng)有序， 接近于晶態(tài)分子排列， 但是具有一定的流動(dòng)性 （如動(dòng)植物細(xì)胞膜和一定條件下的脂肪）凝膠態(tài)：有一定尺寸范圍的粒子或者高分子在另一種介質(zhì)中構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)，或者說(shuō)另一種介質(zhì)（例如：水、空氣）填充在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中 粒子凝膠： 具有相互吸引趨勢(shì)的粒子隨機(jī)發(fā)生碰撞形成粒子團(tuán)， 當(dāng)這個(gè)粒子團(tuán)再與另外的粒子團(tuán)發(fā)生碰撞時(shí)又形成更大的粒子團(tuán)，最后形成一定的結(jié)構(gòu)形態(tài). 聚合物凝膠： 都是由細(xì)而長(zhǎng)的線形高分子， 通過(guò)共

5、價(jià)鍵、 氫鍵、 鹽橋、 二硫鍵、微晶區(qū)域、纏繞等方式形成交聯(lián)點(diǎn)，構(gòu)成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)2、內(nèi)聚能：1mol 的聚集體氣化時(shí)所吸收的能量高分子鏈上的極性基團(tuán)的極性越小， 單位摩爾體積中的內(nèi)聚能就越低， 高分子鏈的柔軟性就越好3、食品主要成分結(jié)構(gòu)形態(tài)蛋白質(zhì) ：一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)脂肪：層狀、六方形I、六方形H、 立方碳水化合物： 單螺旋結(jié)構(gòu)：直鏈淀粉雙螺旋結(jié)構(gòu)：角叉菜膠P25 圖 2-33蛋盒結(jié)構(gòu)：海藻酸鹽P27 圖 2-353、 食品中的水分1、水的基本物性1） H-O 鍵間電荷的非對(duì)稱分布使H-O 鍵具有極性， 這種極性 使分子之間產(chǎn)生引力 .2）由于每個(gè)水分子具有數(shù)目相等的

6、氫鍵供體和受體，因此可以在三維空間形成多重氫鍵， 形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水的分子團(tuán) 多孔隙構(gòu)造準(zhǔn)穩(wěn)定系統(tǒng)每個(gè)水分子在結(jié)構(gòu)中穩(wěn)定的時(shí)間僅在 10-12s 左右，在極短的時(shí)間內(nèi)， 于其平衡位置振動(dòng)和排列， 并不斷有水分子脫離和加入某一個(gè)分子團(tuán)， 這也是 水具有低黏度和較好流動(dòng)性的根本原因2、水與離子、親水溶質(zhì)間的相互作用離子和有機(jī)分子的離子基團(tuán)與水形成水- 離子鍵， 其鍵能雖然遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵， 但是卻大于水分子間的氫鍵，使水分子的流動(dòng)性下降例如： 在淀粉糊中加入糖， 糖與水的結(jié)合改變淀粉的糊化， 使糊化和糊化后的老化（B化）速度減慢。蛋白質(zhì)的變性也需要水，因此，當(dāng)糖存在時(shí)蛋白質(zhì)的變性也會(huì)減慢。3、水與非極

7、性物質(zhì)的相互作用 疏水水合： 向水中添加疏水物質(zhì)時(shí)，由于它們與水分子產(chǎn)生斥力，從而使疏水基團(tuán)附近的水分子之間的氫鍵鍵合增強(qiáng)，使得 熵減小 ，此過(guò)程成為疏水水合 疏水相互作用：當(dāng)水與非極性基團(tuán)接觸時(shí)，為減少水與非極性實(shí)體的界面面積，疏水基團(tuán)之間進(jìn)行締合，這種作用成為疏水相互作用。為什么陳酒的口感好？陳釀的酒在杯中顯得 “黏” ，酒精揮發(fā)也慢一些，這可以認(rèn)為，酒在長(zhǎng)期存放中，水分子與乙醇分子形成了疏水性的水合結(jié)構(gòu)。因此，陳放的酒口感也比較溫和，沒(méi)有即時(shí)調(diào)制的酒那么 “辣” 。4、 食品分散體系（重點(diǎn)）1 .分散系統(tǒng)：數(shù)微米以下、數(shù)納米以上的微粒子，在氣體、液體或固體中浮游懸濁 （即分散）的系統(tǒng)。包

8、括 : 分散相：微粒子 分散介質(zhì)：氣體、液體或固體的介質(zhì)，也稱連續(xù)相2 .分散體系的特點(diǎn): 分散體系中的分散介質(zhì)和分散相都以各自獨(dú)立的狀態(tài)存在，所以分散體系是一個(gè)非平衡狀態(tài)。 每個(gè)分散介質(zhì)和分散相之間都存在著接觸面，整個(gè)分散體系的兩相接觸面面積很大，體系處于不穩(wěn)定狀態(tài)。3、食品分散體系的分類（1）分子分散體系：分散的粒子半徑小于10-7cm， 相當(dāng)于單個(gè)分子或離子的大小。此時(shí)分散相與分散介質(zhì)形成均勻的一相。 因此分子分散體系是一種單相體系。 與水的親和力較強(qiáng)的化合物， 如蔗糖溶于水后形成的 “真溶液 ”就是例子。（2）膠體分散體系：分散相粒子半徑在10-7-10-5cm 的范圍內(nèi)， 比單個(gè)分子

9、大得多。分散相的每一粒子均為由許多分子或離子組成的集合體。 分散相與分散介質(zhì)己并非為一個(gè)相，存在著相界面。這種體系有時(shí)也簡(jiǎn)稱為 “溶膠 ”。粗分散體系：分散相的粒 子半徑在10-510-3cm的范圍內(nèi)，可用普通顯微鏡甚至肉眼都能分辨出是多相體系。例如懸浮液（泥漿）和乳狀液（牛乳）就是例子表4 T舞*H分1M體裝的八種類型鐘的令順?lè)指?液體y的膠同體材體向的、就梢 "t岫、T 何場(chǎng).盹廝式材F休相瞇用HI油.修酒秣油體n時(shí)他小JL . 小丸油一則油一強(qiáng)也種冏體冶股儂幀.役構(gòu)網(wǎng)人酉雨一1瓦體同£依擢面bL整二用虬陽(yáng)修油體海蛟薛畸.%岐.用1股固f*4、泡沫和氣泡的形成與性質(zhì)泡

10、沫：含有天然或合成界面活性物質(zhì)的液體分散于介質(zhì)中， 存在大量氣泡的狀態(tài) （球形泡沫），或在大量氣泡之間，由很薄的液膜分隔，氣泡呈多面體的狀態(tài)（多面 體泡沫）的總稱1）泡沫形成原理一一氣液界面的分子，由于受內(nèi)部拉力作用，都有向液體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨向，表面會(huì)自發(fā)地縮成液滴，或使氣泡成球狀 表面活性物質(zhì)分散于氣水界面時(shí)，分子的親水基團(tuán)部分便有向水中擴(kuò)散的傾向，而疏水基團(tuán)部分趨向氣相，使表面能降低。具有穩(wěn)定泡沫的作用表面活性物質(zhì)：使溶液表面張力降低的物質(zhì)、由親水性極性基團(tuán)和疏水性非極性基團(tuán)組成的2）影響泡沫穩(wěn)定的主要因素（1）氣泡壁液體由于重力作用產(chǎn)生 離液現(xiàn)象和液體蒸發(fā)，引起泡膜變薄。表面黏度的影響：泡膜

11、液體黏度越大，膜強(qiáng)度也越大；即使氣泡細(xì)小，內(nèi)壓 展大，離液也比較少，氣泡比較穩(wěn)定（3）馬蘭高尼效果：當(dāng)氣泡膜薄到一定程度，膜液中界面活性劑分子就會(huì)產(chǎn)生局 部的減少，于是這些地方的表面張力就會(huì)比原來(lái)或周圍其它地方的表面張力有所 增大。因此，表面張力小的部分就會(huì)被局部表面張力大的部分所吸引，企圖恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)3）消泡原理一一消泡劑滴至泡膜時(shí)，會(huì)在膜表面擴(kuò)散。在消泡劑擴(kuò)散之處，表面張力局部降低，使得這部分膜變得很薄而導(dǎo)致破裂消泡劑性質(zhì)：分子中也有親水基和親油基，難溶于水；比重要小，易浮于液面；表面張力要小，易在液面擴(kuò)散。代表性的消泡劑：硅油乳化液、油脂、酒精等水溶性差的液體乳化劑都可作為消泡齊I。五

12、、動(dòng)物肌肉組織1、肌肉的一般結(jié)構(gòu)：肌肉-肌束-肌纖維-肌原纖維-肌節(jié)（一個(gè) A帶和兩個(gè)位于 A 帶兩邊的半個(gè)I 帶）A 帶：光線較暗的區(qū)域I 帶：光線較亮的區(qū)域Z 線： I 帶中央有一條暗M 線： A 帶中央有一條暗線H 區(qū)：在 M 線附近有一顏色較淺的區(qū)域。肌節(jié)：兩個(gè)相鄰 Z 線間的肌原纖維肌節(jié)是肌原纖維的重復(fù)構(gòu)造單位六、植物性細(xì)胞結(jié)構(gòu)果膠作為細(xì)胞間質(zhì)，與纖維素、半纖維素、糖蛋白一起發(fā)揮細(xì)胞壁的作用未成熟的果實(shí)細(xì)胞間含有大量原果膠， 它不溶于水， 與纖維素、 半纖維素等組成堅(jiān)固的細(xì)胞壁，組織堅(jiān)硬。隨著成熟的進(jìn)程， 原果膠水解成水溶性果膠， 溶入細(xì)胞液內(nèi)， 使果實(shí)組織變軟而有彈性。最后，果膠發(fā)

13、生去甲酯化作用，生成果膠酸，果膠酸不會(huì)形成凝膠，果實(shí)變成軟溏狀態(tài)。第 3 章 黏性食品的流變特性一黏性及牛頓黏性定律1、黏性是表現(xiàn)流體流動(dòng)性質(zhì)的指標(biāo)，阻礙流體流動(dòng)的性質(zhì)2、牛頓黏性定律?剪切應(yīng)變e用它在剪切應(yīng)力作用下轉(zhuǎn)過(guò)的角度（弧度）來(lái)表示，即e = 9=dx/dy。則剪切應(yīng)變的速率為：？ = 8/dt =dx/dy/dt=du/dy 單位S-1也稱為速度梯度 又因?yàn)榧羟袘?yīng)力（7 =F/A故牛頓黏性定律：（T = ? ?二黏性流體的分類及特點(diǎn)? 理想流體 : 黏度為零的流體? 牛頓流體： 服從牛頓黏性定律的流體? 非牛頓流體：不服從牛頓黏性定律的流體1.牛頓流體：1）剪切應(yīng)力與剪切速率成正比（

14、6=? ?）2）黏度不隨剪切速率的變化而變化。 （如圖）例如：水、糖液、清燉肉湯等非牛頓流動(dòng)狀態(tài)方程：o- = k ? （ 1< n <°° ,0 < n <1）? 其中 k 為黏性常數(shù)，與流體濃度有關(guān)； n 為流態(tài)特性指數(shù)n =1 時(shí)為牛頓流體公式 k= ?設(shè)？ = k ? 則=k ? 寫(xiě)成（T = ?稱為表觀黏度，與k, n有關(guān)，是？的函數(shù)，表示非牛頓流體在一定流速的 黏度2 .假塑性流體 在非牛頓流動(dòng)狀態(tài)方程式中，當(dāng)0 < n <1時(shí)，表觀黏度隨著剪切應(yīng)力或剪切速率的增大而減少的流動(dòng)，稱為假塑性流動(dòng)（剪切稀化）。大多數(shù)非牛頓流體都屬

15、于 假塑性流體 原因：1、弱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞2、有假塑性流動(dòng)性質(zhì)的液體食品，大多含有高分子的膠體粒子，這些粒子多由巨大的鏈狀分子構(gòu)成。在靜止或低流速時(shí)，它們互相勾掛纏結(jié)，黏度較大，顯得 黏稠。但當(dāng)流速增大時(shí)，也就是由于流層之間的剪應(yīng)力的作用， 使比較散亂的鏈 狀粒子滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)而收縮成團(tuán)，減少了相互勾掛，這就出現(xiàn)了剪切稀化現(xiàn)象例如：一些高分子溶液、懸浮液和乳狀液，如醬油、菜湯、番茄汁、濃糖水、 淀粉糊、蘋(píng)果醬等聞 3假m rt 時(shí)昨皿他祜內(nèi) 曲蛛3 .脹塑性流體 在非牛頓流動(dòng)狀態(tài)方程式中，當(dāng)1< n <8時(shí)，表觀黏度隨剪切速率的增大而增大,稱脹塑性流動(dòng)，也稱剪切增稠流動(dòng)原因解釋：?具有

16、剪切增稠現(xiàn)象的液體的膠體粒子一般處于致密充填狀態(tài)，是糊狀液體?作為分散介質(zhì)的水，充滿在致密排列的粒子間隙中。當(dāng)施加應(yīng)力較小、緩 慢流動(dòng)時(shí)，由于水的滑動(dòng)與流動(dòng)作用，膠體糊表現(xiàn)出較小的黏性阻力?用力攪動(dòng)，處于致密排列的粒子就會(huì)一下子被攪亂，成為多孔隙的疏松排 列構(gòu)造，原來(lái)的水分再也不能填滿粒子之間的間隙、 粒子與粒子間無(wú)水層 的滑潤(rùn)作用，黏性阻力會(huì)驟然增加，甚至失去流動(dòng)性質(zhì)?粒子在強(qiáng)烈的剪切作用下結(jié)構(gòu)排列疏松，外觀體積增大，這種現(xiàn)象稱之 為脹容現(xiàn)象。塑性流動(dòng)：是指流動(dòng)特性曲線不通過(guò)原點(diǎn)的流動(dòng)。對(duì)于塑性流動(dòng)，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)6 0時(shí)，流動(dòng)特性符合牛頓流動(dòng)規(guī)律的，稱為賓漢流 動(dòng)。反之，稱為非賓漢流動(dòng)例如：融

17、化的巧克力、慣奶油 、橘子汁60% 、梨醬（固形物18.3%）番茄醬（固形物11%）、大豆分離蛋白20 % 、乳精蛋白20 %5.觸變性流體觸變性流動(dòng)是指當(dāng)液體在振動(dòng)、攪拌、搖動(dòng)時(shí)黏性減少、流動(dòng)性增加，但靜置一段時(shí)間后，又變得不易流動(dòng)的現(xiàn)象機(jī)理：隨著剪切應(yīng)力的增加粒子間形成的結(jié)合構(gòu)造受到破壞，因此黏性減少， 當(dāng)應(yīng)力停止的時(shí)候，粒子間結(jié)合構(gòu)造需要一段時(shí)間恢復(fù)，并逐漸形成?呈現(xiàn)觸變流動(dòng)的食品口感比較柔軟爽口例如：番茄醬、蛋黃醬、煉乳觸變性流體一定是假塑性流體，而假塑性流體不一定都具有觸變性6、流凝性流體流凝性流動(dòng)：與觸變性流動(dòng)相反，即液體隨著流動(dòng)時(shí)間的增加，變得越來(lái)越黏稠。（流體黏度隨剪切速率和剪

18、切時(shí)間而增加）例如：臘質(zhì)玉米糊化淀粉、糖漿具有流凝性的食品往往呈黏稠性的口感三.影響液態(tài)食品黏度的因素1 .溫度的影響：液體的黏度是溫度的函數(shù)。在一般情況下，溫度每上升1C,黏度減小5%10%2 .分散相的影響：（a）分散相的相對(duì)分子質(zhì)量：與分子鏈長(zhǎng)度、支化度和支鏈長(zhǎng) 度有關(guān) （b）分散相的濃度：分散相為球形固體粒子的液體，影響其黏度的是分散 相的體積分?jǐn)?shù)（c）分散相黏度：當(dāng)分散相為液體時(shí)，剪切力會(huì)使球狀的分散相粒子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而會(huì)引起內(nèi)部的流動(dòng)（d）分散相的形狀3 .分散介質(zhì)的影響：對(duì)乳濁液黏度影響最大的是分散介質(zhì)本身的黏度。與分散 介質(zhì)本身黏度有關(guān)的影響因素主要是其本身的流變性質(zhì)化學(xué)組成、

19、極性、pH以及電解質(zhì)濃度等4 .乳化劑的影響：乳化劑對(duì)乳濁液黏度的影響，主要有以下幾方面 ：化學(xué)成分，它影響到粒子間的位能；乳化劑濃度及其對(duì)分散粒子分散程 度（溶解度）的影響。它還影響到乳濁液的狀態(tài)；粒子吸附乳化劑形成的膜厚 及其對(duì)粒子流變性 質(zhì)、粒子間流動(dòng)的影響；改變粒子電荷性質(zhì)引起的黔度效 果；穩(wěn)定劑的影響四.液態(tài)食品的流變性質(zhì)測(cè)定常見(jiàn)的測(cè)定方法有：毛細(xì)管測(cè)定法、圓筒旋轉(zhuǎn)式測(cè)定法和錐板旋轉(zhuǎn)式測(cè)定法、落 球式測(cè)定法、平行板測(cè)定法等。毛細(xì)管黏度計(jì)1）測(cè)量原理：根據(jù)圓管內(nèi)液體作層流流動(dòng)建立的2）模型特征：特性處于恒穩(wěn)流動(dòng)狀態(tài)，即體系中任何一點(diǎn)位置上的流動(dòng)速度 （大 小和方向）不隨時(shí)間改變3）計(jì)算

20、原理：設(shè)毛細(xì)管半徑為 R、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、兩端壓力差為，p=pApB ,在時(shí)間為t內(nèi)流體流過(guò)的體積為V時(shí)，流體黏度可用哈根-泊謖葉方程表示4）基本方法：為了測(cè)定簡(jiǎn)便和減小誤差，通過(guò)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液 （純水）和被測(cè)液流過(guò)毛 細(xì)管的時(shí)間進(jìn)行比較并計(jì)算（a）奧氏黏度計(jì)：由導(dǎo)管、毛細(xì)管和球泡組成，球泡兩端導(dǎo)管上都有刻線（如M1、M2） 測(cè)定時(shí)，先把一定量的液體注入左邊管，然后將乳膠管套在右邊導(dǎo)管的上部開(kāi)口，把液體抽吸到右管，直到上液面超過(guò)刻線 M1。再 使黏度計(jì)垂直豎立，去掉上部膠管，使液體在自重下向左管回流。測(cè)定液 面通過(guò)M1至M2之間所需的時(shí)間，即一定量液體通過(guò)毛細(xì)管的時(shí)間烏式黏度計(jì)與奧氏黏度計(jì)相比：奧氏黏度

21、計(jì)在液體流動(dòng)時(shí)，由于左管液面上升對(duì)液柱的壓力差有較大影響, 因此不僅誤差大，而且還要求每次加入的液量要準(zhǔn)確、一定相比之下，烏式黏 度計(jì)對(duì)加入液量精度的要求略低一些I絡(luò)I 4一修打川 仁 品藉,，士 市上< « b M K郊，=II- F穿型I，皿 lit tl< f 5 日 率I* NF4 好 JSE L|第4章 黏彈性食品的流變特性?食品的變形圖B食品的斷裂形式（1）塑性斷裂:塑性斷裂的特點(diǎn)是試樣經(jīng)過(guò)塑性變形后斷裂。食品中這種斷裂也很多，如面包、面條、米飯、水果、蔬菜等。（2）脆性斷裂:脆性斷裂的特點(diǎn)是屈服點(diǎn)與斷裂點(diǎn)一致。（餅干、瓊脂、巧克力、花生米等）有些糖果，當(dāng)緩慢

22、拉伸時(shí)產(chǎn)生塑性斷裂，急速拉仲時(shí)產(chǎn)生脆性斷裂一.力學(xué)特性1 .彈性模量（彈性率）在彈性限度范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變之間符合虎克定律，即：Enn比例系數(shù)E稱為彈性模量（楊氏模量），單位是N/m22 .剪切模量（剪切彈性率）（T p稱為剪切應(yīng)力；相應(yīng)的變形稱為剪切應(yīng)變：e p = d/H =tan 8 = 8G G比例系數(shù)G稱為剪切模量，單位是 N/m23 .體積模量（體積彈性率）假設(shè)壓力白變化 p和體積應(yīng)變e V之間符合虎克定律，則 dpV K V比例系數(shù)K稱為體積模量，單位是 N/m24.泊松比比例系數(shù)以稱為泊松比，它是表現(xiàn)材料彈性拉伸變形的物性參數(shù)（固有常數(shù), 無(wú)量綱），=0-0.5 在拉伸或壓縮面

23、團(tuán)、凝膠等食品的過(guò)程中，物體的體積不發(fā)生變化，則泊松比等 于0.5。海綿狀食品（如面包心），在壓縮的垂直方向沒(méi)有明顯的變形，則仙=0 二、力學(xué)模型1、兩個(gè)重要的概念應(yīng)力松弛：是指試樣瞬時(shí)變形后，在變形（應(yīng)變）不變情況下，試樣內(nèi)部的應(yīng)力隨 時(shí)間的延長(zhǎng)而減少的過(guò)程。值得注意的是，應(yīng)力松弛是以一定大小的應(yīng)變?yōu)闂l件 的（常數(shù)）蠕變:蠕變和應(yīng)力松弛相反。蠕變是指把一定大小的力 （應(yīng)力）施加于粘彈性體時(shí)，物體的變形（應(yīng)變）隨時(shí)間的變化而逐漸增加的現(xiàn)象。 要注意，蠕變是以一定大小 的應(yīng)力為條件的2、單要素模型（掌握結(jié)構(gòu)圖與特性圖）1）虎克模型一一是用一根理想的彈簧表示彈性的模型， 因此也稱“彈簧體模型”或“

24、虎克體”。虎克模型代表完全彈性體的力學(xué)表現(xiàn)，即加上載荷的瞬間同時(shí)發(fā)生相應(yīng)的變形，變形大小與受力的大小成正比。2）阻尼模型一一用來(lái)表示物體黏性性質(zhì)，因此稱為 “阻尼模型”或“阻尼器”。 阻尼模型瞬時(shí)加載時(shí)，阻尼體即開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；當(dāng)去載時(shí)阻尼模型立即停止運(yùn)動(dòng)，并保持其變形，沒(méi)有彈性恢復(fù)。阻尼模型既可表示牛頓流體性質(zhì)， 也可表示非牛 頓流體性質(zhì)。3）滑塊模型 不能獨(dú)立地用來(lái)表示某種流變性質(zhì)，但常與其他流變?cè)M合，表示有屈服應(yīng)力存在的塑性流體性質(zhì)，亦稱為“摩擦片”4 2 0 基木力學(xué)幾fl和怏W 虎克模型 < b> Pll/C-WS <e> 2 快喊地tE (t) E 。一PH

25、1 2 1 在 S二廝 15 g 中 N gj 力 啕。till T< « >至電卬I仁用中聒檔 < |>>生方日t « > g-電嗔* N VL應(yīng)力松弛時(shí)間當(dāng)t = P時(shí),Ei0e 0.3679 03、麥克斯韋模型一一由一個(gè)彈簧和一個(gè)阻尼器串聯(lián)組成的黏彈性模型當(dāng)模型一端受力而被拉伸一定長(zhǎng)度時(shí)， 由于彈簧可快速變形，而阻尼器由于 黏性作用來(lái)不及移動(dòng)，彈簧首先被拉開(kāi)，然后在彈簧恢復(fù)力作用下，阻尼器隨時(shí) 間的增加而逐漸被拉開(kāi)，彈簧受到的拉力也逐漸減小至零。當(dāng) t-OO時(shí)，=0; t=0 時(shí)，(7=0-0定義：是應(yīng)力松弛（降低）至初始值的 1/

26、e （最大應(yīng)力60的36.79%處對(duì)應(yīng)）時(shí) 所需要的時(shí)間，用其表示應(yīng)力松弛的快慢。由黏性和彈性同時(shí)存在引起若材料的黏性非常大，松弛時(shí)間也將最大，說(shuō)明材料對(duì)鏈段微觀調(diào)整有阻礙作用, 需更多的時(shí)間完成調(diào)整若彈性模量非常大，松弛時(shí)間相對(duì)較短，說(shuō)明材料的剛硬度很強(qiáng)，彈性好，調(diào)整 的尺度往往是原子或分子距離，松弛時(shí)間短4、開(kāi)爾文模型一一由一個(gè)彈簧和一個(gè)阻尼器并聯(lián)組成當(dāng)模型上作用恒定外力時(shí)，由于阻尼器作用，彈簧不能被立即拉開(kāi)，而是緩慢 發(fā)生變形。 去掉外力后,在彈簧回復(fù)力的作用下，又可慢慢恢復(fù)原狀，無(wú)剩余 變形,類似于蠕變過(guò)程（t） J（1 e t/）當(dāng)t一8時(shí)，&（00）=60正，平衡變形f1當(dāng)

27、 t = ,時(shí)，I （ ）（ 1-）0.6321（）e（蠕變推遲時(shí)間）延遲時(shí)間的物理意義：蠕變過(guò)程的變形達(dá)到平衡（最大變形量）的63.21%時(shí)所需要的時(shí)間圖d-22伏格特模型脂嫡交舒維（M）伏熱特模型姑楠 C力伏格相幡變特性年）伏桃特崎變曲線當(dāng)t = t1時(shí)，應(yīng)力解除，(7 =0E(t) dd(t) 0t t1(t )1 e5、多要素模型1）四要素模型（1）由兩麥克斯韋模型并聯(lián)構(gòu)成四要素模型的應(yīng)力松弛過(guò)程解析:在恒定應(yīng)變°條件下，由oet/0£華“oE2et/2o（2）由一個(gè)麥克斯韋模型和一個(gè)開(kāi)爾芬串聯(lián)構(gòu)成四要素模型的蠕變過(guò)程解析:當(dāng)加載應(yīng)力（T時(shí)，模型的變形由三部分組成:

28、(t),(1 e t/ )E 1 E 22）三要素模型當(dāng)黏彈性體存在不完全松弛的殘余應(yīng)力， 我們可以把此模型中?2 = oo,即？2成 為不能流動(dòng)的剛性連接，此時(shí)開(kāi)爾芬四要素模型可簡(jiǎn)化成此模型?2 = 8, T 2 = 8,此時(shí)應(yīng)力松弛式應(yīng)為:(r= £ 0 E1e -t/r 1+ £ 0 E2當(dāng)t= OO ,存在殘余應(yīng)力mi-26 :要素模型眄應(yīng)力檢她6、廣義模型1）廣義麥克斯韋模型? 有許多麥克斯韋模型并聯(lián)而成。（T = E Mi e -t/ T Mi? r Mi = ?Mi / Emi?其中6為松弛過(guò)程應(yīng)力e為恒定應(yīng)變? E Mi , pMi,為第i個(gè)麥克斯韋模型彈性

29、率，松弛時(shí)間和黏度。2）廣義開(kāi)爾芬模型_由許多開(kāi)爾芬模型串聯(lián)而成的模型，用來(lái)分析蠕變性質(zhì)比較i=1方便 £ =(t2 1/ E Ki (1- e-t/ r Ki )廣義克廝整 3r立發(fā)虎第全疝再修命離r存出的戈*克廝*型三、黏彈性食品流變性質(zhì)的測(cè)定1、靜黏彈性的測(cè)定方法（a）雙重剪切測(cè)定（常用來(lái)進(jìn)行蛋糕、人造奶油、冰淇淋等的測(cè)定）（b）拉力試驗(yàn)套筒流動(dòng)（在同心的雙圓間隙中添滿試樣，給內(nèi)筒沿中心軸方向加以定載荷 F, 內(nèi)筒開(kāi)始滑動(dòng)，最終與粘性阻力平衡達(dá)到勻速u運(yùn)動(dòng)狀態(tài)）（d）平行板塑性計(jì) （原理：在半徑為 R的平行圓板之間放入試樣，然后夾注試 樣，并施以?shī)A緊力F ,讓試樣的厚度隨之減少

30、）?應(yīng)力松弛試驗(yàn) 基本方法一一確認(rèn)線性關(guān)系范圍，然后在這一范圍內(nèi)使試樣達(dá)到并保持某一變 形，測(cè)定其應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系曲線，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制松弛曲線并建立其流變 學(xué)模型。 一般凝膠狀食品在10%15%應(yīng)變范圍內(nèi)與應(yīng)力保持線性關(guān)系c蠕變?cè)囼?yàn)一一是給試樣施加恒定應(yīng)力， 測(cè)定應(yīng)變隨時(shí)間變化的情況。設(shè)如圖所示的曲線為實(shí)測(cè)某試樣得到的蠕變曲線，并按四要素模型進(jìn)行解析。滯變曲線一是測(cè)定試樣在定速壓縮和定速拉伸過(guò)程中，應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線。2、動(dòng)黏彈性的測(cè)定方法主要方法：正弦波應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)、共振試驗(yàn)、脈沖振動(dòng)試驗(yàn)（1）面團(tuán)黏性阻力測(cè)定? 面粉品質(zhì)檢測(cè)常用布拉本德粉質(zhì)儀測(cè)定面粉蛋白質(zhì)（面筋）的黏性，用粉 力測(cè)試儀

31、測(cè)定面粉中淀粉的特性（發(fā)酵性）。這些儀器和方法的特點(diǎn)是測(cè)定 面團(tuán)在攪拌過(guò)程中的黏性阻力變化。1）布拉本德粉質(zhì)儀（測(cè)定原理：是把小麥粉和水用調(diào)粉器的攪拌臂揉成一定硬度的面團(tuán)，并持續(xù)攪拌一段時(shí)間。與此同時(shí)，自動(dòng)記錄在揉面攪動(dòng)過(guò)程中面團(tuán)阻力的變化基一粉質(zhì)曲線可以對(duì)面粉（小麥、大麥、面粉、黑麥、硬質(zhì)小麥和裸麥等）的質(zhì)量和加工特性 做出正確的評(píng)價(jià)；測(cè)試其他添加成分對(duì)面團(tuán)的影響，并且能夠預(yù)示混麥后的效果；測(cè)試專用粉的流變特性，面粉酶活性以及面筋和淀粉特性。2）淀粉粉力測(cè)試儀 主要用來(lái)綜合性測(cè)定面粉（淀粉）的性質(zhì)，包括淀粉酶的 影響及其活性。原理:把攪拌器放入裝有面粉懸浮液的容器后，加熱容器的同時(shí)使之旋轉(zhuǎn)，

32、由于淀粉糊化（黏度增加）帶動(dòng)攪拌器旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)扭力大小被記錄。3）快速黏度分析儀（RVA） 屬于旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)的一種，用于測(cè)試溫度變化過(guò) 程中樣品黏度的變化（即淀粉的糊化特性），是分析測(cè)試谷物、谷物加工制品的 a -淀粉酶活性、淀粉糊化特性和變性淀粉糊化特性的有效工具。第5章食品質(zhì)構(gòu)一、1、定義：是指與食品的組織結(jié)構(gòu)及狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)，通過(guò)感覺(jué)而得 到的感知2、特點(diǎn)：（1）是由食品的成分和組稅結(jié)構(gòu)決定的物理性質(zhì)；（2）屬于機(jī)械的和流支學(xué)的物理忙質(zhì)；（3 ）不是單一性質(zhì)，是多因素決定的篁合性質(zhì)；（4 ）主委由食品與口腔.手竽部位的接觸而感覺(jué)；（5 ）與氣味、風(fēng)味等無(wú)關(guān)；（6 ）客現(xiàn)測(cè)定姑果用力，變影和時(shí)間的函數(shù)我?guī)?二、研究方法1、感官檢驗(yàn)（主觀評(píng)價(jià)法）：對(duì)食品質(zhì)地的感官評(píng)價(jià)，通過(guò)人的感覺(jué)器官評(píng)價(jià)食品特性的方法。1）所謂食品感官檢驗(yàn)，就是以心理學(xué)、生理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，依靠人的感覺(jué) （視、聽(tīng)、觸、昧、嗅覺(jué)）對(duì)食品進(jìn)行評(píng)價(jià)、測(cè)定或檢驗(yàn)的方法2）食品感官檢驗(yàn)的分類分析型感官檢驗(yàn)：把人的感覺(jué)作為測(cè)定儀器，測(cè)定食品的特性或差別。把評(píng)價(jià)的 內(nèi)容按感覺(jué)分類，逐項(xiàng)評(píng)分的感官評(píng)價(jià)方法嗜好型感官檢驗(yàn)：對(duì)美味度、風(fēng)味的內(nèi)容不加嚴(yán)格明確要求，根據(jù)消費(fèi)者的嗜好 程度評(píng)定食品特性的方法3