食品物性學(xué)復(fù)習(xí)

1、食品物性學(xué)復(fù)習(xí)一、食品流變學(xué)特性1、流變學(xué)是研究物質(zhì)的流動(dòng)和變形的科學(xué)，主要研究作用在流體上的應(yīng)力和由此產(chǎn)生的應(yīng)變 規(guī)律，是力、變形和時(shí)間的函數(shù)。2、粘性食品分為兩類：符合牛頓粘性定律的液體成為牛頓流體；不符合牛頓粘性定律的液體 為非牛頓流體3、牛頓流體是指在受力后極易變形，且剪切應(yīng)力與變形速率成正比的低粘性流體，粘度是一 個(gè)不隨流速而變化的常量。二、食品的質(zhì)構(gòu)1、ISO規(guī)定的食品的質(zhì)構(gòu)是指：力學(xué)的、觸覺(jué)的、視覺(jué)的、聽(tīng)覺(jué)的方法能夠感知的食品的流 變學(xué)特性的綜合感覺(jué)。2、食品質(zhì)構(gòu)的特點(diǎn)：質(zhì)構(gòu)是食品成分和組織結(jié)構(gòu)所決定的物理性質(zhì)屬于機(jī)械的和流變學(xué) 的物理性質(zhì)不是單一性質(zhì)，是多因素決定的復(fù)合性質(zhì)主要

2、由食品與口腔、手等人體部位接觸而感覺(jué)的與氣味、風(fēng)味等化學(xué)反應(yīng)無(wú)關(guān)質(zhì)構(gòu)的客觀測(cè)定結(jié)果用例、變形、時(shí)間的函數(shù)表示3、研究食品質(zhì)構(gòu)的目的：解釋食品的組織結(jié)構(gòu)特性解釋食品在烹飪和加工過(guò)程中所發(fā)生的物理性質(zhì)變化提高食品的品質(zhì)為生產(chǎn)功能性好的食品提供理論依據(jù)明確食品物性的一起測(cè)定和感官檢驗(yàn)的關(guān)系4、食品質(zhì)構(gòu)的分類：機(jī)械特性；幾何特性；其他特性5、質(zhì)構(gòu)分析：是讓儀器模擬人的兩次咀嚼動(dòng)作，記錄并描繪出力與時(shí)間的關(guān)系，并從中找 出與人感官評(píng)定所對(duì)應(yīng)的參數(shù)，又稱二次咀嚼測(cè)試”。三、食品的基本物理特征1、圓度：表示物體角棱的銳度，它表明物體在投影面內(nèi)的實(shí)際形狀和圓形之間的差異程度2、食品的球度：表示物體實(shí)際形狀和球

3、體之間的差異程度3、兩個(gè)計(jì)算題4、復(fù)水性：指粉末食品重新吸附水分的能力，在食品、醫(yī)藥、添加劑等領(lǐng)域也稱速溶性。復(fù) 水性優(yōu)劣可用以下四個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)：可濕性、下沉性、可溶性、可分散性。5、散粒體的特征：摩擦性、流動(dòng)性、形狀隨容器形狀而變、對(duì)擋護(hù)壁面產(chǎn)生壓力、顆粒之間 存在間隙、抗剪切能力取決于所受的垂直壓力、不能抵抗大力、粉塵爆炸性。6散粒體的摩擦特性可以用壁面摩擦角、滑動(dòng)摩擦角、休止角和內(nèi)摩擦角來(lái)表述?；瑒?dòng)摩擦角 是反應(yīng)物料與接觸固體表面的摩擦性質(zhì)，而休止角和內(nèi)摩擦角則反應(yīng)物體內(nèi)在摩擦力。7、離析：粒徑差異大和重度不同的散粒混合物料，在給料、排料或者振動(dòng)時(shí)，粗粒和細(xì)粒、 密度大的和密度小的會(huì)產(chǎn)生分

4、離，這種現(xiàn)象稱為離析。根據(jù)離析的機(jī)理，離析可分為：附著離析、填充離析和滾落離析。8、產(chǎn)生自動(dòng)分級(jí)的原因主要有：散粒體具有液體性質(zhì)，對(duì)分散在散粒體中的顆粒具有浮力作用，促使相對(duì)密度小的顆粒上浮散粒體在受擾時(shí)較疏松，使小顆粒能向下運(yùn)動(dòng)以填補(bǔ)空隙表面光滑的球形顆粒，在散粒體中所受阻力較小，容易向下運(yùn)動(dòng)，而粗糙顆?；蚱瑺铑w粒 受阻大而留于上層。四、食品熱物性1、熱導(dǎo)率既能反應(yīng)食品固體成分的導(dǎo)熱能力，又能反應(yīng)孔隙的導(dǎo)熱能力，稱為有效熱導(dǎo)率2、實(shí)際食品有多相、多孔組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)于實(shí)際食品的熱導(dǎo)率估算，有若干模型：平行 模型、垂直模型、交錯(cuò)模型、二元體系模型。3、計(jì)算題五、食品電特性1、食品電特性在食品

5、加工過(guò)程中有重要意義食品加工的發(fā)展趨勢(shì)：減少營(yíng)養(yǎng)損失、充分利用資源、保留活性成分，因此需要新的 加工技術(shù)和新加工原理，利用電特性開(kāi)發(fā)新的加工方法可滿足上述要求。用電測(cè)傳感器的方法利用食品的特性，進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)食品品控制精確化、食 品加工自動(dòng)化。食品電特性可廣泛應(yīng)用于加熱、殺菌、干燥等耗能較高的領(lǐng)域，如電磁場(chǎng)處理、電磁 波加工、電滲透脫水、脈沖電場(chǎng)殺菌應(yīng)用電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)來(lái)進(jìn)行生鮮食品的水果、蔬菜、種子的保鮮。2、電特性的主要參數(shù)食品電特性：指食品物料在特定條件下，處于電場(chǎng)中時(shí)自身所表現(xiàn)的性 質(zhì)。食品與農(nóng)產(chǎn)品電特性的變化主要表現(xiàn)：介電常數(shù)、電容、電阻、電導(dǎo)率等廣義上分為： 主動(dòng)電特性和被動(dòng)

6、電特性3、食品具有電特性的原因：構(gòu)成食品的分子或粒子，大都具有某種電荷的性質(zhì)，食品及農(nóng) 產(chǎn)品的成分屬于電介質(zhì)，極性分子在交變電場(chǎng)的作用下發(fā)生極化，極化分子不斷做趨向運(yùn) 動(dòng)，分子間發(fā)生碰撞和摩擦。4、食品電特性在食品加工過(guò)程中的應(yīng)用4個(gè)方面（靜電場(chǎng)、電磁波、直流電場(chǎng)、交流電場(chǎng)）5、食品介電性能的產(chǎn)生原理和3個(gè)主要介電常數(shù)根據(jù)導(dǎo)電性能的不同，物體可分為導(dǎo)體和非 導(dǎo)體。導(dǎo)體：電子導(dǎo)體和非電子導(dǎo)體。電介質(zhì)：電子收到很大束縛力不能自由運(yùn)動(dòng)（非導(dǎo) 體）電荷重心：分子中電荷總的電效果，總可以用另一個(gè)電荷產(chǎn)生的效果來(lái)替代，這個(gè) 等效點(diǎn)電荷的位子就是電荷重心。極性分子：正負(fù)電荷重心不重合。非極性分子：正負(fù)電荷重

7、心重合電介質(zhì)在電場(chǎng)中發(fā)生極 化，三種類型：電子位移極化、原子極化、取向極化。電子位移極化：非極性分子處在外電 場(chǎng)中時(shí)，在電場(chǎng)力的作用下，本來(lái)處于重心重合的電子云發(fā)生了偏離，形成了電偶極子，稱 為電子位移極化。高頻電場(chǎng)中，只有電子位移極化有效，也稱光學(xué)極化。原子極化：構(gòu)成分子的各原子或者原子團(tuán)在外電場(chǎng)的作用下發(fā)生了便宜，從而產(chǎn)生的極化 現(xiàn)象。原子的偏移類似于彈性振動(dòng)，也稱紅外極化取向極化：極性分子即使沒(méi)有電場(chǎng)作用也有固有電矩，無(wú)電場(chǎng)時(shí)，由于分子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，使得固有電矩相互抵消；處于電場(chǎng)時(shí)，分子電矩會(huì)轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)方向，使得電介質(zhì)在垂直 于電場(chǎng)方向的兩端面產(chǎn)生極化電荷。（相對(duì)介電常數(shù)、相對(duì)介電損耗

8、系數(shù)、介電損耗角）三者直接換算關(guān)系相對(duì)介電常數(shù)（）:表示物料可能儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量，反應(yīng)該物料提高電容器電容量能力-一注：&是某種材料的實(shí)際介電常數(shù)，是該材料在真空中的介電常數(shù)C是某種材料為電介質(zhì)時(shí)的電容器電容，是真空為電介質(zhì)時(shí)的電容相對(duì)介電損耗因數(shù)仁r” ）:兩個(gè)電容型設(shè)備在并聯(lián)情況下或異相相同電壓下在電容末端測(cè) 得兩個(gè)電流矢量差，對(duì)該差值進(jìn)行正切換算所得數(shù)值介電損耗角正切（tan ）:是指電介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)每單位體積中，將電能轉(zhuǎn)化為熱能（以發(fā)熱形式）而消耗的能量，是表征電介質(zhì)材料在施加電場(chǎng)后介質(zhì)損耗大小的物理量 水的介電常數(shù)很大，介電損耗系數(shù)小6介電損耗前提：平板電容器兩極板間充以電介質(zhì)，在高

9、頻電場(chǎng)作用下電介質(zhì)被極化定義：極性分子在電場(chǎng)中不斷地作取向運(yùn)動(dòng)，分子間發(fā)生碰撞和摩擦將消耗電能并轉(zhuǎn)為熱能，這種消耗稱為介電損耗特征：隨交變頻率的提高及電場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大食品物質(zhì)在電磁場(chǎng)中能量損失由兩部分組成：第一部分：電導(dǎo)引起的電導(dǎo)損失，產(chǎn)生熱量第二部分：極化運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱損耗，稱為介電損耗介電損耗用在電場(chǎng)中吸收的電能表示，計(jì)算公式為：Q=55.6x 1012 E2 f汀”Q吸收能量（W/m3 ） ; E-電場(chǎng)強(qiáng)度（V/m）; f 電場(chǎng)頻率（Hz）;汀， 一相對(duì)介電 損耗因數(shù)7、影響食品介電性能的4個(gè)主要因素（頻率、溫度、水分、組成）、頻率、水分含量介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)隨含水量的增加而增加，

10、自由水對(duì)介電性能影響 大，結(jié)合水對(duì)介電性能影響大。、溫度的影響本質(zhì)為影響食品中：束縛水含量、自由水含量、離子傳導(dǎo)性。食品處于 凍結(jié)狀態(tài)時(shí)介電性能均很小，增加至熔化溫度時(shí)，介電常數(shù)增加，介電損耗系數(shù)增加，當(dāng)超過(guò) 熔化溫度是，介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)都減小介電常數(shù)下降是因?yàn)椋悍肿訜徇\(yùn)動(dòng)加劇，降低了偶極子的定向排列度介電損耗因數(shù)下降是因?yàn)椋翰牧系恼吵矶认陆?，分子移?dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力下降、食品成分的影響：鹽在食品中主要以離子狀態(tài)存在，在外電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移，鹽離子可降彳氐水分子極化程度，介電常數(shù)下降，鹽的增加使得介電損耗因數(shù)增加；碳水化合物：微波范圍內(nèi)，碳水化合物的介電性能很弱碳水化合物可通過(guò)氫鍵和羥基與水

11、分子相互作用淀粉水溶液V蔗糖水溶液:蔗糖羥基比淀粉暴露的多） 糊化淀粉未糊化淀粉（糊化淀粉對(duì)水分子束縛?。?；蛋白質(zhì)的介電性能與其氨基酸組成和環(huán) 境pH有關(guān)，不同來(lái)源的蛋白質(zhì)有不同的介電性，蛋白質(zhì)吸附自由水越多，蛋白質(zhì)的介電性能 越高。蛋白質(zhì)變性其介電性能也發(fā)生變化，因此通過(guò)檢測(cè)蛋白質(zhì)的介電性能檢測(cè)蛋白質(zhì)是否發(fā)生變性及變性溫度測(cè)定；脂肪：除了可以離子化的脂肪酸羧基外，脂肪在微波場(chǎng)中的介電性能非常弱。脂肪是疏水性的，其含量增加可降低體系中的水分，進(jìn)而降低體系介電性能8、溫度對(duì)取向極化有兩種相反的作用：一方面溫度升高，分子間相互作用力減弱，使得偶極轉(zhuǎn)動(dòng)取向容易進(jìn)行，極化加強(qiáng)（0度以下） 另一方面，溫

12、度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，對(duì)偶極的干擾增大，反而不利于偶極取向，極化減弱（0度以上）因此，在溫度不太高時(shí)，前者占主要地位，隨溫度升高，介電常數(shù)增大，到一定 溫度范圍，后者超過(guò)前者，介電常數(shù)隨溫度升高而減小9、電離輻射、微波加熱、遠(yuǎn)紅外加熱原理及應(yīng)用10、介電松弛定義：電介質(zhì)在外電場(chǎng)作用（移去）后，從建立的瞬時(shí)極化狀態(tài)達(dá)到新的平衡態(tài)的過(guò)程本質(zhì)：反映分子運(yùn)動(dòng)的難易程度極化松弛時(shí)間（relaxation time）:極化時(shí)，由非極化狀態(tài)到極化狀態(tài)所需要的總時(shí)間（與極化機(jī)制密切相關(guān)，是造成介質(zhì)材料存在介電損耗（介電耗散）的原因之一）特征頻率：極化松弛時(shí)間的倒數(shù)影響介電松弛的因素：食品組成：淀粉、蛋白質(zhì)、水、礦物質(zhì)等。不同的物質(zhì)在電場(chǎng)中極化時(shí)間不同（介電松弛時(shí)間不同）電子極化v原子極化v取向極化食品材料存在 不同類型的介電損耗或介電耗散11、（圖示解釋）頻率小于一定值時(shí)，一切極化都有充分的時(shí)間完成，介電常數(shù)最大，能量損 失最小；