食品物性學固態(tài)與半固態(tài)食品的物性

食品物性學固態(tài)與半固態(tài)食品的物性第一節(jié)凝膠狀食品的物性1.凝膠的概述第2頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性1.凝膠的概述凝膠食品的特點：凝膠態(tài)是食品的最常見形態(tài)之一。

形成凝膠的多糖、蛋白等對改善食品的口味質(zhì)地發(fā)揮著重要作用。

凝膠食品的粘彈性、質(zhì)地不僅是食品流變學研究的中心內(nèi)容，也是食品科學技術十分重要的領域。熱可逆凝膠：加熱時會變成液態(tài)，冷卻后又變?yōu)楣虘B(tài)。熱不可逆凝膠：溫度的變化不會使凝膠發(fā)生變化。第3頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性2.溶膠與凝膠的轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì)的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)溶膠加熱時，會變成乳白色或者透明的凝膠。發(fā)生乳白色變化有兩種情況：當?shù)鞍踪|(zhì)為低分子、低濃度時，一般形成凝聚物，如牛奶豆?jié){；高分子、高濃度時，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的熱不可逆凝膠，如蛋清蛋白（蒸水蛋）。第4頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性2.溶膠與凝膠的轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì)的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變加熱后呈透明狀態(tài)的溶膠再冷卻時，若為低分子、低濃度，則仍保持溶膠狀態(tài)；若為高分子、高濃度，有可能變?yōu)闊峥赡婺z，如明膠。蛋白質(zhì)熱轉(zhuǎn)變的性質(zhì)與其疏水性氨基酸的疏水度（摩爾濃度）有關，以31.5%為界，高于此值，為凝固型蛋白；低于此值，為凝膠型蛋白（熱可逆）。第5頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性2.溶膠與凝膠的轉(zhuǎn)化多糖類溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變凝膠形成機理：一般的多糖，以散亂的鏈狀分子分散于水中形成溶膠。當改變溫度、濃度或添加某種物質(zhì)后，鏈狀分子就會互相產(chǎn)生結(jié)合點，形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，分散介質(zhì)（水）則被收納于這些網(wǎng)絡空間中，形成凝膠。第6頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性2.溶膠與凝膠的轉(zhuǎn)化多糖類溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變A、卡拉膠（角叉菜膠）：在K+離子存在時，螺旋處形成結(jié)合鏈，形成凝膠。B、瓊脂凝膠：瓊脂分子間以氫鍵結(jié)合產(chǎn)生雙螺旋微膠束，再進一步凝聚成凝膠。C、海藻酸凝膠：Ca2+會使兩個分子間形成配位結(jié)合。D、果膠凝膠：高甲氧基果膠（HM），以氫鍵形成結(jié)合部位；低甲氧基果膠（LM），以Ca2+配位結(jié)合。第7頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性3.凝膠狀食品物性的測定方法凝膠食品物性的測定方法有感觀分析和儀器測定。儀器測定有：基礎測定法、經(jīng)驗測定法和模擬測定法。基礎測定法是對凝膠的基礎流變性（動/靜粘彈性、應力松弛）進行測定和解析。方法有應力松弛實驗和蠕變實驗。經(jīng)驗測定法是根據(jù)經(jīng)驗，對可以表現(xiàn)食品物性的某些特征值進行測定，如硬度計、質(zhì)構(gòu)儀等。模擬測定法是模擬人的感官對凝膠進行壓縮、拉伸、剪切、攪拌、咀嚼等測定的方法，如質(zhì)構(gòu)儀等。第8頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)凝膠狀食品的物性4.凝膠狀食品的物性與感官評價面條的伸長率、凝聚性、剪斷強度、松弛時間與口感品質(zhì)有著較高的相關關系。第9頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性1.細胞狀食品的物性細胞狀食品的特征細胞狀食品是指蔬菜、水果、大米、小麥粉這樣，其細胞組織的性狀與食品品質(zhì)有密切關系的食品。水果特有的脆嫩口感與果膠的存在關系很大：年幼植物組織的果膠質(zhì)以不溶性的原果膠存在；隨著成熟的進程，原果膠水解成與纖維素分離的水溶性果膠，溶入細胞液內(nèi)，使果實組織變軟而有彈性；最后果膠發(fā)生去甲酯化，生成果膠酸，不會形成凝膠，果實變軟。第10頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性1.細胞狀食品的物性細胞狀食品的特征蔬菜軟化難易性質(zhì)與其所含果膠的質(zhì)量有很大關系：甲酯化程度高，HM含量高時，加熱時容易為反式位脫離作用而分解，因此細胞間粘著力降低，發(fā)生軟化。甲酯化程度低，LM含量高時，加熱時不易軟化，能夠保持一定的脆硬性。第11頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性1.細胞狀食品的物性細胞狀食品物性的測定果蔬物性的測量是判斷其成熟程度、新鮮程度和品質(zhì)的重要手段。測量指標和方法要根據(jù)其組織結(jié)構(gòu)的特點選定：對球形細胞組織的試樣，可采用壓縮穿透的方法；對細胞呈方向排列，或纖維組織、表皮組織，則可采用剪切、穿孔、彎曲等方法。第12頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性1.細胞狀食品的物性細胞狀食品物性的測定第13頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性2.纖維狀食品的物性纖維狀食品是指由纖維狀組織成分構(gòu)成的食品，主要有畜肉、魚肉、纖維細胞發(fā)達的蔬菜、以及經(jīng)特殊加工、組織為纖維狀的加工食品等。這類食品的纖維狀物質(zhì)，存在一定的方向性，因此其物理性質(zhì)也存在方向性。物性測試中，沿纖維方向和垂直纖維方向的差別是最重要的性質(zhì)之一。第14頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)組織狀食品的物性2.纖維狀食品的物性拉伸應力與“咬勁”的感覺一致。松弛時間小，更接近彈性體。s/p0越大，則彈力的減少程度越小。第15頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)多孔狀食品的物性多孔狀食品：以固體或流動性較小的半固體為連續(xù)相，氣體為分散相的固體泡食品。例如饅頭，面包，海綿蛋糕；餅干，膨化小吃等。第16頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)多孔狀食品的物性1.多孔狀食品物性的測定密度A、全容積測定(wholevolume)：體積置換法。B、膨脹度OR(overrun)：C、單個氣泡體積(bubblevolume)：D、氣孔率（比體積）：試樣體積÷試樣質(zhì)量E、膨化率(expansionratio)：膨化后體積÷膨化前體積第17頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)多孔狀食品的物性1.多孔狀食品物性的測定變形度A、微小變形：B、較大變形：不具可加性第18頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性粉體：微小固體顆粒的群體。粉體特點：可以因粒子間摩擦力而堆積，也可以像液體那樣充填在各種形狀的容器中；但與液體不同，由于摩擦力的存在，其對容器底的壓力不與充填的高度成正比。粉體的基本性質(zhì)和概念有粒子的尺寸、分布、吸濕性、粒子間隙，以及因互相摩擦而引起的力學特性等。第19頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粒子形狀第20頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粉粒的尺寸定向徑：同一方向上平行線間的粒子尺寸，測定大量粒子的定向徑，以消除粒子隨機位置帶來的誤差。定向面積等分徑：用一定方向直線將粒子投影分為兩部分，移動直線使兩部分面積相等時，投影內(nèi)直線的長度。篩分徑：通過和不通過兩相鄰標準篩孔的算術平均值或幾何平均值。有效粒子徑：由粒子的力學性質(zhì)決定的尺寸。第21頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)平均尺寸算術平均徑：幾何平均徑：比表面積徑：

其中：Sw為比表面積，ρ為粒子的真密度(soliddensity)；k為形狀系數(shù)比。中徑：d50粒徑分布的累計值為50%時的粒徑第22頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粒子徑分布累積分布：粒度小于d的所有顆粒的粒數(shù)占全部顆粒的粒數(shù)的百分數(shù)，稱累積分布。頻率分布：把大小在一定尺寸范圍的粒子徑，按一定間隔分級，求出各間隔尺寸中粒子的量。第23頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粒子徑分布

橫坐標表示粒子徑大小；縱坐標表示各粒子徑范圍粒子的數(shù)量或質(zhì)量比，或他們的積累值。第24頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粒度分布函數(shù)把粒度分布曲線進行處理回歸可得到粒度分布函數(shù)，目前代表性的分布函數(shù)有：對數(shù)分布，正態(tài)分布，R-R分布。R為粒子徑大于D的粒子質(zhì)量比(%)；D為任意粒子徑；a為粒度特征常數(shù)；n為分布常數(shù)。第25頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性1.粉體粒子的狀態(tài)粒度測定法光學顯微鏡法電子顯微鏡法篩分法透過法：利用充填層中粉體的氣體透過性測定比表面積。吸附法：由等溫吸附線求出對水分子的單分子層吸附量，得到吸附的分子數(shù)，根據(jù)比表面積計算平均粒子面積。沉降法：將粉體放入液體中，在重力下自由沉淀，求出有效粒子徑分布。

第26頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性2.粉體的堆積狀態(tài)粉體的堆積不僅與單個粒子的性狀有關，而且與其集合體，即堆積狀態(tài)的性質(zhì)有密切關系。堆積表示方法A、比體積或表觀比體積：單位質(zhì)量粉體充填時所占的容積。B、表觀密度：比體積的倒數(shù)。C、空隙率(porosity)：充填粉體所占整個容積中，空隙所占體積的比例。D、空隙比：空隙體積與粒子本身所占體積之比。E、充填率：粉體粒子本身所占體積與充填表觀體積之比。第27頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性2.粉體的堆積狀態(tài)粉體密度測定法A、粒子密度：密度瓶其中m0為密度瓶的質(zhì)量；m1為將樣品投入密度瓶后的質(zhì)量；m2為放入樣品后再注滿分散介質(zhì)時的質(zhì)量；ms為密度瓶中只裝滿分散介質(zhì)時的質(zhì)量；ρs為分散介質(zhì)密度。分散介質(zhì)多用四氯化碳。對于可溶性粒子，還可以通過其溶液的密度和固形成分率的測定計算出。

第28頁,共30頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)粉體食品的物性2.粉體的堆積狀態(tài)粉體密度測定法B、表觀密度：表觀密度受充填狀態(tài)的影響很大，測定時分為低密度和高密度兩種。

第29頁,共30頁，2024年2月2