食品物性学复习总结说课材料
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食品物性学复习总结
(内容比较多,记忆起来比较困难,由于没有重点和PPT,只能总结到这一步了,重在理解!)(通宵做的,有不对的地方,改正一下)
第一章绪论
1食品物性学的概念及其影响作用?
食品物性学重点讲述食品和食品原料的物理性质和工程特性,如力学特性、流变学特性、质构、光学特性、介电特性和热特性等。
影响作用:上述特性与食品组成、微观结构、次价力、表面状态等因素相关,进而影响食品的流动性、凝聚性、附着性、质构和口感;影响食品某些组分的扩散性、松弛性和质量稳定性,与食品生物化学反应速率相关联;影响食品对光、电、热的反应,食品分析检测相关联。
2食品物性学的主要研究内容?
食品的形态、食品的质构及其描述、食品的流变特性、光电热特性、食品物性和微观结构等方面。
3食品物性学的主要特点?
本课程所涉及内容与高分子物理有很多相似之处,食品物性学的研究材料相当复杂,有些是生命的活体,有些是特殊组织结构的物质,高分子和小分子物质的混杂。本课程还与力学、电学、光学、热学等许多课程有联系。
第二章食品的主要形态和物理性质
1.食品微观结构(三种),微观形态(五种)的基本概念
分子结构:分子内原子之间的几何排列
聚集态结构:分子之间的几何排列
高分子结构:由许多小分子单元键合而成的长链状分子。
气态:分子间的几何排列不但远程无序,近程也无序。
液态:分子间的几何排列只有近程有序,而远程无序。
结晶态:分子(或原子、离子)间的几何排列具有三维远程有序。
液晶态:分子间的几何排列相当有序,在某方向上接近于晶态分子排列,具有一定的流动性。
玻璃态(无定形):分子间的几何排列只有近程有序,而远程无序,即与液态分子的排列相似。是一种过渡的、热力学不稳定态。
2.食品微观作用力与食品宏观物性的关系
分子内原子之间有相互作用力,分子之间也有相互作用力。这种相互作用力包括吸引力和推拒力。键合原子之间的吸引力有键合力,非键合原子间、基团间和分子间的吸引力有范德华力、氢键力和其他作用力。党原子间或分子间的距离很小时,由于内层电子的相互作用,呈现推拒力。分子内原子之间、分子与分子之间的吸引力和推拒力随他们的距离而改变,当吸引力和推拒力达到平衡时,就形成平衡态结构。
3.食品基本物理特性的含义?
颗粒食品的基本物理特性包括:单体尺寸、综合尺寸、外观形状、面积、体积、密度、孔隙率等。
4.举例说明食品基本物理特性的描述方法
通常用圆度和球度来定量描述类球状食品;曲率半径也是表征物体形状的一个重要参数;
圆度:表示类球体的棱角锐利程度的一个参数,有多种表示方法。其中一种表
示方法如下
圆度=Ap/Ac(Ap为类球体食品在自然放置稳定状态下的最大投影面积,Ac为Ap面积的最小外接圆)
球度:表示类球体的球形程度,即与类球体食品等体积的球体,其表面积与类球体食品表面积之比。
球度=di/dc(其中di为类球体食品的最大投影面积图形的最大内接圆直径;dc为类球体食品的最大投影面积图形的最小外接圆直径)
5.举例说明食品基本物理特性的检测方法
体积的测量方法:密度瓶法,台秤称量法,气体排出法;
表面积的测量:对于果蔬和鸡蛋等大体积的产品来说,用剥皮法或者涂膜剥皮法测量;对于小体积的物质,如谷物和种子,可以采用表面涂金属法测量;利用几何相似性估算体积和表面积。
密度的测量方法:质量容易测,体积同上;也可用气体密度计。
孔隙率的测量方法:直接测量法,图像分析法以及孔隙率计。
真实密度:是指纯物质的质量和其体积的比值。
固体密度:物质的质量与除去材料内部空隙的体积后材料的体积之比。
物质密度:与固体密度相似,只是测量方法不同。物质密度是通过将物质粉碎至充分细小,达到组织结构内没有孔隙存在的程度,由此获得的质量与体积的比值。
颗粒密度:是指颗粒组织结构完整的情况下,颗粒质量与体积的之比,可用密度瓶测量。
表观密度:是指材料质量与包含多有孔隙的材料体积之比。
堆积密度:也称容积密度,是指散粒体在自然堆放情况下的质量和体积的比。第三章黏性食品的流变特性
1.阐述食品流变学研究目的?
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。食品流变学在食品物性中占有非常重要的地位。食品流变性质对食品的运输、传送、加工工艺以至人在咀嚼食品时的满足感等都起着非常重要的作用。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相关数据
2.粘性流体可以分为哪几类?各有什么特点?
牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间满足牛顿黏性定律的流体,特征是剪切应力与剪切速度呈正比,黏度不对剪切速度的变化而变化。
非牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间不满足牛顿黏性定律的流体,包含假塑性流体(当0 触变性流体:当液体在振动、搅拌、摇动时黏性减少,流动性增加,但静置一段时间后,又变得不易流动的现象。有触变现象的食品口感比较柔和爽口 流凝性流体:与触变流体相反,流体黏度随剪切速率和剪切时间而增加,具有流凝性的食品往往呈粘稠性的口感 3.如何描述食品分散体系的流变特性?影响分散体系粘度的因素有哪些? 利用溶液的黏度,分散介质的黏度,相对黏度以及比黏度表示; 影响的因素:温度,分散相(相对分子质量、浓度、黏度、形状),分散介质(流变特性、极性、PH以及电解质浓度),乳化剂(化学成分、浓度及其对分散离子分散程度的影响、粒子吸收乳化剂形成的膜厚及其对粒子流变特性、粒子间流动的影响、粒子的电荷性质、稳定剂) 4.液态食品的流变性质如何测定? 毛细管黏度计(奥氏黏度计、乌氏黏度计)、旋转圆筒黏度计、锥板式黏度计、平行板式黏度计、落球黏度计、转子黏度计 5.固态食品的弹性,塑性如何描述? 弹性模量、体积模量、剪切模量、泊松比 6.何谓食品的黏弹性? 食品的黏弹性是指既具有固体的弹性又具有液体的黏性; 黏滞流动:在微观上主要是链段之间的滑移; 应力松弛:指在试样瞬时变形后,在应变量不变的情况下,试样内部的应力随时间下降的过程。 蠕变:与应力松弛相反,蠕变是把一定大小的力施加于黏弹性体时,物体的变形随时间的变化逐渐增加的现象。 7.描述粘弹性体的力学模型有哪些?如何建立单要素模型和双要素模型? 单要素模型(虎克模型、阻尼模型、滑块模型),双要素模型(麦克斯韦模型、开尔文模型)、多要素模型、广义模型。 虎克模型是一个弹性体;阻尼模型是一个“阻尼模型”或者“黏壶”;麦克斯韦模型