食品物性学复习

食品物性学课后习题汇总

Physical properties of foods

考试占总分的40%；题型：名词解释（每题3分，24分）；判断（每题1分，15分）；填空（每题0.5分，14分）；简答与分析题（9题，47分）。

1.1 食品物性学的概念及其影响作用？

食品物性学是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。

1.2 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。

1.3 食品物性学的主要特点？

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。还与力学、电学、光学、热学等许多课程有联系。

2.1 食品结构、形态和基本物理特性的相关概念？

（1）食品微观结构（三种），

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。

（2）食品微观形态（五种）

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。

（3）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。

2.2 分子作用力的方向性和饱和性对食品物性有何影响？

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。当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。

2.3 从分子水平上如何解释食品的柔性？

食品柔性主要从食品中的高分子链解释，在高分子链中含有成千上万个σ键，这是之所以具有柔性的根本原因，如果高分子主链上没有单键，则分子中所有原子在空间的排布是确定的，即只存在一种构象，这种分子就是刚性分子。如果主链分子上的每个单键内旋转都是完全自由的，则这种高分子链称为自由联结链。它可采取的构象将是无穷多，且瞬息万变，这是柔性高分子链的理想状态。

在实际高分子链中，由于分子上的非键合原子之间的相互作用，内旋转一般是受阻的，因此每个键只能处于圆锥面上若干个有限的位置上，不过即使是每个单键在空间上可取的位置数很少，一个含有许多个单键的高分子链所能实现的构象数仍然十分可观。

2.4 举例说明食品基本物性的检测方法及原理

（1）体积的测量方法：密度瓶法，台秤称量法，气体排出法；

（2）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。

（3）密度的测量方法：质量容易测，体积同上；也可用气体密度计。

（4）孔隙率的测量方法：直接测量法，图像分析法以及孔隙率计。

2.5 食品各种密度之间的关系？

（1）真实密度：是指纯物质的质量和其体积的比值。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）表观密度：是指材料质量与包含多有孔隙的材料体积之比。

（6）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。

3.1 掌握散粒体的相关概念（散粒体、摩擦角、粘附性、粘聚性、离析、结构形变、流变函数、流动因素等）

（1）散粒体：是指几何尺寸基本属于同一量级的颗粒的集合体，如各种谷粒、颗粒饲料、面粉等都是散粒体。根据颗粒粒径的大小，可分为粗粒体和粉粒体，稻谷、麦粒、玉米粒等属于粗粒体，面粉、奶粉属于粉粒体.

（2）摩擦角：摩擦角反应散粒物料的摩擦性质，可用以表示散粒物料静止或运动时的力学特征。例如物料的流动性、沿固体壁面的流动摩擦特性及滑落特性等。散粒物料的摩擦特性一般有四种即休止角、内摩擦角、壁面摩擦角和滑动角。休止角和内摩擦角表示物料本身内在的摩擦性质，而壁面摩擦角和滑动角表示物料与接触固体表面间的摩擦性质。

（3）粘附性：颗粒附着在固体表面上或颗粒相互附着的现象称为粘附。后者亦称自粘。附着强度，即克服附着现象所需要的力(垂直作用在粒子重心上)的力称为粘附力。在气体介质中产生的粘附力主要有范德华力、静电引力和毛细管力等。在食品中表示食品表面和其他物体附着时，剥离他们所需要的力。

（4）粘聚性：散粒物料不出现分层和离析现象、其组成成分之间保持结合的性能称之为粘聚性，与离析是反义词。

（5）离析：粒径差值大和重度不同的散粒混合物料，在给料、排料或振动时，粗料和细粒，密度大和密度小的会产生分离，这种现象称为离析，又称偏析。根据机理又可以分为附着离析、填充离析和滚落离析三种形态。