食品流变学与质构
食品加工中的流变学特性研究
食品加工中的流变学特性研究食品加工是一个非常重要的行业，因为食品直接和我们的健康和生活质量相关。
因此，对于食品加工中的一些关键参数和特性的研究，就非常重要了。
其中，流变学特性是一个非常重要而经常被忽略的因素。
本文将深入探讨食品加工中的流变学特性研究。
一、流变学的基本概念和应用流变学是物质变形和流动特性的研究，这涉及到物质的物理和化学性质，以及流动条件和环境。
流变学广泛应用于材料科学、化学、机械工程等领域，尤其在食品加工领域中，流变学有着广泛的应用。
流变学可看作是一种生物物理学研究，因为它用于研究物质的变形和流动特性，这涉及到分子组成、结构和力学性质。
流变学可以用于研究各种物质，包括液体、胶体、多相混合物等。
在某些情况下，流变学能够提供某些单个化合物的特性，如蛋白质、多糖等的特性，以及它们在某些条件下的行为。
在食品加工领域中，我们常常需要了解食品的流变学特性，因为食品处理过程中需要控制食品的黏度、弹性、形状等因素，以使食品有所改进或定制。
比如，食品加工过程中的混合、搅拌、泵送、灌装等操作都需要考虑食品的流变学特性，以确保产品质量。
二、流变学特性研究在食品加工中的应用当把不同种类的食品加工成一定形状，如牛奶加工成奶酪、酸奶等时，我们会发现在不同的加工过程中，所用的温度、时间、搅拌速度会产生不同的效果。
此时，流变学的知识就有助于我们解释为什么同一种食品加工成不同的形状，供应不同需求的消费者。
在食品加工工程领域，流变学是一个很重要的指标。
食品的流变学特性在加工过程中直接影响着产品的质量与市场竞争力。
在不同的消费者需求下，针对不同的加工技术要求，这些特性也会有所不同。
流变学特性在食品加工中的应用很广泛。
例如，当制作脆皮鸡排时，我们需要知道玉米粉在发生糊化和膨胀过程中的粘度变化。
当制作红烧肉时，我们需要知道油在不同温度下对肉的吐丝性质的影响。
当制作干酪时，我们需要利用流变学，以了解在真空下的干燥与塑料流动，以实现不同的口感和形状。
食品流变学的介绍以及应用
食品流变学的介绍以及应用美国化学家宾汉于1928年首次提出了流变学的概念，在食品物性学中，食品流变学的研究是发展最早的食品力学方面的研究、同时也是最为重要的研究。
其研究对象位食品，食品流变学特性与食品的化学分子、分子构造、分子内结合、分子间结合的状态、分散状态、以及组织结构有着极大的关系。
流变学(rheology)是有关物质的形变和流动的科学。
食品流变学是流变学的一个分支，是研究食品物质流动和变形发生、发展规律的科学。
近年来，流变学研究范围涉及到胶体体系和高分子的粘弹性、异常粘弹性、塑性流变等。
食品含有大量的胶状蛋白质、碳水化合物等高分子物质，与食欲有关的硬软度、口味、滋味等，均与流变学研究范围所包括的各种物性有密切关系[1]。
不久的将来，随着食品流变学研究的深入，将对食品味道等心理感觉有可能逐渐以某种物理量来表示。
流变学可以把各种食品原料加工过程中的那些微妙的物性变化加以科学的研究，而这些变化过去用化学方法是无法进行研究的。
食品流变学通过采用湍流(turbulence)、混沌(chaos)、数理统计(statistical theory)、最优化技术等概念和技术方法，使古老的食品科学鼎立于实验、理论和计算三根支柱之上。
例如，在炼乳生产中，表现粘度的控制是生产过程至关重要的环节。
同样，人造黄油的扩展度，糖果的硬度，肉的韧度等也都是产品质量的重要指标之一，因此，为了进一步提高产品质量，必须深入地了解和掌握食品物质的流动和变形特性，研究在各种条件下这些特性变化的规律及对产品质量和加工过程的影响。
正是在这个基础之上，食品流变学得以兴起和不断地发展。
它是食品工业向高质量、大型化、自动化发展的必然结果，引起了越来越多的食品工程技术人员的重视。
研究不断深入，应用日趋广泛。
食品物质种类繁多，多数物质由于组成的特殊性，一般都具有极其复杂的流变特性，从物理特性来看，几乎包括了所有不同流变特性的物质。
因此，在研究这些食品物质的流变特性时，仅仅依靠流变学的一般理论是远远不够的，必须从食品特性入手，研究其流变特性，建立起一套适合食品物质流变特性分析、研究的理论和方法。
食品物性学绪论
(3) 塑性流体 当作用在物质上的剪切应力大于极限值时，
物质开始流动，否则，物质就保持即时形状并停 止流动。剪应力的极限值定义为屈服应力，所谓 屈服应力是指使物体发生流动的最小应力，用σ0 表示。塑性流体的流动状态方程为:
式中， μ——塑性流体的稳定性系数; n——流动特性指数; σ0——屈服应力。
触变性行为根据流体结构的破坏程度又分为完全触变型流 变和表观触变型流变。前者在剪切速率恢复到零时，流体重新 恢复初始流动行为；后者流体的结构由于剪切应力的作用部分 破坏，导致该类流体表观黏度不能完全恢复。
流动机理:随着剪切应力的增加，粒子间的结构受到破 坏，导致黏性减少；当作用力停止时粒子间结合构造 的恢复需要一段时间。因此剪切速率减小时的曲线在 前次增加时的曲线的下方，形成了与流动时间有关的 履历曲线(滞后曲线)
(3)体积黏度 给液体加以静水压时，体积会发生瞬时的变化而到达
平衡值，这时不存在体积黏度。可是对更精密的测定，例 如在超声波范围，液体所受压力与体积变化速度之间的关 系将遵循黏性定律。
3) 流动状态方程
2 黏性流体的分类及特点 1)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称为牛顿
流体。特征是剪切应力与剪切速率成正比，黏度不随剪切应
表观粘度随着剪切应力或剪切速率的增大而减少的流动 称为假塑性流动。因为随着剪切速率的增加，表观粘度 减少，所以还称为剪切稀化流动。符合假塑性流动规律 的流体称为假塑性流体。
具有假塑性流动性质的液体食品，大多含有高分子的胶体粒子， 这些粒子多由巨大的链状分子构成。在静止或低流速时，它们 互相勾挂缠结，粘度较大，显得粘稠。但当流速增大时，也就 是由于流层之间的剪应力的作用，使比较散乱的链状粒子滚动 旋转而收缩成团，减少了相互勾挂，这就出现了剪切稀化现象。 一些研究表明，剪切稀化的程度与分子链的长短和线形有关。 直链分子构成的液体，比多支结构分子的液体剪切稀化程度大。 食品工业中遇到的一些高分子溶液、悬浮液和乳状液，如酱油、 菜汤、番茄汁、浓糖水、淀粉糊、苹果酱等都是假塑性流体。 大多数非牛顿流体都属于假塑性流体。
食品流变学与质构课件
加工温度、时间、湿度、压力等工艺参数都会影响食品的 质构。
加工工艺对流变学与质构的影响
工艺对流变学的影响
不同的加工工艺会导致食品产生不同的流变学性质。例如，高温处 理可能导致食品粘度降低，而低温处理则可能使食品粘度增加。
工艺对质构的影响
加工工艺对食品质构的影响更为显著。例如，烘焙、蒸煮、油炸等 工艺会显著改变食品的硬度、脆度和弹性。
现代发展
随着科技的进步和研究的深入，食品流变学的研究范围不断扩大，涉及到更广 泛的食品种类和复杂的流变行为。同时，新的测试技术和计算机模拟方法也不 断涌现，为食品流变学的发展提供了有力支持。
02
食品质构基础
质构定义与原理
质构定义
质构是指食品在特定条件下（如 温度、湿度、压力等）表现出的 机械性质，包括硬度、弹性、粘 性、内聚性等。
工艺选择
了解加工工艺对流变学和质构的影响有助于优化加工工艺，提高产品 质量和消费者接受度。
05
食品流变学与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构的实际应用
在食品研发中的应用
优化食品加工工艺
通过研究食品的流变特性和质构，可以优化食品加工工艺，提高 产品的品质和口感。
开发新型食品
利用食品流变学与质构的知识，可以开发出具有特殊口感和质地的 新型食品，满足消费者多样化的需求。
改进食品配方
通过对食品的流变特性和质构进行分析，可以优化食品配方，提高 产品的稳定性、口感和质地。
在食品质量控制中的应用
检测食品质量
通过分析食品的流变特性 和质构，可以检测出食品 的质量问题，如变质、过 熟等。
控制食品加工过程
利用食品流变学与质构的 知识，可以控制食品加工 过程，确保产品的一致性 和稳定性。
食品物性学【精选文档】
绪论：1）食品的质量因素：营养特性、感官特性、安全性。
2）流变学：流变学( Rheology）是研究物质在力的作用下变形和流动的科学。
3）食品流变学：食品流变学是在流变学基础上发展起来的, 它以弹性力学和流体力学为基础，主要应用线性粘弹性理论, 研究食品在小变形范围内的粘弹性质及其变化规律，测量食品在特定形变情况下具有明确物理意义的流变响应。
食品流变学的研究对象是食品及其原料的力学性质。
(了解）通过对食品流变学特性的研究，可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等，为产品配方、加工工艺、设备选型及质量控制等提供方便和依据。
4）其他几个性质稍作了解.第一章1)物质的结构：是指物质的组成单元（原子或分子）之间相互吸引和相互排斥的作用达到平衡时在空间的几何排列.分子内原子之间的几何排列称为分子结构,分子之间的几何排列称为聚集态结构。
食品物质：聚集态结构2)高聚物结构研究的内容：1 高分子链的结构：近程结构（一级结构）、远程结构（二级结构）;2 高分子的聚集态结构又称三级或更高级结构。
3)高分子内原子间与分子间相互作用：吸引力（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、氢键和其他力。
）和推拒力（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。
）键合力包括共价键、离子键和金属键。
在食品中,主要是共价键和离子键。
范德华力包括静电力、诱导力和色散力。
范德华力是永远存在于一切分子之间的吸引力，没有方向性和饱和性。
作用距离0.26nm，作用能比化学键能小1一2个数量级。
氢键:它是极性很强的X一H键上的氢原子与另一个键上电负性很大的Y原子之间相互吸引而形成的（X一H…Y).氢键既有饱和性又有方向性.氢键的作用能为12一30kJ/mol氢键作用半径一般为0。
17一0。
20nm。
氢键可以在分子间形成,也可以在分子内形成。
疏水键并不是疏水基团之间存在引力，而是体系为了稳定自发的调整。
食品物性学第一二章
基本概念
1.食品的感官特性
视觉感应特性：用眼睛感知的颜色、形状、尺寸、光泽等表 观性状。 化学感应特性：用鼻、舌感知的风味。 质 构 特 性 ：用身体某些部位通过接触而感知到的细腻程 度、咀嚼时产生的声音等特性。 感 官特性是评价食品质量的重要特性。消费者通过食用食品， 可以获得感官上的愉悦，例如对 麻、辣、烫等特殊风味的追求， 对酥脆食品口感追求等。
共价键共有3种，分别是单键，双键和三键。单键由1个σ键构 成；双键由1个σ键和1个π键构成；三键由1个σ键和2个π键构成。
由两个原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠 而形成的共价键，叫做σ键； 成键原子的未杂化 p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫 做π键。 共价键可以形成两类晶体，即原子晶体共价键与分子晶体。原 子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分 子晶体的晶格结点上排列着分子（极性分子或非极性分子），在分 13 子之间有分子间力作用着，在某些晶体中还存在着氢键。
水分子间的氢键
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疏水键：当疏水化合物或基团进入水中时，体系界面自由能增加， 熵减少。为此体系力图趋向稳定，尽量减少疏水混合物与水接触 面积，在熵的驱动下，疏水化合物自发地相互靠近。因此，疏水 键并不是疏水基团之间存在引力，而是体系为了稳定自发地调整。 它在维持蛋白质三级结构方面占有突出地位，是多肽链上的 某些氨基酸的疏水基团或疏水侧链（非极性侧链）由于避开水而 造成相互接近、粘附聚集在一起。
7
6. 本课程的目的与特点
通过本课程学习，学生应该掌握食品质量与物性间的关系； 掌握影响食品物性的机理和物性检测评估方法；能够根据消费者 对物性的不同嗜好开发市场需求的新产品；了解食品材料的光、 电、热特性。为开发利用光、电、热加工技术.降低光、电、热对 食品品质的影响奠定基础。
食品组织结构与物性特征分析研究
食品组织结构与物性特征分析研究食品是我们日常生活中不可或缺的一部分，而食品的组织结构和物性特征对其质量和口感有着重要影响。
在食品科学领域，人们通过研究食品的组织结构与物性特征，来揭示其内部结构与性质之间的关系，并为食品的加工、保存和调理提供科学依据。
食品的组织结构是指食品中各种成分的分布状态和相互关系。
例如，面粉中的蛋白质和淀粉形成了复杂的网络结构，而水分则通过与蛋白质和淀粉的结合来改变其流动性。
食品的组织结构不仅影响了食品的质地和口感，还决定了食品的储存稳定性和加工性能。
因此，研究食品的组织结构对于改善食品品质和开发新型食品具有重要意义。
物性特征是指食品在物理、化学和生物学等方面的特性。
食品的物性特征包括流变学性质、质构特征、化学反应特性等。
流变学性质指食品在外力作用下的刚性、粘弹性等特点，质构特征是指食品的硬度、弹性、咀嚼性等口感性质，化学反应特性则包括食品在加工和保存过程中的物质转化和产生的变化。
研究食品的物性特征对于探索食品的机理和改善食品加工工艺具有重要作用。
通过对食品的组织结构和物性特征进行研究，可以了解食品内部的分子排布和相互作用。
例如，在烘焙过程中，面团在高温作用下发生膨胀，这涉及到淀粉与水分的吸附作用、面筋蛋白的网络形成等。
只有深入了解食品内部结构和特性，才能找到改善加工工艺和提高产品品质的途径。
近年来，随着科学技术的不断进步，食物组织结构和物性特征的研究也得到了快速发展。
先进的成像技术，如扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM），能够将食品的微观结构展现得更为清晰，有助于揭示食品的组织结构和特性。
另外，利用X射线衍射、红外光谱和核磁共振等分析方法，还可以获得食品中各种成分的分布情况和相互作用机制。
以面包为例，通过对面包组织结构和物性特征的研究，可以了解面包的膨松性和储存稳定性。
传统的面包中，面团中的面筋蛋白通过形成网络结构而使得面包具有一定的弹性和蓬松度。
而随着工艺的改进和添加剂的使用，研究人员通过调控面筋蛋白的结构和淀粉的水化程度，进一步提高了面包的质地和口感。
五 食品质构
5 食品质构一名词解释1.食品的质构（ISO）:用力学的、触觉的，可能的话包括视觉的、听觉的方法能够感知的食品的流变学特性的综合感觉。
2.凝聚性(cohesiveness) ：指形成食品形态所需的内部结合力的大小。
3.咀嚼性(chewiness)：指把固态食品咀嚼成能够吞咽的状态所需要的能量。
4.硬度(hardness)：使物体变形所需要的力。
5.酥脆性（brittleness）：破碎产品所需要的力。
6.胶黏性（gumminess）：把半固态食品咀嚼成能够吞咽的状态所需要的能量。
7.粘附性(adhesiveness)：食品表面和其它物体（舌、牙、口腔）附着时，剥离它们所需要的力。
二问答题1.食品质构有何特点？答：1 质构是由食品成分和组织结构决定的物理性质；2 质构属于机械的和流变学的物理性质；3 质构不是单一性质，是有多种因素影响的复合性质；4 质构主要是由食品与口腔、手等人体部位的接触而感受的物理性质；5 质构与气味、风味等化学性质无关；6 质构的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示。
2.什么是理想的质构测定方法？答：①操作简单、快捷、适于日常使用②与感官检验的结果有良好的相关性③很好的模拟咀嚼过程、完整的质构测定、参数意义明确，便于分析。
5.2.2 质构测试仪简称质构仪，也叫物性分析仪，是通过模拟人的触觉，分析检测触觉中的物理特征，是食品工业和科学研究中常用的质构测定仪器，因为它的可扩展性，可以测性的质构特性参数丰富，也称作食品质构的万能测试机。
5.2.2.1 测定原理其基本结构一般是由一个能对样品产生变形作用的探头，一个用于支撑样品的底座和一个对力进行感应的力量感应源这三部分组成。
质构仪测试原理是：力量感应源连接探头，探头可以随主机曲臂做上升或下降运动（即Compress和Tension），主机内部电路控制部分和数据存储器会记录探头运动的时间、高度和探头所受到的力量，转换成数字信号，并在计算机显示器上同时绘出传感器受力与其移动时间或距离的曲线。
食品质构流变学实验讲义
实验一触变体系流变性质的测定一.实验目的：1.学习使用AR-G2流变仪的粘度测定单元测定触变体系流变学特性的方法。
2.用AR-G2流变仪的粘度测定单元测定一些触变性流体的触变环，了解触变体系的粘度在剪切速率上升和下降过程中的变化规律。
二.实验原理：触变体系是一类与假塑性体系不同的流变体系，表现为触变体系的表观粘度随剪切速率的增加而下降，但撤去外力后,体系的表观粘度不是瞬时恢复而是缓慢恢复的。
因此当剪切速率从0增加到100S-1然后下降到0的过程中其粘度变化曲线是不重复的，从转速增加和转速下降的流动曲线构成一环，称为触变环。
触变环的大小反映了被测体系的触变性。
触变体系的触变性的测定可通过测定粘度随时间的变化，也可测定触变环的大小。
三.实验步骤：1.将样品载至流变仪的样品台，放下测试夹具（4cm, 平板）至指定的间距，应注意样品的边缘与夹具边缘一致。
2.设定好仪器的测定参数:测定温度为25℃测定的剪切速率范围为0-100S-1测定的时间工作程序为：静置1分钟，剪切速率范围为0-100S-1的时间为2分钟（对数增大），静置1分钟，剪切速率范围为100-0S-1的时间为2分钟（对数减小）3.启动仪器，测定样品的流动曲线。
四.结果处理：1. 获得剪切应力与剪切速率的关系图及粘度与剪切速率的关系曲线。
2. 划出触变环。
五.问题：测试样装好后静置的作用是什么？实验二淀粉糊化曲线及粘弹性的测定一. 实验目的：1. 学习动态流变仪的使用方法以及动态流变仪的使用范围。
2.掌握采用动态流变仪的小幅震荡模式测定粘弹性食品粘弹性质的方法。
3.通过采用小幅震荡模式对淀粉糊的粘弹性质进行测定，了解评价粘弹性食品的粘弹性指标—储能模量、损耗模量、损耗角。
二．实验原理动态流变仪的小幅震荡模式是测定粘弹性体的粘弹性指标的常用方法，其原理是在呈正弦变化的力的作用下，使物体在结构不被破坏的情况下测定通过测定在力的作用下物体发生变形的情况来计算其储能模量、损耗模量和损耗角。
质构
定义:
质构一词原指“编”、“织”的意思，后来人们用来表示物质的组织、结构和触感等。
随着对食品物性研究的深入，人们对食品从入口前的接触到咀嚼、吞咽时的印象，即对食品的滋味、口感需要有一个语言的表示，于是借用了“质构”这一用语。
质构一词目前在食品物性学中已被广泛用来表示食品的组织状态、口感及滋味感觉等。
食品质构有如下特点:
(1)质构是由食品的成分和组织结构决定的物理性质;
(2)质构属于机械的和流变学的物理性质;
(3)质构不是单一性质，而是属于多因素决定的复合性质;
(4)质构主要由食品与口腔、手等人体部位的接触而感觉的;
(5)质构与气味、风味等性质无关;
(6)质构的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示。
研究食品的质构有以下几个目的:
(1)解释食品的组织结构特性;
(2)解释食品在加工和烹饪过程中所发生的物性变化;
(3)提高食品的品质及嗜好特性;
(4)为生产功能性好的食品提供理论依据;(5)明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系。
食品物性学复习知识点
食品物性学复习知识点食品物性学复习知识点一、名词解释1、食品物性学:就是以食品(包括食品原料)为研究对象,研究其物理性质与工程特性的一门科学。
2、内聚能:定义为1mol的聚集体汽化时所吸收的能量。
3、结晶态:分子(或原子、离子)间的几何排列具有三维远程有序。
4、液晶态:分子间几何排列相当有序,接近于晶态分子排列,但就是具有一定的流动性(如动植物细胞膜与一定条件下的脂肪)。
5、玻璃态:分子间的几何排列只有近程有序,而远程无序,即与液态分子排列相似。
6、粒子凝胶:具有相互吸引趋势的离子随机发生碰撞会形成粒子团,当这个粒子团再与另外的粒子团发生碰撞时又会形成更大的粒子团,最后形成一定的结构形态。
7、聚合物凝胶:就是由细而长的线形高分子,通过共价键、氢键、盐桥、二硫键、微晶区域、缠绕等方式形成交联点,构成一定的网络结构形态。
8、黏性:就是表现流体流动性的指标,阻碍流体流动的性质。
9、牛顿流体:流动状态方程符合牛顿定律的流体统称为牛顿流体;非牛顿流体:流动状态方程不符合牛顿定律,且流体的黏度不就是常数,它随剪切速率的变化而变化,这种流体称为非牛顿流体。
10、胀塑性流体:在非牛顿流动状态方程式中,如果1<n<∞,称为胀塑性流动;< p="">也随着增大。
即随着剪切应力或流速的增大,则黏性食品的流变特性a11、塑性流体:当作用在物质上的剪切应力大于极限值时开始流动,否则物质就保持即时形状并停止流动,具有此性质的物质称为塑性流体。
12、触变性流体:指当液体在振动、搅拌、摇动时,其黏性减少,流动性增加,但静置一段时间后,流动又变得困难的现象。
13、分散体系:就是指数微米以下,数纳米以上的微粒子在气体、液体或固体中浮游悬浊的系统;在这一系统中,微粒子被称为分散相,分散的气体、固体或液体的介质被称为分散介质,也称连续相。
14、黏弹性食品:指既具有固体的弹性又具有液体的黏性这样两种特性的食品。
食品质构与流变学
应力单位:dynes/cm2, 国际单位为“帕斯卡”，1.0帕斯卡= 1N/m2
= 10dynes/cm2
流体受到外力时会产生与外力方向平行的流动，
因此所受的应力就为剪切应力（ shear stress)
应力作用下的变形就称为应变（strain）， 记作γ
在恒定力的作用下，流体产生的应变是流动， 而随着流动的进行，流体的形状是不断变化 的，因此流体的应变通常用单位时间的变形， 即应变的时间导数来表示。
105
105
103
103
101
101
10-1 10-6 10-4 10-2 100 102 104
s
10-1 0.1 1 100 1000
, Pa
, Pa
•s
体系呈现假塑性的原因
a.现在一般认为体系之所以呈现假塑 性，是因为分子定向排列（在外力作 用下，分子从无序到有序移动）以及 聚集体解体的缘故。 b:大分子构型的改变。
Temp °C 25 25 40 40 48 25 25
Typical Viscosities (Pa.s)
Asphalt Binder(沥青) ------------ 100,000 Polymer Melt (熔融高分子)----- 1,000 Molasses (糖蜜)------------------- 100 Liquid Honey (蜂蜜)-------------- 10 Glycerol(甘油) --------------------- 1 Olive Oil (橄榄油)----------------- 0.01 Water (水)-------------------------- 0.001 Air (空气)---------------------------- 0.00001
食品工程原理
食品工程原理
食品工程原理是研究食品加工过程中的物理、化学和生物学原理的学科。
食品工程原理主要涉及食品的成分、结构、质量和安全等方面的知识。
食品工程原理中的物理原理主要包括传热、传质和流变学。
例如，在食品加工过程中，食品与热源之间会发生传热，导致食品温度的变化。
传质则是指食品中各种物质之间的传递，如水分、溶质和气体等的传递。
流变学研究的是食品的流动性质，如粘度、流变应力和流动行为等。
化学原理在食品工程中也起着重要作用。
化学原理涉及食品的原料成分、化学反应、反应速率和反应平衡等方面。
例如，食品加工过程中的褐变反应就是一种化学反应，其产生的色素会改变食品的外观和品质。
另外，食品中的营养成分也是化学原理研究的重点，如蛋白质、碳水化合物和脂肪等的化学性质和变化规律。
生物学原理主要应用在食品工程中的微生物学和酶学研究中。
微生物学研究食品中的微生物种类、生长条件和控制方法，以及微生物对食品质量和安全性的影响。
酶学研究食品中的酶的性质和功能，以及酶在食品加工过程中的应用。
例如，酵母菌在面包发酵过程中产生的二氧化碳是由酶催化反应引起的。
食品工程原理的研究对于食品加工工艺的优化和食品质量的控制具有重要意义。
通过深入了解食品工程原理，可以有效地改善食品的加工过程，提高食品的品质和安全性。
食品流变学与质构PPT课件
2 1
1
注意：
a. 由于双园筒回转式粘度计产生反力矩的弹性元件具有 确定的弹性系数。因此，在测一时受到液体摩擦力矩M1 的作用而产生的扭角是有一定范围的，摩擦力矩的大小 除了取决于液体的粘度外，还与转子的大小有关。摩擦 力矩太大或太小均不能使粘度计正常工作，所以，各种 型号的双园筒粘度计都配有不同规格（直径与长度）和 转筒或转子，以满足不同液体测量的需要。 b. 在选定了转子后，还要注意转速，要使转子在适当 的转速范围内工作。 C. 上述讲的公式仅适合于牛顿液体，对于非牛顿液体 的粘度测量也可采用回转粘度计，但比上述所讲的均要 复杂得多。
食品流变学与质构
(2) 回转粘度计 A. 原理： 主要部件为两个园筒，其中一个静止，另一个转动， 当液体进入双园筒隙间时，在旋转园筒的作用下，液体将发生 转动， 液体在运动过程中也对园筒表面施以摩擦力矩，通过摩 察阻力矩的测定，算出液体的粘度及流变参数。 B. 转鼓式粘度计 外园筒旋转而内园筒静止，通过内园筒达到平衡时所偏转 的角度来测定粘度，即通过测定旋转的力矩求出其粘度。
1 1 M r1 2 2 4 2 H r1 r2
食品流变学与质构
C. 转子回转式粘度计
原理: 外园筒不转，中间的转子通过弹簧等弹性元件与刻度 盘相连接，如果转子没有其他外力的作用，在电机作用下，就 会与刻度盘一起作匀速运动，但当转子浸入液体时，由于液体 粘性的作用而受到一个与转子旋转方向相反的力矩M1作用， 阻碍了转子的旋转，使转子不能与刻度盘同步运动。因转子与 弹簧相连，这个力矩阵就能过转子作用在弹簧 上，使弹簧扭 转了一个角度，弹簧产生了一个与M1大小相等、方向相反的 力矩Mr1,使Mr1与M1平衡，最终使转子以同样的转速继续旋转。 由此可见，补测液体的粘度越大，产生的阻力矩M1就越大， 弹簧扭转的角度也越大。因此，可根据弹簧扭转角度的大小来 确定粘度的大小。弹簧扭转的角度可能过固定在转子上的指针 和刻度盘上的刻度相对位置看出来。
食品加工过程中食品的流变学性质与品质的关系研究
食品加工过程中食品的流变学性质与品质的关系研究引言：食品加工是将原料经过一系列物理、化学和生物反应转化为可供人们食用的产品的过程。
在这个过程中，食品的流变学性质扮演着重要的角色，它直接关系到产品的质量、口感和持久性。
因此，研究食品的流变学性质与品质之间的关系，对于提高食品的加工技术和产品质量具有重要意义。
流变学性质与品质的关系：流变学是研究物质变形和流动行为的学科。
在食品加工过程中，食品经历了各种工艺操作，如混合、搅拌、流动等。
这些操作会改变食品的结构，进而影响其流变学性质和品质。
首先，流变学性质与食品的质地直接相关。
质地是指食品的组织结构和物理特性，它主要包括食品的硬度、黏性、弹性等。
食品的质地对消费者的口感和满足感有重要影响。
通过研究食品的流变学特性，可以了解食品的质地如何随着操作的变化而改变，从而改进工艺参数，使得产品达到更好的质地。
以巧克力为例，通过调整巧克力的温度和搅拌速度，可以改变巧克力的粘度和流动性，从而控制其口感和均匀度，提升产品品质。
其次，流变学性质与食品的保存性和稳定性密切相关。
在食品加工过程中，许多产品需要经过加热、冷却、冷冻等处理，这些处理会改变食品的流变学特性。
研究食品在不同工艺条件下的流变学性质变化，可以为产品的保存性和稳定性提供科学依据。
例如，研究奶油在不同温度下的流变学特性，可以确定合适的储存温度，避免油脂的分离和氧化，提高产品的保存期限。
此外，流变学性质与食品的口感和品味有密切关系。
食品的口感是指在口中咀嚼食品时产生的感觉，它包括食品的滑腻度、脆爽度、颗粒度等。
而食品的品味则指食品的味道特性，如酸、甜、苦、咸等。
这些口感和品味特性与食品的流变学性质直接相关。
例如，研究面粉在面团中的流变学特性，可以为制作口感更好的面点提供指导。
结论：食品加工过程中，食品的流变学性质与品质密切相关。
通过研究食品的流变学性质，可以优化加工工艺，改善产品的质地、保存性和口感。
因此，深入研究食品的流变学性质与品质之间的关系是提高食品加工和产品质量的关键。
由巴氏杀菌生牛奶制得的商业奶酪”QUESO FRESCO”的质构与流变学
由巴氏杀菌生牛奶制得的商业奶酪”QUESO FRESCO”的质构与流变学摘要墨西哥产的由生牛奶（RM）制成的QUESO FRESCO与墨西哥和美国产的由巴氏杀菌奶（PM）制得的奶酪进行了比较，以确定质构和流变学上的区别。
RM奶酪比PM奶酪韩更多的水分，显示出较高的凝聚力和剪应变，表现出较低的硬度和剪向力。
美制奶酪比墨西哥奶酪更硬，更脆，易碎。
在所有样品中，随着脂肪含量的增加，剪切应力下降。
墨西哥奶酪剪切应变随着pH值升高而下降。
了解ＲＭ和ＰＭ之间的差异可以使奶酪制造者调整生产制造流程，让ＰＭQUESO FRESCO达到消费者的期望。
实际应用西班牙奶酪，如QUESO FRESCO在美国正受到越来越多的欢迎。
在美国用来制造QUESO FRESCO的牛奶必须经过巴士消毒，一些消费者认为产出的奶酪在口味和质感上要比传统的由生牛奶制造的奶酪要逊色一些。
介绍QUESO FRESCO是一种柔软的白色奶酪，通常是吃新鲜的，正如它的名字，有一种温和的，少许咸味的味道。
它是拉丁美洲饮食中的主要食品，在美国越来越流行。
QUESO FRESCO质构很脆因为在加盐之前研磨得很碎，在西班牙食物墨西哥卷和taquito中经常使用到。
传统制作QUESO FRESCO的主要成分并不熔化，因此，可用于油炸。
奶酪起初由生牛奶制成，但是在美国必须由巴氏杀菌奶制得，出于食品安全考虑。
RM奶酪在美国也许有卖。
如果它60天成熟，但是QUESO FRESCO质量两至三周后就受到影响。
这就要求墨西哥的奶酪制造商不能考虑RM奶酪，但是规定未被执行。
没有对QUESO FRESCO的联邦标准，因此组成和质构多种多样。
奶酪的质构很重要，因为它和感官相连。
且开发了一些仪器测试帮助科学家和制造商描述这些特征。
一个奶酪质构测试通常从侧面分析质构（TPA），一个模拟实验概略地模仿在一片食物上咀嚼两次。
基处流变学测试可以运用到奶酪上，包括扭转强度和小振幅震荡剪切（ＳＡＯＳＡ）。
《食品流变学与质构》课件
食品质构的重要性
总结词
食品质构在食品加工、贮藏和消费过程中具有重要意义。
详细描述
食品质构直接影响着食品的口感、风味和消费者的接受度，是评价食品品质的重要依据。同时，食品质构也影响 着食品的加工和贮藏性能，如食品的加工机械性能、货架期等。
食品质构的研究内容
要点一
总结词
食品质构的研究内容包括测定方法、影响因素和改善措施 等方面。
地、口感和稳定性等方面的特性。
食品流变学对于提高食品品质、优化加工工艺和开发新产品具
03
有重要意义。
食品流变学的研究内容
1
食品流变学主要研究食品在加工、贮藏和消费过 程中表现出来的流变性质，包括粘度、弹性、塑 性、脆性等。
2
它涉及到食品的微观结构和化学组成对流变性质 的影响，以及温度、水分、添加剂等因素对食品 流变性质的作用机制。
03
通过深入了解流变学与质构的关系，可以更好地理解食品的加工 、贮藏和消费过程中的变化，为改进食品品质和开发新产品提供
理论支持。
05ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
食品流变学与质构的应用
在食品研发中的应用
食品流变学在食品研发中发挥着重要作用，它涉及到食品的质地、口感和触感等 方面的研究。通过研究食品的流变特性，可以更好地了解食品的结构和组成，从 而优化食品的质地和口感。
要点二
详细描述
质构的测定方法包括触觉测定、仪器测定和流变学测定等 ，这些方法可以用来评估食品的力学性质和组织结构特性 。同时，研究食品质构的影响因素，如原料特性、加工工 艺、贮藏条件等，有助于了解和控制食品质构的变化。此 外，通过研究和改善食品的质构特性，可以提高食品品质 和满足消费者需求。
04
食品流变学与质构的关系
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第十二章
食品流变学与质构
6）形变测量与食品品质 可拉伸的食品物料或食品，如面条、煮熟的面条等其品 质可以通过其弹性与粘度测量的结果进行评价。 ① 流速计：测定鱼糕的E和△L/L(γ) 志水等测得： Ａ级鱼糕 E＝（2.13～1.34）×10３g／cm2 Ｂ级鱼糕 E＝（1.92～0.97）×10３g／cm2 Ｃ级鱼糕 E＝（1.95～0.97）×10３g／cm2 ② 凝乳计：可用于测定凝乳、奶油、豆腐、胶状食品的压缩 度、压缩力从而计算出其剪切模量，根据其模量的大小来评 定这些食品品质的质量。 ③贝克压缩计：可用来测定面包老化过程中的压缩度、压缩 力，借此来评价面包老化过程的老化特性。
第十二章
食品流变学与质构
这种理想固体实际上是不存在的，但是当物质在力作用 下形变小于1%时，我们可以将其看成的虎克固体。如干面 团、硬糖果、核桃、蛋壳、土豆和苹果等在一定力范围内都 可看成是虎克固体。。
2) 纵向形变：线性物体在长度方向上的形变。 F=Wg/A γ = △L/L 按 F=Eγ E=F/γ =Wg·L/A·△L E 为杨氏模量 A 为线性物体横截面积 F 为单位面积上的外力 L △L
第十二章
食品流变学与质构
值得注意：真正的牛顿液体是没有的，但在实际情况中， 当在剪切力很宽的作用范围条件下，其粘度不变的液体通常 近视将其看成为牛顿液体。例如糖水溶液、低浓度的牛乳、 油、酒、水及其透明稀质液体均可归于牛顿液体。
第十二章
食品流变学与质构
当采用小于某一个值的剪切力作用于食品液体时，其并 不表现出流动，具有类似于弹性体的性质，当施予的剪切力 超过此值时，其表现出流动，流动特性符合牛顿液体特征的 称为宾汉液体。
第十二章
食品流变学与质构
由上可以看出，当剪切速率加大，达到最大值后，再 减低剪切速率，减低剪切速率的流动曲线反而在增大剪切速 率曲线的上方。这说明流动促进了液体粒子间构造的形成。 所以，这种现象也被称为逆触变现象。 3) 粘性流动的特性 (1) 内粘性 A. 绝大多数液体食品体系内粘性（形态粘性）随着速度梯 度的增大，粘度减小，流动性能增强。少数液体食品体系如 巧克力、黄油、蕃茄酱等产品常表现出触变性特性，即静置 时逐渐变稠，多次搅拌时逐渐变稀。 触变性和内粘性的主要区别在于：前者是流体未发生 流动表现出的特性，后者则是在流动过程中表现出的特性。 即前者是在搅拌时粘度下降，而后者是在流动时粘性下降。
1) 食品流变学的实验，可以用于鉴别食品原材料、中间产品， 可以用于控制生产过程。例如面包制作过程中面团的流变学
第十二章
食品流变学与质构
制就是一个实例。 2）流变学能够根据顾客的爱好，鉴定或预测顾客 对某种食品是否满意。例如，人造奶油的扩展能 力、牛乳的粘度、硬糖果的硬度、肉的韧度都是可 以用来鉴定食品优劣的流变特性。 3）可借助中间产品的标准流变学特性来调节食品 物质的组织结构。 4）流变学可以应用于有关工艺设计和设备设计。 例如泵送管路系统，放料装置及搅拌装置的设计， 乳化、雾化及浓缩工艺过程的设计，都要用到物质 流变学特性数据。
第十二章
食品流变学与质构
第十二章
食品流变学与质构
再也不能填满粒子之间的间隙、粒子与粒子没有了水层的 滑动作用，因而粘性阻力就会骤然增加，甚至失去流动的
性质。因此粒子在强烈的剪切力作用下会成为疏松排列结
构，引起外观体积的增加。 值得注意的是：有些假塑性液体 和胀塑性液体当采 用小于某一个值的剪切力作用于食品液体时，其并不表现 出流动，具有类似于牛顿类液体物质的性质，当施予的剪 切力超过此值时，其表现出流动，流动特性也不符合牛顿 液体特征。
触变液体具有摇溶现象的机理目前认为：随着剪切应力的增 加，粒子之间形成的结合构造受到破坏，因此粘性减少。但 这些粒子间结合构造在停止应力作用时，恢复需要一段时间， 逐渐形成。因此，剪切速率减慢时的曲线在前次增加时的曲 线下方，形成了与流动时间有关的履历曲线（滞变曲线）。 (4) 胶变性液体（rheopexy） 当液体随着流动时间的增加，变得越来越粘稠，其特性 曲线为：
第十二章
食品流变学与质构
(2) 胀塑性液体(Dilatant Liquid) 在非牛顿液体状态方程中，当时1< n<∞时，即表观粘度 随剪切力的加大或剪切速率的增加而增加的的液体称为~， 其特征曲线如下。
在我们通常遇到的液体食品中属于胀塑性液体的不多， 比较典型的例子是生淀粉糊。
第十二章
食品流变学与质构
Bounce (1982)对质构作了更为全面的定义，具体包括如下四个方面： ①它是食品的一组物理性质，主要由食品组织结构决定的力学性质和流
变学性质。②它主要由人的触觉，一般是口腔，也包括人体其他部位，
如手指所感知。③它与味觉、嗅觉等化学知觉无关。④它可以用仪器测 定。并可用长度、质量和时间来表示。
国际标准化组织(1979)对质构定义：食品所有流变学和结构（同何和
第十二章
μ= e’/e
食品流变学与质构
对任何固体物质，当受到拉伸或压缩变形时，如不发生
体积的变化， μ为0.5。一些常见固体物质的泊松比μ如下。
第十二章
5）体积形变与体积模量
食品流变学与质构
由液体静压力作用在浮体表面所产生的表面压力，引 起浮体体积变形，这种形变称为体积形变。 σ = K εv 在这里，K称为体积模量。 6）四种模量之间的关系
第十二章
食品流变学与质构
在实际过程中，非牛顿类液体物质只有当施加的剪切 力σ大于某一个值σo时,才开始流动。据此，Herschel和 Bulkey 提出了表示非牛顿液体类物质流动状态的方程式为： σ= σo+κ× εn 非牛顿液体类物质 根据σo的有无和n的取值范围可以分 为假塑性液体（Pseudoplastic Liquid）、胀塑性流体 (Dilatant Liquid)、触变性液体(Tixotropic Liquid)和胶变性 液体(Rheopectic Liquid)四种类型。前两种非牛顿液体其流 变特性与时间无关，后两种非牛顿液体的流变特性却随时 间而变化。 (1) 假塑性液体（Pseudoplastic Liquid） 在非牛顿液体状态方程中，当时0< n<1时，即表观粘 度随剪切力的加大或剪切速率的增加而减小的液体称为~， 也称准塑性液体或拟塑性液体 。其特征曲线如下。
第十二章
食品流变学与质构
12.1.2 形变与粘性流动 12.1.2.1 形变的类型 1）弹性形变：加力发生形变，去掉力又恢复原来的形状。 2）流动形变：加力后瞬间发生较大形变，随着时间的推移徐 徐形变，外力除去后不能恢复原状。 3）粘弹性形变：弹性形变与流动形变的交织。 12.1.2.2 弹性形变 1) 理想弹性体与弹性模量：又称虎克固体，指物体在一定外 力作用下,发生弹性形变的大小与外力之间的关系呈线性关系， 此物体叫理想弹性体。 即 σ=Eγ σ—外力， γ——形变量 E—弹性系数（dyn/cm*cm。达因／厘米２）杨氏模量
第十二章
首先应弄清的两个基本概念
食品流变学与质构
食品流变(rheology)：指食品胶体的粘性、弹性、粘弹性和塑性等基本内 容。
食品质构(texture): 一词本指织物的编织组织。后来在食品中用来表示
人们对某种食品的口感情况。 Matz（1962年），他认为：质品是除温度感觉和痛觉以外的食品物
理性质，它主要由口腔中皮肤及肌肉的感觉来感知。
第十二章
食品流变学与质构
第十二章
食品流变学与质构
(3) 触变性液体(Tixotropic Liquid) 当液体在振动、搅拌、摇动时，其粘性减少，流动性增 加，但静置一段时间后，流动又变得困难，这种现象称为摇溶 现象，具有摇溶现象的液体称之为触变性液体。其流动的特性 曲线如下：
第十二章
食品流变学与质构
第十二章
12.1.2.3 粘性流动
食品流变学与质构
粘性是表现流体流动性质的指标，从微观上讲，
粘性是流体受力作用，其质点间作相对运动时产生阻
力的性质。这种阻力来自内部分子运动和分子引力。 一种物质粘性的大小通常用粘度来表示。粘度有剪切 粘度、延伸粘度和体积粘度三种，但通常我们所说的 是剪切粘度。
流体在力的作用下，会发生粘性流动，其流动过
在液态食品体系中，属于宾汉液体的事例很多，如浓缩 的肉汁就是一种典型的宾汉液体
第十二章食品流变学与质构源自 第十二章食品流变学与质构
第十二章
食品流变学与质构
2）非牛顿类液体物质 凡是不符合牛顿流体定律的液体统称为非牛顿类液体物 质， 非牛顿类液体物质的流动方程可用下式表示。 σ= κ× εn （n为不等于1的任何正数） 在上式中，当n=1时，它就是牛顿液体公式，这时κ=η κ就成了粘度。假如设ηa= κ×εn-1，则非牛顿液体类物质的流 动状态方程可写为与牛顿液体类物质流动方程相似的形式： σ= η a × ε 由上式可以看出， η a 与η有同样的量纲，表示同样的物 理特性，所以称η a 为表观粘度（apparent viscosity） 。值得 注意的是η 是一个常数， 而η a则是一个变数，它与粘度系数 κ和流态指数n有关，是剪切速率 ε的函数。非牛顿类物质的 剪切力与剪切速率不是一条直线。
第十二章
食品流变学与质构
在上图中，表观粘度η a = tanθi(i=1, 2, 3, ··· )
第十二章
食品流变学与质构
第十二章
续表
食品流变学与质构
由上表可以看出，大部分液态食品0<n<1，都是假塑性 液体。n值越小, 随着剪切速率的增加，粘滞阻力增加相对越 慢，这是因为n值越小，液体内部构造越弱，随着剪切速率的 增大，其内部分子结合而形成的阻力就越小。
程中的粘度与作用力之间的关系表现出多种情况，主 要有下面几种。
第十二章
食品流变学与质构
1）牛顿液体类物质 液体属于一种流体，描述流体的一个重要参数 就是粘度。粘度剪切粘度、延伸粘度和体积粘度等 几种不同的方式，通常我们所说的粘度就是剪切粘 度，即用普通粘度计测定的液体粘度。如果一种液 体的粘度与剪切速率无关，则我们称这种液体为顿 液体。 η=σ/ε 从这个式中可以看出，牛顿液体的剪切应力与 剪切速率的关系曲线是一条直线，这种液体没有弹 性，且不可收缩。