《食品物性学》思考题参考答案

《食品物性学》思考题参考答案一、简答题1.固体食品的形状和尺寸有什么特征？如何来描述它们？大多数水果的形状是近于球状的，称为类球体。

在类球体中，又有各种形状定义，如扁球形、椭球形、卵形等。

类球体常用圆度或球度来定量描述。

1.圆度（roundness）表示物体角棱的锐度，可表明物体在投影面内的实际形状与圆形之间的差异。

2.球度(sphericity)它表示物体的实际形状和球体之间的差异程度。

形状规则的物体如球体、立方体、圆锥体等可用相应的尺寸来表示。

一般情况下，物体可用三个相互垂直的轴向尺寸来表示，即由长(l)、宽(b)、厚(t)。

物体的计算直径简称粒径，是表示物体各向尺寸的综合指标。

2. 固体食品的体积和表面积各有那些测量方法？体积：1.平均投影面积，找出物体平均投影面积与体积关系表面积：(1)基叶表面积的测量1)把被测物体放在感光纸上接触晒印，用求积仪求出；2)将被测物体放在方格纸上，画出轮廓，计算方格数；3)投影照相测量或扫描仪扫描后用计算机专用程序处理；4)光遮断法，用光电管测量；5)按叶面轮廓图形剪纸，并将所剪纸片称重计算；6)用气流求积仪测；7)统计某尺寸与面积的相互关系，测量尺寸后推算出面积。

(2)水果表面积的测量水果表面积不容易精确测出。

一般有以下方法：1)将果皮削成窄条，然后将全部窄条铺平，画出图形，然后按图形求面积；2)统计水果的表面积与某一尺寸或重量的相互关系，用该法可快速求得水果表面积；3)有些情况可按旋转体图形计算表面积。

(3)鸡蛋表面积的测量可用称重法算出3.食品的真是密度有那些测量方法？1.悬浮法2.比重天平法（也称浮力法）3、比重瓶法4、气体置换法5、比重梯度管法4.粘性流体可以分为哪几类？各有何特点？牛顿流体，特点是剪切力和剪切率之间存在线性关系。

液体的流动曲线为通过原点的一条直线。

非牛顿流体，特点是剪切力和剪切率之间不存在线性关系。

5.影响液态食品的粘度的因素有哪些？各因素对粘度有怎么样的影响？温度。

粘度随着温度而变，液体的粘度是随着温度增加而变小，气体的粘度是随着温度升高而增大。

压力。

压力对液态的粘滞性影响不大。

在高压时，气体和液体的粘度随着压力的升高而增大。

浓度.溶液中固体浓度增加时粘度也增大。

6.液态食品的流变性质如何测定？细管法。

它可用于从10-4Pas的低粘度到105Pas的高粘度测定，经常用它来测定牛顿粘度和非牛顿粘度的流动曲线。

在细管粘度计内流体受外力作用而通过细管，其粘度可根据流量、外加压力和细管几何尺寸确定。

在一定外加压力下，流体粘度愈搞则流体在单位时间内流量愈小，只要比较其流量大小即可比较其粘度大小。

旋转法。

在旋转式粘度计内，流体受外扭矩作用而旋转，其粘度可根据旋转部件角速度、外扭矩和仪器的几何尺寸而确定。

流体粘度愈搞，则旋转部件产生相同角速度所需外扭矩就愈大，只要比较其扭矩大小，即可判断其粘度大小。

振动法。

这种测定方法可在同轴圆筒式、锥板式、圆板式等旋转粘度计上进行。

为了测定粘弹体的流动性的流动性，对流体施加交变的剪切应变，测定其相对应的剪切应力，从而可求得动态粘度和动态剪切模量。

7.食品质构有何特点？食品质地是与食品的组织结构和状态有关的物理量，是与以下三方面感觉有关的物理性质，即：①用手或手指对食品的触摸感；②目视的外观感觉；③口腔摄入时的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、黏稠、酥脆、滑爽感等。

由此可见，食品的质地是其物理特性并可以通过人体感觉而得到感知。

食品的品质包括的几种因素中，质地、滋味（气味、风味等）、外观（颜色、大小、形状等）主要是直接凭感觉判断的，而营养方面的价值是主要是通过化学分析的方法确定的。

8.如何评价食品的品质？影响食品品质的因素有哪些？食品感官检测。

可以分为分析型感官检测和嗜好型感官检测两种。

方法主要有以下六种。

(1)差别试验(difference test)(2)阈值试验(shreshold test)(3)排列试验(ranking test) (4)分级试验(scoring test)(5)描述试验(descriptive rest)(6)消费者试验(consumer test)仪器测量方法。

可以分为基础力学测定、经验测定和模拟力学测定。

影响因素分为物理因素和化学因素，其中物理因素包括软硬、黏稠、酥脆性、滑爽感、形状、色泽、温度等；化学因素包括甜、酸、苦、咸、涩、香气等。

9.农业物料的摩擦力受哪些因素的影响？✓摩擦力为作用于接触点上的作用力✓摩擦力由两部分作用力构成克服变形和剪切的作用力克服表面间粘附的作用力✓摩擦力正比于实际接触面积✓摩擦力与接触表面的滑动速度有关（温度变化）✓摩擦力与接触表面物料特性有关✓摩擦力与接触表面粗糙度无关（极度光滑、粗糙表面除外）10.散粒体排料时经常出现结拱现象，在实际生产中如何防止这一现象发生？结拱原因：物料间及物料与器壁间的摩擦、粘聚、粘附作用消除结拱措施：加大排料口尺寸改变排料口位置减小料斗锥顶角使料斗光滑，减小料斗摩擦力料斗设计为非对称形状加装锥体结构，减小排料口承重压力加装排料装置11.散粒体产生自动分级的现象的原因是什么？产生自动分级的原因主要有：(1)散粒体具有液体的性质，对分散在散粒体中的颗粒有浮力作用，促使相对密度小的颗粒上浮；(2)散粒体在受扰时较松散，使小颗粒能往下运动以填补空隙表面光滑的球形颗粒在散粒体中所受阻力较小，容易向下运动，而粗糙颗粒或片状粒受阻大而留于上层。

12.什么是玻璃化转变温度？发生玻璃化转变时有什么现象？典型的DSC曲线，我们把图所对应的吸热现象称为该样品的玻璃化转变，对应的温度称为玻璃化温度Tg。

此转变不涉及潜热量的吸收或释放，仅提高了样品的比热容，这种转变在热力学中称为二次相变。

13.何为食品的主动电特性和被动电特性？食品的主动电特性是在物料内部存在某种能量而产生电位差，包括由于食品材料中存在某些能源而产生的电特性。

食品的被动电特性是指影响物料所在空间的电磁场及电流分布的一些特性，反应了影响食品所占空间内电场和电流的分布特性，还可以影响电场中食品的行为。

14.利用直流电流对食品进行加工和测定的例子有那些？举例说明。

物料含水率的测定。

质量评定和控制。

15.利用光透性测定法检测食品的前提是什么？有哪些典型的应用？应用这种方法的前提是，食品中与光透过有关的物质或色素必须和食品的品质项目有好的相关关系。

透光测定法是食品无损检测的一种常用方法，比较典型的应用有果蔬成熟度的检测、谷类水分含量测定、玉米霉变损伤检测、碎米程度、食品颜色、鸡蛋内血丝混入的检测等。

二、论述题1.试论述近红外法的测定原理及其分析流程。

近红外光谱分析法就是利用物质的透射或反射光谱，分析其分子结构和化学组成的一种方法。

第一步：任务和目标的定义第二步：选择适当的采样技术第三步：收集标准样品第四步：采集标准样品的光谱，建立模型第五步：验证模型2.图为1水果咀嚼试验力—时间质地特征曲线，试说明图中Frace、Hard 1、Hard2、Area1、Area2、Area3、Area4、Area5各个标注点或区域代表的参数名称、意义及其特征内容。

图1 水果咀嚼试验力—时间质地特征曲线Frace：脆度，TPA曲线第一压缩周期中第一个峰处力值。

对应课果实的生物屈服点，表征在此点果实细胞构造开始遭到破坏，反映果肉脆性。

Hard1：硬度1，TPA曲线第一压缩周期中第二个峰处力值。

果实越过生物屈服点后，外界继续施加一定程度的压力，果实所受力大小，反映试样对变形抵抗的性质。

Hard2：硬度2，TPA曲线第二压缩周期内试样所受最大力。

表征试样多次压缩后，对变形的抵抗。

Area2/ Area1：凝聚性，两次压缩周期的曲线面积比。

反映的是咀嚼果肉时，果粒抵抗受损并紧密连接，使果实保持完整的性质。

Area3：黏着性。

下压一次后将探头于试样中拔出所需的能量大小。

反映了咀嚼果肉时，果粒对上腭、牙齿、舌头等接触面黏着的性质。

Area4/ Area5：回复性，由第一周期而得，等于TPA曲线中回复曲线与横轴过包围的面积之比。

反映了物质以弹性变形保存的能量，是果实受压后快速回复变形的能力。

3.试说明差示式扫描量热仪(DSC)的结构及其测定原理。

并论述影响DSC测量结果的因素。

大致由四个部分组成：温度程序控制系统；测量系统；数据记录、处理和显示系统；样品室。

功率补偿型DSC的特点是分别用独立的加热器和传感器来测量和控制样品和参照的温度差，对流入或流出样品和参照的热量进行补偿使之相等。

它所测量的参数是两个加热器输入功率之差。

差式扫描量热法的影响因素与具体的仪器类型有关。

一般来说，影响DSC的测量结果的主要因素大致有下列几方面:✓实验条件，如起始和终止温度、升温速率、恒温时间等；✓样品特性，如样品用量、固体样品的粒度、装填情况，溶液样品的缓冲液类型、浓度及热历史等，参照物特性、参照物用量、参照物的热历史等。

4.图2为样品典型热流量变化的DSC曲线，试说明途中Tg、Tc、Tm代表的意义，并对该曲线的变化过程进行分析。

图2 样品典型热流量变化的DSC曲线Tg：玻璃化转变温度Tc：结晶温度Tm：融解温度典型的DSC曲线。

我们把图所对应的吸热现象称为该样品的玻璃化转变，对应的温度称为玻璃化温度Tg。

此转变不涉及潜热量的吸收或释放，仅提高了样品的比热容，这种转变在热力学中称为二次相变。

二次相变发生前后样品物性发生较大的变化，例如当温度达到玻璃化转变温度Tg时，样品的比体积和比热容都增大；刚度和黏度下降，弹性增加。

当温度低于Tg时自由体积收缩，链段失去了回转空间而被“冻结”，样品像玻璃一样坚硬。

当样品继续被加热温度至Tc时，样品中的分子已经获得足够的能量，它们可以在较大的范围内活动。

在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小的状态，因此这些分子按一定结构排列，释放出潜热，形成晶体。

当温度达到Tm时，分子获得的能量已经大于维持其有序结构的能量，分子在更大的范围内运动，样品在宏观上出现融化和流动现象。

对于后两个放热和吸热所对应的转变在热力学上称为一次相变。

5.试论述基本物理特征在农产品加工中的应用。

1.谷物的品质评价稻谷等种子的品质评价往往用于粒重、整粒率、形状质量等判断。

容积密度大的谷物，真实密度也大，整粒率高，形质也好。

但按粒度分布，其中可能混杂有相当数量的次粒。

根据三轴尺寸，可以用筛选或风选进行分级。

但判断种子的发芽率用比重清选比较合适。

2.新鲜果蔬的评价苹果常按平均粒径和形状进行分级。

柑橘按果径分级。

葡萄、柿子、梨、桃子等水果多按单果重量进行分级。

3.新鲜牛奶的检别把刚挤出的新鲜牛奶放置2～3h，其密度约升高0.1%,因此可利用牛奶密度来判断牛奶存放时间的长短，以便测其新鲜的程度。