食品物性学

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。

各种分子间力可统称为次级力。对高聚物来说，分子链之间的次级力具有加和性

4)高分子的柔性：线形长链分子可以卷曲成团，可以在空间呈现各种形态，并随条件和环境的变化而变化的性质。产生的原因：线形高分子链中含有成千上万个σ键。

高分子的刚性：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。

(了解)影响高分子柔性除单键数量外还有：

主链成分、取代基数量、取代基体积、极性、温度等。键越长，键角越大，链的柔性越好。取代基越大、数量越多、极性越强，链的柔性越差。

链段：高分子链中划分出来的可以任意取向的最小链单元。

高分子总是自发的取卷曲的形态，外形呈椭球状，椭球状高分子称为无规线团。

5）按分子的聚集排列方式主要有:

结晶态:分子(或原子、离子)间的几何排列具有三维远程有序（分子排列近、远程有序）分为小分子结晶和大分子结晶;

液态:分子间的几何排列只有近程有序(即在1一2分子层内排列有序)，而远程无序;

气态:分子间的几何排列不但远程无序，近程也无序。

液晶态：介于固体和液体之间的一种状态，分子间排列有序，具一定流动性。

玻璃态：与液态形似，比液体硬、脆。

内聚能:lmol的凝聚体汽化时所吸收的能量。

晶核是结晶的起点，分均相成核和异相成核。

根据晶胞参数的不同，分十四种晶格结构。

食品中的脂肪结晶，主要以六方晶系、三斜晶系、斜方正交晶系

液晶态：分热致型和溶致型。

玻璃态(无定形) :分子间的几何排列近程有序，远程无序，即与液态分于排列相同。它与液态主要区别在于黏度，玻璃态黏度非常高。玻璃化转变机理：自由体积理论。

凝胶态：是由一定尺寸范围的粒子或高分子在另一种介质中构成的三维网络结构形态。分聚合物凝胶态和粒子凝胶态。

蛋白质的结构变化：①改变蛋白质的结构②加工与贮藏中，蛋白质结构向着不利方面发展③引进化学方法、酶法和转基因方法，设计制作出新的蛋白质结构，使蛋白质功能达到最优化水平。

食品中的碳水化合物主要指糖、淀粉、纤维素和胶类物质。

单糖和低聚糖分子量或分子链较小，刚性较大，往往以晶体或糖浆形态出现

自然界中90%以上的碳水化合物都是以多糖形式存在的以晶体形式存在的多糖较少。

多糖分子交联结构:螺旋结构（单，双）和“蛋盒”交联结构

淀粉是一些食品的主要成分，以颗粒形式存在，是液晶态结构。淀粉中的支链淀粉和直链淀粉比例直接影响物性指标。

6）水具有低粘度和较好流动性的原因：分子团是一种多孔隙的动态结构，每个水分子在结构中稳定的时间仅在10-12s左右。在极短的时间内，于其平衡位置振动和排列，并不断有水分子脱离和加入分子团，导致水特有的物性。

水与离子的相互作用：形成水一离子键

水与亲水溶质间的相互作用：形成水-溶质氢键

影响水分子团因素：与温度、离子浓度、电磁波有关

7)动物性食品组织结构

一般结构：肌肉和结缔组织组成。

肌肉的基本构造单位是肌纤维，肌纤维外有一层很薄的结缔组织，称为肌内膜;每50-150条肌纤维聚集成束，称为初级肌束，外包一层结缔组织，称为肌束膜;数十条初级肌束集结在一起并由较厚的结缔组织包围形成二级肌束;二级肌束再集结即形成了肌肉块。

结缔组织是由少量的细胞和大量的细胞外基质构成，胶原蛋白和弹性蛋白都属于细胞外纤维。胶原蛋白是动物体内最多的一种蛋白质，占动物体中总蛋白的20%-25%，对肉的嫩度有很大影响。

影响果蔬产品质构的关键因素是细胞壁的强度和细胞膨压的大小,细胞壁影响果蔬质构的主要是细胞壁外层的果胶质，其作用是粘结细胞; 膨压与细胞内外溶液的渗透压有关

8)物体计算直径简称粒径，表示物体各向尺寸的总和指标。

圆度，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的差异。

方法一：是用截面圆形中各棱角的曲率半径平均值与最大内接圆半径的对比法。

方法二：用物体静止的最大投影面积与其最小外接圆面积的比值来表达。