食品物性学期末复习资料.doc

第一章 绪 论 1，一般认为，决定食品质量的主要因素有：视觉效应，化学感应，食品质构特性（前三者感官特性），营养价值 第二章 食品的主要形态与物理性质1， 气态:分子间的几何排列不但远程无序，近程也无序。2， 液态:分子间的集合排列只有近程有序，而远程无序。3， 结晶态:分子间的集合排列具有三维远程有序。4， 晶体态:分子间集合排列相当有序，在某方向上接近于晶态分子排列，具有一定的流动性。5， 玻璃态（glass state）：分子间的集合排列只有近程有序，而远程无序，即与液态分子排列相似，是一种过渡的、热力学不稳定态。泡沫 : 泡沫是指液体中分散有许多气体的分散系统。气体由液体中的膜包裹成泡，把这种泡称为气泡，有大量气泡悬浮的液体成为气泡溶胶。当无数气泡分散在水中时呈白色，这便是气泡溶胶。乳胶体:乳胶体一般是指两种互不相溶的液体，其中一方为微小的液滴，分散在另一方液体中。根据分散相和连续相的不同可以分为水包油型（O/W）和油包水型(W/O)。连续相与分散相间可以转换，称为相转换。第3章 黏性食品的流变特性1，Newton流体是的概念及其数学表达式 牛顿流体的特征：剪切应力与剪切速率成正比，黏度不随剪切速率的变化而变化。 （1）Newton流体的流变曲线是一条经过原点的直线，其斜率即为流体的黏度，斜率大小代表黏度的高低。 （2）黏度值是个常数，不受剪切速率或剪切应力单方面变化的影响，只有它们同时变化才能影响黏度值。 （3）只要有力作用即流动，无论力大小。2，非Newton流体包括塑性流体、假塑性流体（剪切变稀）、胀塑性流体（剪切变稠）、触变性流体、流凝性流体等多种3，幂定律模型将非Newton流体的黏度描述为速率梯度或剪切速率绝对值的指数函数： =k(dvx/dy)n=kn,4，假塑性流体（1）概念：在非牛顿流体流动状态方程中，当0n1时，即表观黏度随着剪切应力或剪切速率的增大而减小的流动。（2）流变方程：r=D(n1)，r是剪切应力，是粘度的度量，D是剪切应变速率。（3）流动特性曲线5. 胀塑性流体（1）概念：在非牛顿流体的流动状态方程中，如果1n,则称为涨塑性流体。6. 塑性流体（1）概念：当作用在物质上的剪切应力大雨极限值时，物质开始流动，否则物质就保持即时状态并停止流动。（2）流变方程:-0=kn（3）流动特性曲线7，触变性所谓触变性是指一些分散体系在搅动或其它机械力作用下，使其不流动或难流动的凝胶状转变为流动的溶胶状，再静置一段时间体系又恢复到凝胶状的性质。触变性可视为分散体系在恒温下“凝胶-溶胶”之间相互转换过程的流变特性。第四章 黏弹性食品的流变特性1， 黏弹性食品：指的是既具有固定的弹性又具有液体的黏性这样的两种特性的食品。2，曳丝性：有许多黏弹性食品，如蛋清、山药糊、糊化淀粉糊等，当筷子插入其中，再提起时，会观察到一部分液体被拉起形成丝状。3，维森伯格效应(Weissenberg effect)：将某些液体放入圆桶容器中，垂直于液面插入一玻璃棒，当急速转动玻璃棒或容器时，可观察到液体会缠绕玻璃棒而上，在棒周围形成隆起于液面的冢状液柱。原因：由于液体具有的弹性，使得棒在旋转时，缠绕在棒上的液体将周围的液体不断拉向中心，而内部的液体则把拉向中心的液体向上顶，而形成了沿棒而上的现象。 应用：只有具有弹性的液体才会出现，可用于判断食品液体的结构组织情况。黏度大的液体旋转时，棒周围的液体会在离心力作用下凹下。4，泊松比 把棒状试样沿轴线方向拉伸时，除了在轴向发生拉伸应变1外，横方向也产生压缩应变t。且有下列关系： t 15. 虎克模型（弹簧体模型） 在研究黏弹性体时，其弹性部分用一个代表弹性体的模型表示，虎克模型便是用一根理想的弹簧表示弹性的模型，称为弹簧体模型或虎克体。 虎克模型代表完全弹性体的力学性质。 特点：加上载荷的瞬间，同时发生相应的变形，变形大小与受力的大小成正比。 6.阻尼模型 流变学中把物体黏性性质用一个阻尼体模型表示，因此称为“阻尼模型”或“黏壶”。 特点：阻尼模型瞬时加载时，阻尼体即开始运动；当去载时阻尼模型立即停止运动，并保持其变形，没有弹性恢复。 7. 麦克斯韦模型应力松弛模型 研究黏弹性体应力松驰过程发现，黏弹性体的应力松弛表现与图所示的模型非常相示，于是由一个弹簧和一个黏壶串联而成的，该模型是研究黏弹性体的基本模型之一，称为麦克斯韦模型。8. 开尔文模型蠕变模型开尔文模型由一个弹簧和一个黏壶并联组成，此模型可以描述食品的蠕变过程。9.Boltzman 叠加原理是线性黏弹性力学研究的基本原理。该原理认为：某一特定负荷对高分子材料产生的效应是独立的；观察时间相同时，各负荷使材料产生的变形与应力成正比，各负荷产生的效应可以叠加；1产生的应变为1，2产生的产生的应变为2，那么应力1+ 2产生的应变为1+ 2。10. 动态粘弹性：给粘弹性体施加以振动、周期变动的应力或应变时，粘弹性体所表现出的粘弹性质。11. 电子舌是一种模拟人类味觉鉴别味道的仪器12. 电子鼻是模拟动物及人的嗅觉系统研制出来的一种人工嗅觉系统。第五章 食品的质构1、 评定食品品质有四种因素：咀嚼、吞咽时的印象，食品美味、口感的感受。以及食品的价格、方便性、包装也影响食品的品质。2、食品质构研究方法: 仪器测定：（1）测定仪器：即测定具有明确力学定义的参数的仪器。测出的值具有明确的物理学单位，如粘度、弹性率、强度等。 优点：定义明确，数据互换性强，便于对影响这一性质的因素进行分析等。缺点：很难表现对食品质构的综合力学性质。3、食品感官检验：就是以心理学、生理学、统计学为基础，依靠人的感觉(视、听、触、味、嗅觉)对食品进行评价、测定或检验的方法。4、食品感官检验的分类：分析型感官检验及其特点：把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或差别。评定各种食品的外观，香味，食感等特征。嗜好型感官检验及其特点：根据消费者的嗜好成都评定食品特性的方法。比如：何种甜度为饮料的最佳甜度，何种颜色为调味酱的最佳颜色等。5、评审员（分析型评审员和嗜好型评审员）分析型评审员：用于识别特性的差异、特性的大小等。因此尽量排除评审员的个人具有的情感客观地进行评定。检验试样的特性是目的，评审员只起到测定仪器的作用，故又称为客观型评审员。嗜好型评审员：市场调查等调查个人的爱好上，因此它的判断属于情感领域，人的感觉或情感是检验的目的，故又称为主观型评审员。6、如何选择评审员?考虑到他们的判断能力、动机、爱好和接受训练的成都等方面的情况。选择对食品感官检验工作有兴趣，无食品偏爱习惯且具有较好的分辨能力的人。另外，要求评审员要有责任心，具有一定的食品学、心理学、社会学等方面的知识。年龄、性别、身体健康状况。7、食品质构的检验选择方法要考虑的因素1. 检测食品的自然属性和检测目的2. 检测的准确性3. 破坏性还是非破坏性检测4. 费用5. 通过比较决定实验方法第六章 颗粒食品的物理特征与流动特性1、 圆度：类球体的圆度是表示其棱角锐利程度的一个参数。2、球度：类球体食品的球度表示其球形程度，即与类球体食品等体积的球体，其表面积与类球体的体积。3、曲率半径：表征物体形状的一个重要参数，物体表面轨迹为穿过轨迹为穿过物体中心和表面某一点的平面上的曲线，选定点落于曲线上。曲面上的每一个点都有最大和最小曲率半径。固体最终都有一个最大和最小曲率半径。 4、真实密度：纯物质的质量与其体积之比。5、颗粒密度：颗粒组织结构完整的情况下，颗粒质量与体积之比。6、 堆积密度：也称容积密度，散粒体在自然堆放情况下的质量与体积之比。7、食品的孔隙有三种类型：封闭的内部空隙；一端封闭、另一端与外界相通；完全贯通食品的孔隙。8、复水性：粉末食品重新吸附水份的能力，在食品、医药、添加剂等领域也称为速溶性。9、离析：粒径差值大和重度不同的散混合物料，在给料、排料或振动时，粗粒和细粒、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。离析可分为附着离析、填充离析和滚落离析三种形态。10、粉尘爆炸：空气中悬浮的粉尘克劳利急剧的氧化燃烧，同时产生大量的热和高压的现象。11、粉尘爆炸预防措施：良好的操作规范。机器、粉仓和输送系统有良好的粉尘封闭性，及时清理鸡鸭的易燃粉尘；采用真空吸入方式或者其他通风方式，以保证加工环境无粉尘；在粉尘悬浮的车间加湿，使粉尘颗粒变大，同时水分蒸发也降低粉尘的温度，这种方法是面粉企业常常采用的方法。第七章 食品热物性1、热导率：是材料传递热量的能力，单位是W/(mK)。热导率不仅和食品材料的组分、颗粒大小等因素有关，还与材料的均匀性有关。2、比热容:，J/(kg)。3、比热容的测量原理：基于能量守恒法则。在水、样品和样品杯质量一定情况下，首先设定样品和样品杯的温度Ti，之后设定水的温度Ti,w，将水倒入样品杯与样品混合，测定三者平衡时的温度Te。能量平衡方程：式中，mc，ms，mw分别为样品杯，样品和水的质量；Cp,c，Cp,w为已知的样品杯比热容和水的比热容，Cp,s为待测样品的比热容。4、什么是比热容，如何测量？单位质量的物质温度升高1需要的热量，1.量热计。2.差示扫描量热仪。5、什么是焓，如何测量？H=E+Pv,E是系统的内能，p、V是系统的压力和体积。第八章 食品的电特性1、食品的电特性可广义地分为两大类：1.主动电特性。2.被动电特性。2、电介质的极化，三种：电子位移极化，当非极性分子处在外电场中时，在场力作用下，本来处于重心重合的电子晕发生了偏离形成一个电偶极子；原子极化，构成分子的原子或原子团在外电场作用下发生了偏移，从而产生了极化现象；取向极化，对于由两个以上原子组成的偶极分子，即时没有电场作用也有一定的固有电距，因而是极性分子。3、介电常数：表示物料可能贮存的电场能量，它反映该物料提高电容器电容量的能力。4、介电损耗：极性分子在电场中不断作取向运动，分子间发生碰撞和摩擦，并将消耗的电能转化为热能，这种消耗称为介电损耗。能量损失由两部分组成：第一部分来自电导引起的电导损失，产生热量;第二部分来自极化运动产生的介电损耗。5、介电松弛：分子运动的难易程度。松弛时间：由非极化状态到极化状态总需要一定的时间，把这个时间称为松弛时间。6、电导特性主要由电阻率和电导率两个参数表示。7、电导：描述物体传导电流性能的物理量，记作G。物体的电导为通过该物体电流与该物体所加电压的比值。8、物体传导电流是通过带电粒子的定向传递完成的，带电粒子可能是电子、空穴、离子甚至是极化的粒子。9、电磁辐射以波的形式传输，因此可以根据波长和频率分类，波长与频率的关系为 f C，其中，常数C为3.0108m/s，即真空中光速。10、辐射具有波和粒子的特性。每个光子有能量E：、E=h f（h为普朗克常数，值为6.62610-34Js）11、辐射：辐射具有波和粒子的特性。12、电离辐射机理在农产品和一些食品的生物细胞组织中，维持其生命现象的各种生物活性物质，都是以溶解状态存在的。当细胞受到辐射线的照射时，生物活性物质遭到钝化而失去活性，进而由于生理代谢作用的严重损伤，细胞的活性机能遭到破坏。其中繁殖机能对射线最敏感，损伤最大。对于各种微生物，先是停止繁殖，继而抵挡不住辐射线的照射作用而死亡。电离辐射对生物作用的全过程。13、远红外线加热：在实际应用中，常使用的波长范围为220m第九章 食品的光学性质1、对食品光学性质的测定，最大优点就是可以实现对食品快速、无破坏、无损伤检测。无损伤检测的优点是：可以对食品进行全部逐个检查，在食品方面的各种研究中，也可以实现对同一试样的反复品质跟踪实验；测定时间短，便于在产品之间检测和大量试验分析；能够保持食品的原有状态，不会对食品的内部组织结构及外观构成影响。2、光度：表示光辐射照度产生光感的程度。3、照度（illumination）：表示某一受光点单位面积的光通量，单位为lm/m2。4、亮度（luminance）：发光体单位面积在指定方向的明亮程度。5、1931年国际发光委员会（CIE，International Commission on Illumination）建立了两种表色系统，简称为表色系。一种为RGB表色系统，一种为XYZ表色系统。6、光的吸收：光通过任何介质都有不同程度的被吸收。物质对光的吸收有选择性。同一物质对不同波长的光的吸收程度不等。7、光的散射：光波投到一般物体表面时，由于物体的线度远大于光波的波长，因而产生漫射。8、光的色散：白光通过玻璃三角棱镜后，出现彩色光带，称为光的色散现象。9、标准光源：CIE推荐了五种标准照明体：1.标准照明体A：代表色温为2856K的完全辐射体。CIE规定用分布温度2856K的重启钨丝灯来实现标准照明体A；2.标准照明体B：代表相关色温大约为4874K的直射阳光，CIE规定用A光源添加一组特定的DG滤光器实现标准照明体B；3.标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光，CIE规定用A广元换添加一组特定的DG滤光器实现标准照明体C；4. 标准照明体D：代表各时段日光的相对光谱功率分布。为了促进色度学标准化，1967年CIE建议采用D65作为标准光源，它相应与色温6504K的白昼光。对于标准照明体D，CIE尚未推荐出相应的标准光源。因此D照明体模拟成为当前光源研究的重要课题之一。5. 标准照明体C：将在可见光波段内光谱辐射功率为恒定值的光刺激定义为标准照明体E，也称为等能光谱或等能白光。这是一种认为规定的光源。因此，只有标准照明体A和D称为可供选择的光源。10、超弱发光（Ultraweak biolum inescence）是任何有生命的物质都发射的一种超弱光子流，其发射光谱是从红外经可见到近紫外的很宽光谱。11、延迟发光 绿色的含有叶绿素的农产品如番茄、桔子、柿子、茶 叶等在用光照射激励后的若干秒内其表面会发光，我们把这种现 象称作延迟发光（DLE） 具有暗期恢复（dark recovery）、光饱和以及感温性等特点，常用于含叶绿素的果蔬类食品检测。利用延迟发光特性对果蔬进行分选的优点：选择光源的方伟大，因此装置简单；照射和测定DLE的时刻可在不同场所进行，给机械的设计带来方便；除光电管外，不需要其他光学原件，装置比较简单；没有一般偷光测定时荧光带来的影响误差。荧光给D带来的误差有时高达25%。