食品物性学复习资料情况总结.doc

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1、,.（内容比较多，记忆起来比较困难，由于没有重点和PPT，只能总结到这一步了，重在理解！） （ 通宵做的，有不对的地方，改正一下）第一章 绪论 1食品物性学的概念及其影响作用？食品物性学重点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。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

2、变特性、光电热特性、食品物性和微观结构等方面。3食品物性学的主要特点？本课程所涉及内容与高分子物理有很多相似之处，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。本课程还与力学、电学、光学、热学等许多课程有联系。第二章 食品的主要形态和物理性质1. 食品微观结构（三种），微观形态（五种）的基本概念分子结构：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。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

3、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。2. 食品微观作用力与食品宏观物性的关系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。党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

4、形成平衡态结构。3. 食品基本物理特性的含义？颗粒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。4. 举例说明食品基本物理特性的描述方法通常用圆度和球度来定量描述类球状食品；曲率半径也是表征物体形状的一个重要参数；圆度：表示类球体的棱角锐利程度的一个参数，有多种表示方法。其中一种表示方法如下圆度=Ap/Ac(Ap为类球体食品在自然放置稳定状态下的最大投影面积，Ac为Ap面积的最小外接圆)球度：表示类球体的球形程度，即与类球体食品等体积的球体，其表面积与类球体食品表面积之比。球度=di/dc(其中di为类球体食品的最大投影面积图形的最大内接圆直径；dc为类球体

5、食品的最大投影面积图形的最小外接圆直径)5. 举例说明食品基本物理特性的检测方法体积的测量方法：密度瓶法，台秤称量法，气体排出法；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。密度的测量方法：质量容易测，体积同上；也可用气体密度计。孔隙率的测量方法：直接测量法，图像分析法以及孔隙率计。真实密度：是指纯物质的质量和其体积的比值。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。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

6、构内没有孔隙存在的程度，由此获得的质量与体积的比值。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。表观密度：是指材料质量与包含多有孔隙的材料体积之比。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。第三章 黏性食品的流变特性1. 阐述食品流变学研究目的？流变学主要研究作用于物体上的应力和由此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数。食品流变学在食品物性中占有非常重要的地位。食品流变性质对食品的运输、传送、加工工艺以至人在咀嚼食品时的满足感等都起着非常重要的作用。特别是在食品的烹饪、加工过程中，通过对流变性质的研究不仅能够了解食品组织结构的变化情

7、况，而且还可以找出与加工过程有关的力学性质的变化规律，从而可以控制产品的质量，鉴别食品的优劣，还可以为工艺及设备的设计提供相关数据2. 粘性流体可以分为哪几类？各有什么特点？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，特征是剪切应力与剪切速度呈正比，黏度不对剪切速度的变化而变化。非牛顿流体：剪切应力与剪切速率之间不满足牛顿黏性定律的流体，包含假塑性流体（当0n1时，表观黏度随着剪切应力或剪切速度的增大而减少的流动）和胀塑性流体（如果1n无穷）触变性流体：当液体在振动、搅拌、摇动时黏性减少，流动性增加，但静置一段时间后，又变得不易流动的现象。有触变现象的食品口感比较柔和爽口流凝性流体

8、：与触变流体相反，流体黏度随剪切速率和剪切时间而增加，具有流凝性的食品往往呈粘稠性的口感3. 如何描述食品分散体系的流变特性？影响分散体系粘度的因素有哪些？利用溶液的黏度，分散介质的黏度，相对黏度以及比黏度表示；影响的因素：温度，分散相（相对分子质量、浓度、黏度、形状），分散介质（流变特性、极性、PH以及电解质浓度），乳化剂（化学成分、浓度及其对分散离子分散程度的影响、粒子吸收乳化剂形成的膜厚及其对粒子流变特性、粒子间流动的影响、粒子的电荷性质、稳定剂）4. 液态食品的流变性质如何测定？毛细管黏度计（奥氏黏度计、乌氏黏度计）、旋转圆筒黏度计、锥板式黏度计、平行板式黏度计、落球黏度计、转子黏度计

9、5. 固态食品的弹性，塑性如何描述？弹性模量、体积模量、剪切模量、泊松比6. 何谓食品的黏弹性？食品的黏弹性是指既具有固体的弹性又具有液体的黏性；黏滞流动：在微观上主要是链段之间的滑移；应力松弛：指在试样瞬时变形后，在应变量不变的情况下，试样内部的应力随时间下降的过程。蠕变：与应力松弛相反，蠕变是把一定大小的力施加于黏弹性体时，物体的变形随时间的变化逐渐增加的现象。7. 描述粘弹性体的力学模型有哪些？如何建立单要素模型和双要素模型？单要素模型（虎克模型、阻尼模型、滑块模型），双要素模型（麦克斯韦模型、开尔文模型）、多要素模型、广义模型。虎克模型是一个弹性体；阻尼模型是一个“阻尼模型”或者“黏壶

10、”；麦克斯韦模型是由一个弹簧一个黏壶串联；开尔文模型是由一个弹簧一个黏壶并联。8. 固态、半固态食品基本流变学的检测方法。静态：压缩实验、穿孔实验、挤出实验、弯曲和断裂实验、剪切试验。动态：黏度测定（正弦波应力应变实验、共振实验、脉冲振动实验）和粘弹性测定（纵向振动法、剪切振动法）第四章 食品质构1质构的概念及其特点u 食品的质构是指：与食品的组织结构及状态有关的物理性质，通过感觉而得到的感知。u 食品质构的特点：感官检验的概念和方法所谓食品感官检验，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。感官检验的方法差别试验(differe

11、nce test) 差别试验是对样品进行选择性的比较，一般领先于其他试验，在许多方面有广泛的用途。 如2点、3点检验；5中取2法等。阈值试验(threshold test) 阈值试验主要用于味觉的测定，主要有极限法和定常法。 刺激阈RL:指能分辨出感觉的最小刺激量。 分辨阈DL：感觉上能分辨出刺激量的最小变化值。 主观等价值DSE：等价刺激；主观上感觉到与标准刺激有相同感觉的 刺激强度。排列试验(ranking test) 排列试验是对食品的某一质量指标按顺序进行排列。 无法判断样品之间差别的大小和程度。 分级试验(scaring test) 分级试验是以某个级数值来描述食品的属性。描述试验(

12、descriptive test) 描述试验要求试验人员对食品的质量指标用合理、清楚的文字作准确的描述。目前常用的方法主要是定量描述特性试验法(QDA)。此法是用特性和特性强度制作QDA图，并利用该图的形态变化定量描述试样的品质变化。消费者试验(consumer test)消费者试验的目的是确定广大消费者对某食品的态度。消费者试验的目的是确定广大消费者对某食品的态度。主要用于市场调查、向社会介绍新产品、进行预测等。由于消费者一般都没有经过正规培训，各人的爱好、偏食习惯、感官敏感性等情况都不一致，故要求试验形式应尽可能简单、明了、易行，使得广大消费者乐于接受。3表述质构的主要术语有哪些？其内涵如

13、何？结构、组织。表示物体或物体各组成部分关系的性质。质构、质地。表示物质的物理性质（包括大小、形状、数量、力学、光学性质、结构）及由触觉、视觉、听觉组成的感官性质。硬度：表示使物体形变所需要的力。凝聚性：表示形成食品形态所需内部结合力大小。酥脆性：表示破碎产品所需要的力；弹性：表示物体在外力作用下发生变形，当撤去外力后恢复原来状态的能力。胶黏性：表示把半固态食品咀嚼成能够吞咽状态所需要的能量，和硬度和凝聚性有关。咀嚼性：表示把固态食品咀嚼成能够吞咽所状态需要的能量，和硬度、凝聚性、弹性有关。粘附性：表示食品表面和其它物体（舌、牙、口腔）附着时，剥离他们所需要的力；4如何分析食品质构仪器检测的曲

14、线？有粘附性与无粘附性食品的TPA曲线有何差异？从曲线可求得黄瓜的质构特性参数。Fb为脆度；Fc为硬度；d为弹性；A2/A1为凝聚性；FcA2/A1(硬度凝聚性)为胶粘性；FcA2/(A1d)(硬度凝聚性弹性)为咀嚼性。A1为最初压缩曲线面积(斜线部分)(cm2)；A2为第2次压缩曲线面积(斜线部分)(cm2)；Fc为最初压缩的最大压力(N)；d为第二次压缩开始至最大压力时的变形(mm)；FT为最初拉伸的最大拉力(N)；A3为拉伸开始至最大拉力时的面积(cm2)；A4为第2次拉伸开始至最大拉力时的面积(cm2)；d为第2次拉伸开始至达最大拉力时的变形(mm)。 FT为拉伸硬度， d为拉伸弹性，

15、A4/A3为拉伸凝聚性； FT* A4/A3为拉伸胶黏性； FT* A4/A3 * d为拉伸咀嚼性。5如何利用淀粉粉力测试仪评价面粉是否适合于和面包和饼干制作？原理：将面、水按一定量相比例和成面糊，放入圆筒中，按一定的温度上升速度（1.5min)加热面糊，同时用蜂窝煤状搅盘搅拌，自动记录搅盘所受到的扭力，得到淀粉黏度变化曲线。一般来说，面团的加工特性，特别是酶活性与MV相关性高。MV太高时，酶活性弱，面团发酵性差，制造的面包质量差，但对制造饼干和面条无影响；MV太低时，酶活性太强，面团易变软，影响操作，降低面包、饼干和面条的质量。MV值小于100B.U的面粉不适于制造面包。6何为质构的生理学检

16、验？把传感器贴在口腔中的不同部位，测定口腔中的牙、舌、上颚等部位所受的力或变形随时间的变化规律;利用肌电图或下颚运动测定仪等手段对人们的咀嚼和吞咽过程进行运动分析，从而得到能够表达质构的客观数据。名词解释：阈值：阈值又称阈强度，是指释放一个行为反应所需要的最小刺激强度。人的感觉敏感程度可以用识别阈表示。所谓识别阈，就是人的感觉可以识别的两个不同程度刺激的最小差别。分析型感官检验：把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或差别。把评价的内容按感觉分类，逐项评分的感官评价方法。嗜好型感官检验：对美味度、风味的内容不加严格明确要求，根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法。质构剖析法：是指用科学的方法对

17、质构评价术语进行分类、定义，使之可以成为进行交流的客观信息。面团形成时间：从揉面开始达到最高黏度的时间。稳定时间：阻力曲线中心线最初开始上升到50020B.U.到下降到50020B.U.所需要的时间（越长说明面团加工稳定性越好）第五章 食品热物性显热：即物体不发生化学变化或相变化时，温度升高或降低所需要的热称为显热。潜热：相变潜热的简称，指单位质量的物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。DSC：差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry, DSC)：在样品和参照物同时程序升温或降温控制下，测量流入或流出样品和参照物的热量差与温度关

18、系的一种技术。1. 许多含水量较高的食品放在冰箱里被冻结以后及其品质下降，解释其原因。表面水分冻结形成冰壳 内部水分冻结体积膨胀 膨胀压过大 外层破裂或食品内部龟裂 食品品质下降2. 什么是比热容？如何使用DSC技术进行测量？比热容：单位质量的物质温度升高1所需要的热量，J/kg。传统的方法是在恒温槽中直接测量使食品材料温度升高1K所需的热量。在样品和参照物同时程序升温或降温控制下，测量流入或流出样品和参照物的热量差与温度关系3. 以功率补偿式DSC为例，简述DSC的构造与测试原理。DSC主要组成和结构:大致由四个部分组成:温度程序控制系统； 测量系统(物理性能的测量）数据记录、处理和显示系统

19、；样品室。功率补偿式DSC测定原理:在可以程控升温（或降温）的炉腔（A）中，装有试样容器（S）和对照样容器（R）。测定时分别装入试样和对照样，使它们以一定速度扫描升温。升温过程中当试样产生热，引起变化（脱水、结合、变性、转移、相转变等）时，与其焓变化相对应，试样与对照样之间会产生温度差。当热电偶温度传感器测4. 什么是玻璃化转变温度？如何使用DSC技术测定食品的玻璃化转变温度?非晶聚物有四种力学状态，它们是玻璃态、粘弹态、高弹态和粘流态。我们通常把玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，它所对应的转变温度即是玻璃化转变温度，或是玻璃化温度。取转变斜线的中点对应的温度为Tg。对于转变不明显的斜

20、线，一般采用延长变化前后基线的切线等辅助方法确定Tg5. 影响DSC测量结果的因素有哪些？实验条件的影响影响实验结果的主要实验条件是升温速率，升温速率可能影响 DSC测量的分辨率。实验中常常会遇到这种情况:对于某种蛋白质溶液样品，升温速率高于某个值时，某个热变性峰根本无法分辨，而当升温速率低于某个值后，就可以分辨出这个峰。升温速率还可能影响峰温和峰形。事实上，改变升温速率也是获得有关样品的某些重要参量的重要手段。样品特性的影响 影响因素包括以下几个方面(a)样品量:一般来说，样品量太少，仪器灵敏度不足以测出所要得到的峰。而样品量过多，又会使样品内部传热变慢，使峰形展宽，分辨率下降。实际中发现，

21、样品用量对不同物质的影响也有差别。一般要求在得到足够强的信号的前提下，样品量要尽量少一点，且用量要恒定，保证结果的重复性。(b)固体样品的几何形状:样品的几何形状如厚度、与样品盘的接触面积等会影响热阻，对测量结果也有明显影响。为获得比较精确的结果，要增大样品盘的接触面积，减小样品的厚度，并采用较慢的升温速率。样品池和池座要接触良好，样品池或池座不干净，或样品池底不平整，会影响测量结果。(c)样品他在样品座上的位置:样品在样品座上的位置会影响热阻的大小，应该尽量标准化。 (d)固体样品的粒度:总的来看，粒度的影响比较复杂，有时难以得到合理的解释。(e)样品的热历史:许多材料往往由于热历史的不同而

22、产生不同的晶型和相态包括某些亚稳态)，对DSC测量结果也会有较大的影响。(f)溶液样品中溶剂或稀释剂的选择:溶剂或稀释剂对样品的相变温度和热焓也有影响，特别是蛋白质等样品在升温过程中有时会发生聚沉的现象，而聚沉产生的放热峰往往会与热变性吸热峰发生重叠，并使得一些热变性的可逆性无法观察到，影响测量结果。选择适当的缓冲液系统有可能避免聚沉。6. 分析DSC曲线图所反映的热力学变化过程。从图可以看出，对样品和参照物加热过程中，热流量没有变化，或者说比热容没有变化，表明在加热过程中物质结构并没有发生变化。当对该样品和参照物继续加热时，热流量曲线突然下降，样品从环境中吸热，表明其结构发生一定程度的变化（

23、Tg），如图所示。再继续加热，样品出现了放热峰（Tc），随后又出现了吸热峰（Tm）第六章 食品的电特性1. 何谓食品的电特性、主动电特性和被动电特性？食品的电特性即食品电学方面的性质。主动电特性：包括由于食品材料中存在某些能源而产生的电特性。被动电特性：反映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，它是由食品化学成分和物理结构所决定的固有特性。2. 研究食品电特性的意义何在？食品加工中对食品资源充分利用的要求越来越高，同时也要求减少加工中营养损失和生物活性物质活性的降低。而传统的加工方法要达到以上要求十分困难。要达到这一目的，只有发现新的的加工原理和开发新的技术。电

24、物理加工方法正是在这种形势下出现的一种具有 前途的加工新技术；构成食品的分子或粒子大都具有某种荷电的性质。因此，使用电场或磁场有可能对构成食品的最小单位进行最富有效果的加工处理；水果、蔬菜、种子等生鲜食品在贮藏流通中，电磁场对其生理活动进行有效的控制往往是保鲜的主要手段。这种生理作用已经被证实具有巨大潜力。由于化石燃料能源的不可再生性，从长远的角度看，电力在食品工业的耗能中将会占有更大的比例。加之电能有方便、卫生、易控制等特点，所以在加热、杀菌、干燥等耗能较高的领域，食品电加工将逐步取代利用其它能源的技术。电场物理特性的检测：对食品加工自动化、品质控制精确化提供了重要手段。3. 利用直流电对食

25、品进行加工和测定的例子有哪些？试举例说明？电渗透：利用食品胶体粒子的荷电性质和动电现象，用电渗透的方法进行固液分离或脱水处理；电渗析：利用粒子交换膜对甜菜糖等加工食品进行净化处理，乳制品中的去盐处理，海水淡化等；电泳：牛乳蛋白分离，从悬浊液中沉降固体粒子；电浮选：干物质浓缩；食品厂排污的净化和蛋白质、脂肪的回收；酒及其他液态食品的澄清；4. 何谓电介质的极化？电介质的极化有哪几种情况？电介质的极化：非极性分子向极性分子的转化过程。主要分为电子位移极化、原子极化、取向极化5. 食品介电性能及其影响因素？介电常数：物料中可能贮存的电能；介电损耗：将平板电容器两极板间充以电介质，在高频电场作用下电介

26、质将被极化。极化分子在电场中不断做取向运动，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；介电松弛：反映分子运动的难易程度。电导特性：描述物体传导电流的性能的物理量，记作G.影响因素：频率、温度、食品成分（水分、盐溶液、碳水化合物、蛋白质、脂肪）6. 电离辐射对农产品和食品的影响有哪些？生物学效应：有杀菌、杀虫的作用，使果树生长发育异常化，抑制马铃薯、洋葱、大蒜、地瓜等的生根发芽，防止蘑菇开伞，延缓香蕉、番茄的后熟，促进桃子、柿子成熟。化学效应：有增加干制食品的复水性能，提高小麦面粉加工面包的性能，改进酒的品质，促使蛋白质、淀粉等变性，提高发酵饲料中各种酶类的分解能力。

27、7. 静电分离与电渗透脱水的原理？静电分离:气体离子化后，在电场内移动并向物质的散体微粒传递电荷，散体粒子带电后，受电场力作用从一极向另外一极进行定向移动，达到分离和加工的目的。常用的分离装置按结构划分：室型、转鼓型、传送带型和锥桶形。电渗透脱水的原理：由于存在电位和周围的离子气氛，再外加电场的作用下，带电荷 的液体做定向移动，水在蛋白质颗粒间的流动相当于毛细血管流动。由于毛细血管壁固体的电位的作用，液体带有与毛细血管壁等量而异号的过剩电荷。当沿毛细管方向有静电场存在时，毛细管内的液体受自身所带电荷的影响，将对于管壁产生相对运动。第七章 食品的光学特性照度：表示某一受光点单位面积的光通量，单位

28、为lm/m2。光出射度：光出射度表示某发光点单位面积的发光光通量，符号为M，单位为lm/m2发光强度：发光强度定义为从某个光源或光源的一个元素发射出包含该方向在内的一个无限小角锥中的光通量d与该小角锥立体角d1的商，符号为I，单位为lm/sr，或cd。亮度：亮度指发光体单位面积在制定方向的明亮程度。色差E：L *为明度， a* 、 b* 为色品。这样，（ L *1， a* 1、 b*1 ）和（ L *2， a* 2、 b*2 ）两个颜色的明度差为 L *= L *2-L *1 ,色品差为 a* = a* 2 -a* 1和 b* = b*2 - b*1 。总体色差表示为E的单位是NBS（美国国家标准局缩写），当E =1时，称为1个NBS色差单位。从L、a、b和E角度阐明基于CIE1976L*a*b*系统的食品颜色定量化评价的基本原理给出数据CIE1976L*a*b*表色系统数据进行食品颜色定量化分析。表色系统中立轴代表明度，用L*表示，L*=100为白色，L*=0为黑色，中间有100个等级，代表不同的灰度。与立轴垂直的平面分为4个像素，+a*代表红色，-a*代表绿色，+b*代表黄色，-b*代表蓝色。a*、b*、c*绝对值越大，色差越饱和，越纯正。定义c*为彩度， ；h=tan(b* / a*)，称为色调角。