-食品的質(zhì)構(gòu)課件

第六章食品的物理分析

§1概述

§2物理檢測的幾種方法

§3食品的物性測定——質(zhì)構(gòu)

§4食品的物性測定——色度

§5食品的物性測定——熱分析

§6食品的物性測定——流變

.§1概述根據(jù)食品的物理常數(shù)與食品的組成及含量之間的關(guān)系進(jìn)行檢測的方法稱為物理檢驗法。物理檢驗法是食品分析及食品工業(yè)生產(chǎn)中常用的檢測方法。.§2物理檢測的幾種方法一、相對密度法二、折光法三、旋光法.

一、相對密度法

*密度ρ——物質(zhì)在一定溫度下，單位體積的質(zhì)量。［g/cm3

］

*相對密度d——某一溫度下物質(zhì)的質(zhì)量與同體積某一溫度下水的質(zhì)量之比。*密度與相對密度的關(guān)系。.記作，無因次量

常用、表示。

.

測定相對密度的意義：

1.正常的液態(tài)食品，其相對密度都在一定的范圍內(nèi)。例如：全脂牛奶為1.028～1.032

植物油（壓榨法）為

0.9090～0.92952.測定出液態(tài)食品的相對密度以后，通過查表可求出其固形物的含量。

.液態(tài)食品相對密度的測定方法：

1.密度瓶法（普通密度瓶、帶溫度計密度瓶）

2.密度計法（普通密度計、糖錘度密度計、波美密度計、乳稠計、酒精密度計、）

.普通型附溫度計密度瓶普通密度瓶.

(1)(2)(3)(4)（1）普通密度計（2）附有溫度計的糖錘度密度計（3）、（4）波美密度計根據(jù)阿基米德原理設(shè)計而成。一個封口的玻璃管，內(nèi)有空氣，中間略粗，下部有重錘，能浮在一定密度的液體中。.（1）普通密度計：

直接以20℃時的密度值為刻度的。

0.700～1.000為輕表，用來測量比水輕的液體；

1.000～2.000為重表，用來測量比水重的液體。.（2）附有溫度計的糖錘度密度計：

又稱勃力克斯計（Brixscale，簡寫為。Bx）是專用于測定糖液濃度的，以20℃重量百分濃度為刻度的。

如果不帶溫度計要進(jìn)行校正，見331頁附表5。.

（3）.（4）波美密度計：

是以波美度來表示液體濃度大小。單位：°B’e

以20℃為基準(zhǔn)，蒸餾水為015%的食鹽液為15°B’e，純硫酸（d=1.8427時）為

66°B’e。波美度與相對密度的換算見32頁。.5.乳稠計專門測定牛乳的相對密度的，刻度20℃/4℃、15℃/15℃相對密度d=（乳稠計讀數(shù)/1000）+1.0006.酒精比重計示溶液中含酒精的體積百分含量。注意：當(dāng)樣品中酒精含量低時，測量誤差較大；T≠20℃時要校正。.GB/T5009.2—2003《食品的相對密度的測定》1.密度瓶法

2.相對密度天平（韋氏天平）

3.密度計（比重計）.二、折光法通過測量物質(zhì)的折光率來鑒別物質(zhì)的組成，確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱為折光法。光的反射現(xiàn)象與反射定律

一束光線照射在兩種介質(zhì)的分界面上時，要改變它的傳播方向，但仍在原介質(zhì)里傳播，這種現(xiàn)象叫光的反射。.

光的反射示意圖

A——入射線B——反射線

L——法線M-M’——兩介質(zhì)分界線

α——入射角β——反射角.光的反射定律入射線、反射線和法線總是在同一平面內(nèi)，入射線和反射線分居于法線的兩側(cè)。入射角等于反射角。.

光的折射現(xiàn)象與折射定律

光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時，除了一部分光線反射回第一種介質(zhì)外，另一部分進(jìn)入第二種介質(zhì)中并改變它的傳播方向，這種現(xiàn)象叫光的折射。光的折射定律：（1）入射線、法線和折射線在同一平面內(nèi)，入射線和折射線分居于法線的兩側(cè)。（2）無論入射角怎樣改變，入射角的正弦與折射角的正弦之比，恒等于光在兩種介質(zhì)中的傳播速度之比。.光的折射示意圖

L-L’法線

A——入射光

B——折射光

α1——入射角

α2——折射角.光的全反射1.α2

隨著α1增大而增大。2.當(dāng)α1為90°、α2為臨界角。3.當(dāng)光線從臨界角射入，折射線沿OM面平行射出，為全反射。

棱鏡樣品.絕對折射率：光在真空中的速度C與在介質(zhì)中的速度V之比。以n表示。n=c/vn樣液

×Sin90=n棱鏡×Sinα臨n樣液

=n棱鏡×Sinα臨.

阿貝式折光計

1．底座；2．棱晶調(diào)節(jié)旋或；3．圓盤組（內(nèi)有刻度板）；4．小反光鏡；5．支架；6．讀數(shù)鏡簡；7．目鏡；8．觀察鏡簡；9．分界線調(diào)節(jié)螺絲；10．消色調(diào)節(jié)旋鈕；11．色散刻度尺；12．棱鏡鎖緊扳手；13．棱鏡組；14．溫度計插座；15．恒溫器接頭；16．保護(hù)罩；17主軸；18反光鏡4-5.手提折光計OK—觀測筒P—棱鏡D—蓋板校正螺絲.§3食品的物性測定食品除了營養(yǎng)價值外，它的物理性能也很重要。在食品生產(chǎn)過程中，存在著大量與物性量化相關(guān)的問題。

物理性能是食品重要的品質(zhì)因素，主要包括：硬度、脆性、膠粘性、回復(fù)性、彈性、凝膠強(qiáng)度、耐壓性、可延伸性及剪切性等，它們在某種程度上可以反映出食品的感官質(zhì)量。.質(zhì)構(gòu)測定食品除了營養(yǎng)價值外，它的物理性能也很重要。在食品生產(chǎn)過程中，存在著大量與物性量化相關(guān)的問題。

物理性能是食品重要的品質(zhì)因素，主要包括：硬度、脆性、膠粘性、回復(fù)性、彈性、凝膠強(qiáng)度、耐壓性、可延伸性及剪切性等，它們在某種程度上可以反映出食品的感官質(zhì)量。.26LOGO2024/5/12內(nèi)容提要【理解掌握】食品的質(zhì)構(gòu)概念，食品質(zhì)構(gòu)的特點與分類；【理解掌握】食品質(zhì)構(gòu)兩種主要的研究方法——感觀檢驗和儀器測定；二者的優(yōu)缺點和相關(guān)性；【了解】食品質(zhì)構(gòu)的生理學(xué)方法檢測原理和實施方法；【理解掌握】食品質(zhì)構(gòu)評價在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。.27LOGO2024/5/12重點難點食品質(zhì)構(gòu)的特點和分類1食品質(zhì)構(gòu)感觀檢驗的評審員條件、環(huán)境條件以及試樣的準(zhǔn)備感觀檢驗的方法及分類食品質(zhì)構(gòu)儀的結(jié)構(gòu)以及使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行稠度檢測和脆性檢測的方法342感觀檢驗與儀器測定的相關(guān)性分析；儀器質(zhì)構(gòu)的生理學(xué)檢測方法5.2024/5/123.1食品質(zhì)構(gòu)概論3.1.1食品質(zhì)構(gòu)的定義及研究目的食品質(zhì)構(gòu)IFT委員會規(guī)定“食品的質(zhì)構(gòu)是指眼睛、口中的黏膜及肌肉所感覺到的食品的性質(zhì)，包括粗細(xì)、滑爽、顆粒感等。ISO規(guī)定食品質(zhì)構(gòu)是指，用“力學(xué)的、觸覺的、可能的話還包括視覺的、聽覺的方法能夠感知的食品流變學(xué)特性的綜合感覺”。食品的質(zhì)構(gòu)是與食品的組織結(jié)構(gòu)及狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)。第二，表示食品本身的性質(zhì)。第一，表示作為攝食主體的人所感知的和表現(xiàn)的內(nèi)容;美國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(IFT).29LOGO2024/5/12

食品的質(zhì)構(gòu)是與以下三方面感覺有關(guān)的物理性質(zhì)：手或手指對食品的觸摸感目視的外觀感覺

攝入食品到口腔后的綜合感覺，包括咀嚼時感到的軟硬、黏稠、酥脆、滑爽感等。食品質(zhì)構(gòu)是食品的物理性質(zhì)通過感覺而得到的感知。

...32LOGO2024/5/12松本等人對16種常見食品進(jìn)行了消費者心理調(diào)查.33LOGO2024/5/12研究食品的質(zhì)構(gòu)有以下幾個目的：

(1)解釋食品的組織結(jié)構(gòu)特性;

(2)解釋食品在加工和烹飪過程中所發(fā)生的物性變化;

(3)提高食品的品質(zhì)及嗜好特性;

(4)為生產(chǎn)功能性好的食品提供理論依據(jù);

(5)明確食品物性的儀器測定和感官檢驗的關(guān)系。

.34LOGO2024/5/12食品質(zhì)構(gòu)特點：

(1)質(zhì)構(gòu)是由食品的成分和組織結(jié)構(gòu)決定的物理性質(zhì);

(2)質(zhì)構(gòu)屬于機(jī)械的和流變學(xué)的物理性質(zhì);

(3)質(zhì)構(gòu)不是單一性質(zhì)，而是屬于多因素決定的復(fù)合性質(zhì);

(4)質(zhì)構(gòu)主要由食品與口腔、手等人體部位的接觸而感覺的;

(5)質(zhì)構(gòu)與氣味、風(fēng)味等性質(zhì)無關(guān);

(6)質(zhì)構(gòu)的客觀測定結(jié)果用力、變形和時間的函數(shù)來表示。.35LOGO2024/5/123.1.2食品質(zhì)構(gòu)的分類及研究方法

1食品質(zhì)構(gòu)的分類(1)Szczesniak分類

食品質(zhì)構(gòu)的感覺特性：機(jī)械特性、幾何特性和其他特性。各種特性又按攝食過程細(xì)分為：咀嚼初期的一次特性；咀嚼后期的二次特性。.36LOGO2024/5/12.37LOGO2024/5/12(2)Sherman分類

Sherman認(rèn)為:人對食品的感覺評價是在包括烹飪在內(nèi)的一連串的攝食過程中進(jìn)行的，對食品力學(xué)性質(zhì)的感覺是在動態(tài)流動過程中進(jìn)行的。

整個攝食過程分為四個階段：入口之前的感覺；口中的最初感覺；咀嚼中的感覺；咀嚼后的感覺。質(zhì)構(gòu)剖析法：是指用科學(xué)的方法對質(zhì)構(gòu)評價術(shù)語進(jìn)行分類、定義，使之可以成為進(jìn)行交流的客觀信息。（手段).38LOGO2024/5/12.39LOGO2024/5/122食品質(zhì)構(gòu)的研究方法儀器測定是表現(xiàn)質(zhì)構(gòu)的重要方法之一，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的主觀評價法。模糊概念——食用面條時的“筋道”感、米飯的“可口性”、餅干類的“酥脆性”、肉類的“柔嫩性”食品流變儀或其他專用儀器對指標(biāo)進(jìn)行定量表達(dá)!!!.40LOGO2024/5/12食品質(zhì)構(gòu)研究方法感官檢驗儀器測定基礎(chǔ)力學(xué)測定法

半經(jīng)驗?zāi)M測定法食品質(zhì)構(gòu)研究方法:.41LOGO2024/5/12食品感官檢驗：首先應(yīng)明確食品特性的表述語言和表示特性差異的尺度。另外還應(yīng)明確咀嚼和吞咽功能。食物是通過咀嚼和吞咽送到胃中的。用語言和尺度測定物質(zhì)特性的方法，稱之為感官檢驗法。通過測定咀嚼和吞咽功能來評價食品感官特性的方法稱之為生理學(xué)方法。.42LOGO2024/5/12基礎(chǔ)力學(xué)測定儀器：即測定具有明確力學(xué)定義的參數(shù)的儀器。測出的值具有明確的物理學(xué)單位，如粘度、彈性率、強(qiáng)度等。

粘度計、基礎(chǔ)流變儀優(yōu)點：定義明確，數(shù)據(jù)互換性強(qiáng)，便于對影響這一性質(zhì)的因素進(jìn)行分析等。缺點：很難表現(xiàn)對食品質(zhì)構(gòu)的綜合力學(xué)性質(zhì)。(面團(tuán)的軟硬).43LOGO2024/5/12半經(jīng)驗或模擬測定：所測變形并非保持在線性變化的微小范圍內(nèi)，而是非線性的較大變形或破壞性測定。（區(qū)別于基礎(chǔ)力學(xué)測定方法）優(yōu)點：測定的特征量能很好地表現(xiàn)出相應(yīng)食品的質(zhì)構(gòu)。缺點：所測得的數(shù)據(jù)，不如用基礎(chǔ)力學(xué)測定法所測得的數(shù)據(jù)具有普遍性。.44LOGO2024/5/12食品質(zhì)構(gòu)的綜合評價方法.45LOGO2024/5/123.1.3食品質(zhì)構(gòu)的評價術(shù)語硬度hardness(firmness):表示使物體變形所需要的力。凝聚性cohesiveness:表示形成食品形態(tài)所需內(nèi)部結(jié)合力的大小。酥脆性brittleness:表示破碎產(chǎn)品所需要的力。咀嚼性chewiness:表示把固態(tài)食品咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)所需要的能量，和硬度、凝聚性、彈性有關(guān)。ISO規(guī)定(ISO5492：1992)的典型的食品質(zhì)構(gòu)評價術(shù)語。.46LOGO2024/5/12膠粘性gumminess：表示把半固態(tài)食品咀嚼成能夠吞咽狀態(tài)所需要的能量，和硬度、凝聚性有關(guān)。粘性viscosity：表示液態(tài)食品受外力作用流動時分子之間的阻力。彈性springiness：表示物體在外力作用下發(fā)生形變，當(dāng)撤去外力后恢復(fù)原來狀態(tài)的能力。粘附性adhesiveness：表示食品表面和其他物體(舌、牙、口腔)

附著時，剝離它們所需要的力。.47LOGO2024/5/12粒狀性granularity：表示食品中粒子大小和形狀。

組織性conformation：表示食品中粒子的形狀及方向。

濕潤性moisture：表示食品中吸收或放出的水分。

油脂性fatness：表示食品中脂肪的量及質(zhì)。.48LOGO2024/5/121.一般概念結(jié)構(gòu)、組織structure：表示物體或物體各組成部分關(guān)系的性質(zhì)。

質(zhì)構(gòu)、質(zhì)地texture：表示物質(zhì)的物理性質(zhì)(包括大小、形狀、數(shù)量、力學(xué)、光學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu))及由觸覺、視覺、聽覺的感覺性質(zhì)。國際上定義的基本質(zhì)構(gòu)評價術(shù)語.49LOGO2024/5/122與壓縮、拉伸有關(guān)的術(shù)語硬firm(hard)：表示受力時對變形抵抗較大的性質(zhì)(觸覺)。

柔軟soft：表示受力時對變形抵抗較小的性質(zhì)(觸覺)。

堅韌tough：表示對咀嚼引起的破壞有較強(qiáng)的和持續(xù)的抵抗性質(zhì)。近似于質(zhì)構(gòu)術(shù)語中的凝聚性(觸覺)。

柔韌tender：表示對咀嚼引起的破壞有較弱的抵抗性質(zhì)(觸覺)。.50LOGO2024/5/12筋道chewy：表示像口香糖那樣對咀嚼有較持續(xù)的抵抗性質(zhì)(觸覺)。

脆short：表示一咬即碎的性質(zhì)(觸覺)。

彈性springy：去掉作用力后變形恢復(fù)的性質(zhì)(視覺)。

可塑的plastic：去掉作用力后變形保留的性質(zhì)(視覺)。

.51LOGO2024/5/12黏附性sticky：表示咀嚼時對上顎、牙齒或舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)(觸覺)。

黏稠狀的glutinous：同發(fā)黏及黏附性

(觸覺和視覺)。易破的brittle：表示加作用力時，幾乎沒有初期變形而斷裂、破碎或粉碎的性質(zhì)(觸覺和聽覺)。

易碎的crumble：表示一用力便易成為小的不規(guī)則碎片的性質(zhì)(觸覺和視覺)。.52LOGO2024/5/12咯蹦咯蹦的crunchy：表示兼有易破的和易碎的性質(zhì)(觸覺、視覺和聽覺)。(脆蘿卜)

酥脆的crispy：表示用力時伴隨脆響而屈服或斷裂的性質(zhì)。常用來形容吃鮮蘋果、芹菜、黃瓜、脆餅干時的感覺(觸覺和聽覺)。

發(fā)稠的thick：表示流動黏滯的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

稀疏的thin：是發(fā)稠的反義詞(觸覺和視覺)。.53LOGO2024/5/123與食品結(jié)構(gòu)有關(guān)的術(shù)語(1)顆粒的大小和形狀滑潤的smooth：表示組織中感覺不出顆粒存在的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

細(xì)膩的fine：結(jié)構(gòu)的粒子細(xì)小而均勻的樣子(觸覺和視覺)。粉狀的powdery：表示顆粒很小的粉末狀或易碎成粉末的性質(zhì)(觸覺和視覺)。.54LOGO2024/5/12砂狀的gritty：表示小而硬顆粒存在的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

粗粒狀的coarse：表示較大、較粗顆粒存在的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

多疙瘩狀的lumpy：表示大而不規(guī)則粒子存在的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

.55LOGO2024/5/12(2)結(jié)構(gòu)的排列和形狀薄層片狀的flaky：容易剝落的層片狀組織(觸覺和視覺)。

纖維狀的fibrous：表示可感到纖維樣組織且纖維易分離的性質(zhì)(觸覺和視覺)。多筋的strings：表示纖維較粗硬的性質(zhì)(觸覺和視覺)。

紙漿狀的Pulpy：表示柔軟而有一定可塑性的濕纖維狀結(jié)構(gòu)

(觸覺和視覺)。

.56LOGO2024/5/12細(xì)胞狀的cellular：主要指有較規(guī)則的空狀組織(觸覺和視覺)。

膨松的puffed：形容脹發(fā)得很暄騰的樣子(觸覺和視覺)。

結(jié)晶狀的crystalline：形容像結(jié)晶樣的群體組織(觸覺和視覺)。

玻璃狀的glassy：形容脆而透明固體狀的。

.57LOGO2024/5/12果凍狀的gelatinous：形容具有一定彈性的固體。覺察不出組織紋理結(jié)構(gòu)的樣子(觸覺、視覺和聽覺)。

泡沫狀的foamed：主要形容許多小的氣泡分散于液體或固體中的樣子(觸覺和視覺)。

海綿狀的spongy：形容有彈性的蜂窩狀結(jié)構(gòu)樣的(觸覺和視覺)。

.58LOGO2024/5/124與口感有關(guān)的術(shù)語口感mouthfeel：表示口腔對食品質(zhì)構(gòu)感覺的總稱。

濃的body：質(zhì)構(gòu)的一種口感表現(xiàn)。

干的dry：口腔游離液少的感覺。

潮濕的moist：口腔中游離液的感覺既不覺得少，又不感到多的樣子。

潤濕的wet：口腔中游離液有增加的感覺。.59LOGO2024/5/12水汪汪的watery：因含水多而有稀薄、味淡的感覺。

多汁的juicy：咀嚼中口腔內(nèi)的液體有不斷增加的感覺。

油膩的oily：口腔中有易流動，但不易混合的液體存在的感覺。

肥膩的greasy：口腔中有黏稠而不易混合液體或脂膏樣固體的感覺。

蠟質(zhì)的waxy：口腔中有不易溶混的固體的感覺。.60LOGO2024/5/12粉質(zhì)的mealy：口腔中有干的物質(zhì)和濕的物質(zhì)混在一起的感覺。

黏糊糊的slimy：口腔中有黏稠而滑溜的感覺。

奶油狀的creamy：口腔中有滑溜感。

收斂性的astringent：口腔中有黏膜收斂的感覺。（柿餅、黑棗等——含鞣酸多）

熱的hot：有熱的感覺。

冷的cold：有冷的感覺。

清涼的cooling：像吃薄荷那樣，由于吸熱而感到的涼爽。.61LOGO2024/5/12(1)壓縮破壞型測試儀器

A萬能測試儀(universaltestingmachine,Instronmachine)B質(zhì)地測試儀(texture-meter，textureprofileanalysis)C壓縮儀（compress-meter）

(2)剪斷型測試儀器

A柔嫩度儀

B沖孔測試儀

3.2食品質(zhì)構(gòu)的儀器測定.62LOGO2024/5/12

(3)切入型儀器

(4)插入型儀器

(5)攪拌型儀器

(6)切斷型測試儀器：流變儀

(7)剪壓測試儀器

往往剪、切、壓是同時出現(xiàn)的。要想準(zhǔn)確測量如剪力(shearforce,compressiveforce,punctureforce,etc.）必須注意儀器選擇及試驗條件控制，減少誤差。.63LOGO2024/5/12.64LOGO2024/5/12..橫梁1固定在立柱3上，可以上下移動，用以調(diào)節(jié)操作臺4與橫梁的初始間距。固定在橫梁上的壓力傳感器可準(zhǔn)確測量受力的大小。轉(zhuǎn)速控制器5控制操作臺的移動速度，正反開關(guān)6負(fù)責(zé)改變操作臺的上下移動方向。

食品的物理性能都與力的作用有關(guān)，故質(zhì)構(gòu)儀提供壓力、拉力和剪切力作用于樣品，配上不同的樣品探頭2，來測試樣品的物理性能。.根據(jù)不同的食品形態(tài)和測試要求，選擇不同的測樣探頭。如柱形探頭(直徑2～50ram)常用于測試果蔬的硬度、脆性、彈性等；錐形探頭可對黃油及其他粘性食品的粘度和稠度進(jìn)行測量；模擬牙齒咀嚼食物動作的檢測夾鉗可以測量肉制品的韌性和嫩度；利用球形探頭則可以測量休閑食品(如薯片)的酥脆性；.掛鉤形的探頭可測面條的拉伸性等。質(zhì)構(gòu)儀測試原理：待測物隨操作臺一起等速地作上升或下降運動，在與支架上的探頭接觸把力傳給壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號輸出放大器把電信號放大成電壓信號輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，輸入計算機(jī)數(shù)據(jù)的分析處理。...71LOGO2024/5/121壓縮檢測Compressiontest檢測：硬度、脆度。探頭：擠壓探頭。通過計算機(jī)程序控制，檢測食品力－變形、力－時間的曲線。.72LOGO2024/5/122插入（穿刺）檢測（puncturetest）

原理：

以柱狀、針狀、圓椎狀探頭連接萬能測試儀或質(zhì)構(gòu)儀上，以一定速度將其插入試樣，則探頭連接的傳感器可以測到相應(yīng)的力－變形。..74LOGO2024/5/123剪切和切斷試驗果蔬的新鮮度肉的嫩度刀片（厚3.15cm，間隔3.20cm）.75LOGO2024/5/12剪切儀器.76LOGO2024/5/12切斷實驗?zāi)汤遥鹜饶c－薯條.77LOGO2024/5/124質(zhì)構(gòu)分析(TPA,textureprofileanalysis)

原理：是讓儀器模擬人的兩次咀嚼動作，記錄并繪出力與時間的關(guān)系，并從中找出與人感官評定對應(yīng)的參數(shù)。

直接檢測指標(biāo)：硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性。

間接檢測指標(biāo)：脆性、咀嚼性和韌性。.78LOGO2024/5/12.79LOGO2024/5/12.80LOGO2024/5/12TPA試驗方法應(yīng)注意事項：1、樣品大小、傳感器型號和移動速度都應(yīng)該一致，否則，試驗數(shù)據(jù)沒有可比性。

2、由于TPA是模擬人的咀嚼動作，因此第一次壓縮樣品的應(yīng)變量以及第一次與第二次壓縮間的停留時間非常重要。

經(jīng)驗選擇：第一次應(yīng)變量采用較多的是20%-50%；對凝膠食品，當(dāng)應(yīng)變量達(dá)到70%-80%時，即出現(xiàn)了破碎。

3、在報告研究結(jié)果時也應(yīng)該同時給出試驗條件。

.81LOGO2024/5/12.82LOGO2024/5/12.83LOGO2024/5/12.84LOGO2024/5/125稠度檢測(consistencymeasurement)測量杯內(nèi)的物體一般不超過杯容積的75%，壓入深度也不要超過物體深度的75%。

.85LOGO2024/5/126攪拌型測試儀面粉蛋白質(zhì)的粘性測定儀器：

布拉本德粉質(zhì)儀(Brabenderfarinograph)

；面粉中淀粉的特性(發(fā)酵性)測定：粉力測試儀(Amylograph)

特點是測定面團(tuán)在攪拌過程中的阻力變化。.86LOGO2024/5/12布拉本德粉質(zhì)儀布拉本德粉質(zhì)儀又稱面團(tuán)阻力儀，由調(diào)粉(揉面)器和動力測定計組成。測定原理：面團(tuán)作用于攪拌翼上的力對測力計2產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使之傾斜，傾斜度通過刻度盤6讀出，5是緩沖器，用于防止連桿4的振動。通過恒溫水槽8保證緩沖用油的恒溫(30℃)。用帶刻度的滴定管11加水。.試驗操作：試驗時，當(dāng)恒溫槽達(dá)到規(guī)定的溫度后，把面粉倒進(jìn)攪拌箱內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)攪拌儀的同時，把滴定管內(nèi)的水加進(jìn)去。當(dāng)轉(zhuǎn)矩小于500B.U(儀器單位)時，下次試驗要適當(dāng)減少加水量，反之，增加加水量。反復(fù)試驗，最后使轉(zhuǎn)矩的最大值達(dá)到500B.U。....及線時間(tE)：攪拌開始到記錄曲線和500B.U的縱軸線接觸所需要的時間。它表示小麥蛋白質(zhì)水合所需的時間，蛋白質(zhì)含量越大，這個時間越長；耐力指數(shù)(tC)：曲線的最高點和過5min后的最高點之間的距離，用B.U表示。它表示面團(tuán)在攪拌過程中的耐衰落性，與穩(wěn)定性相似。

面團(tuán)衰落度(tD)：曲線從開始下降起12min后曲線的下降值。面團(tuán)衰落值度越小，說明面團(tuán)筋力越強(qiáng)。面團(tuán)形成時間(tA)：攪拌開始到轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值所需要的時間。如果存在兩個峰值，則取第二個峰值；穩(wěn)定時間(tB)：曲線到達(dá)500B.U到脫離500B.U所需要的時間。它表示面團(tuán)穩(wěn)定性，這個時間越長耐衰落性越好，即使長時間攪拌，也不產(chǎn)生弱化現(xiàn)象。一般情況下特等107粉的穩(wěn)定性好；.92LOGO2024/5/12曲線各參數(shù)定義如下：

面團(tuán)形成時間(tA)：攪拌開始到轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值所需要的時間。如果存在兩個峰值，則取第二個峰值；

穩(wěn)定時間(tB)：曲線到達(dá)500B.U到脫離500B.U所需要的時間。它表示面團(tuán)穩(wěn)定性，這個時間越長耐衰落性越好，即使長時間攪拌，也不產(chǎn)生弱化現(xiàn)象。一般情況下特等107粉的穩(wěn)定性好；

耐力指數(shù)(tC)：曲線的最高點和過5min后的最高點之間的距離，用B.U表示。它表示面團(tuán)在攪拌過程中的耐衰落性，與穩(wěn)定性相似。

面團(tuán)衰落度(tD)：曲線從開始下降起12min后曲線的下降值。面團(tuán)衰落值度越小，說明面團(tuán)筋力越強(qiáng)。

及線時間(tE)：攪拌開始到記錄曲線和500B.U的縱軸線接觸所需要的時間。它表示小麥蛋白質(zhì)水合所需的時間，蛋白質(zhì)含量越大，這個時間越長；.93LOGO2024/5/12淀粉粉力測試儀

淀粉粉力測試儀主要用來測定面粉中的淀粉酶活性(主要是α-淀粉酶)，從而可以預(yù)測面包的質(zhì)量。儀器的主要部分是裝面粉懸浮液用的容器，可用電阻絲加熱。.94LOGO2024/5/12原理是：把攪拌器放入裝有面粉懸浮液的容器之后一邊加熱容器，一邊使之旋轉(zhuǎn)(75r/min)時，由于淀粉的糊化攪拌器也跟著旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為彈簧力被記錄。操作方法：把含水量為13.5%的面粉65g放進(jìn)容器后緩慢加入450mL蒸餾水，制造測試用面粉懸浮液。.95LOGO2024/5/12糊化開始溫度(GT)注：一般來說，面團(tuán)的加工特性，特別是酶活性與MV相關(guān)。MV太高時，酶活性弱，面團(tuán)發(fā)酵性差，制造的面包質(zhì)量差，但對制造餅干和面條無影響；MV太低時，酶活性太強(qiáng)，面團(tuán)易變軟，影響操作，降低面包、餅干和面條的質(zhì)量。MV值小于100B.U的面粉不適于制造面包。最大粘度(MV)粘度最大時的溫度(MVT).96LOGO2024/5/126拉伸檢測利用萬能測試儀測面條、水果、蛋卷、肉腸等的質(zhì)地。通過拉斷力F和拉斷伸長ε，得到拉斷功Fε和特性系數(shù)F/ε。.97LOGO2024/5/123.4食品質(zhì)構(gòu)的感官檢驗與儀器測定的關(guān)系息.98LOGO2024/5/12食品質(zhì)構(gòu)的檢驗選擇方法要考慮的因素1.檢測食品的自然屬性和檢測目的2.檢測的準(zhǔn)確性3.破壞性還是非破壞性檢測4.費用5.通過比較決定實驗方法.99LOGO2024/5/123.4食品質(zhì)構(gòu)評價的應(yīng)用特點：

參加試驗的p個因子成分的含量是總量的百分比，它們之和等于1(即100%)。一般采用混料試驗設(shè)計，又可通過單形坐標(biāo)系中的等高線找到最佳工藝條件或配方?；炝显囼炘O(shè)計中最常用的Scheffe單形重心設(shè)計法.

原料：奶油、砂糖、雞蛋奶油、砂糖、雞蛋的混合比對餅干質(zhì)構(gòu)的影響

.100LOGO2024/5/121單形坐標(biāo)的建立

設(shè)x1，x2……xp分別表示p個因子，在我們這個示例中p=3，分別代表奶油、砂糖和雞蛋。

.101LOGO2024/5/122試驗設(shè)計單形重心設(shè)計的特點是單形點的非零坐標(biāo)相等。在一種p個因子的單形重心設(shè)計中，試驗次數(shù)為2P-1，例如，在3因子單形重心設(shè)計中，試驗次數(shù)為23一1=7。選擇P個因子所占最大和最小比例。面粉量定為45％，奶油、砂糖和雞蛋三種原料所占百分比范圍分別為30％－60％，25％－55％，15％－45％。.102LOGO2024/5/12.103LOGO2024/5/12所有配方按照統(tǒng)一的加工工藝操作。成品存放4天后供試，評審員48人。

感官打分測定：硬度、脆性、口融性和綜合評價

儀器測定：餅干硬度和酥脆性。

預(yù)期結(jié)果：

1.最佳工藝配比2.感官評價與儀器測定相關(guān)性，如相關(guān)性高，確定儀器測定指標(biāo)。.104LOGO2024/5/123結(jié)果與分析.105LOGO2024/5/12.106LOGO2024/5/12-2.10①②③奶油砂糖雞蛋﹣1.51.107LOGO2024/5/12結(jié)果與分析：感官評定的硬度和脆性具有相似的等高線。奶油對餅干的硬度和脆性影響最大，即：奶油含量最大水平的試樣①最柔軟、酥脆、口溶性最好；砂糖和雞蛋越多，脆性越差，餅干則越硬。砂糖含量最大的試樣②和雞蛋含量最大的試樣③都比較硬，不夠酥松，口溶性也差。其中②比③更硬，然而卻稍酥松，說明砂糖有使餅干變硬的作用，但與雞蛋相比，使餅干酥脆的作用更大一些。.108LOGO2024/5/12結(jié)果表明：感官檢驗的硬度和儀器測定的硬度，脆性有極顯著的正相關(guān)性，而感官檢驗的脆性、口溶性和儀器測定的硬度、脆性之間有極顯著的負(fù)相關(guān)性?？梢杂脙x器測定值代替感官檢驗，定量地評價餅干的食味和品質(zhì)。

.§4食品的物性測定——色度

食品與色彩

食品的色彩與感官評價

食品色彩的偏見與誤區(qū)

食品的色光性質(zhì)與品質(zhì)測定

顏色光學(xué)基礎(chǔ)

食品的光物性與品質(zhì)

光物性基本概念

食品的光學(xué)測定原理

食品光物性的測定與應(yīng)用

食品近紅外線測定的原理和應(yīng)用.第一節(jié)食品與色彩1.食品的色彩與感官評價

配色對食品的滋味有很大的襯托作用。.第一節(jié)食品與色彩

2.食品色彩的偏見與誤區(qū).第一節(jié)食品與色彩2.食品色彩的偏見與誤區(qū)光源：陽光、日光燈、鎢絲燈等，每一種照明都使同一個蘋果看起來不一樣。觀察者：每個人的眼睛靈敏度總是稍有差別的，甚至認(rèn)為色視覺正常的人，對紅或藍(lán)仍可能有所偏倚。還有一個人的視力通常隨年齡的增大而改變。

.第一節(jié)食品與色彩2.食品色彩的偏見與誤區(qū)尺寸：有人在查看了墻紙的小塊樣片后選擇了他認(rèn)為很好的一種，但當(dāng)墻紙貼到墻上去之后卻有覺得太亮了一點。覆蓋在大面積上的顏色比在小面積上的看起來更明亮和更鮮艷，這就是面積效應(yīng)。背景：放在明亮背景之前的蘋果看起來要比放在暗背景之前的來得暗淡。這就是對比效應(yīng)。方向當(dāng)觀察顏色時，必須保持條件

一致。

.第一節(jié)食品與色彩3.食品的色光性質(zhì)與品質(zhì)測定對食品色光性質(zhì)測定的最大優(yōu)點就是可以實現(xiàn)對食品快速、無破壞、無損傷檢測。其他優(yōu)點還有：可全部逐個檢查；測定時間短，便于現(xiàn)場檢測。

.第二節(jié)顏色光學(xué)基礎(chǔ)1.視覺生理與光度

人眼的可視范圍為380nm~780nm。.第二節(jié)顏色光學(xué)基礎(chǔ)2.色度學(xué)基礎(chǔ)顏色的物理表示兩種基礎(chǔ)顏色表示系統(tǒng)：RGB表色系和XYZ表色系。原理：顏色可由三個變量表示，用矢量空間就可以表示一切色光。

.第二節(jié)顏色光學(xué)基礎(chǔ)2.色度學(xué)基礎(chǔ)顏色的物理表示孟塞爾顏色立體：加入了明度（光度）參數(shù)。

.顏色的差別？比較兩個球，乍看兩球的顏色都是紅色的。但仔細(xì)看，上球的顏色較為明亮，下球則較暗；上球的延伸顯得鮮艷?？梢姡词箖汕蚩磥矶际羌t色的，但它們的延伸卻是不一樣的。當(dāng)將顏色分類時，它們可以以構(gòu)成顏色的三個屬性來表示，即：色調(diào)、亮度和色飽和度（鮮艷度）。.色調(diào)（hue）：也稱色相，紅、黃、綠等色調(diào)構(gòu)成了色環(huán)。亮度(value)：顏色有明暗之分，顏色的亮度沿垂直方向變化。色飽和度(chroma)：表示顏色的鮮艷程度。色有鮮艷與隱晦之別，色飽和度由中心向兩側(cè)變化。顏色三屬性.將顏色的三屬性放在一起可以組成一個三維立體。色調(diào)形成立體的外緣，亮度作為中央主軸，而色飽和度作為水平副軸。世界上一切的顏色均分布于左圖所示的主體周圍，于是形成了色立體。.第二節(jié)顏色光學(xué)基礎(chǔ)2.色度學(xué)基礎(chǔ)顏色的物理表示CIELAB表色系統(tǒng)L*a*b*表色系可以精確地表示各種色調(diào)，也為兩種色調(diào)之間的差，即色差的表示帶來了方便。

L*a*b*表色系統(tǒng)為多數(shù)色彩測定儀器所采用。不僅可以精確表示各種色調(diào)，也為兩種色調(diào)之間的差，即色差的表示帶來了方便。.第二節(jié)顏色光學(xué)基礎(chǔ)3.食品顏色的測定方法目測方法：標(biāo)準(zhǔn)色卡對照法、標(biāo)準(zhǔn)液測定法儀器法：電子色光檢測器

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)1.光物性基本概念透光率：T吸光度：A光密度(opticaldensity,OD)：D反射光密度：Dr熒光現(xiàn)象：是當(dāng)一種波長的光能照射物體時，可以激發(fā)被照射物發(fā)出不同于照射波波長的其他波長的光能。延遲發(fā)光現(xiàn)象：當(dāng)用一種光波照射物體，在照射停止后，所激發(fā)的光仍能繼續(xù)放射一段時間的現(xiàn)象。

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)2.食品的光學(xué)測定原理光波透過一定厚度的介質(zhì)材料后，其光強(qiáng)減弱程度與光在介質(zhì)中經(jīng)歷的路程和介質(zhì)的特性有關(guān)，即光強(qiáng)的減少量與光強(qiáng)及介質(zhì)厚度成正比，比例系數(shù)稱為吸光系數(shù)。朗伯定律：當(dāng)光波被透明溶液中溶解的物質(zhì)吸收時，吸光系數(shù)與溶液濃度成正比。比爾定律：被吸收的光能與光路中吸光的分子數(shù)成正比，即可以通過測定吸光系數(shù)求出透明液體的濃度。

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)2.食品的光學(xué)測定原理要使比爾定律成立，需要光路中吸收光的每個分子對光的吸取不受周圍分子影響。即當(dāng)溶液濃度達(dá)到足以使分子間的相互作用影響對光能的吸收時，比爾定律所表現(xiàn)出的關(guān)系就會出現(xiàn)誤差。全波長掃描：使用儀器的有效波長范圍（如190nm-1100nm），按照一定的波長間隔來對樣品進(jìn)行全波長掃描。

光譜曲線：掃描出來的吸光度值（或者透過率）和波長的關(guān)系曲線就是該樣品的。.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)2.食品的光學(xué)測定原理實際測定時，常使用光密度（D）作為測定指標(biāo)。根據(jù)比爾定律，溶液的某特定波長的光密度正比于吸光物質(zhì)濃度和它在該波長時的吸收常數(shù)。對食品品質(zhì)測定時，用D值不方便，應(yīng)用較多的是用兩個波長的光密度差ΔD（或ΔA）來確定食品的光透過特性。反射光特性的測定與透射光的測定類似，也利用反射光密度差來進(jìn)行測定。

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)3.食品光物性的測定與應(yīng)用（1）光透過性質(zhì)的測定方法和應(yīng)用差分儀——用來測定ΔD的儀器透光測定法是食品無損檢測的一種常用方法，典型應(yīng)用有果蔬成熟度的檢測、谷類水分含量測定、玉米霉變損傷檢測、碎米程度、食品顏色、雞蛋內(nèi)血絲混入檢測等。測試原理：食品中與光透過有關(guān)的物質(zhì)或色素，必須和食品的品質(zhì)項目有好的相關(guān)關(guān)系。測定果實的成熟度，是利用果實中葉綠素含量量與成熟度明顯相關(guān)的規(guī)律。類似的有關(guān)物質(zhì)還有花青素、胡蘿卜素等。

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)3.食品光物性的測定與應(yīng)用（1）光透過性質(zhì)的測定方法和應(yīng)用對花生熟度的測定：隨著花生的成熟，光密度減少；成熟花生油的透光性比生花生油好。對食品水分的測定，主要水吸收光譜的特征吸收帶。果實內(nèi)部的空洞、褐變、病變等也可以通過透光法測定。根據(jù)透光檢測，開發(fā)出了自動選果機(jī)。（2）反射光特性的測定應(yīng)用之一是對水果表皮的顏色或傷疤的檢測。

.第三節(jié)食品的光物性與品質(zhì)4.食品近紅外線測定的原理和應(yīng)用近紅外線的范圍為可見光到紅外線，即波長為0.7~3.5μm的光波。利用食品成分對近紅外的吸收特性，可對谷類、乳制品、肉制品和飼料等的水分、蛋白、脂質(zhì)、糖質(zhì)、氨基酸等進(jìn)行有效的無損檢測。食品大多由多種成分組成，因此吸收光譜是一個疊加而成的總和，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)確定吸收比例之后，再根據(jù)多元回歸分析得到結(jié)構(gòu)。近紅外的波長0.7~3.5μm；中紅外的波長2.5~25μm；遠(yuǎn)紅外25~400μm。

.§5食品的物性測定——熱分析

食品熱物性基礎(chǔ)差示量熱掃描法DSC.自從人類從“茹毛飲血”進(jìn)化為以熟食為主以來，加熱成了食品加工的重要手段。尤其是現(xiàn)代化食品工業(yè)，為了提高食品的商品化和保藏流通功能，加熱、冷卻、冷凍成了最基本的加工方法。因此，食品的熱物理性質(zhì)也成為食品生產(chǎn)管理、品質(zhì)控制、加工和流通等工程的重要基礎(chǔ)。.第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ)一、食品熱物性的一般概念1.食品的基本熱參數(shù)溫度、比熱容、焓、導(dǎo)熱系數(shù)2.食品的傳熱性質(zhì)表面熱流量、質(zhì)量平均溫度、傳熱規(guī)律、熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射3.熱參數(shù)的檢測比熱的檢測、導(dǎo)熱系數(shù)的檢測.1.比熱容（specificheat）：

1）定義：傳統(tǒng)的方法是在恒溫槽中直接測量使食品材料溫度升高1K所需的熱量。

2）測定方法：比較常用的事是用熱量計進(jìn)行定壓的熱混合法和護(hù)熱板法。第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ)近年來發(fā)展用差式掃描量熱術(shù)(DSC)來測量材料的比熱容。此法所用的樣品少(5一15mg);而且因其能測很大的溫度范圍，故特別適合于測量食品材料的比熱容和溫度的關(guān)系?；旌戏ǎ涸硎前岩阎|(zhì)量和溫度的樣品，投入盛有已知比熱容、溫度、和質(zhì)量的液體量熱計重。在絕熱狀態(tài)下，測定混合物料的平衡溫度，而后根據(jù)公式推算試樣的比熱容。.2、焓(enthalpy)

焓值是相對值，過去的教材中多取-20℃凍結(jié)態(tài)的焓值為其零點；近年來多取-40℃的凍結(jié)態(tài)為其零點。

過去，物質(zhì)的焓值一般均按凍結(jié)潛熱、凍結(jié)率和比熱容的數(shù)據(jù)計算而得；直接測量的數(shù)據(jù)很少、但對于食品材料，實際上很難確定在某一溫度時食品中被凍結(jié)的比例，而不同的凍結(jié)率對應(yīng)不同的焓值。第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ).第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ)2、焓(enthalpy)

用DSC直接測量食品焓值是一種新方法，其溫度掃描從-60℃開始到1℃以上，這是認(rèn)為到-60℃時，食品中的水分己全部凍結(jié)；而到1℃以上水分己全部融化成液體。.3.熱導(dǎo)率(therma-conductivity)第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ)

測量食品材料熱導(dǎo)率要比測量比熱容困難得多，因為熱導(dǎo)率不僅和食品材料的組分、顆粒大小等因素有關(guān)，還與材料的均勻性有關(guān)。一般用于測量工程材料的標(biāo)準(zhǔn)方法，如平板法、同心球法等穩(wěn)態(tài)方法已不能很好用于食品材料。因為這些方法需要很長的平衡時間，而在此期間，食品材料會產(chǎn)生水分的遷移而影響熱導(dǎo)率。

目前認(rèn)為測量食品材料熱導(dǎo)率較好的方法是探針法。被測食品材料原處于某一均勻溫度，當(dāng)探針插進(jìn)后，加熱絲提供一定得熱量，使測量溫度變化。經(jīng)一段過渡期后，溫度和時間的對數(shù)出現(xiàn)線性。關(guān)系。根據(jù)此直線的斜率可以求出視頻材料的熱導(dǎo)率.4.熱擴(kuò)散系數(shù)(thermaldiffusivity)第一節(jié)食品熱物性基礎(chǔ)一般說來，熱擴(kuò)散系數(shù)a是根據(jù)比熱容Cp,熱導(dǎo)率λ和密度ρ數(shù)據(jù)計算而得的，即a＝λ/(ρCp)但也可以用實驗測量，它主要是用一個瞬問加熱的類似于測熱導(dǎo)率的探頭和熱電禍；再與它有一定距離處加上另一個熱電禍以測量樣品溫度的變化曲線。這個距離和所測得的熱擴(kuò)散系數(shù)數(shù)據(jù)有著很大的關(guān)系，但在食品材料中精確控制這個距離也不是容易的事。.第二節(jié)差示掃描法DSC在升溫或降溫的過程中，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)（如相態(tài))和化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化，其質(zhì)量及光、電、磁、熱、力等物理性質(zhì)也會發(fā)生相應(yīng)的變化。熱分析技術(shù)就是程序控制溫度的條件下，測量物質(zhì)物理性質(zhì)與溫度關(guān)系的一類技術(shù)。因此，熱分析裝置目前被廣泛用來測定食品品質(zhì)及其成分變化。熱分析作為熱的收支指標(biāo)測定，是對狀態(tài)和狀態(tài)變化性質(zhì)進(jìn)行分析研究的手段。早期的分析有：定量差示熱分析（DTA）和熱重量分析（Thermogravimetry，簡稱TG）。差示掃描熱量測定（DSC）是對這些早期的差示熱分析進(jìn)一步定量化，對熱量也可以評價的測定方法。.DSC是對加熱或冷卻過程中，試樣所產(chǎn)生的細(xì)微熱量變化進(jìn)行測定。在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，以任意的升溫速度掃描測定并記錄升溫過程中能量吸收或放出的溫譜圖。溫譜曲線所包圍的面積，與加熱過程中試樣吸取或放出的熱能成正比。在食品科學(xué)中，人們利用這一技術(shù)檢測脂肪、水的結(jié)晶溫度和融化溫度以及結(jié)晶數(shù)量與融化數(shù)量；通過蒸發(fā)吸熱來檢測水的性質(zhì)；檢測蛋白質(zhì)變性和淀粉凝膠等物理化學(xué)變化。1.差示掃描量熱法(DSC)的測定原理第二節(jié)差示掃描法DSC.圖1是DSC主要組成和結(jié)構(gòu)示意圖，大致由四個部分組成:①溫度程序控制系統(tǒng)；②測量系統(tǒng)(物理性能的測量）③數(shù)據(jù)記錄、處理和顯示系統(tǒng)；④樣品室。圖1DSC結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)差示掃描法DSC.

相變點PhaseTransition熔融熱

H玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg反應(yīng)熱

H熔點Meltingpoint活化能Ea冷結(jié)晶溫度CrystalTemperature降溫結(jié)晶溫度ColdCrystalTemperature氧化誘導(dǎo)時間O.I.T.反應(yīng)動力學(xué)Dynamic結(jié)晶度Crystallinity固化Curing結(jié)晶熱CrystalEnergy純度Purity結(jié)晶半周期CrystalPeriod比熱Cp2.DSC測定的指標(biāo)第二節(jié)差示掃描法DSC.DSC的數(shù)據(jù)——熱曲線：

吸熱放熱第二節(jié)差示掃描法DSC.3.DSC在食品測定中的應(yīng)用

在高分子領(lǐng)域，應(yīng)用DSC和DTA進(jìn)行熱物性的研究較早，最近在食品高分子（蛋白質(zhì)、油脂、糖質(zhì)等）、水及飲料的熱分析方面也越來越受到重視。這方面的應(yīng)用例如下：第二節(jié)差示掃描法DSC.（1）淀粉性質(zhì)的研究在淀粉研究中，DSC主要用來研究淀粉的糊化特性、糊化程度、淀粉糊的回生程度及淀粉顆粒晶體結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)移溫度的測定。不同種類的淀粉其組成亦不相同，因而其糊化或老化的起始溫度（To）、峰值溫度（Tp）、終了溫度（Tc）及熱焓（ΔH）也是不同的。完全糊化的淀粉在DSC分析過程中應(yīng)為無吸熱峰的平坦直線，故根據(jù)淀粉的DSC分析過程中吸熱峰面積（即熱焓ΔH）的大小可估測淀粉糊化程度的大小。C.C.Biliaderis等人應(yīng)用DSC對玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、酸改性玉米淀粉、豌豆及多種豆類淀粉的糊化現(xiàn)象進(jìn)行了研究。表1為不同種類淀粉的DSC分析結(jié)果。第二節(jié)差示掃描法DSC.品種濃度，%TOTP1TP2TCΔHW/W℃℃℃℃℃豌豆淀粉47.556648710114.7蠶豆淀粉46.65665839713.8馬鈴薯淀粉46.35560688518.4玉米淀粉46.46067788913.8酸改性玉米淀粉47.95473998910.0高直鏈淀粉48.2718210511417.6蠟質(zhì)玉米淀粉47.66471889716.7表1不同種類淀粉的DSC分析結(jié)果第二節(jié)差示掃描法DSC.（2）蛋白質(zhì)熱變性的測定蛋白質(zhì)分子形狀的差異，由變性引起的高次結(jié)構(gòu)及其恢復(fù)，都會顯著影響食品的物性。因此，許多研究曾經(jīng)使用：測定溶解性變化、官能團(tuán)露出程度變化、光學(xué)性質(zhì)變化、酶消化性變化、熱收縮尺寸變化、力學(xué)性質(zhì)變化、各種顯微鏡像變化、及X線衍射光柵像變化等方法，對蛋白質(zhì)的變性進(jìn)行分析。而熱分析的方法則是用完全不同的原理對變性進(jìn)行測定的有效方法。第二節(jié)差示掃描法DSC.無論是在研究各種物理處理或添加劑對淀粉糊化溫度的影響方面，還是在蛋白質(zhì)變性的生化分析方面，DSC測定都提供了十分有效而簡便的檢測手段。對膠原蛋白、卵清蛋白、牛血清血紅蛋白進(jìn)行dsc測定，可以對不同的蛋白，得到各自明晰的吸熱峰。用同樣的方法也可測定大豆蛋白、畜肉蛋白的熱變性性質(zhì)。第二節(jié)差示掃描法DSC.（3）脂類物質(zhì)的研究

DSC可以用來研究脂類物質(zhì)的熔點和結(jié)晶動力學(xué)。它可以用于測定油脂的單變性多晶型、氫化程度、酯交換反應(yīng)前后物性的改變以及油脂摻偽的鑒定，還可以測定油脂的比熱容和固體脂肪指數(shù)（SFI）等。近年來，DSC法還成功地應(yīng)用于檢測油脂在深度煎炸和微波加熱過程中的氧化程度，測定油脂的氧化穩(wěn)定性、氧化動力學(xué)和抗氧化劑在油脂中的抗氧化活性等等。劉書成等人利用DSC法對DHA和EPA甘油酯的熱氧化動力學(xué)進(jìn)行了研究。通過對DSC曲線的分析表明：DHA和EPA甘油酯的?；视徒M成較復(fù)雜，而脂肪酸種類較少。第二節(jié)差示掃描法DSC.（4）食品的玻璃化分析

玻璃化相變是聚合物從玻璃態(tài)到橡膠態(tài)的動力相變過程。DSC用來研究食品體系的玻璃化轉(zhuǎn)變是基于體系在發(fā)生相轉(zhuǎn)變時，會有能量的改變，即吸熱或放熱。在加熱掃描過程中，當(dāng)體系發(fā)生相轉(zhuǎn)變時，吸熱曲線會出現(xiàn)一個臺階，此時的溫度就是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

周國燕等人用差示掃描量熱儀，采用不經(jīng)過退火處理的連續(xù)掃描法、分步掃描法對草莓打漿液、榨汁草莓經(jīng)抽濾的草莓汁液和濃縮掉三分之一水分的濃縮草莓汁進(jìn)行了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測量。研究發(fā)現(xiàn)，用同一種方法測得的三者的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相差不大。在-48℃以下退火，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著退火溫度的增大而增大，在-48℃以上退火，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著退火溫度的增大而減小，并有很好的線性關(guān)系。第二節(jié)差示掃描法DSC.（5）食品中水分含量的測定食品的許多特性如玻璃化溫度、酶活等都與食品自身的含水率有關(guān)。食品中的水用水分活度來表示時可分為凍結(jié)水（在0℃時能結(jié)冰，即自由水）和非凍結(jié)水（一般在-80℃還不能結(jié)冰即結(jié)合水），由于這一特性可用DSC來測定食品的自由水。（6）純度測定用DSC也能進(jìn)行一些樣品的純度分析，它的原理是當(dāng)樣品純度降低時它的熔點也會降低，而且熔化區(qū)間（吸熱峰）會變寬，純度通過此寬度來檢測。第二節(jié)差示掃描法DSC.

DSC方法本身較為簡單，但對所得現(xiàn)象的合理解釋是需要實驗者有一定的理論知識。由于這種方法只能顯示反應(yīng)發(fā)生時的溫度以及伴隨的焓變，并不能表明反應(yīng)的確切性質(zhì)。因此，在研究中通常需要和其他方法進(jìn)行比較。此外，DSC法應(yīng)用范圍的增寬以及原材料數(shù)目增大，使樣品和DSC過程標(biāo)準(zhǔn)化、實驗所測數(shù)據(jù)的分析和討論工作都更具有挑戰(zhàn)性。第二節(jié)差示掃描法DSC.§6食品的物性測定——流變

12五月2024南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院1521食品流變學(xué)的定義及研究目的定義流變學(xué)(Rheology)是研究物質(zhì)的流動和變形的科學(xué)，它與物質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。作用于物體上的應(yīng)力和由此產(chǎn)生的應(yīng)變規(guī)律，是力、變形和時間的函數(shù)。食品物質(zhì)固態(tài)主要具有固體性質(zhì)的食品物質(zhì)半固態(tài)同時表現(xiàn)出固體性質(zhì)和流體性質(zhì)的食品物質(zhì)液態(tài)主要具有流體性質(zhì)的食品物質(zhì)。分為牛頓流體和非牛頓流體。具有彈性的粘性流體歸屬于塑性流體。

內(nèi)容對象.牙膏——包含的流變學(xué)問題要求：使用時擠出要容易，擠出后要維持形狀，在牙刷上不能下陷，刷牙時又要輕松，那就要求牙膏遇到剪切時黏度迅速下降，靜止時又要一定的屈服應(yīng)力，以保持堅挺。食品流變學(xué)是以虎克彈性定律和牛頓黏性定律為基礎(chǔ)，在線性變形范圍內(nèi)研究物質(zhì)流動和變形的科學(xué)。.1）黏性及牛頓黏性定律

黏性是表現(xiàn)流體流動性質(zhì)的指標(biāo)（如水和油）。阻礙流體流動的性質(zhì)稱為黏性。由流動力學(xué)可知，當(dāng)流體在一定速度范圍內(nèi)流動時，就會產(chǎn)生與流動方向平行的層流流動。.以流體平行流過固定平板為例：緊貼板壁的流體質(zhì)點，因與板壁的附著力大于分子的內(nèi)聚力，所以速度為零，在貼著板壁處形成一靜止液層，而越遠(yuǎn)離板壁的液層流速越大。液體內(nèi)部在垂直于流動方向就會形成速度梯度，層與層之間存在著黏性阻力。從流體的層流流動沿平行于流動方向取一流體微元，微元上下兩層流體接觸面積為A(m2),兩層距離為dy(m),兩層間

黏性阻力為F(N),兩層的流速為別為u和u+du(m/s）。.流體微元：在某一短促時間dt(s)內(nèi)發(fā)生了剪切變形的過程。剪切應(yīng)變ε：一般用它在剪切應(yīng)力作用下轉(zhuǎn)過的角度(弧度)來表示，即ε=θ=dx/dy。

剪切應(yīng)變的速率為：

為剪切速率，單位s-1。.牛頓黏性定律指出：流體流動時剪切速率與剪切應(yīng)力成正比關(guān)系，即：式中：比例系數(shù)η稱為黏度，是液體流動時由分子之間的摩擦產(chǎn)生的。黏性是物質(zhì)的固有性質(zhì)。上式也是黏性的基本法則。剪切應(yīng)力σ可定義為：（單位Pa）.牛頓流體牛頓流體：剪切應(yīng)力與剪切速率之間滿足牛頓黏性定律（剪切力與剪切速率之間滿足線性關(guān)系）的流體。例如：水（最典型）/糖水溶液/低濃度牛乳/油/其他透明溶液牛頓流體的特征：剪切應(yīng)力與剪切速率成正比，黏度不隨剪切速率的變化而變化。即：在層流狀態(tài)下，黏度是一個不隨流速變化而變化的常量。.牛頓流體的流動特性曲線.需要注意：嚴(yán)格地講，理想的牛頓流體沒有彈性，且不可壓縮，各向同性。自然界中理想的牛頓流體是不存在的。在流變學(xué)中只能把在一定范圍