1、 固態與半固態食品的物性 v 凝膠狀食品的物性凝膠狀食品的物性v 組織狀食品的物性組織狀食品的物性v 多孔狀食品的物性多孔狀食品的物性v 粉體食品的物性粉體食品的物性第一節 凝膠狀食品的物性1. 凝膠的概述凝膠的概述第一節 凝膠狀食品的物性1. 凝膠的概述凝膠的概述n 凝膠食品的特點：凝膠食品的特點： 凝膠態是食品的最常見形態之一。凝膠態是食品的最常見形態之一。 形成凝膠的多糖、蛋白等對改善食品的口味質地發揮著形成凝膠的多糖、蛋白等對改善食品的口味質地發揮著重要作用。重要作用。 凝膠食品的粘彈性、質地不僅是食品流變學研究的中心凝膠食品的粘彈性、質地不僅是食品流變學研究的中心內容，也是食品科學技

2、術十分重要的領域。內容，也是食品科學技術十分重要的領域。n 熱可逆凝膠：加熱時會變成液態，冷卻后又變為固態。熱可逆凝膠：加熱時會變成液態，冷卻后又變為固態。n 熱不可逆凝膠：溫度的變化不會使凝膠發生變化。熱不可逆凝膠：溫度的變化不會使凝膠發生變化。第一節 凝膠狀食品的物性2. 溶膠與凝膠的轉化溶膠與凝膠的轉化蛋白質的溶膠蛋白質的溶膠-凝膠轉變凝膠轉變n 蛋白質溶膠加熱時，會變成乳白色或者透明的凝膠。蛋白質溶膠加熱時，會變成乳白色或者透明的凝膠。 發生乳白色變化有兩種情況：當蛋白質為低分子、低濃度發生乳白色變化有兩種情況：當蛋白質為低分子、低濃度時，一般形成凝聚物，如牛奶豆漿；高分子、高濃度時，

3、轉時，一般形成凝聚物，如牛奶豆漿；高分子、高濃度時，轉變為較硬的熱不可逆凝膠，如蛋清蛋白（蒸水蛋）。變為較硬的熱不可逆凝膠，如蛋清蛋白（蒸水蛋）。第一節 凝膠狀食品的物性2. 溶膠與凝膠的轉化溶膠與凝膠的轉化蛋白質的溶膠蛋白質的溶膠-凝膠轉變凝膠轉變n 加熱后呈透明狀態的溶膠再冷卻加熱后呈透明狀態的溶膠再冷卻時，若為低分子、低濃度，則仍保時，若為低分子、低濃度，則仍保持溶膠狀態；若為高分子、高濃度，持溶膠狀態；若為高分子、高濃度，有可能變為熱可逆凝膠，如明膠。有可能變為熱可逆凝膠，如明膠。 蛋白質熱轉變的性質與其疏水性蛋白質熱轉變的性質與其疏水性氨基酸的疏水度（摩爾濃度）有關，氨基酸的疏水度（

4、摩爾濃度）有關，以以31.5%為界，高于此值，為凝固型為界，高于此值，為凝固型蛋白；低于此值，為凝膠型蛋白蛋白；低于此值，為凝膠型蛋白（熱可逆）。（熱可逆）。第一節 凝膠狀食品的物性2. 溶膠與凝膠的轉化溶膠與凝膠的轉化多糖類溶膠多糖類溶膠-凝膠轉變凝膠轉變 凝膠形成機理凝膠形成機理：一般的多：一般的多糖，以散亂的鏈狀分子分散于糖，以散亂的鏈狀分子分散于水中形成溶膠。當改變溫度、水中形成溶膠。當改變溫度、濃度或添加某種物質后，鏈狀濃度或添加某種物質后，鏈狀分子就會互相產生結合點，形分子就會互相產生結合點，形成網絡結構，分散介質（水）成網絡結構，分散介質（水）則被收納于這些網絡空間中，則被收納于

5、這些網絡空間中，形成凝膠。形成凝膠。第一節 凝膠狀食品的物性2. 溶膠與凝膠的轉化溶膠與凝膠的轉化多糖類溶膠多糖類溶膠-凝膠轉變凝膠轉變A、卡拉膠（角叉菜膠）：在、卡拉膠（角叉菜膠）：在K+離子存在時，螺旋處形成結離子存在時，螺旋處形成結合鏈，形成凝膠。合鏈，形成凝膠。B、瓊脂凝膠：瓊脂分子間以氫鍵結合產生雙螺旋微膠束，、瓊脂凝膠：瓊脂分子間以氫鍵結合產生雙螺旋微膠束，再進一步凝聚成凝膠。再進一步凝聚成凝膠。C、海藻酸凝膠：、海藻酸凝膠：Ca2+會使兩個分子間形成配位結合。會使兩個分子間形成配位結合。D、果膠凝膠：高甲氧基果膠（、果膠凝膠：高甲氧基果膠（HM），以氫鍵形成結合部位；），以氫鍵形

6、成結合部位；低甲氧基果膠（低甲氧基果膠（LM），以），以 Ca2+配位結合。配位結合。第一節 凝膠狀食品的物性3. 凝膠狀食品物性的測定方法凝膠狀食品物性的測定方法n 凝膠食品物性的測定方法有感觀分析和儀器測定。凝膠食品物性的測定方法有感觀分析和儀器測定。n 儀器測定有：基礎測定法、經驗測定法和模擬測定法。儀器測定有：基礎測定法、經驗測定法和模擬測定法。n 基礎測定法是對凝膠的基礎流變性（動基礎測定法是對凝膠的基礎流變性（動/靜粘彈性、應力靜粘彈性、應力松弛）進行測定和解析。方法有應力松弛實驗和蠕變實驗。松弛）進行測定和解析。方法有應力松弛實驗和蠕變實驗。n 經驗測定法是根據經驗，對可以表現食

7、品物性的某些特征經驗測定法是根據經驗，對可以表現食品物性的某些特征值進行測定，如硬度計、質構儀等。值進行測定，如硬度計、質構儀等。n 模擬測定法是模擬人的感官對凝膠進行壓縮、拉伸、剪切、模擬測定法是模擬人的感官對凝膠進行壓縮、拉伸、剪切、攪拌、咀嚼等測定的方法，如質構儀等。攪拌、咀嚼等測定的方法，如質構儀等。第一節 凝膠狀食品的物性4. 凝膠狀食品的物性與感官評價凝膠狀食品的物性與感官評價n 面條的伸長率、凝聚性、剪斷強度、松弛時間與口感品質面條的伸長率、凝聚性、剪斷強度、松弛時間與口感品質有著較高的相關關系。有著較高的相關關系。第二節 組織狀食品的物性1. 細胞狀食品的物性細胞狀食品的物性細

8、胞狀食品的特征細胞狀食品的特征n細胞狀食品是指蔬菜、水果、大米、小麥粉這樣，其細細胞狀食品是指蔬菜、水果、大米、小麥粉這樣，其細胞組織的性狀與食品品質有密切關系的食品。胞組織的性狀與食品品質有密切關系的食品。n水果特有的脆嫩口感與果膠的存在關系很大：水果特有的脆嫩口感與果膠的存在關系很大：年幼植物組織的果膠質以不溶性的原果膠存在；年幼植物組織的果膠質以不溶性的原果膠存在；隨著成熟的進程，原果膠水解成與纖維素分離的水溶性隨著成熟的進程，原果膠水解成與纖維素分離的水溶性果膠，溶入細胞液內，使果實組織變軟而有彈性；果膠，溶入細胞液內，使果實組織變軟而有彈性； 最后果膠發生去甲酯化，生成果膠酸，不會形

9、成凝膠，最后果膠發生去甲酯化，生成果膠酸，不會形成凝膠，果實變軟。果實變軟。第二節 組織狀食品的物性1. 細胞狀食品的物性細胞狀食品的物性細胞狀食品的特征細胞狀食品的特征n蔬菜軟化難易性質與其所含果膠的質量有很大關系：蔬菜軟化難易性質與其所含果膠的質量有很大關系：甲酯化程度高，甲酯化程度高，HM含量高時，加熱時容易為反式位脫離含量高時，加熱時容易為反式位脫離作用而分解，因此細胞間粘著力降低，發生軟化。作用而分解，因此細胞間粘著力降低，發生軟化。 甲酯化程度低，甲酯化程度低，LM含量高時，加熱時不易軟化，能夠保含量高時，加熱時不易軟化，能夠保持一定的脆硬性。持一定的脆硬性。第二節 組織狀食品的物

10、性1. 細胞狀食品的物性細胞狀食品的物性細胞狀食品物性的測定細胞狀食品物性的測定n果蔬物性的測量是判斷其成熟程度、新鮮程度和品質的果蔬物性的測量是判斷其成熟程度、新鮮程度和品質的重要手段。重要手段。n測量指標和方法要根據其組織結構的特點選定：測量指標和方法要根據其組織結構的特點選定：對球形細胞組織的試樣，可對球形細胞組織的試樣，可采用壓縮穿透的方法；采用壓縮穿透的方法；對細胞呈方向排列，或纖維對細胞呈方向排列，或纖維組織、表皮組織，則可采用剪組織、表皮組織，則可采用剪切、穿孔、彎曲等方法。切、穿孔、彎曲等方法。第二節 組織狀食品的物性1. 細胞狀食品的物性細胞狀食品的物性 細胞狀食品物性的測定

11、細胞狀食品物性的測定第二節 組織狀食品的物性2. 纖維狀食品的物性纖維狀食品的物性n纖維狀食品是指由纖維狀組織成分構成的食品，主要有纖維狀食品是指由纖維狀組織成分構成的食品，主要有畜肉、魚肉、纖維細胞發達的蔬菜、以及經特殊加工、組織畜肉、魚肉、纖維細胞發達的蔬菜、以及經特殊加工、組織為纖維狀的加工食品等。為纖維狀的加工食品等。n這類食品的纖維狀物質，存在一定的方向性，因此其物這類食品的纖維狀物質，存在一定的方向性，因此其物理性質也存在方向性。理性質也存在方向性。n物性測試中，沿纖維方向和垂直纖維方向的差別是最重物性測試中，沿纖維方向和垂直纖維方向的差別是最重要的性質之一。要的性質之一。第二節

12、組織狀食品的物性2. 纖維狀食品的物性纖維狀食品的物性n拉伸應力與拉伸應力與“咬勁咬勁”的感覺一致。的感覺一致。n松弛時間小，更接近彈性體。松弛時間小，更接近彈性體。ns/p0越大，則彈力的減少程度越小。越大，則彈力的減少程度越小。第三節 多孔狀食品的物性n 多孔狀食品：以固體或流動性較小的半固體為連多孔狀食品：以固體或流動性較小的半固體為連續相，氣體為分散相的固體泡食品。例如饅頭，面續相，氣體為分散相的固體泡食品。例如饅頭，面包，海綿蛋糕；餅干，膨化小吃等。包，海綿蛋糕；餅干，膨化小吃等。第三節 多孔狀食品的物性1. 多孔狀食品物性的測定多孔狀食品物性的測定密度密度A、全容積測定、全容積測定

13、(whole volume)：體積置換法。：體積置換法。B、膨脹度、膨脹度OR(over run)：C、單個氣泡體積、單個氣泡體積(bubble volume)：D、氣孔率（比體積）：試樣體積、氣孔率（比體積）：試樣體積試樣質量試樣質量E、膨化率、膨化率(expansion ratio)：膨化后體積：膨化后體積膨化前體積膨化前體積第三節 多孔狀食品的物性1. 多孔狀食品物性的測定多孔狀食品物性的測定變形度變形度A、微小變形：、微小變形：B、較大變形：不具可加性、較大變形：不具可加性第四節 粉體食品的物性n 粉體：微小固體顆粒的群體。粉體：微小固體顆粒的群體。n 粉體特點：可以因粒子間摩擦力而堆

14、積，也可以粉體特點：可以因粒子間摩擦力而堆積，也可以像液體那樣充填在各種形狀的容器中；但與液體不像液體那樣充填在各種形狀的容器中；但與液體不同，由于摩擦力的存在，其對容器底的壓力不與充同，由于摩擦力的存在，其對容器底的壓力不與充填的高度成正比。填的高度成正比。n 粉體的基本性質和概念有粒子的尺寸、分布、吸粉體的基本性質和概念有粒子的尺寸、分布、吸濕性、粒子間隙，以及因互相摩擦而引起的力學特濕性、粒子間隙，以及因互相摩擦而引起的力學特性等。性等。第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態 粒子形狀粒子形狀第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態粉粒的尺寸粉粒的尺寸n

15、定向徑：同一方向上平行線間的粒子尺寸，測定大量粒定向徑：同一方向上平行線間的粒子尺寸，測定大量粒子的定向徑，以消除粒子隨機位置帶來的誤差。子的定向徑，以消除粒子隨機位置帶來的誤差。n定向面積等分徑：用一定方向直線將粒子投影分為兩部定向面積等分徑：用一定方向直線將粒子投影分為兩部分，移動直線使兩部分面積相等時，投影內直線的長度。分，移動直線使兩部分面積相等時，投影內直線的長度。n篩分徑：通過和不通過兩相鄰標準篩孔的算術平均值或篩分徑：通過和不通過兩相鄰標準篩孔的算術平均值或幾何平均值。幾何平均值。 有效粒子徑：由粒子的力學性質決定的尺寸。有效粒子徑：由粒子的力學性質決定的尺寸。第四節 粉體食品的

16、物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態平均尺寸平均尺寸n算術平均徑：算術平均徑：n幾何平均徑：幾何平均徑：n比表面積徑：比表面積徑： 其中：其中：Sw為比表面積，為比表面積，為粒子的真密度為粒子的真密度(solid density)；k為形狀系數比。為形狀系數比。n中徑：中徑：d50粒徑分布的累計值為粒徑分布的累計值為50%時的粒徑時的粒徑第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態粒子徑分布粒子徑分布n累積分布：粒度小于累積分布：粒度小于d的所的所有顆粒的粒數占全部顆粒的粒有顆粒的粒數占全部顆粒的粒數的百分數，稱累積分布。數的百分數，稱累積分布。 頻率分布：把大小在一定尺頻率分布

17、：把大小在一定尺寸范圍的粒子徑，按一定間隔寸范圍的粒子徑，按一定間隔分級，求出各間隔尺寸中粒子分級，求出各間隔尺寸中粒子的量。的量。第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態 粒子徑分布粒子徑分布 n 橫坐標表示粒子徑大橫坐標表示粒子徑大小；縱坐標表示各粒子小；縱坐標表示各粒子徑范圍粒子的數量或質徑范圍粒子的數量或質量比，或他們的積累值。量比，或他們的積累值。第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態粒度分布函數粒度分布函數n把粒度分布曲線進行處理回歸可得到粒度分布函數，目前把粒度分布曲線進行處理回歸可得到粒度分布函數，目前代表性的分布函數有：對數分布，正態分布，代

18、表性的分布函數有：對數分布，正態分布，R-R分布。分布。R為粒子徑大于為粒子徑大于D的粒子質量比的粒子質量比(%)；D為任意粒子徑；為任意粒子徑；a為粒度特征常數；為粒度特征常數；n為分布常數。為分布常數。第四節 粉體食品的物性1. 粉體粒子的狀態粉體粒子的狀態粒度測定法粒度測定法n光學顯微鏡法光學顯微鏡法n電子顯微鏡法電子顯微鏡法n篩分法篩分法n透過法：利用充填層中粉體的氣體透過性測定比表面積。透過法：利用充填層中粉體的氣體透過性測定比表面積。n吸附法：由等溫吸附線求出對水分子的單分子層吸附量，吸附法：由等溫吸附線求出對水分子的單分子層吸附量，得到吸附的分子數，根據比表面積計算平均粒子面積。

19、得到吸附的分子數，根據比表面積計算平均粒子面積。n沉降法：將粉體放入液體中，在重力下自由沉淀，求出沉降法：將粉體放入液體中，在重力下自由沉淀，求出有效粒子徑分布。有效粒子徑分布。 第四節 粉體食品的物性2. 粉體的堆積狀態粉體的堆積狀態n粉體的堆積不僅與單個粒子的性狀有關，而且與其集合粉體的堆積不僅與單個粒子的性狀有關，而且與其集合體，即堆積狀態的性質有密切關系。體，即堆積狀態的性質有密切關系。堆積表示方法堆積表示方法A、比體積或表觀比體積：單位質量粉體充填時所占的容積。、比體積或表觀比體積：單位質量粉體充填時所占的容積。B、表觀密度：比體積的倒數。、表觀密度：比體積的倒數。C、空隙率、空隙率

20、(porosity)：充填粉體所占整個容積中，空隙所占：充填粉體所占整個容積中，空隙所占體積的比例。體積的比例。D、空隙比：空隙體積與粒子本身所占體積之比。、空隙比：空隙體積與粒子本身所占體積之比。E、充填率：粉體粒子本身所占體積與充填表觀體積之比。、充填率：粉體粒子本身所占體積與充填表觀體積之比。第四節 粉體食品的物性2. 粉體的堆積狀態粉體的堆積狀態粉體密度測定法粉體密度測定法A、粒子密度：密度瓶、粒子密度：密度瓶 其中其中m0為密度瓶的質量；為密度瓶的質量；m1為將樣品投入密度瓶后的質為將樣品投入密度瓶后的質量；量；m2為放入樣品后再注滿分散介質時的質量；為放入樣品后再注滿分散介質時的質

21、量；ms為密度瓶為密度瓶中只裝滿分散介質時的質量；中只裝滿分散介質時的質量；s為分散介質密度。為分散介質密度。n分散介質多用四氯化碳。分散介質多用四氯化碳。 對于可溶性粒子，還可以通過其溶液的密度和固形成分對于可溶性粒子，還可以通過其溶液的密度和固形成分率的測定計算出。率的測定計算出。 第四節 粉體食品的物性2. 粉體的堆積狀態粉體的堆積狀態粉體密度測定法粉體密度測定法B、表觀密度：、表觀密度： 表觀密度受充填狀態表觀密度受充填狀態的影響很大，測定時分為的影響很大，測定時分為低密度和高密度兩種。低密度和高密度兩種。 第四節 粉體食品的物性3. 粉體的力學性質粉體的力學性質粉體的摩擦角粉體的摩擦

22、角n粉體顆粒之間存在著流動時的摩擦力、靜摩擦力、粘附粉體顆粒之間存在著流動時的摩擦力、靜摩擦力、粘附力和粘聚力。力和粘聚力。n為了表現和測量粉體的這些流動或靜止的力學特性，要為了表現和測量粉體的這些流動或靜止的力學特性，要使用摩擦角，或稱為角特性指標。使用摩擦角，或稱為角特性指標。n摩擦角表示靜止粉體層與沿靜止粉體和流動粒子群平衡摩擦角表示靜止粉體層與沿靜止粉體和流動粒子群平衡界面的夾角。界面的夾角。n有四種表示方法：休止角、滑落角、側面休止角、內動有四種表示方法：休止角、滑落角、側面休止角、內動角。角。 休止角、滑落角和側面休止角表現粉體的靜摩擦特性，休止角、滑落角和側面休止角表現粉體的靜摩

23、擦特性，內動角表示流動粉體的摩擦性質。內動角表示流動粉體的摩擦性質。 第四節 粉體食品的物性3. 粉體的力學性質粉體的力學性質粉體的摩擦角粉體的摩擦角A、休止角休止角(angle of repose)：也稱靜止摩擦角或堆積角，在：也稱靜止摩擦角或堆積角，在水平面上，粉體堆積呈錐體時，母線與水平面的夾角。水平面上，粉體堆積呈錐體時，母線與水平面的夾角。B、側面休止角側面休止角(side plate angle of repose)：也稱為破壞角或：也稱為破壞角或壁面摩擦角。粉體樣品放置于方盒中，去掉方盒的一個側壁，壁面摩擦角。粉體樣品放置于方盒中，去掉方盒的一個側壁，粉體粒子滑下形成一個滑坡斜面，此免于水平面形成