第十二章 食品流变学与质构 首先应弄清的两个基本概念 食品流变rheology):指食品胶体的粘性、弹性、粘弹性和塑性等基本内 容。 食品质构texture):一词本指织物的编织组织。后来在食品中用来表示 人们对某种食品的口感情况。 Ma忆(1962年)，他认为：质品是除温度感觉和痛觉以外的食品物 理性质，它主要由口腔中皮肤及肌肉的感觉来感知。 Bounce(1982)对质构作了更为全面的定义，具体包括如下四个方面： ①它是食品的一组物理性质，主要由食品组织结构决定的力学性质和流 变学性质。②它主要由人的触觉，一般是口腔，也包括人体其他部位， 如手指所感知。③它与味觉、嗅觉等化学知觉无关。④它可以用仪器测 定。并可用长度、质量和时间来表示。 国际标准化组织(1979)对质构定义：食品所有流变学和结构（同何和 表面)的属性，它们由力、触觉，有时是视觉和听觉的接受器所感知的
第十二章 食品流变学与质构 首先应弄清的两个基本概念 食品流变(rheology)：指食品胶体的粘性、弹性、粘弹性和塑性等基本内 容。 食品质构(texture): 一词本指织物的编织组织。后来在食品中用来表示 人们对某种食品的口感情况。 Matz（1962年），他认为：质品是除温度感觉和痛觉以外的食品物 理性质，它主要由口腔中皮肤及肌肉的感觉来感知。 Bounce (1982)对质构作了更为全面的定义，具体包括如下四个方面： ①它是食品的一组物理性质，主要由食品组织结构决定的力学性质和流 变学性质。②它主要由人的触觉，一般是口腔，也包括人体其他部位， 如手指所感知。③它与味觉、嗅觉等化学知觉无关。④它可以用仪器测 定。并可用长度、质量和时间来表示。 国际标准化组织(1979)对质构定义：食品所有流变学和结构（同何和 表面）的属性，它们由力、触觉，有时是视觉和听觉的接受器所感知的
第十二章 食品流变学与质构 12.1食品流变学(Rheology) 12.1.1食品流变学的定义以及与食品工业的关系 12.1.1.1食品流变学的定义 流变学是力学的一个分支，是研究物质在力作用下变形 或流动的科学。除了力的作用外，力的作用时间对变形的影响 也是研究内容之一。因此流变学中，物体的力学参数不仅有力、 变形，还有时间。这门学科是由宾汉倡导的。 食品流变学是研究食品和食品材料力学性质的一门科学， 它涉及到力学、胶体化学、高分子物理、化学流变学和生物流 变学等基本内容。 12.1.1.2食品流变学与食品工业之间的关系 1)食品流变学的实验，可以用于鉴别食品原材料、中间产品， 可以用于控制生产过程。例如面包制作过程中面团的流变学
第十二章 食品流变学与质构 12.1 食品流变学（Rheology） 12.1.1 食品流变学的定义以及与食品工业的关系 12.1.1.1 食品流变学的定义 流变学是力学的一个分支，是研究物质在力作用下变形 或流动的科学。除了力的作用外，力的作用时间对变形的影响 也是研究内容之一。因此流变学中，物体的力学参数不仅有力、 变形，还有时间。这门学科是由宾汉倡导的。 食品流变学是研究食品和食品材料力学性质的一门科学， 它涉及到力学、胶体化学、高分子物理、化学流变学和生物流 变学等基本内容。 12.1.1.2 食品流变学与食品工业之间的关系 1) 食品流变学的实验，可以用于鉴别食品原材料、中间产品， 可以用于控制生产过程。例如面包制作过程中面团的流变学 控
第十二章 食品流变学与质构 制就是一个实例。 2)流变学能够根据顾客的爱好，鉴定或预测顾客 对某种食品是否满意。例如，人造奶油的扩展能 力、牛乳的粘度、硬糖果的硬度、肉的韧度都是可 以用来鉴定食品优劣的流变特性。 3)可借助中间产品的标准流变学特性来调节食品 物质的组织结构。 4)流变学可以应用于有关工艺设计和设备设计。 例如泵送管路系统，放料装置及搅拌装置的设计， 乳化、雾化及浓缩工艺过程的设计，都要用到物质 流变学特性数据
第十二章 食品流变学与质构 制就是一个实例。 2）流变学能够根据顾客的爱好，鉴定或预测顾客 对某种食品是否满意。例如，人造奶油的扩展能 力、牛乳的粘度、硬糖果的硬度、肉的韧度都是可 以用来鉴定食品优劣的流变特性。 3）可借助中间产品的标准流变学特性来调节食品 物质的组织结构。 4）流变学可以应用于有关工艺设计和设备设计。 例如泵送管路系统，放料装置及搅拌装置的设计， 乳化、雾化及浓缩工艺过程的设计，都要用到物质 流变学特性数据
第十二章 食品流变学与质构 12.1.2形变与粘性流动 12.1.2.1形变的类型 1)弹性形变：加力发生形变，去掉力又恢复原来的形状。 2)流动形变：加力后瞬间发生较大形变，【 随着时间的推移徐 徐形变，外力除去后不能恢复原状。 3)粘弹性形变：弹性形变与流动形变的交织。 12.1.2.2弹性形变 1)理想弹性体与弹性模量：又称虎克固体，指物体在一定外 力作用下，发生弹性形变的大小与外力之间的关系呈线性关系， 此物体叫理想弹性体。 即o=Ey ō—外力， Y—形变量 E一弹性系数(dyn/cm*cm。达因/厘米2)杨氏模量
第十二章 食品流变学与质构 12.1.2 形变与粘性流动 12.1.2.1 形变的类型 1）弹性形变：加力发生形变，去掉力又恢复原来的形状。 2）流动形变：加力后瞬间发生较大形变，随着时间的推移徐 徐形变，外力除去后不能恢复原状。 3）粘弹性形变：弹性形变与流动形变的交织。 12.1.2.2 弹性形变 1) 理想弹性体与弹性模量：又称虎克固体，指物体在一定外 力作用下,发生弹性形变的大小与外力之间的关系呈线性关系， 此物体叫理想弹性体。 即 σ=Eγ σ—外力， γ——形变量 E—弹性系数（dyn/cm*cm。达因／厘米２）杨氏模量
第十二章 食品流变学与质构 这种理想固体实际上是不存在的，但是当物质在力作用 下形变小于1%时，我们可以将其看成的虎克固体。如干面 团、硬糖果、核桃、蛋壳、土豆和苹果等在一定力范围内都 可看成是虎克固体。 2） 纵向形变：线性物体在长度方向上的形变。 F=Wg/A Y=△L/L 按F=EY E=F/Y=Wg·L/A·△L E为杨氏模量 A为线性物体横截面积 F为单位面积上的外力
第十二章 食品流变学与质构 这种理想固体实际上是不存在的，但是当物质在力作用 下形变小于1%时，我们可以将其看成的虎克固体。如干面 团、硬糖果、核桃、蛋壳、土豆和苹果等在一定力范围内都 可看成是虎克固体。。 2) 纵向形变：线性物体在长度方向上的形变。 F=Wg/A γ= △L/L 按 F =Eγ E=F/γ=Wg·L/A·△L E 为杨氏模量 A 为线性物体横截面积 L F 为单位面积上的外力 △L
第十二章 食品流变学与质构 3)剪切形变与剪切模量 设外力作用面积为A切变为d: 则o=P/AY=tg0-dh 令E=G, 由o=Ey得： G=o/y=P.h/A:d G为剪切模量 4纵向、横向形变与泊松比 当固体物质拉伸或压缩时，在它的长度发生变化的同时， 它的宽度也发生变化。例如园杆受压缩时它的直径将增大， 而在受拉时它的直径将缩小。在弹性范围内，受正应力作用 的固体，其横向收缩和纵向伸长的比值称为泊松比
第十二章 食品流变学与质构 3） 剪切形变与剪切模量 设外力作用面积为A,切变为d。 则 σ =P/A γ=tgθ=d/h 令E=G, d 由σ =Eγ 得： p G= σ /γ＝P·h/A·d θ h G为剪切模量 4) 纵向、横向形变与泊松比 当固体物质拉伸或压缩时，在它的长度发生变化的同时， 它的宽度也发生变化。例如园杆受压缩时它的直径将增大， 而在受拉时它的直径将缩小。在弹性范围内，受正应力作用 的固体，其横向收缩和纵向伸长的比值称为泊松比
第十二章 食品流变学与质构 u=e'/e 对任何固体物质，当受到拉伸或压缩变形时，如不发生 体积的变化，u为0.5。一些常见固体物质的泊松比μ如下。 一些固体物质的泊松比 名 名 称 达(chedda)干略 0.50 玉米狂乳 0.32 额交（含80名的水） 0.50 得 0.30 面粉团 0.50 钢 0.30 土豆换 0.49 玻 璃 0.24 棒皮 0.49 面 包 0 席隆玉米 0.40 软 术 0 草果块 0.37 然果核 0.10
第十二章 食品流变学与质构 μ= e’/e 对任何固体物质，当受到拉伸或压缩变形时，如不发生 体积的变化， μ为0.5。一些常见固体物质的泊松比μ如下
第十二章 食品流变学与质构 5)体积形变与体积模量 由液体静压力作用在浮体表面所产生的表面压力，引 起浮体体积变形，这种形变称为体积形变。 =Kv 在这里，K称为体积模量。 6)四种模量之间的关系 各弹性模量之间的换算关系 E.G E.K E.g G.K G. K.g 弹性模量 9KG 2G(1+) 3K(1-20 E E E E G+3K 剪切模量G G 3EK E 3K(1-2) 9K-E 21+ 2(1+4) 体积模量 EG E K 2G(1+a) K K 9G-3E 3(1-2 3(1-2 泊松比： E-2G 3K-E 3K-2G 2G 6K 6K+2G
第十二章 食品流变学与质构 5）体积形变与体积模量 由液体静压力作用在浮体表面所产生的表面压力，引 起浮体体积变形，这种形变称为体积形变。 σ = K εv 在这里，K称为体积模量。 6）四种模量之间的关系
第十二章 食品流变学与质构 6)形变测量与食品品质 可拉伸的食品物料或食品，如面条、煮熟的面条等其品 质可以通过其弹性与粘度测量的结果进行评价。 ① 流速计：测定鱼糕的E和△LL(Y) 志水等测得： A级鱼糕E=(2.13~1.34)×103g/cm2 B级鱼糕 E=(1.92~0.97)×103g/cm2 C级鱼糕 E=(1.95~0.97)×103g/cm ②凝乳计：可用于测定凝乳、奶油、豆腐、胶状食品的压缩 度、压缩力从而计算出其剪切模量，根据其模量的大小来评 定这些食品品质的质量。 ③贝克压缩计：可用来测定面包老化过程中的压缩度、压缩 力，借此来评价面包老化过程的老化特性
第十二章 食品流变学与质构 6）形变测量与食品品质 可拉伸的食品物料或食品，如面条、煮熟的面条等其品 质可以通过其弹性与粘度测量的结果进行评价。 ① 流速计：测定鱼糕的E和△L/L(γ) 志水等测得： Ａ级鱼糕 E＝（2.13～1.34）×10３g／cm2 Ｂ级鱼糕 E＝（1.92～0.97）×10３g／cm2 Ｃ级鱼糕 E＝（1.95～0.97）×10３g／cm2 ② 凝乳计：可用于测定凝乳、奶油、豆腐、胶状食品的压缩 度、压缩力从而计算出其剪切模量，根据其模量的大小来评 定这些食品品质的质量。 ③贝克压缩计：可用来测定面包老化过程中的压缩度、压缩 力，借此来评价面包老化过程的老化特性
第十二章 食品流变学与质构 12.1.2.3粘性流动 粘性是表现流体流动性质的指标，从微观上讲， 粘性是流体受力作用，其质点间作相对运动时产生阻 力的性质。这种阻力来自内部分子运动和分子引力。 一种物质粘性的大小通常用粘度来表示。粘度有剪切 粘度、延伸粘度和体积粘度三种，但通常我们所说的 是剪切粘度。 流体在力的作用下，会发生粘性流动，其流动过 程中的粘度与作用力之间的关系表现出多种情况，主 要有下面几种
第十二章 食品流变学与质构 12.1.2.3 粘性流动 粘性是表现流体流动性质的指标，从微观上讲， 粘性是流体受力作用，其质点间作相对运动时产生阻 力的性质。这种阻力来自内部分子运动和分子引力。 一种物质粘性的大小通常用粘度来表示。粘度有剪切 粘度、延伸粘度和体积粘度三种，但通常我们所说的 是剪切粘度。 流体在力的作用下，会发生粘性流动，其流动过 程中的粘度与作用力之间的关系表现出多种情况，主 要有下面几种