食品物性学期末题汇总

第一章1.什么是食品物性学？定义：食品物性学是以食品((包括食品原料))为研究对象，研究其物理性质的一门学，这些特性与食品组成、微观结构、次价力、表面状态等因素相关。影响食品质构特性，影响食品生物化学反应速率，影响食品 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 检测。2.食品物性学的“指纹”概念（1）食品自身表现的物理性质（2）物理因子对食品各种性质的影响（3）食品检验的物理方法（4）食品加工的物理方法（5）食品物性对加工的影响（6）食品物性对消费感官嗜好及选购的影响3.研究食品物性学的目的（1）了解食品与加工、烹饪有关的物理特性（2）建立食品品质客观评价的方法（3）通过对物性的试验研究，可以了解食品的组织结构和生化变化（4）为改善食品的风味、质地和嗜好性提供科学依据（5）为研究食品分子论提供实验依据（6）为快速无损检测食品品质提供理论依据第二章1.物质的结构：物质的组成单元((原子或分子))之间相互吸引和相互排斥的作用达到平衡时在空间的几何排列。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2.键合力：又称盐键或盐桥，它是正电荷与负电荷之间的一种静电相互作用。吸引力与电荷电量的乘积成正比，与电荷质点间的距离平方成反比，在溶液中吸引力随周围介质的介电常数增大而降低。——库伦定律（1）在近中性环境中，蛋白质分子中的酸性氨基酸残基侧链电离后带负电荷，而碱性氨基酸残基侧链电离后带正电荷，二者之间可形成离子键。（2）离子键平均键能为20kJ/mol3.范德华力4.高分子链结构与柔性高分子链在绕单键内旋转时可导致高分子链构象的变化，因为伴随着状态熵增大，自发地趋向于蜷曲状态，这种特性就称为高分子链柔性高分子链之所以具有柔性的根本原因在于它含有许多可以内旋转的σ单键自由联结链：线形高分子链中含有成千上万个σ键。如果主链上每个单键的内旋转都是完全自由的，则这种高分子链称为自由联结链。它可采取的构象数将无穷多，且瞬息万变。这是柔性高分子链的理想状态。实际：高分子链中，键角是固定的。就碳链而言，键角为109°28′，所以即使单键可能自由旋转，每一个键只能出现在以前一个键为轴，以2θ(θ=π-109°28′)为顶角的圆锥面上。如果高分子主链上没有单键，则分子中所有原子在空间的排布是确定的，即只存在一种构象，这种分子就是刚性分子。5.影响高分子柔性的因素（1）如果高分子主链上虽有单键但数目不多，则这种分子所能采取的构象数也很有限，柔性不大。（2）另外，影响高分子柔性的因素还包括主链成分、取代基的数量、取代基的体积和极性，以及温度等（3）键越长，键角越大，链的柔性也越好（4）取代基数越大，数量越多，极性越强，链的柔性越差（5）如果主链上含有芳香环或杂环成分，由于环的结构体积大，电子云密度高、色散力，阻碍了主链单键的内旋转，链的柔性也越差。6.食品形态微观结构按分子的聚集排列方式主要有三种类型：晶态：分子(或原子、离子)间的几何排列具有三维远程有序；液态：分子间的几何排列只有近程有序（即在1--2分子层内排列有序)，而远程无序；气态：分子间的几何排列不但远程无序，近程也无序；玻璃态（无定形）：分子间的几何排列只有近程有序，而无远程有序，即与液态分子排列相同。液晶态：分子间几何排列相当有序，接近于晶态分子排列，但是具有一定的流动性(如一定条件下的脂肪)。凝胶态：有一定尺寸范围的粒子或者高分子在另一种介质中构成的三维网络结构形态，或者说另一种介质（例如：水、空气）填充在网络结构中。粒子凝胶：具有相互吸引趋势的粒子随机发生碰撞形成粒子团，当这个粒子团再与另外的粒子团发生碰撞时又形成更大的粒子团，最后形成一定的结构形态聚合物凝胶：都是由细而长的线形高分子，通过共价键、氢键、盐桥、二硫键、微晶区域、缠绕等方式形成交联点，构成一定的网络结构形态。7.水的基本物性水异常的物理性质（1）高熔点(0℃),高沸点(100℃)（2）介电常数大（3）表面张力高（4）热容和相转变热焓高熔化热、蒸发热和升华热（5）密度低(1g/cm3)，凝固时的异常膨胀率（6）粘度正常(1cPa·s)水的异常性质可以推测水分子间存在强烈的吸引力，水具有不寻常的结构。每个水分子在结构中稳定的时间仅在10-12s左右，在极短的时间内，于其平衡位臵振和排列，并不断有水分子脱离和加入某一个分子团，这也是水具有低粘度和较好流动性。8.疏水水合：向水中添加非极性物质（疏水物）时，由于它们与水分子产生斥力，从而使疏水基团附近的水分子之间的氢键键合增强，使得熵减小，此过程成为疏水水合。9.疏水缔合：当水与非极性基团接触时，为减少水与非极性实体的界面面积，疏水基团之间进行缔合，这种作用成为疏水相互作用。10.食品分散体系的分类(1)分子分散体系：分散的粒子半径小于10-7cm，相当于单个分子或离子的大小。此时分散相与分散介质形成均匀的一相。因此分子分散体系是一种单相体系。与水的亲和力较强的化合物，如蔗糖溶于水后形成的分散体系就是分子分散体系。(2)胶体分散体系：分散相粒子半径在10-7-10-5cm的范围内，比单个分子大得多。分散相的每一粒子均为由许多分子或离子组成的集合体。虽然用肉眼或普通显微镜观察时体系呈透明状，与真溶液没有区别，但实际上分散相与分散介质己并非为一个相，存在着相界面。这种体系有时也简称为“溶胶”。(3)粗分散体系:分散相的粒子半径在10-5～10-3cm的范围内，可用普通显微镜甚至肉眼都能分辨出是多相体系。例如悬浮液(泥浆)和乳状液(牛乳)就是例子。11.气体为连续相的胶③气泡：在液体中分散有许多气体的分散系统，啤酒沫④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的胶体，牛奶⑤溶胶：胶体粒子在液体中分散的状态称为胶体溶液。对于可流动的胶体溶液，称之为溶胶，⑥悬浮液：明显的固体颗粒、浑浊，酱汤、果汁12.固体为连续相的胶⑦凝胶：胶体粒子或高分子溶质，形成整体构造而失去了流动性，或胶体全体虽含有大量液体介质但处于固化的状态称为凝胶，鸡蛋羹、豆腐等。⑧固溶胶：凝胶放臵后，逐渐离浆脱水成为干燥状态，称之为固凝胶，干粉丝、方便面。13.泡沫和气泡的形成与性（论述题）泡沫形成原理1）表面张力液体表面张力的定义：液体表面单位长度所受与之垂直的力。气液界面的分子，由于受内部拉力作用，都有向液体内运动的趋向，表面会自发地缩成液滴，或使气泡成球状。物理上称这种内聚力为表面张力。2）表面活性物质（1）表面活性物质降低表面张力（2）由亲水性极性基团和疏水性非极性基团组成的（3）表面活性物质分散于气水界面时，分子的亲水基团部分便有向水中扩散的倾向，而疏水基团部分趋向气相，使表面张力降低。（4）表面活性物质具有稳定泡沫的作用第三章1.应变（填空、大题）在外力作用下，物料的几何形状和尺寸发生的变化(ε)。应变用来表征材料受力时内部各质点间的相对位移对于各向同性材料，有三种基本的应变类型：拉伸应变，剪切应变和压缩应变。拉伸应变：拉伸应变是指材料受到垂直于截面积的大小相等，方向相反并作用在同一直线上的两个拉伸应力时材料发生的形变剪切应变：剪切应变是指材料受到平行于截面积的大小相等，方向相反的两个剪切应力时发生的形变，在剪切应力作用下，材料发生偏斜，该偏斜角的正切值定义为剪切应变。压缩应变：压缩应变是指材料周围受到均匀应力P时，其体积从起始时的v0变化为v1。2.应变速率剪切速率（rateofshear），应变大小与应变所需时间之比，单位为S-1，以表示。剪切速率的物理意义是指流动时流体内部垂直于流体方向上的速度梯度。表征流体在剪切应力作用下的应变状况。3.牛顿黏性定律4.5.假塑性流动假塑性流动的机理1）胶体粒子间结合受剪切应力作用发生改变，影响黏度的变化。比较稠密的分散系统粒子，当分子间的弱结合力使它们之间形成网架构造时，会表现为黏度的增加。当液体流动时，受剪切应力作用，这些网架构造不断被破坏。当剪切应力减少时，分子间弱结合又会形成网架构造。2）胶体粒子变形，引起黏度的相对减少。具有假塑性流动性质的食品液体大多含有高分子的胶体粒子，这些粒子多由链状高分子构成，在静止或低流速时，互相钩挂缠结，黏度较大，显得粘稠当流速增大时，在剪切应力的作用，使比较散乱的链状粒子滚动旋转而收缩成团，减少了互相的勾挂，这就出现了剪切稀化现象。6.胀塑性流动胀塑性流动的机理7.塑性流动8.触变性流动9.胶变性流动触变性流体与假塑性流体的区别触变性流体一定是假塑性流体，而假塑性流体不一定都具有触变性。胶变性流体与胀塑性流体的区别胶变性流体一定是胀塑性流体，而胀塑性流体不一定都具有胶变性。10.能弹性对于由内能决定的弹性，可以认为在外力作用下弹性变形所作的功全部作为内能贮存时，称这种弹性为能弹性。11.熵弹性与熵有关的弹性称为熵弹性，这一现象在橡胶上表现比较明显，因此也称之为橡胶弹性。12.黏弹性体的特点13.麦克斯韦模型第四章1.质地与结构、黏度及流变学的关系（论述题）（1）质地与结构质地源于食品内在结构。食品结构对食品质地的作用是十分重要的，它可以在分子水平以及在微观或宏观等不同层面来影响和决定食品的质地特性。但是，食品结构在概念、原理和测定方法发面都属于相对独立的研究领域。两者在概念和分析方法方面存在差异。结构研究通常会使用电子显微镜和X衍射；质地研究通常会用感官分析和质地仪质地：结构表现出来的给予人的综合感觉。结构：物质内部的组织构造。质构：质地和结构。所以，质地比质构更为准确（2）质地与黏度黏度是流体的内摩擦力，或流体对抗流动的趋势。从概念上将，黏度是一个比较明确的物理量，而质地包含一系列物理性质，有些还不很清楚单位是什么。从概念上讲，黏度可以看作是质地性质的一个物理性质。直观讲，可以简单地说质地适合于固体食品，而黏度适合于液态食品。绝大部分食品兼有液体和固体性质，属于黏弹性体，所以黏度和质地不能明确区分。（3）质地与流变学1）食品流变学是研究食品原料、半成品以及成品的变形与流动的科学。2）食品质地学还研究心理物理学，它研究可测量刺激与相应心理反应的关系，还有心理流变学，它是心理物理的一个分支，研究食品流变性质的感官感知，也包括研究消费者喜好与食品流变性质的关系。3）食品流变性在食品感官可接受性方面的作用体现在以下三个方面外观食品的流变性质有一些在外观是可见的，如番茄酱、酸奶等，从容器内向外倾倒时，体现出可见的流动外观。风味食品的流变性质一般不直接与风味相关，但是食物在口腔中的破碎、流动一般可以影响风味物质的释放。质地食品的流变性质主要对质地产生影响。首先食品在手中会形成一定的“手感”，如面包，可通过按压变形来判断其新鲜程度；而后，食品进入口腔后的咀嚼作用，特别是在咬第一口时，食品开始发生变形；其后形成食团，在吞咽过程中又发生流动行为。食品质地研究内容（食品流变学没有）4）食物的大小、形状以及表面特性都是质地性质，直接与食物口感有关；5）食物吸收液体或被液体润湿的性质以及释放液体的性质（如水果和煮肉）可形成特定质地；6）食物在口腔内有时会发生相转变。如奶油、巧克力、冰淇林等，以此形成特定的口感，这方面虽有时被看做是流变学性质，但是这种相转变不属于流变学研究内容。7）食品质地的测量方法和研究方法不局限在力学方法。8）食品质地的测量方法更加注意与感官分析结果的相关性，为此，目前有效的质地测量方法是经验法，而食品流变性质与感官分析结果的相关性并不令人满意。食品质地与食品流变的内容有部分相似，但学科本质和目标存在差异。2.举例分析第五章1.DSC及定量DTA在升温或降温的过程中，物质的结构（如相态)和化学性质会发生变化，其质量及光、电、磁、热、力等物理性质也会发生相应的变化。量热技术就是在改变温度的条件下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术。在许多量热技术中，差式扫描量热技术（DSC）应用最广泛，它是在样品和参照物同时程控升温或降温，并且在保持两者温度相等的条件下，测量流入（流出）样品和参照物的热量差与温度关系的一种技术。2.影响测量结果的一些因素影响因素与仪器类型有关。一般影响DSC测量结果的因素有:●实验条件，如起始和终止温度、升温速率、恒温时间等；●样品特性，如样品用量、固体样品的粒度、装填情况，溶液样品的缓冲液类型、浓度及热历史等；●参照物特性，参照物用量等。①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。②样品特性的影响:(a)样品量: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。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:样品的几何形状及其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，要增大与样品盘的接触面积，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池底不平整都会影响测量结果。(c)样品他在样品座上的位置:样品他在样品座上的位置会影响热阻的大小，应该尽量 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化。(d)固体样品的粒度:样品的粒度太大，热阻变大，样品熔融温度和熔融热焓偏低；但粒度太小，由于晶体结构的破坏和结晶度的下降，也会影响测量结果。带静电的粉状样品，由于静电引力使粉末聚集，也会影响熔融热焓。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产生不同的晶型和相态，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。3.微博加热特点①微波吸收的特点和加热的选择性:如前所述，介质损耗因数与电场频率有关，当电磁波的频率超过偶极子的特征频率（或称固有频率）时，偶极子运动的频率可能会减慢，也就是说对微波的吸收效率降低。水或其他食品物质在微波域的介电损耗ε（介质损耗因数）最大，也就是说对微波能的吸收最大。每一种极性分子，都具有一定的吸收微波最大特征频率。即在同样频率的微波照射下，不同分子的吸收能力不同，这就使得微波加热具有选择性。②微波的反射和穿透特性:一般当波动遇到障碍物时，就会发生衍射。波长比障碍物尺寸越大，衍射越明显。当波长比障碍物尺寸小很多时，衍射效应可忽略。微波因波长很小，所以和几何光线很接近。当遇到不吸收微波的物体如金属时，就会像光线一样被反射回来。利用这一性质可对微波的传输进行导波，或对不需要加热的食品部分用金属进行屏蔽。由于微波的反射特性，用微波加热食品时就不需要电极，只要像反光镜那样把微波射向食品就可进行加热。然而，对吸收微波的食品，除部分反射外，微波则会穿透食品表面，把能量直接传到食品内部。微波的穿透深度D(m)可用下式表示:微波的穿透性给微波加热也带来许多优点①由于它对不吸收微波的玻璃、塑料等电介质穿透性极好，可使能量直接到达食品内部一定深度。所以只要选择适当的频率、电压，就可以实现对容器内食品的迅速加热或大块食品的内外均匀加热;②微波可把能量直接传给食品内部，尤其是食品内部的水。这就可使食品内的水分在极短时间内升温甚至汽化，大大加快干燥速度或使食品膨化。第六章1.食品感官评定定义食品感官评定就是以心理学、生理学、统计学为基础，依靠人的感觉（视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉）对食品进行评价、测定或检验的方法。2.食品感官评定的分类（判断）（1）分析型感官评价把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或差别。比如：检验酒的杂味；判断用多少人造肉代替香肠中的动物肉时人们才能识别出他们之间的差别；评定各种食品的外观、香味和实感等特性。（2）嗜好型感官评价根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法。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。3.食品感官评价方法及目的用途4.感觉阈限外界事物刺激人的感觉器官时，必须要有适当的强度(intensity)，刺激强度太大或太小均不能产生感觉。感觉阈限是用于测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量表示。分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限两类。5.感觉的基本规律人的感觉器官在不同的感觉之间会产生一定的影响，有时发生相差作用，有时发生相抵效果。在同一类感觉中，不同刺激对同一感受器的作用，又可引起感觉的适应、掩蔽、对比等现象。在感官分析中对这种感官与刺激之间的相互作用、相互影响应引起充分的重视。感官适应现象（ysensoryadaptation）：由于受连续的和（或）重复刺激而使感觉的敏感性暂时改变的现象。一般情况下，强刺激的持续作用使敏感性降低，相反微弱刺激的持续作用会使敏感性提高。（1）对比效应（contrasteffect）：各种感觉都存在对比现象，如在舌头的一边舔上低浓度的食盐溶液，另一边舔上极淡的蔗糖溶液，即使蔗糖的浓度在阈下也会感到甜味，即对比效应提高了对两个同时的或连续的刺激的差别的反应。（2）协同效应：指两种或多种刺激的综合效应，它导致感觉水平超过预期的每种刺激各自效应的叠加。又称相乘效果。（3）拮抗效应：与协同效应相反，拮抗效应也是两种或多种刺激的综合效应，但导致感觉水平低于预期的每种刺激各自效应的叠加。又称相抵效应。（4）掩蔽效应（masking）：指由于同时进行两种或两种以上的刺激而降低了其中某种刺激的强度或使该刺激的感受发生改变。例如，当两个强度相差较大的声音同时传到双耳，我们只能感觉到其中的一个声音。（5）变调现象（masking）：当两个刺激先后施加时，一个刺激造成另一个刺激的感觉发生本质变化的现象。例如，尝过氯化钠或奎宁等咸味或苦味物质后，即使再饮用无味的清水也会感到微微的甜味。6.颜色对评价食品的作用（1）便于挑选食品和判断食品的质量；（2）食品的颜色和接触食品时环境的颜色显著增加或降低人们对食品的食欲；（3）食品的颜色也决定其是否受人欢迎；（4）通过各种的经验积累，可以掌握不同食品应该具有的颜色，并据此判断食品所应具有的特性。7.影响味觉的因素8.参与感官品评的人员类型与要求人员类型：•准备人员•评价指导员•品评人员•统计人员对于食品感官评定工作，评价指导员是工作成败的关键。要求：人=仪器，存在稳定性、灵敏度、误差等问题，故对品评人员有要求。（1）兴趣：理解重要性，具有浓厚的兴趣。（2）健康：身体健康，五官感觉正常，无过敏症。年龄一般20~50岁，性别不限。（3）语言表达能力：对自己的感觉和产品特性能够用语言进行描述和表达。（4）准时出席：保证测试的实践和实验的完整性。（5）态度客观：自我意识太强、个人好恶和偏见明显者不适合参加感官品评试验。（6）没有不良嗜好：烟、酒、浓茶（咖啡）依赖，强烈喜好化妆品等人员不适合。9.感官品评实验室环境（1）品评室的微气候：指实验区的气象条件，包括温度、湿度、换气速度和空气洁净程度。①温、湿度：温度和湿度对感官鉴评人员的喜好和味觉有一定影响。一般要求品评实验室有空气调节装置，室温保持在20~24℃左右，湿度保持在45%~55%左右。②空气流通与洁净：品评实验室要保持空气清新，应保证与室外足够的空气流通，换气速度以半分钟左右换一次室内空气为宜。同时室内的家具、材料、用具也要避免产生气味。（2）光线与照明光线对感官品评实验有一定的影响，检验区的照明应是可调的、无影的和均匀的，并有足够的亮度。（3）噪音与振动感官品评实验要求品评人员平心静气状态，实验室应远离噪音与振动源；避开大楼门厅、楼梯、走廊等；品评实验时更应保持安静。（4）颜色检验区墙壁和内部设施的颜色应为中性色，推荐使用乳白色或中性浅灰色。第七章1.差别检验（一）三角检验定义：（1）同时提供三个已编码的样品，其中有两个是相同的，要求品评员挑选出不同的那一个样品的试验方法。（2）三角检验也称为三点试验法。（3）三角检验用于确定两个样品间是否存在可觉察的差别，这种差异可能涉及一个或多个感官性质，但三角检验不能表明有差异的产品在哪些感官性质上有差异，以及差异程度如何。参加人数一般人数在20~40之间。如果试验目的是检验两种产品是否相似时，要求参评人数为50~100。样品的呈送要求符合随机和平衡的原则。采取强迫选择法，即不能没有答案。当品评人员数量不够时，可让部分人员重复试验或舍去多余样品。例：咖啡试验问题：现有两种咖啡，一种是原产品，一种是用一批新种植的品种，这两种产品之间是否存在差异？项目目标：两种产品之间是否存在差异。试验目标：检验两种产品之间的总体差异性。试验设计：采用三角检验，将α值设定为0.05(5％))，有12个品评人员参加检验，一共准备36个样品。试验结果：统计答对的人数，12个人中有9人做出了正确选择。查表，在α=0.05，n=12时，对应的临界值是8，9＞8，所以这两种产品之间是存在差异的。结论：这两种咖啡是存在差异的，做出这个结论的臵信度是95％。（二）2-3检验定义首先提供一个对照样品，接着提供两个样品，其中一个与对照样品相同。要求品评员在熟悉对照样品后，从后提供的两个样品中挑选出与对照样品相同的样品的试验方法。2-3检验也称为1-2点试验法。参加人数一般要求参加评定的最少人数是16个。试验程序与三角检验相似。结果与分析与三角检验相似。（三）5选2检验定义同时提供给品评员五个以随机顺序排列的样品，其中两个是同一类型，另三个是另一种类型。要求品评员将这些样品按类型分成两组的试验方法。参加人数一般需要的人数是10~20人。试验程序样品组合的方式有20种，如果参评人数低于20人，可在组合方式中随机选取，但有3个A和含有3个B的组合数要相同。其余与三角检验相似。结果与分析与三角检验相似。2.描述分析（见PPT）