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1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24.高分子链结构与柔性3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。4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。511.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6789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10114.5.假塑性流动12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。136.胀塑性流动胀塑性流动的机理147.塑性流动158.触变性流动169.胶变性流动17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181913.麦克斯韦模型20212223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。24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2526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。27282930