浅论食品的物性学及其应用doc

浅谈食品的物性及应用

安徽粮食工程职业学院 吴达

摘要 本文论述了食品物性学主要研究内容、研究方向及研究的重要意义，并简要介绍了食品电特性及流变性在食品工业中的应用 关键词：物性学 电特性 流变性 食品

一.食品物性学研究的主要内容

食品物性学是以食品及其原料为研究对象,研究其物理性质的一门科学。也有人称为食品物理学，它与食品化学,营养生理学被称为食品科学与工程领域极为重要的基础学科。由于食品本身的复杂性及物理性质在人们对食品感官评价中的特殊位置，食品物性学包含了比物理学本身更广泛的学科领域，即食品物性学不仅包括对食品本身理化性质的分析研究，而且包括食品物性对人的感官产生的所谓感觉性质的研究。

二、 食品物性学研究的目的和意义

食品物性学的学习对于了解食品与加工、烹饪有关的物理特性,了解食品的结构和生理变化,建立起对食品品质客观的评价方法,以及改善和提高食品品质提供重要的科学依据。通过对无形的实验研究,可以了解食品生化性质的变化。食品物性学与食品生物化学、食品微生物学和食品化学等课程一样，是食品专业的专业基础课程，是物理学在食品科学与工程学科的延伸，是食品科学学科主要研究方向之一，是判食品之美和分析食品之理的重要基础学科之一。它经过了近百年的发展,从食品流变到食品质构,再到食品基本物理特征、力学特性、热学特性、光学特性、电磁特性和声学特性等,目前已经发展成为比较完整的科学体系

三、 食品物性学研究的现状与趋势

食品物性研究的内容体现在两个层面：一是客观地认识和表征食品对象．对其信息进行科学的量化、管理和评定；二是物性

的分析综合及其利用方面，使食品在生命全过程中所受到的外部物理作用充分有效地适应和利用所面向的对象的属性。为食品工程和设备设计提供基础数据，随着食品物性研究的深入和物性在生产中的应用，食品新技术将不断涌现。

目前，随着人们生活水平的提高，人们对食品的要求不但在量上，而且在质上，不但在营养上，还要求在感观上，这大大提高了食品工业的难度。食品物性学是食品加工研究的重要基础课程，通过学习可以了解食品的物理特性力学性质电物性热物性光学特性流变特性，及相关的实验原理与方法，将有助于研制新的产品，进行质量评定，质量控制与最佳工艺条件的确定。

随着国内外对食品物性学重要性的认识，国内外各大高校包括高职中专等院校，将相继开设食品物性学课程而对物性学教材相关资料的建设物性学实验的建设，也将会有更大的提高，食品科学与工程学科框架将更加完善，人才培养将更加有效。

四、 食品物性学的应用举例

1、 电物性与食品加工

(1) 直流电在食品加工中的应用

电渗透：利用食品胶体粒子的荷电性质和动电现象，用电渗透的方法对食品进行固液分离或脱水处理。

电渗析：利用离子交换膜对甜菜糖等加工食品进行净化处理，以及对乳制品中的去盐、海水淡化等处理。

电泳：牛奶蛋白分离，从悬浊液中使固体粒子沉降。

电浮选：干物质（蛋白质、脂肪等）的增浓、食品厂排污的净化和蛋白脂肪回收、酒及其他液态食品的澄清。

、电物性与食品加工

(2) 、 食品加工中静电场的利用

静电是指静电荷，是电荷在静止时的状态，而静止电荷所建立的电场称为静电场，是指不随时间变化的电场。

静电场在食品加工中的应用：

a 清洗净化：对空气净化、对溶质的沉降、食品表面防腐剂的喷涂等。

b 分离：从谷粒、茶叶、油料种子及明胶中除去杂质。

c 改质：静电防腐、肉制品表面除霉、设备的无拆卸消毒杀菌 2 食品流变学在食品生产中的应用

在食品加工中，液态食品的管道输送是十分常见和非常重要的。被输送的液态食品范围很广，有牛奶、果汁等牛顿流体，也有巧克力浆、果酱等非牛顿液体，这些流体的流变特性是千差万别的，就是同一种物质在不同的输送条件下也会呈现不同的流变特性。因此，在设计输送系统，选择输送装置时，必须掌握被输送物质的流变特性参数，根据流变特性进行有关计算。

在进行输送计算时，首先要根据实验测得的数据判断所要计算的食品物质的流变特性，确定是哪一类型的流体，然后将实验数据做适当的处理，得到描述该种类型流体方程所需的流变参数，例如，对幂律流体要确定流态特征系统n和稠度系数k，对塑性流体要确定屈服应力Ty等。

在完成上述步骤后，要根据流动条件确定流动状态，即流动是处于层流状态还是湍流状态，然后依据流动状态选择不同的计算公式。

对于最为常见的幂律流体，在层流状态下的管道阻力计算可用下式:

d△p/△L=K(3n+1/4n)n(8v/d)n

式中:K—稠度系数

n—幂律指数，无因次

d—管道直径，m

v—平均流速，m/s

△p—压力差，N/m2

值得指出的是，目前有关非牛顿食品物质输送计算的研究大多是关于层流状态流动的。关于湍流状态流动的研究还较少，幸好在食品生产中层流情况比湍流要多[4.5]。