巧克力流变学
巧克力溶解再凝固的原理
巧克力溶解再凝固的原理
巧克力的溶解和凝固是由于其中的可可脂在温度变化下发生相变的原理。
巧克力主要成分是可可脂和可可固形物，其中可可脂是一种由多种脂肪酸组成的复杂混合物。
在常温下，巧克力呈固态，可可脂处于固态结晶状态。
当巧克力受热溶解时，可可脂开始熔化并转变为液态，导致巧克力整体呈现为液体状。
当巧克力冷却时，可可脂开始重新结晶。
不同于其他脂肪，可可脂在结晶时存在多种晶型，主要有α型和β型两种。
α型晶体结构比较稳定，而β型晶体结构较不稳定。
在理想情况下，巧克力的溶解和凝固应该经历至少两次熔化和结晶的过程。
当巧克力被加热到47-49C时，其中的β型晶体会完全熔化为液体。
然后，在温度适当的情况下，将巧克力冷却到27-28C时，β型晶体开始重新结晶，形成细小的结晶核，而其中的α型晶体仍保持液态状态。
最后，将巧克力恢复到较高的温度（如30C-32C），α型晶体开始迅速生长，并形成稳定的α型晶体结构，巧克力重新呈固态。
这个凝固过程（稍微把温度提高点）被称为“退火”过程，它有助于形成细腻的纹理和良好的口感。
正确的退火过程可以使巧克力具有适当的硬度、光泽和质地。
总之，巧克力的溶解和凝固过程是由于可可脂在温度变化下发生的熔化和结晶相
变。
正确的控制溶解和凝固的过程可以影响巧克力的质地和口感。
巧克力 编年史： 意想不到的 巧克力
当季·话题Health Theme了所有的竞争对手。
但是到了世纪之交的时候，这个著名的糖果公司把目光投向了巧克力。
到瑞士——也就是牛奶巧克力的诞生地进行考察后，好时引入了一种5分钱的巧克力棒。
和欧洲的产品相类似，这种巧克力棒是作为一种日常的营养品而售卖的，并声称其“比肉类的能量更高”。
1989年——抗抑郁药物能够治好巧克力上瘾在19世纪和20世纪的时候，成堆的文章都描述了巧克力的医学功用。
但是，如果你需要药物来阻止自己沉浸在巧克力中不能自拔的时候该怎么办呢？在医药史上，医生们首次报告称成功治疗了两名可能是巧克力成瘾的人，医生们使用的是当时还是新药的抗抑郁药物安非他酮。
其中一个患者是一名中年女性，同时还遭受着抑郁症的折磨，她开始时每天都要吃大约1千克巧克力，在服用了安非他酮以后，对巧克力完全没有兴趣了（但是对其他食物的食欲还是正常的）。
1996年——巧克力上瘾真的是一种物质成瘾吗？研究发现了我们大多数人都已经知道的一件事：巧克力是最容易让人上瘾的一种食物。
巧克力的力量可能会被巧克力甜点中的糖和奶油增强。
但是，巧克力是否能像药物和酒精一样，让人成瘾呢？心理学家门否认了这种可能性。
虽然巧克力中含有咖啡因，以及和大麻中发现的化学物质相类似的物质，但是其浓度并没有高到会对大脑的化学机制产生长期影响的程度。
1998——巧克力是最能安慰人的食物忘了披萨和薯条吧，巧克力可能才是最能安慰人的食物。
一项包含了330名成年人的英国研究表明，当人们感到失落或者有压力的时候，往往会想吃巧克力。
专家们推测，这是因为巧克力就像是其他让人愉悦的事物一样，能让人体分泌大量的内啡肽。
内啡肽也是当我们在锻炼的时候，身体中释放的让我们感觉良好的化学物质。
2002年——巧克力真的能抗癌？巧克力抗癌是不是有点太美好以至于让人不敢相信了呢？并不是这样的。
在一项被试者为老年荷兰男性的研究中发现，巧克力中发现的一种叫做儿茶素的化学物质与肺癌发病率降低有关。
食品加工中的流变学特性研究
食品加工中的流变学特性研究食品加工是一个非常重要的行业，因为食品直接和我们的健康和生活质量相关。
因此，对于食品加工中的一些关键参数和特性的研究，就非常重要了。
其中，流变学特性是一个非常重要而经常被忽略的因素。
本文将深入探讨食品加工中的流变学特性研究。
一、流变学的基本概念和应用流变学是物质变形和流动特性的研究，这涉及到物质的物理和化学性质，以及流动条件和环境。
流变学广泛应用于材料科学、化学、机械工程等领域，尤其在食品加工领域中，流变学有着广泛的应用。
流变学可看作是一种生物物理学研究，因为它用于研究物质的变形和流动特性，这涉及到分子组成、结构和力学性质。
流变学可以用于研究各种物质，包括液体、胶体、多相混合物等。
在某些情况下，流变学能够提供某些单个化合物的特性，如蛋白质、多糖等的特性，以及它们在某些条件下的行为。
在食品加工领域中，我们常常需要了解食品的流变学特性，因为食品处理过程中需要控制食品的黏度、弹性、形状等因素，以使食品有所改进或定制。
比如，食品加工过程中的混合、搅拌、泵送、灌装等操作都需要考虑食品的流变学特性，以确保产品质量。
二、流变学特性研究在食品加工中的应用当把不同种类的食品加工成一定形状，如牛奶加工成奶酪、酸奶等时，我们会发现在不同的加工过程中，所用的温度、时间、搅拌速度会产生不同的效果。
此时，流变学的知识就有助于我们解释为什么同一种食品加工成不同的形状，供应不同需求的消费者。
在食品加工工程领域，流变学是一个很重要的指标。
食品的流变学特性在加工过程中直接影响着产品的质量与市场竞争力。
在不同的消费者需求下，针对不同的加工技术要求，这些特性也会有所不同。
流变学特性在食品加工中的应用很广泛。
例如，当制作脆皮鸡排时，我们需要知道玉米粉在发生糊化和膨胀过程中的粘度变化。
当制作红烧肉时，我们需要知道油在不同温度下对肉的吐丝性质的影响。
当制作干酪时，我们需要利用流变学，以了解在真空下的干燥与塑料流动，以实现不同的口感和形状。
食品流变学的介绍以及应用
食品流变学的介绍以及应用美国化学家宾汉于1928年首次提出了流变学的概念，在食品物性学中，食品流变学的研究是发展最早的食品力学方面的研究、同时也是最为重要的研究。
其研究对象位食品，食品流变学特性与食品的化学分子、分子构造、分子内结合、分子间结合的状态、分散状态、以及组织结构有着极大的关系。
流变学(rheology)是有关物质的形变和流动的科学。
食品流变学是流变学的一个分支，是研究食品物质流动和变形发生、发展规律的科学。
近年来，流变学研究范围涉及到胶体体系和高分子的粘弹性、异常粘弹性、塑性流变等。
食品含有大量的胶状蛋白质、碳水化合物等高分子物质，与食欲有关的硬软度、口味、滋味等，均与流变学研究范围所包括的各种物性有密切关系[1]。
不久的将来，随着食品流变学研究的深入，将对食品味道等心理感觉有可能逐渐以某种物理量来表示。
流变学可以把各种食品原料加工过程中的那些微妙的物性变化加以科学的研究，而这些变化过去用化学方法是无法进行研究的。
食品流变学通过采用湍流(turbulence)、混沌(chaos)、数理统计(statistical theory)、最优化技术等概念和技术方法，使古老的食品科学鼎立于实验、理论和计算三根支柱之上。
例如，在炼乳生产中，表现粘度的控制是生产过程至关重要的环节。
同样，人造黄油的扩展度，糖果的硬度，肉的韧度等也都是产品质量的重要指标之一，因此，为了进一步提高产品质量，必须深入地了解和掌握食品物质的流动和变形特性，研究在各种条件下这些特性变化的规律及对产品质量和加工过程的影响。
正是在这个基础之上，食品流变学得以兴起和不断地发展。
它是食品工业向高质量、大型化、自动化发展的必然结果，引起了越来越多的食品工程技术人员的重视。
研究不断深入，应用日趋广泛。
食品物质种类繁多，多数物质由于组成的特殊性，一般都具有极其复杂的流变特性，从物理特性来看，几乎包括了所有不同流变特性的物质。
因此，在研究这些食品物质的流变特性时，仅仅依靠流变学的一般理论是远远不够的，必须从食品特性入手，研究其流变特性，建立起一套适合食品物质流变特性分析、研究的理论和方法。
巧克力融化成糊状的原理
巧克力融化成糊状的原理
巧克力融化成糊状的原理涉及到巧克力的物理性质和化学反应。
巧克力是由可可粉、可可脂、糖和其他添加剂（如乳制品、香料等）组成的。
在常温下，巧克力是固体状态，其中的可可脂具有较高的熔点。
巧克力融化的过程可以通过加热来实现。
当巧克力受热时，热能会提高巧克力中的分子能量，导致分子间的相互作用力减弱。
当温度达到可可脂的熔点时，可可脂开始融化，巧克力由固体变为液体状态。
融化过程中，可可脂通过热量的传递而融化，使得巧克力呈现出糊状。
可可脂的融点通常在28-37摄氏度之间，比其他固体成分的融点低。
融化后的巧克力具有较低的粘度，可以轻松流动。
此外，巧克力融化还涉及到化学反应。
在加热过程中，巧克力中的糖会被加热分解成单糖、蔗糖、果糖等。
这些单糖会导致巧克力的流动性增加，进一步使其呈现出糊状。
需要注意的是，巧克力在融化后会迅速重新固化。
这是因为可可脂中的脂肪分子会重新排列成结晶形态。
如果希望保持巧克力处于液体状态，可以继续加热并保持温度高于可可脂的熔点。
流变学在科学研究中的应用
流变学在科学研究中的应用流变学是一门研究物质在受力下流动和变形规律的学科，它可以用来研究各种物质的流动性质和变形行为。
流变学的应用非常广泛，在工程领域、医学领域、食品加工和制造业等多个领域都有重要的应用。
本文将围绕流变学在科学研究中的应用展开讨论。
一、生物领域在生物领域中，流变学被广泛应用于生物材料的研究和诊断。
例如，血液的流变学研究可以用于诊断心血管疾病、贫血等疾病。
此外，流变学还可以用于研究生物材料的黏弹性质、细胞的变形行为和中药的流变学性质等。
二、食品领域在食品领域中，流变学是非常重要的一门学科。
食品制造和加工过程中，往往需要对材料的流变性质进行研究和控制，以调节产品的质量和口感。
例如，流变学可以用于研究奶制品、面包和巧克力等材料的流变规律和变形行为。
三、材料领域流变学在材料领域中也有着重要的应用。
材料的流动和变形特性是材料工程设计和制造的重要参数，因此，材料的流变学研究对产品开发和制造非常重要。
例如，流变学可以用来研究高分子材料、金属材料和陶瓷材料的流变性质。
四、环境领域流变学在环境领域中也有着应用价值。
例如，在土壤科学和环境科学领域中，研究材料的流动和变形特性对于实现地下水资源的保护和管理非常重要。
在石油勘探和采掘领域中，流变学也是一个重要的研究方向。
五、其他领域除了以上领域，流变学还可以应用于纳米科技、医学影像学和涂料工程等多个领域。
在纳米科技中，流变学可以用来研究纳米材料的流变规律；在医学影像学中，流变学可以用来对人体器官的流体力学行为进行研究；在涂料工程领域中，流变学可以用来控制涂料的流动性质和涂布特性等。
结论总之，流变学在科学研究中有着广泛的应用，其中包括生物领域、食品领域、材料领域、环境领域、纳米科技、医学影像学和涂料工程等多个领域。
随着科学技术的不断进步和发展，流变学的应用范围还将不断扩大和深入。
食品工程中的食品流变学研究
食品工程中的食品流变学研究食品工程是一门研究食品加工、贮藏和生产的学科，旨在提高食品的生产质量和加工效率。
而在食品工程领域中，食品流变学是一门重要的研究领域，它通过研究食品的物理特性和流变特性，为食品加工和生产提供科学依据。
食品流变学研究的起点是牛顿流体和非牛顿流体的研究。
牛顿流体是指在剪切力作用下，流体内部各层之间的相对位移是线性关系，常见的例子是水和果汁。
而非牛顿流体则是指其内部各层之间相对位移不是线性关系，包括塑性流体、伪塑性流体和弹性流体等。
通过对非牛顿流体的研究，我们可以更好地了解食品在加工过程中的表现和行为，从而改善产品的质量。
食品流变学研究中的一个重要概念是流体的黏度。
黏度是指流体流动时内部所受到的阻力大小，是衡量流体流动性质的重要指标。
在食品工程中，控制食品的黏度可以影响其流动性和稳定性，对于产品的质量和口感非常重要。
例如，在酸奶的生产过程中，控制酸奶的黏度可以使其更易于包装和保存，同时也可以影响其口感和口感。
食品的流变学研究还可以用于探究食品的物理特性，例如弹性、黏弹性和塑性等。
通过对食品物理特性的研究，我们可以更好地了解食品在不同工艺条件下的变化规律，从而指导食品加工和贮藏过程中的操作。
例如，在面包的生产过程中，了解面团的弹性特性可以帮助调节面团的发酵时间和烘烤温度，从而获得理想的面包质地。
除了研究食品的物理特性，食品流变学研究还可以应用于探索食品的结构与品质之间的关系。
食品的结构与品质密切相关，通过研究食品的结构变化，可以洞察食品品质的形成机制。
例如，在巧克力的生产过程中，巧克力的结晶形态对其口感和质量有着重要影响。
通过研究巧克力的流变学特性和结构变化，可以优化其生产工艺，提高产品的品质。
食品流变学研究在食品工程中起着不可或缺的作用。
通过对食品的流变学特性的研究，可以更好地理解食品在加工和生产过程中的行为，为食品工程的发展提供科学依据。
同时，食品流变学的研究成果也可以应用于食品的质量控制和改进，从而提高消费者对于食品产品的满意度。
代可可脂牛奶巧克力的热力学性质与流变学特性研究
代可可脂牛奶巧克力的热力学性质与流变学特性研究近年来，代可可脂牛奶巧克力作为一种新型食品，受到了广大消费者的喜爱。
然而，对于它的热力学性质与流变学特性的研究还比较有限。
本文将对代可可脂牛奶巧克力的热力学性质和流变学特性进行深入研究，以期为其工艺优化和生产提供科学依据。
首先，我们来探讨代可可脂牛奶巧克力的热力学性质。
热力学性质是指巧克力在不同温度下的物理性质，包括熔点、凝固点和比热容等。
熔点是指巧克力从固态转变为液态的温度，对于巧克力的加工和贮存具有重要意义。
研究表明，代可可脂牛奶巧克力的熔点通常在30-34摄氏度之间，比传统可可脂巧克力稍低。
凝固点是指巧克力从液态转变为固态的温度，它反映了巧克力的凝固速度和巧克力的质地。
代可可脂牛奶巧克力的凝固点通常在20-24摄氏度之间，略高于传统可可脂巧克力。
比热容是指单位质量物质在吸收或释放热量时的温度变化情况，它对于巧克力的热稳定性和热传导能力具有重要影响。
研究发现，代可可脂牛奶巧克力的比热容略低于传统可可脂巧克力。
其次，我们将研究代可可脂牛奶巧克力的流变学特性。
流变学特性是指巧克力在外力作用下的变形和流动特性，包括黏度、剪切力和弹性模量等。
黏度是巧克力流动的阻力，它对巧克力的加工和包装具有重要影响。
研究发现，代可可脂牛奶巧克力的黏度通常略高于传统可可脂巧克力，这可能与其脂肪含量较高有关。
剪切力是巧克力在剪切力作用下的变形能力，它反映了巧克力的柔软度和流动能力。
研究表明，代可可脂牛奶巧克力的剪切力通常较低，说明其更容易被消费者咀嚼和品尝。
弹性模量是巧克力在外力作用下的变形程度和恢复程度的比值，它反映了巧克力的弹性和韧性。
研究发现，代可可脂牛奶巧克力的弹性模量通常较高，这使得巧克力在加工过程中更易于塑形和切割。
此外，值得注意的是，代可可脂牛奶巧克力的热力学性质和流变学特性受到多种因素的影响，如配方比例、脂肪酸组成、加工工艺等。
因此，在生产过程中应结合实际情况进行调整和控制，以获得理想的产品性质。
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4.5 食品流变学的应用
4.5.1食品流变学在巧克力生产中的应用
巧克力的种类很多。
但是总的来说，占其体积35%的物质是可可脂等油脂，其余的物质基本上是处于悬浮状态的固体。
在体积大约占65%的固体物质中，一部分是糖，另一部分是可可粉，巧克力中通常还含有一些少量的调味物质，如乳粉等;或者含有少量的表面活性物质，如作为增塑剂的卵磷脂。
此外，油脂和固体粒子的相互作用产生的胶体物质和油脂本身的分子物质直接影响巧克力加工工艺和产品品质及保存性。
巧克力的风味主要取决于其口溶性。
巧克力在口中的融解速度越快，风味的放出速度也越快，巧克力就越好吃。
好的口溶性是由于在很小温度范围内巧克力的固体脂比例急速下降而产生的，这个性质取决于可可脂的融解特性。
可可脂的主要成分是甘油酷，一般地说，甘油酷形成结晶多形，不同的结晶其融解速度也不一样。
可可脂可以分成融解温度在17.3℃~36.3℃范围的I形到Ⅵ形的六种结晶多形，其中最稳定的结晶是36℃下融解的Ⅵ形结晶。
在巧克力生产工艺中常用的是用34℃左右急速融解的V形结晶进行接种的方法。
在生产过程中，巧克力是以液体状态存在的，液体状态的巧克力是具有屈服应力的假塑性物质，此时对其特性的实验室检验就可借助于流变学的测量方法。
1 巧克力生产中表观粘度的控制
巧克力的表观粘度一般用旋转粘度计测量，但要求粘度计的测量间隙足够大。
当微粒平均直径约为30μm时，粘度仪的测量间隙应在lmm以上。
巧克力属于高粘度流体。
粘度太大时，搅拌困难，输送管道阻力增加，泵的负荷增大，原料的流动性下降造成填充成型性能变差，供给原料的喷嘴堵塞等故障。
所以，在巧克力的加工工艺中，必须注意控制表观粘度的变化。
巧克力的表观粘度与原料种类有关。
引起液态巧克力表观粘度变化的原因是油脂含量、固体粒子的粒度、原料水分含量、乳化剂用量和种类以及油脂的结晶化等。
油脂含量越大，流动性越好，砂糖等固体粒子的粒子越细小，与脂肪接触的总表面就越大，相对地减少了游离脂肪，故粘度会增大。
巧克力增加水分，可以促进亲水性固体粒子的相互作用，进一步增强非牛顿流体的性质。
添加乳化剂粘度会减小。
混合后的液体巧克力原料，一般保存在稳定结晶不融解的温度(30-31℃)。
但由于稳定结晶也随时间引起结晶化，所以液态巧克力的表观粘度也随时间增大。
工艺中粘度的上升速度与液态巧克力的品温、种晶量、接种法中种晶的多形和油脂的种类有关，图4一55表示深色巧克力中接种0.2%的V型可可脂结晶粉后，表观粘度随时间的变化规律。
由图可知，初始阶段粘度增加缓慢，接种30min后的粘度急剧上升。
这是由于搅拌中引起晶体的相互碰撞产生二次核，导致油脂的结晶化显著增加的缘故。
我们把开始接种到粘度急剧上升为止(3mV)的时间称为结晶化时间。
图4一56表示结晶量与结晶化时间的关系。
由图可以预测工程中表观勃度突然上升为止的时间。
2 巧克力的屈服特性与Casson方程式的应用
(1)巧克力的两个表观屈服应力值(如图4一57):通常认为，只有在剪切速率超过大约1s-1的条件下所测得的数据才能应用Cassan方程，这是由于经验表明，在较低剪切速率条件下，该方程不能与实际流动特性曲线相吻合。
由图4一57可知，有12个点完全位于一条直线上，与这12个点相对应的剪切速率范围差不多是40个单位的范围内。
如果沿剪切速率趋于零的方向外推曲线，可在应力轴上得一截距，这个截距所标明的应力值就是屈服应力。
在本例中，屈服应力可确定为38.6Pa，粘度可确定为2.38Pa·s。
Cassan方程与实验数据很吻合，因此人们有理由确信Cassan方程对巧克力的适应性，并可认为巧克力就相当于具有38.6Pa屈服应力的液体。
然而，当在更低的剪切速率条件下继续进行实验时，将会很明显地看出巧克力在远小于38.6Pa的剪切应力作用下也能流动。
在图4一57中，用“X”符号标绘了4个应力小于38.6Pa 的测量值，这4个点也可用一条直线来拟合，此时剪切应力截距(屈服应力)仅为3.9Pa，对
应的粘度(也称Cassan粘度)为132Pa·s。
由于所选择的剪切速率测量范围不同，巧克力就呈
现出相差一个数量级的两个表观屈服应力。
这两个屈服应力都是用如下的方法确定的:首先
不断地改变粘度仪的速度，测出应力值，做出曲线，然后将曲线外推至零剪切速率而最终得
到屈服值。
因此，这两个屈服应力值仅仅是推测值。
要想得到直接测量的屈服应力值，只有
借助于可以改变外加应力的粘度仪，将外加应力从零逐渐增加，测量相应的流动特性数据，
如图4一58所示。
这个曲线在小于1s-1剪切速率的范围内具有较多的测量数据。
可以看出，
外推图4一58曲线可得到约3Pa的屈服应力，而能够观测到流动时的最低的应力值则为1Pao
这个曲线的上下两部分均可用Cassan方程进行合理的拟合。
上述这些结果证实了关于巧克
力具有两个表观屈服值的早期发现。
根据上述结果，可以假定巧克力的刚性结构分两步破裂。
当只受到较小的外加应力作用
时，在巧克力结构的薄弱部分将会出现缝隙，较大的聚集体由于本身夹带较大量的液态脂肪
而能够开始做相互间的滑动，聚集体之间的液膜起到润滑作用。
由于此时对滑动的阻力较大，
这个区域中将显示出较高的粘度。
但是，聚集体只能承受有限的剪切应力，一旦应力达到其
临界值，聚集体就开始破裂，这时将产生很多润滑条件更好的表面，以致出现完全自由的运
动，而且随着聚集体的不断破裂，这个区域中的粘度将逐渐降低。
(2)Casson方程式的应用:现在我们可以继续讨论有关屈服值的问题。
为了便于讨论可以举一个给方旦糖涂布巧克力层的例子。
首先把方旦糖浸没在40℃的融化巧克力中:然后给定los使过量
的巧克力从方旦糖表面流走。
假设在这段时间内温度保持不
变，直到最后一刻突然发生迅速的冷却，使面层凝固。
在这
种前提下，可以很容易计算出勃附在方旦糖竖直表面的巧克
力面层厚度。
图4一59(a)中标绘了lomm竖直表面的巧克力
面层断面图。
这个图是根据图4一57的数据，用Cassan方
程计算得到的。
运用Cassan方程时，忽略了巧克力试样在
最低剪切速率段显示出来的特性。
我们可将图4一59(a)与
图4一59(b)进行比较。
图4一59(b)的面层厚度完全是根据
实际测量数据计算出来的。
从图中可以看出，Cassan方程计
算值比实际的勃附层质量约多2%。
但是还必须指出，若把
巧克力视作牛顿液体，所得出的面层质量计算值几乎与按
Casson方程计算的值具有相同的精度。
因此，看起来面层总
质量计算值与选用何种模型来表示巧克力的流变特性关系
不大。
4.5.2食品流变学在奶油蛋糕加工中的应用
按表4一13的配方比制造的奶油蛋糕的蠕变曲线如图4一60(a)所示，其蠕变特性可用
图4一60(b)所示的八要素模型解释。
式中各粘弹系数的计算结果列于表4一14中。
由图可知，蛋糕的蠕变曲线是由普弹部分(E0),粘弹部分( E1、η1、E2、η2、E3、η3) 和定常粘性部分(N)组成的，其蠕变方程可用下式表示
由表可知，随着奶油添加量的增大(即鸡蛋减少)，按A,B,C,D的顺序粘弹系数E和η都增大，即奶油减少，鸡蛋多的蛋糕，粘弹系数小，容易变形，柔软。
奶油蛋糕的感官检验结果列于表4一15(顺序法)。
由表可知，用手压时的硬度感(No.10)与仪器测定的粘弹系数有显著正相关，即仪器测定的粘弹系数越大，手压时的硬度也越大。
而吃时的硬度感顺序(No.3)和口中溶解感顺序(No.5)相同，与仪器测定的粘弹系数有负相关，即仪器测定的粘弹系数越大，口感越软，口溶性越好。
综合以上判断结果表明，最佳配方为:奶油和鸡蛋的比为19：36。