01-02第一章第2节 食品的物理特性

第一章
食品的特性
第二节
食品的物理特性
一、概述
1、食品的物理性质复杂多样； 食品中通常含有无机物、有机物，甚至还包括具有细 胞结构的生物体，是一个复杂的物质系统。因此，食品的
物理性质是复杂多样的。
2、食品的物理性质的变化相对比较明显； 食品的形状、色泽、硬度、弹性、黏性、比热容、潜
热等都属于食品的物理性质。在食品的保藏过程中，食品
面粉粉质仪
面团形成时间、面 团稳定度、面团衰 揉混类食品 落度、综合评价值、 黏度、糊化温度 剪断力、最大剪切 力、硬度 硬度、屈服值
米饭、年糕、面团
嫩度仪
强度仪
纤维状食品
肉片、绿笋、汉堡 包
高脂肪食品、凝胶 果冻、干酪、鱼糕 状食品
质地测试仪 （压缩仪） 剪压测定仪
压力、弹性力、黏 奶油、干酪、汉堡 度、破坏力、脆度、 固体、半固体、多 包、黄瓜、胡萝卜 硬度、凝聚性、胶 孔性食品 、果冻 弹性、咀嚼性
力学参数对应的 标准质地术语 硬 度 标准食品质地量化值 软质干酪=1 冰 糖=9
脆 度
耐嚼性 胶弹性 黏着性
玉米松饼=1
黑麦面包=1 含水植物油=1
松脆花生糖=7
软式面包=7 花生酱=5
（40%面粉）面团=1 （60%面粉）面团=7
黏 性
水=1
炼 乳=8
（二）食品质地的仪器测定

食品的感官评价受多种因素的影响，往往费时、费力，结
③ 果胶甲酯酶（PE）也参与果蔬组织的降解和软化， 但其作用机理是催化去除甲氧基。
3、纤维状食品的质地及其与食品保藏性的关系

纤维状食品是指由纤维状组织成分构成的食品。这些食品
主要包括畜肉、鱼肉、纤维细胞比较发达的蔬菜（如芹菜 和芦笋等）以及经特殊加工、组织为纤维状的加工品等。

纤维状食品的质地在贮藏过程中的变化主要表现为以下四
方面：嫩度、持水力、弹性和热学性质。
（1）嫩度


肉的嫩度是肉质地的重要指标，是指肉在咀嚼或切 割时所需的剪切力。
肉的嫩度取决于畜禽的种类、年龄以及肌肉组织中 结缔组织的数量和结构形态等。（如猪肉比牛肉嫩 度高；幼畜肉质脆嫩）。 肉的嫩度还受pH的影响，pH在5.0～5.5之间的韧度 较大，而偏离这个范围，则嫩度增加，这与肌肉蛋 白质等电点（pH=5.4左右）有关。宰后鲜肉经过成 熟，其肉质可变得柔软多汁，易于咀嚼消化。
4、食品的物理性质对其保藏具有重要意义。
食品的物理性质及其在贮藏过程中的变化，对食品的 安全保藏具有重要意义。主要体现在两个方面： （1）通过食品物理性状在贮藏过程中的变化（如硬度、 弹性和色泽的变化），可以推断食品的质量状况，便于及时 采取措施； （2）通过物理技术处理对食品进行安全保藏（如利用 微冻、热激处理、高压静电处理等）。

接近和凝聚可起到立体阻碍作用。
（3）液态食品的黏度

食品中的液体，除了纯水外多由数种成分组成，有的是均质 的系统，有的是非均质系统。在研究食品的分散系统时，食 品的黏度是一个非常重要的概念。 液体的黏度受多种因素影响，其中主要有分散相的浓度和黏 度、分散相的形状和大小、分散介质的黏度、乳化剂和稳定 剂等。 分散相和分散介质的黏度直接影响到液体的黏度。当分散相 的粒子为球形时，而对液体的黏度影响较小。分散相粒子大 小在0.7～30um之间，而且乳浊液非常稀时，粒子大小对黏 度基本上没有影响。乳化剂对乳浊液黏度的影响主要取决于 乳化剂的化学成分对粒子间位能的影响、乳化剂浓度对分散 粒子分散程度的影响，以及改变粒子的荷电性质引起的黏度 效果等。
多功能近红外分析仪（瑞典福斯公司）
二、食品的形态
依据形态，食品可将分为液态食品、固态食品和半固 态食品。
（一）液态食品

除过食用油之外，液态食品大多为具有流动性、以水为分 散介质的分散系。

按分散质的状态分类，液态食品可分为三种：
①真溶液：分散质为离子、离子团或小分子物质的液态食 品。例如，碳酸饮料、清果汁饮料等。

在电磁场、远红外、压力场等的处理下，水的分子团结构 和物理性质发生了改变，具备了某些特殊的性质或新的功 能，成为功能水。 功能水的特征：
① pH改变； ② 表面张力降低； ③ 黏度下降； ④ 氧化还原电位、氧的溶解度改变；

⑤ 蒸发潜热和水分活度降低。

关于水的这些现象的研究，对食品的物理性质和保藏具有 重要意义。


确定食品质地的方法有两种：感官评价和仪器定量评价。
一般食品质地的感官评价为主观评价；用仪器对食品质地 的定量评价为客观评价。
（一）食品质地的感官评价

食品质地的感官评价是以人的感觉为基础，通过感官评价 食品质地的各种属性后，再统计分析而获得客观结果的试 验方法。感官评价不仅仅是人的感觉器官对接触食品时各 种刺激的感知，而且还包括对这些刺激的记忆、对比、综 合分析等过程。
（2）液态食品中粒子的稳定性

液态食品大多属于胶体溶液或乳胶体液，对于这些液体， 从稳定性角度分析，可分为可逆分散系和不可逆分散系。 两者稳定性的区别是由分散相和分散介质的亲和力大小决 定的。亲和力越大，粒子与水形成的水合结构就越稳定， 形成稳定的分散系，称为亲水性分散系统；相反，当粒子 与水的亲和力较小，两相分离为界面面积较小的状态时， 自由能减小，分散系变得不稳定，称为疏水性分散系统。 胶体粒子一般都带有电荷，相同电荷粒子间的静电作用 （静电斥力）就成了维持系统稳定的原因。另外，粒子表 面因吸附了不同程度的水分子而形成的水膜，对粒子间的


胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结 构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体（在干凝胶中也 可以是气体），这种特殊的没有流动性的分散系称为凝胶 （如血凝胶、琼脂、明胶等）。凝胶放置过程中，逐渐脱水 成为干燥状态，称为干凝胶（如干粉丝等）。 胶体粒子分散在液体中形成的可流动的分散系，称为溶胶。 由溶液或溶胶形成凝胶的过程称为胶凝作用。溶胶和凝胶是 大部分食品的主要存在形态。

依据物理性质，凝胶可分为以下几类： （1）按力学性质：凝胶可分为柔韧性凝胶和脆性凝胶。如面 团、糯米团等属于柔韧性凝胶；凉粉、果冻等为脆性凝胶。 （2）按透光性质：凝胶可分为透明凝胶（如果冻）和不透明 凝胶（如鸡蛋羹）。 （3）按保水性：凝胶可分为易离水凝胶（如豆腐）和难离水 凝胶（如琼胶、明胶、果冻等）。 （4）按热学性质：凝胶可分为热可逆凝胶和热不可逆凝胶。 一些胶体在常温下为半固体或固体状态，加热时会变成液态， 冷却时又会变成固体或半固体，称这类胶体为热可逆凝胶 （如肉冻等）；而另有一些溶胶加热时会形成凝胶，再经冷 却处理时，却不能形成为溶胶状，称这类凝胶为热不可逆凝 胶（如蛋清等）。

① 多聚半乳糖醛酸酶（PG）是水解细胞壁物质的主要
酶类之一，它主要参与细胞壁物质果胶酸的水解，从而
促使果蔬硬度下降，组织软化； ② 纤维素酶也参与果蔬细胞壁中纤维素的降解，该酶 活性在未成熟果实中很难测到，但在成熟软化过程中活 性急剧增加。纤维素是细胞壁的骨架物质，它的降解意
味着细胞壁的解体和果实的软化；

在进行感官评价时，为了更准确地表述食品的质地，常常 要用到感官评价术语。
与食品质地有关的感官评价术语：硬、软、酥松、胶黏、 弹性、细腻、油腻、粗糙、薄片状、粉状、纤维状、蜂窝 状、结晶状、泡沫状、海绵状、脆生、玻璃状、凝胶状、 黏、干、潮湿、水灵、多汁、奶油状、烫的、冰冷的、清 凉的、可塑性、砂质感、收敛感等。
4、粉体食品

粉体食品为微小固体颗粒，可以因粒子间摩擦力而堆积，
也可以像液体那样充填在各种形状的容器中。 食品中的粉体物质有面粉、豆粉、甘薯粉、淀粉等食品原 料，也有乳粉、咖啡等许多速溶粉状成品食品。

三、食品的质地

食品的质地指摄入食品时口腔对食品硬度、黏性、脆性、
滑性、粗糙性、咀嚼性、弹性等的感觉、手指对食品的触 摸感，以及眼睛对食品的外观感等综合感觉。
果也常常很不稳定。 仪器检测法是能够正确表现食品质地的客观评价方法。 目前，食品质地的测定仪器很多，可以分为几类。 具体见表1-8 食品质地测定仪器分类。

仪器名称
食品流变仪
测定项目
拉断力、拉断功、 切断力、切断功、 硬度、黏稠度
适用对象范围
测定举例
纤维状食品、高脂 鱼糜制品、干酪、 肪食品、凝胶状食 人造奶油 品

3、多孔状食品

所谓多孔状是指像面包、海绵蛋糕、饼干、馒头那样，有
大量空气分散在其中的状态。从分散体系的角度理解，可 认为多孔状食品是以固体或流动性较小的半固体为连续相， 气体为分散相的食品。

多孔状食品可分为两类：一类为馒头、面包、海绵蛋糕那 样比较柔软的食品；另一类为饼干、膨化小吃这样比较硬 的食品；另外，冰淇淋等泡沫状食品，也可算作多孔状食 品。
物理性质的变化相对比较明显（有些可凭感官直接判断）。
3、食品的物理性质主要包括力学性质、热学性质、光
学性质和电化学性质等。
食品的力学性质：是指食品在力的作用下产生变形、振 动、流动等的规律；
食品的热学性质：是指食品的相变规律、比热容、潜热、
传热规律及与温度有关的热膨胀规律等； 食品的光学性质：是指食品物质对光的吸收、反射及其 对感官反应的性质等； 食品的电化学性质：是指食品及其原料的导电特性、介 电特性及其他电磁和物理特性等。
5、食品的物理性质涉及多学科领域的知识，其研究具
有重要的意义，前景十分广阔。 【例如】多功能近红外分析仪：利用食品的光学性质可 实现对食品成分的无损检测，操作方便、快速、准确、可 靠。可用于食品水分、蛋白质、脂肪、纤维素、pH等的检 测，测样速度快（3～8秒）；无需样品制备；可减少操作 者失误和提高效率。
剪断力、压缩力
纤维状食品
蔬菜、水果、肉