食品流变学特性的研究进展
食品流变学特性的研究进展
作者:
摘要:本文综述了测试食品流变性能的传统改进方法,介绍了近年来国内外食品流变性能测试方法的研究情况。
关键词:食品;流变性;测试
Progress of Food rheological properties research
Author
Abstract: This article summarizes the improved measure of food material rheological
behavior testing and introduces the newest measure and instrument about food
material rheological behavior testing.
Key words: food material; rheological behavior; testing measure
前言
在食品的生产过程中,经常要遇到有关食品物质的流动,变形等问题;这此问题不仅反映了食品物质的特性,同时也直接影响到食品的质量,产品加工及设备设计。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[1]。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,几乎包括一r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[2]。
流变学即Rheology最初由美国化学家宾汉(E.C.Bingham)倡导,它本是力学的一个分支,即研究物质在力作用下变形或流动的科学。除了力的作用外,离得作用时间对对变形的影响也是研究内容之一。因此,流变学中,物体的力学参考数不仅有力、变形,还有时间[3]。在食品工业中,很多方面都需要食品流变学的信息,包括以下部分:
工厂设计:泵与管道尺寸及选择,传热与传质计算,送料设计以及挤压机、混合机、包装机、均质机等设计的工程计算。
质量控制:原料和产品在加工过程中不同阶段的质量控制好,包括产品开发中成分功能确定和货架期试验。
感官评价:建立流变学检测数据与观光评价特性关系,使感官评价特性定量化[4]。
评价食品结构与分子构象。
食品流变学是在流变学基础上发展起来的, 它以弹性力学和流体力学为基础,主要应用线性粘弹性理论, 研究食品在小变形范围内的粘弹性质及其变化规律, 测量食品在特定形变情况下具有明确物理意义的流变响应。 因此,食品流变学的研究对象是食品及其原料的力学性质。食品流变学与传统的只注重食品的组成及其变化的化学方法不同, 它用数学语言,通过所设定的数学模型对食品进行量化的研究[5-6]。
1 食品流变学研究的内容和对象
1.1 食品流变学研究的内容
流变学的基本内容是弹性力学和黏性流体力学。由于这些力学性质与食品的化学成分、分子构造、分子内结合、分子间结合的状态、分散状态,以及组织构造有极大关系,从这个意义上讲,流变学可以说是食品力学性质方便的物性理论。
1.2 食品流变学研究的对象
流变学研究的对象一般指:油脂、黏塑性材料、橡皮、淀粉、蛋白、玻璃、沥青等具有复杂化学构成,力学性质介于固体和 液体之间的物质。对这些物质的异常黏性、塑性、触变性、粘弹性等现象进行研究。其研究目的常常是从这些物质的构造组成上解释以上现象,找出其表现规律[7]。食品流变学研究的对象当然是各种食品和食品材料的力学性质。然而,牵涉的领域除了力学外,还有胶体化学(colloid chemistry)、高分子学物性论(macromolecular materials
science)等;甚至也包括研究生物化学反应下变形理论的所谓“化学流变学” (chemorheology),研究血液、细胞液和生物学关系的“生物流变学”(biorheloogy),研究人的力学感觉和变形规律即心里学同变形计力学刺激的“心里流变学”(psychorhology)等等。食品流变学也可以说是设计很多学科领域的边缘科学。
1 食品流变学研究的目的
食品流变学研究的目的,是要解决实际食品加工中出现的问题。例如,食品流变学研究的题目设计到面粉糊、果冻、面团、黄油、香肠等胶体分散系统的流变性质。以上食品物质的流变性质与加工中遇到的切断、搅拌、混合、成型、冷却等操作有很大关系、另外,食品本身的嗜好性质也与流变性质关系极大[8]。然而由于食品物质从液体到固体,小到粉末,达到团块,形态组织非常复杂,种类也很多。所以,研究食品流变学是,首先把食品按其流变性质分成几大类,如固态、液体、粘弹性体等,然后再对每种类型的物质,建立起表现其流变性质的力学模型,从这些模型的分解、组合和解析中,找出食品力学性质的可靠方法,或得出有效控制食品品质(力学性质)的思路[9]。
2 食品流变学的分类及其数学模型的发展
自然界中物质的存在形式可以分为两大类: 一类是在没有外部因素作用下会保持自身形状的物质称为固体;另一类是只有在容器里才能获得自身形状的物质称为流体,包括液体和气体[10]。食品流变学根据流体是否符合扭断流体定律将流体运动分为牛顿流动和非牛顿流动。
2.1牛顿流动(Newtonian flow)
2.1.1 剪切速率(shear rate):有流体力学知,当流体在一定速度方位内流动时,就会产生与流动方向平行的层流流动(laminar flow)。以流体平行流过固体平板为例,紧贴板壁的流体质点,往往因与板壁里附着力大于分子内聚力,所以速度为零,并在贴着板壁处形成以静止液层。越远离板壁的液层流速越大[11]。可见液体的流动也是一个不断不变形的过程。用应变大小一应变所需时间之比表示变形速率。
2.1.2流体状态方程:
在研究流体的力学性质时,与固体同样,也要找出应力与应变的关系。由于液体受应力作用其变形表现为流动,即应变速率的大小。不同黏度的液体,应力与应变速率存在一定的函数关系。所以吧表示液体所受的剪切应力与剪切速率的函数关系式称为“流动状态方程”[12]。对于水、糖业、清炖肉汤这样的液体,其流体刘东方城市可用下式表示:
2.1.3牛顿定律与牛顿流体:
上式中所表示的液体流动规律称为牛顿流体定律,也成牛顿定律。凡符合牛顿定律的液体,及应力与剪切速率呈正比的流体,称为牛顿流体。还有不少液体,其流动状态方程不符合牛顿定律,统称为非牛顿流体。
2.2 非牛顿流动(non-Newtonian flow)
τ =KD (1
式中,τ为剪应力、 K为粘性常数、n为流态特性指数。非牛顿流体又分为假塑性流体 ( n<1) 和胀塑性流体(n>1),二者的流变学特性均与时间无关。假塑性流体, 故可用 Ostward 模型对其流动加以描述:
τ =KDn
n<1 (3)式中,τ为剪应力、K为浓度系数、n为流动特性指数、D为剪切速率。当 n<1 时, 表示具有屈服应力的假塑性流体。 假塑性流体在流动开始时, 因为剪切速率较低, 故呈现出比较高的表观粘度;随着剪切速率不断增高, 曲线斜率逐渐减小, 液体的粘度呈现出不断下降的趋势[13]。大多数的非牛顿液体都是假塑性液体。
3 食品流变学的研究进展
流变学是研究物质形态和流动的学科。食品流变学是食品、化学、流体力学间的交叉学科,主要研究的是食品受外力和形变作用的结构。由于食品物料的流变特性与食品的质地稳定性和加工工艺设计等有着重要关系,所以通过对食品流变特性的研究, 可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等, 能为产品配方、加工工艺、设备选型及质量检测等提供方便和依据。食品流变学研究起步较早,
但是由于食品体系的复杂性,早期流变学的研究主要是一些经验性的测定, 例如产品在自身质量下其流动性、铺展性和碎裂性的测定等[14-16]。近年来由于食品科学工作者为了提高对食物加工性, 特别是食品的深加工性、工艺及设备设计的依据性等的需要,食品流变学的研究变得愈来愈广泛。随着研究活动的深入, 研究手段亦有了较大地发展,表现在先进的流变学测试仪器的引入和开发。应用先进测试仪器, 使实验与研究在建立食品物料的流变特性力学模型上更为方便。现就上述问题作一概述。
3.1 传统的食品流变学测量方法
食品流变学的传统测量方法主要包括塑性流体的屈服应力测量,食品的静态粘弹性测量和动态粘弹性测量[17]。
3.1.1塑性流体的屈服应力测量方法:直接测定法、流动曲线法、Casson法、Bowles法。
3.1.2 食品的静态粘弹性测量方法:应力松弛测量和蠕变测量;
3.1.3 食品的动态粘弹性测量方法:纵向振动法和剪切振动法。
3.2 新型的食品流变学测量方法
3.2.1 磁共振成像(MRI)
通过侧共振成像系统中的非金属管路(与医学人体扫描仪相似),变可确定流体的速度分布,由此获得的黏性流体曲线与传统离线流变仪获得结果相一致。可实现以秒为单位的间隔检测,并且对别检测提既无损害,也无破坏。然而,由于信号处理所用的时间太长,无法满足一些实时检测的要求。用词技术课研究壁面处的滑移问题,也可研究“零剪切“活塞状流体中心的屈服应力[18]。
除了确定黏度外,通过信号分析,也可获得与物质属性有关的成分和结构。采用陶瓷螺杆,MRI可对挤压机内的流体流型进行成像[19],也能对复杂的流型进行成像,如并流流动和常规流变仪锥板结构内的流动。
目前,NMR技术已经应用到各种原料的水分测定中,包括食品、种子和木头等。NMR技术在研究很多与水分密切相关的性质上都具有特殊的优势,比如玻璃态转化温度的测量、粉状食品的结块分析、面包的老化、蒸煮大米的回生等等。随着食品科学的发展,从食品消费者到食品生产商食品安全意识的加强,寻找安全可靠的分析检测方法将成为必然的趋势。核磁共振技术作为一种无损、无辐射、安全高效的检测方法在现代食品的研究中有着很好应用前景。
3.2.2 超声波速度分布(UVP)
利用超声波脉冲回响多普勒检测方法可确定速度分布[20]。已知频率的超声波脉冲想流动流体发送,流场中运动物体(颗粒或者液滴)将脉冲发射出来,由于多普勒效应,发射回来的脉冲频率发生偏移,其量与流体速度呈正比。根据发射和接受时间间隔,以及流体中声速知识,颗粒在径向的空间即可确定。该技术受流体中发射实体表面的影响,因此,适合于悬浮液食品体系,如巧克力或者淀粉,其中 特别适用于脂肪结晶过程研究,不适合于含有气泡的液体。此外,有充分空间分辨率来研究与屈服应力相关的信息,但是,由于径向分辨第一个点约离2mm,因此不能完成壁面滑移现象检测[21]。目前,人们开发该技术用于绘制并流流场。
不同淀粉对小麦面团流变学特性及馒头品质的影响
第1期总第301期2021年1月农业科技与装备Agricultural Science&Techno】ogy and EquipinentNo.l Total No.3()lJan. 2021
不同淀粉对小麦面团流变学特性及馒头品质的影响
马畅,王小凤,梁春艳,关家乐,朱旻鹏*
(沈阳师范大学粮食学院,沈阳110034)
摘要:向小麦粉中添加马铃薯淀粉、绿豆淀粉和玉米淀粉,研究淀粉种类及添加比例对面团流变学特性及馒头品质的影响::结果表 明:添加马铃薯淀粉和绿豆淀粉.面优吸水率随添加量增大呈下降趋势,添加玉米淀粉则吸水率呈上升趟势;面团拉伸能量随淀粉 添加疑增大而减弱,延伸度先增大后减小,综合來看•添加淀粉使得面团面筋网络结构不同程度弱化,小麦粉中淀粉添加量不宜超 过 20% o关键词:淀粉;小麦粉;流变学特性;馒头品质;影响中图分类号:TS213.2 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2021)01-0045-04
小麦面粉中特有的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白可形
成面筋的网络结构,适用丁制作面制品.但近年来随
着小麦而粉加工精度的提髙,其中大量膳食纤维、B 族维生素及矿物质流失,长期食用会引起人体内营养
素失衡杂粮中富含膳食纤维和多种矿物质,将杂粮
成分引人日常食用的面制品中成为研发趋势。由于添
加的杂粮原料不同,淀粉來源各异,淀粉的构成和性
质(包括直链淀粉与支链淀粉的含量及糊化、黏度特
性等)均可能影响面团的品质。为此,本课题研究不同
来源淀粉对面团流变学特性及馒头品质的影响,以期
为杂粮产品加工利用提供理论依据.
1材料与方法
1.1试验材料高筋面粉:内蒙古恒丰食品工业(集团)股份有限
公司;马铃薯淀粉、绿豆淀粉、玉米淀粉:无锡圣伦特
国际贸易有限公司;酵母:安琪酵母股份有限公司。
1.2仪器设备M0DE7 JD2000-2电子天平;H30E立式双速和
面机;VF-12面包醒发箱;JFZD粉质仪;JMLD 150面
甜茶溶液流变性分析
基础研究 周少秋:甜茶溶液流变性分析 甜茶(Rubus Suavissimus S.Lee)为蔷薇科悬钩 子。甜茶的化学成分主要有甜茶素,多酚类、蛋白质、 氨基酸、V 、矿物质以及纤维素等物质。甜茶的水解产 物中含有18种氨基酸,其中8种为人体必需氨基酸[1]。 甜茶具有很高的药用价值,民间用来治疗糖尿病、高 血压和肥胖症嘲。此外,甜茶具有清热、润肺、祛痰、止 咳、止血、消肿等功效[31。液态物料的流变性直接影响 膜分离的效果,但目前我国尚未见相关物料膜分离过 程流变性变化规律的研究报道。许多食品都具有非牛 顿流体和黏弹体的微结构嗍。流体食品在管道输送、均 化、加热、乳化、消毒以至装罐、贮藏等过程无一不受食 品流变性的影响。食品在贮藏加工过程中的流变性也 会发生变化。食品的流变学特性是关系到产品口感、 稳定性以及工艺设备设计、造型的重要参数嘲。甜茶溶 液的流变性是直接影响膜分离效果的物性因素。本课 题通过流变试验,分析甜茶溶液在膜分离过程的流变 模型和流变参数变化规律,以期为超滤和反渗透中状 态参数优选及有效控制提供依据,为工业化生产提供 参考。 1材料与方法 1.1材料 甜茶样品由福建省林科院提供,茶样粉碎成4O目, 采用去离子水浸提,备用。 1.2仪器设备 膜处理装置、WZN旋转式流变仪(转子直径为 2.8 em):福建龙福食品有限公司;芳香聚酰胺卷式膜 组件:美国TOW化学公司。 1-3测定方法 溶液浓度测定:按GB/T12143.1—89《软饮料中可 溶性固形物的测定方法,折光计法》。 溶液剪切速率、剪切应力和黏度的测定:采用WZN 旋转式黏度计,按参考文献[6】所述方法测定和计算。 2结果与分析 2.1不同膜组件超滤对溶液流变性的影响 对提取和粗滤浓度为1_3%的甜茶溶液分别采用 截留分子量为19 994.68、39 989.36、59 984.04和 79 978.72 u的超滤膜进行超滤,超滤压力为0.17 MPa, 温度为20℃,在相同温度条件下,进行滤前和滤后溶 液的流变性试验,测定剪切应力r和剪切速率y,同样 试验重复3次,并计算表观黏度叼= 。 7 方差分析表明超滤前溶液在不同 值条件下的叼 7=:. 值存在显著差异,表观黏度随着剪切速率的变化而变 化,溶液属非牛顿体。取3次r及 值的平均数,并采 用指数函数r=kT ̄拟合(k为稠度系数,n为流动特性 指数),结果见图1。 5. b 4. × 3. 2. 尽 襁1. 0 20 40 60 80 1OO 剪切速率/(1/s) 图1超滤前溶液流变性曲线图 Fig.1 Rheological curve of solution before filtration 如图1所示,相关系数为O.97,n值小于1,表明超 滤前溶液呈假塑性体特征。分别对4种膜超滤后溶液 测定计算结果的方差分析表明,4种溶液在不同 值 条件下的 无显著差异,说明在本实验条件下,超滤 后甜茶溶液表观黏度 ,7不随着剪切速率y变化而变 化,溶液流变模型由假塑性体向牛顿体转化。采用线 性函数r=ny(n为黏度)拟合4种经超滤后溶液,结果 见图2。 2.5 2.0 凸_ 景1.5 R 1.0 景0.5 O.0 0 20 4O 6U 80 lOO 剪切速率,(I/s) 图2超滤后溶液流变性曲线图 Fig.2 Rheological curve of solution after filtration 如图2所示,相关系数都大于O.94。按线性拟合 结果,计算4种超滤后溶液黏度,与剪切速率为80 l/s 时超滤前溶液的表观黏度对照,可以看出,超滤后溶液黏 度显著减小,并随着超滤膜截留分子量的减小而减小。 从流变曲线中可以看出超滤前溶液呈假塑性体 特征,采用指数函数r=k'K拟合,相关指数为0.97。4种 膜超滤后溶液都表现为牛顿体特征。采用线性函数下= 拟合4种经超滤后溶液,相关指数都大于0.94,说
谷朊粉添加量对小麦粉流变学特性的影响
72 食品安全导刊 2023年6月(下)分析检测谷朊粉添加量对小麦粉流变学特性的影响刘梦丽1,2,3,刘佳雯1,齐沙沙2,刘 鹏1,王文昊2,4,邱 斌1,2*(1.枣庄市东粮生物科技发展有限公司,山东枣庄 277200;2.山东省农业科学院农产品加工与营养研究所,山东济南250000;3.山东农业大学,山东泰安 271000;4.烟台大学,山东烟台 264010)摘 要:本文通过静态、温度、时间、应力和频率扫描探索了不同谷朊粉添加量的谷朊粉-小麦粉混合面糊(Gluten-Wheat Flour Roux,GWR)的流变学特性。结果表明,添加6%的谷朊粉对小麦粉糊的流变学特性具有明显改善作用,具体表现为最优的黏性和弹性。分析发现,4组GWR体系均为假塑性流体,有明显温度触变性,无明显剪切触变性,且温度对0%和2%添加量的谷朊粉的表观黏度影响最小;频率扫描结果显示,样品的弹性模量(G’)均大于黏性模量(G’’),两组GWR(6%和10%)表现出类固体特征。研究结果将为谷朊粉在面制品领域的应用提供数据借鉴,并为开发高营养价值的相关产品提供一定思路。关键词:小麦粉;谷朊粉;流变学特性Effect of Gluten Content on Rheological Properties of Wheat FlourLIU Mengli1,2,3, LIU Jiawen1, QI Shasha2, LIU Peng1, WANG Wenhao2,4, QIU Bin1,2*(1.Zaozhuang Dongliang Biotechnology Development Co., Ltd., Zaozhuang 277200, China; 2.Institute of Food & Nutrition Science and Technology, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Ji’nan 250000, China; 3.Shandong Agricultural University, Taian 271000, China; 4.Yantai University, Yantai 264010, China)Abstract: In this paper, the rheological properties of gluten-wheat flour roux (GWR) with different gluten additions were explored by static, temperature, time, stress and frequency scans. The results showed that the addition of 6% gluten had a significant improvement on the rheological properties of wheat flour batter, specifically in terms of optimal viscosity and elasticity. The analysis revealed that all the four groups of GWR were pseudoplastic fluids with significant temperature thixotropy and no significant shear thixotropy, and the temperature had the least effect on the apparent viscosity of the 0% and 2% gluten added; the frequency scan results showed that the elastic modulus (G’) of the samples was greater than the viscous modulus (G’’), and two groups of GWR (6% and 10%) exhibited solid-like characteristics. The results of the study will provide data for the application of gluten in the field of pasta products and provide some ideas for the development of related products with high nutritional value.Keywords: wheat flour; gluten flour; rheological properties谷朊粉,又称活性小麦面筋粉,是小麦粉经水洗去淀粉和其他水溶性成分后得到的一种粉末状产物,主要成分为麦谷蛋白和麦醇溶蛋白,其蛋白质含量高达80%[1-2]。谷朊粉中的麦醇溶蛋白具有延伸性,弹性小;而麦谷蛋白具有弹性,但延伸性小,两者独特的氨基酸组成有利于形成黏弹性网络结构[3]。因此,在食品加工过程中,谷朊粉作为一种纯天然高蛋白食品添加剂被广泛应用[4-6]。此外,谷朊粉作为品质改良剂,可显著提高面粉的黏弹性和筋力,在面食的加工中具有非常重要的作用[7]。项目基金:2022年度山东重点扶持区域引进急需紧缺人才项目“基于小麦精深加工关键技术的糖尿病患者专用食品研究开发”。作者简介:刘梦丽(1999—),女,山东滨州人,硕士。研究方向:营养感知与食品创制创新。通信作者:邱斌(1982—),男,山东泰安人,博士,副研究员。研究方向:营养感知与食品创制创新。E-mail:qiubin2009@。Copyright©博看网. All Rights Reserved. Jun. 2023 CHINA FOOD SAFETY 73分析检测小麦粉是食品加工中的重要原料之一,其流变学特性更是加工面制品的重要评价指标[8]。谷朊粉添加到面粉中改善面制品的质构,增加黏弹性和咀嚼性、提高口感及品质等方面已有诸多报道,然而其不同添加量对小麦面糊流变学特性的影响报道较 少[9-10]。因此,本研究使用流变仪分析了不同添加量的谷朊粉对小麦面糊流变学特性的影响,尤其是对其流体性质和黏弹性的影响,并确定了谷朊粉的最适添加量。所得结果将为含谷朊粉的特色面食制品的开发提供借鉴。1 材料与方法1.1 材料与试剂原味小麦粉,滨州中裕食品有限公司;谷朊粉,枣庄市东粮生物科技发展有限公司。1.2 仪器与设备Waters-HR20多功能流变仪,美国TA仪器沃特斯公司;恒温水浴锅,上海树立仪器仪表有限公司;HJ-4型多头磁力加热搅拌器,常州荣华仪器制造有限公司;HZK-FA210电子天平,华志(福建)电子科技有限公司。1.3 实验方法1.3.1 样品制备取一定量的小麦粉,分别添加0%、2%、6%和10%的谷朊粉(以混合粉总量计),充分混合均匀后,每份准确称取8 g混合粉加入50 mL去离子水,搅匀后置于95 ℃恒温水浴锅中充分糊化25 min,取出冷却至室温,随后放入4 ℃冰箱冷藏12 h,备用。所得谷朊粉-小麦粉混合面糊(GWR)样品依次标记为0% GWR、2% GWR、6% GWR和10% GWR。1.3.2 流变学特性测定参考IUGA等[11]的方法,稍做修改。所有测试均用直径40 mm的平行板,样品与平行板间距为 1 mm,样品平衡5 min后,使用Waters-HR20流变仪对所有样品进行测定,每组样品重复测定3次。(1)静态扫描。对各组GWR进行静态扫描,并分析其表观黏度随剪切速率的变化情况。测试条件:温度25 ℃,剪切速率为0~1 000 s-1。采用幂定律(Power-Law)模型拟合流变曲线,公式为 σ =Kγn (1)式中:σ为剪切应力,Pa;γ为剪切速率,s-1;K为稠度系数,Pa·sn;n为流体指数。(2)温度扫描。对GWR进行温度扫描测试,并分析其表观黏度随温度的变化情况。测试条件:剪切速率50 s-1,温度为25~90 ℃,升温速率5 ℃·min-1。(3)时间扫描。对GWR进行时间扫描测试,并分析其表观黏度随剪切时间的变化情况。测试条件:温度25 ℃,剪切速率50 s-1,剪切时间60 s。(4)动态扫描。在固定振荡频率下进行应力扫描,确定样品的线性黏弹区,温度为25 ℃,频率为1 Hz,应变范围为0.01%~1 000%。在线性黏弹区范围内,进行频率扫描。测试条件:温度25 ℃,应变值0.1%,频率为0.1~1 000 rad·s-1。测定样品的弹性模量(G’)、黏性模量(G’’)和损耗角正切(tanδ)。1.3.3 数据处理采用Origin 2021b软件绘制图表,每个样品进行3次重复试验。2 结果与分析2.1 不同谷朊粉添加量对小麦粉静态流变学特性的影响2.1.1 静态扫描分析静态流变学是通过对样品施加线性稳态剪切速率来反映样品结构随剪切速率变化的规律[12]。为了更清晰地比较4组GWR样品间的差异,采用Power-Low模型对所测得流动曲线进行拟合。假塑性流体是指流体的表观黏度随剪切速率的增加而降低的现象,具有剪切变稀的性质,是非牛顿流体的一个重要的流体类型[13]。由图1可知,各组GWR的表观黏度均随剪切速率的增大而下降,且添加量越多,下降幅度越大,呈现出明显的剪切变稀特征,均属于非牛顿假塑性流体。这是因为谷朊粉的添加阻碍了小麦面粉和面筋蛋白的结合,影响了面筋网络的形成,导致面糊中的面筋数量与质量双重下降,使得GWR体系的黏度下降[14]。幂律方程常用来描述流体的剪切变稀行为[15]。由表1可知,所有样品的相关性系数R2均大于0.99,说明所选用的模型对所有样品的流变学性质具有较好的拟合度;流体指数n均小于1,表明4组GWR体系均为假塑性流体,且n值越小,稠度系数K值就越大。2.1.2 温度扫描分析通过对不同谷朊粉含量的GWR进行黏度-温度扫描,探讨黏度随温度变化的情况,结果见图2。在25~90 ℃,样品的表观黏度随温度的升高呈先下降Copyright©博看网. All Rights Reserved. 74 食品安全导刊 2023年6月(下)分析检测后上升的趋势,且6%和10%的GWR体系变化最明显。可能是因为温度升高使分子的无规则热运动加快,分子间距变大,使面糊内部形成了更多的“空穴”,进而表现为黏度下降[16]。但是,当温度高于60 ℃,黏度随温度的升高呈现上升趋势,可能是由于GWR体系在超过60 ℃后开始形成热诱导凝胶,在一定程度上促进了面糊的变性,使其黏性增大。图2结果还显示各组GWR均具有明显温度触变性,其中0% GWR和2% GWR体系温度触变性最小,6% GWR体系的黏度最高。由此可推测谷朊粉添加量为6%时,相关粉糊类产品可能具有更好的黏弹性、韧性以及更强的适口性,有利于其整体感官品质的 提升[17]。0% GWR2% GWR6% GWR10% GWR05010015020025010-1100101剪切速率/s-1表观黏度/Pa·s102103图1 不同谷朊粉含量的GWR静态扫描曲线表1 不同谷朊粉含量的GWR静态拟合参数谷朊粉添加量/%稠度系数K/Pa·s流体指数n相关性系数R204.670 7-0.629 10.997 025.875 1-0.661 40.995 6640.472 4-0.701 10.999 01044.107 3-0.725 50.999 22.1.3 时间扫描分析时间扫描测试可以反映在一定剪切速率下样品的表观黏度随剪切时间的变化情况,从而判断样品的剪切触变性。由图3可知,各组GWR在所测的时间范围内的表观黏度随时间的变化均不明显,即在较短的剪切时间内黏度变化小,说明不同比例GWR无明显剪切触变性。2.2 不同谷朊粉添加量对小麦粉动态流变学特性的影响为确定谷朊粉对小麦面粉频率依赖性的影响,对4组GWR进行了振荡扫描,结果见图4。频率在10-1~101 rad·s-1时,4组GWR的弹性模量(a)与黏性模量(b)变化不明显,在101 rad·s-1后,G’和G’’变化明显,且G’始终高于G’’。有研究表明,面糊中的直链淀粉含量越少,其频率依赖性越强[18]。加入谷朊粉后,6% GWR组和10% GWR组的弹性模量和黏性模量明显增加,说明谷朊粉蛋白结构增强了其频率依赖性。而添加10% GWR的黏弹性之所以低于6% GWR,,可能是因为10% GWR体系中含有更多可以形成二硫键的半胱氨酸,导致频率依赖性减弱,进而黏弹性下降[19]。谷朊粉的添加均提高了小麦粉糊体系的弹性模量和黏性模量,但当其添加量为6%时,小麦粉糊的黏弹性最好。2000.51.01.52.02.52530354045505560温度/℃65707580859095表观黏度/Pa·s0% GWR2% GWR6% GWR10% GWR图2 不同谷朊粉含量的GWR温度扫描曲线剪切时间/s0.20.40.60.81.01.21.41.61.80-505101520253035404550556065表观黏度/Pa·s0% GWR2% GWR6% GWR10% GWR图3 不同谷朊粉含量的GWR时间扫描曲线机械损耗角正切tanδ是G’与G’’的比值,该比值越小表明样品的弹性越强,反之则说明黏性越强[20]。如图5所示,在角频率102~103 rad·s-1时,添加0%和2%的谷朊粉tanδ出现最大值,且大于1,Copyright©博看网. 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全麦粉及小麦粉基本品质及流变学特性对比研究
12
2013,
No.1
收稿日期:
2012
-09
-17;
修回日期:
2013
-01
-06
基金项目:
河南省农业科技成果转化计划项目———
小麦次粉综合利用技术研究与示范(
编号
112201110028)
作者简介:
王
杰(
1986
-),
女,
在读硕士,
研究方向为谷物化学与品质。
通讯作者:
郑学玲(
1972
-),
女,
教授,
研究方向为粮食品质与加工技术。全麦粉及小麦粉基本品质及流变学特性对比研究
王
杰,
张
杰,
刘
翀,
郑学玲,
陈瑞丽
(
河南工业大学粮油食品学院,
河南郑州
450052)
摘
要:
以郑麦
366、
普优、
加麦
2号
3种小麦为原料,
分别用波通
3100磨磨制全麦粉,
布勒实验磨磨制小麦粉。
研究全麦粉及小麦粉的基本品质及流变学特性。
结果表明:
全麦粉的营养价值优于小麦粉的营养价值,
但是加工
品质劣于小麦粉的加工品质。
关键词:
全麦粉;
小麦粉品质;
流变学特性;
对比研究
中图分类号:
TS210.1
文献标志码:
A
文章编号:
1003-6202(
2013)
01-0012-02
Com
parative
stud
y
on
qualit
y
and
rheolo
gical
characteristics
of
whole
wheat
flour
and
wheat
flour
Wan
g
jie,
Zhan
g
jie,
Liu
Chon
g,
Zhen
g
Xuelin
g,
Chen
Ruili
(
School
of
Food
Science
and
Technolo
gy,
Henan
Universit
y
of
Technolo
gy,
Zhen
gzhou
450052,
China)
ABSTRACT:
Zhen
gmai
366,
Pu
you,
Jiamai
2,
the
three
kinds
of
wheat
as
raw
materials,
were
grinded
into
whole
wheat
flour
b
y
penten
-3100mill,
and
wheat
flour
早籼米在发酵过程中的酸度变化及发酵米与其它米淀粉流变学特性研究
食品科技
FOOD SCIENCE&TECHNOLOGY
晕轴米在发酵过程中的酸度变化及发酵j|毫
与其1皇}米淀粉流变掌特性研究
万宝林 徐其华2
(1新建县卫生监督所 2江西阳光乳业集团有限公司)
摘要:本文主要研究了早籼米在发酵过程中的酸度
变化及经发酵的早籼米(以下简称发酵米)、早籼米、东北
晚米、普通晚米的淀粉流变学特性,分析了不同温度、PH
值、介质和浓度对各大米糊粘度性质的影响,同时研究了 各大米糊的抗霉生长能力和透明度。结果表明:在温度越 高的条件下发酵,酸度上升越快,反之则慢;早籼米经过
发酵,透光率下降,均小于其它米,抗霉性均比其它米时
间长。 关键词:发酵;淀粉;粘度;糊性质 Acidity change of early indica rice in the process
of fermentation and studies on paste property of early indica rice and other kinds of starchs
Abstract:Acidity change of early indica rice in the
process of fermentation and the paste properties of fer-
mentation rice,early indica rice,north rice,common rice had studied including the effect of temperature, comcen.
tration rotation,PH,media such as sodium chloride,cal-
cjuimon and sucrose in this paper. At the same time, clarity and the anti——mycotic characteristics had studied al-- SO,the results shows:the acidity of fermentation rice in-
全麦粉及小麦粉基本品质及流变学特性对比研究 2
■ zⅢ-No. 搏GERE秘AL&F饲IE ̄D料IND工UST RY ’ —_
全麦粉及小麦粉基本品质及流变学特性对比研究
王 杰,张 杰,刘 种,郑学玲,陈瑞丽
(河南工业大学粮油食品学院,河南郑州450052)
摘 要:以郑麦366、普优、加麦2号3种小麦为原料,分别用波通3100磨磨制全麦粉,布勒实验磨磨制小麦粉。
研究全麦粉及小麦粉的基本品质及流变学特性。结果表明:全麦粉的营养价值优于小麦粉的营养价值,但是加工
品质劣于小麦粉的加工品质。
关键词:全麦粉;小麦粉品质;流变学特性;对比研究
中图分类号:TS210.1 文献标志码:A 文章编号:1003—6202(2013)01—0012—02
Comparative study on quality and rheological characteristics of whole wheat flour and wheat flour
Wang jie,Zhang jie,Liu Chong,Zheng Xueling,Chen Ruili
(School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou 450052,China)
ABSTRACT:Zhengmai 366,Puyou,Jiamai‘2,the three kinds of wheat as raw materials,were grinded into whole wheat flour by penten一3100 mill,and wheat flour by Bulher experimental mill,respectively.The quality and rheological characteristics of whole
wheat flour and wheat flour were studied.The results showed that:The nutritional value of whole wheat flour was better than
菱角淀粉糊的流变性质研究
2011年12月 第26卷第12期 中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and Oils Association Vo1.26,No.12 Dec.2011
菱角淀粉糊的流变性质研究
邹 铁 华汉威 赵春梅 王清章 严守雷 李 洁
(华中农业大学食品科学技术学院,武汉430070)
摘要通过对菱角淀粉和绿豆淀粉进行流变特性分析,结果表明4种样品均为假塑性流体,8%的绿豆
淀粉糊的剪切力大于5%的绿豆淀粉糊,反之质量分数8%菱角淀粉的剪切力小于质量分数5%的淀粉糊。在 相同剪切速率条件下,绿豆淀粉糊比菱角淀粉糊的滞后面积大,而且四种样品滞后面积均随着浓度增加而明
显增加。在质量分数5%菱角淀粉中添加4种不同添加剂NaC1、单甘脂、黄原胶、纤维素钠,结果表明NaC1、单
甘脂、黄原胶的加入可以使淀粉糊表观黏度减小,羧甲基纤维素钠的加入使表观黏度稍微增加。NaC1、单甘 脂,羧甲基纤维素钠可以使滞后面积减小,黄原胶可以使滞后面积增加。
关键词菱角淀粉表观黏度剪切应力 滞后面积流变特性
中图分类号:TS231文献标识码:A 文章编号:1003—0174(2011)12—0045—05
菱角,又名沙角或者水栗,属于菱科。原产于我 国南方,现在范围已扩种至湖北北京、天津、长江流
域及以南栽培较为集中,每年的菱角种植面积约为
40 000 hm ,年产量超过24万吨…。菱角含有丰富
的蛋白质、不饱和脂肪酸及多种维生素和微量元素,
菱角具有一定的抗癌作用,因此菱角的应用价值毋
庸置疑。菱角中淀粉含量高达28%,特别是其中直 链淀粉比例达到了20%~35%_2 J,对于菱角淀粉的
研究显得意义重大。
目前食品流变学在淀粉方面的应用研究越来愈
广泛,国内外对小麦、大米、玉米、西米、香蕉等各种
淀粉糊的流变特性研究较多。但是对于菱角的研究
主要集中于其营养价值和药用价值,特别是关于菱
流变学在食品领域的研究现状与发展趋势
■食品技rr^Tiw【利描术研究
流变学在食品领域的研究现状与发展趋势
□冯铭琴中山市技师学院
摘要:本文介绍了流变学在果汁、果胶、蛋黄酱、干酪、面食制品、食用植物油与巧克力等食品中的研究现状,总 结流变学在食品领域的发展趋势。
关键词:流变学;食品领域;研究现状
1前言食品维系着人类的生命,人们对
食品的要求越来越高,不仅表现在对 食品安全的要求上,也表现在对食品
质构及稳定性的要求上。对流变学的
研究、探讨,可以深入了解食品内部
组织结构的变化,并且可以找出与食 品加工过程相关的力学性质的变化规
律,有效控制食品产品的质量,也为 鉴定食品的等级提供依据[1],为食品
工艺及设备的设计提供有关数据[2]。
现在人们对食品的流变学研究和探讨
越来越多,相当多种类食品的流变学
研究都有相关的报导。
2流变雜食品领域的研麵犬2.1流变学在果汁中的研究
流变学在多种浓缩果汁中均有相
关的研究报导。王淑珍等研究桃浊汁
流变学在不同热处理下的变化,结果
发现,在_定的温度范围内,热处理
方式的变化并没有改变桃浊汁的流体 类型,仍为假塑性流体[3]。这为鲜榨 桃浊汁加工技术研发和品质提升提供
了依据。流变学在芒果浓缩汁中的研
究也有报导,许学勤等研究了不同质 量分数的芒果浓缩汁在不同温度下的
流变学特性。推导出了温度和质量分
数综合影响浓缩芒果汁黏度的方程。 随着芒果浓缩汁质量分数的提高,体
系的静态屈服应力值也增大[4]。流变
学在柚子浓缩汁中的研究有,宋洪波
等对柚子浓缩汁和柚子清汁的流变特 性进行了分析,研究结果发现,柚子
浓缩汁为假塑性流体,柚子清汁为牛
顿流体[5]。流变学在橄榄浓缩汁的研 究,陈婕等利用MCR301高级流变仪
及NDJ-7型旋转粘度计测定了浓缩橄
榄汁流变特性值,实践结果为:浓缩
橄榄汁为非牛顿流体,其拟合的流变
I 28食品安全导刊2018年3月特性方程是y=10.234X0.560 8,流变 行为指数n
超高静压下魔芋葡甘聚糖流变特性的研究
第2卷第4期 2011年l2月 热带生物学报 JoURNAL oF TRoPICAL ORGANISMS V01.2 No.4 Dec.2011
文章编号:1674—7054(2011)04—0360—04
超高静压下魔芋葡甘聚糖流变特性的研究
姚闽娜 ,彭述辉 ,潘廷跳 ,范琳琳 ,温成荣 ,冯 瑞 ,庞 杰
(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州350002;2.广州城市职业学院,广东广州510405)
摘要:为了研究物理场作用对魔芋葡甘聚糖流变特性的影响,将魔芋精粉配制成水溶胶,并对魔芋精粉及 其水溶液进行超高静压处理,再通过流变仪测定其相关流变特性。试验结果表明:超高静压处理对魔芋葡甘 聚糖的流变学性质有显著影响,影响因素中,压力大于处理时间,且以100 MPa处理效果最明显。 关键词:超高静压;魔芋葡甘聚糖;流变特性 中图分类号:O 636.1 文献标志码:A
魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,简称KGM)是魔芋块茎中存在的一种水溶性多糖,是继淀粉和纤
维素之后,一种较为丰富的可再生天然高分子资源,已成为重要的食品添加剂和保健食品原料,其独特的 化学组成和高分子量的特性决定了它具有优良的生物活性和流变特性。流变学特性属于多糖的物理特 性,通常指其剪切应力和粘度的变化¨J。流变学特性是维持食品质地和形状的主要因素 J,如果粘度过
高,则不利于多糖及其他成分的扩散与吸收,影响其生物功能的发挥。而在新型功能材料、药用辅料等方 面,流变特性也是多糖材料的重要参数 j。
超高静压(HHP)处理技术是将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系
统中,经100 MPa以上的压力处理,已达到杀菌、灭菌和改善食品的功能特性等效果,是一种新型的食品 冷杀菌技术 I6 J。超高静压不仅会影响DNA的复制和蛋白质的合成,还会破坏酶的结构,使其活性部位
的构象发生改变,从而引起活性的变化 。如超高静压作用于淀粉 ,导致淀粉的晶体被破坏,偏光性和
燕麦麸皮对面团流变学特性和面包品质的影响研究
中国食品添加剂ChinaFoodAdditives试验研究
燕麦麸皮对面团流变学特性和面包品质的影响研究
何雅蔷,刘钟栋,芦骞
(河南工业大学粮油食品学院,郑州450052)
摘要:在本实验中,将添加了燕麦麸皮的面包粉进行焙烤,通过对焙烤面包的感官评价来研究添加燕
麦麸皮对面包品质的影响。实验结果表明,燕麦麸皮对面团流变学特性影响,在于使面团的吸水量减少了2%,形成时间减少,稳定时间从9.7min增加到10.8min.弱化度增加了59%;随着燕麦麸皮添加比例的增加,拉伸面积和延伸度均呈递减趋势,拉伸面积减少了72cm2,延伸度减少了93ram。拉伸阻力和拉伸比例均呈递增趋势。适量的添加燕麦麸皮,发现面包的体积和比容增大,感官评分提高,添加2%的燕麦麸皮强化面包。内部蜂窝结构组织较细密均匀,面包心洁白、口感好、柔软、弹柔性较好,体积和比容最大,感官评分最高,从而证明了燕麦麸皮作为面粉和面包强化剂的可行性。关键词:燕麦麸皮;面团流变学特性;面包品质;膳食纤维中图分类号:TS201.1文献标识码:A文章编号:1006—2513(2009)05—0084—06
Astudyoninfluencesofoatbrantorheological
propertyandbreadquality
liEYa-qian91,LIUZhong—dong,LUQian
(SchoolofFoodScienceandTechnology,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450052)
Abstract:Inthisexperiment,thebreadflourwasaddedoatbran。studyedtheinfluencesofoatbrantorheologiealproperty.Theresultsshowedthattheeonditionofoatbraninfluencedthedoughrheologiealpropertieswasthewatervol-umedecreasedby2%,thefollIlingtimeWasinclined,stabilitytimeincreasedfrom9.7rainto10.8min,theweake-
