《食品物性学》
实 验 指 导
栾广忠 编写
2010年10月
西北农林科技大学食品科学与工程学院
目 录
实验一 食品质构特性测定与分析 ................................................................................... 2 实验二 食品的颜色测定 ................................................................................................... 4 实验三 液体黏度的测定 ................................................................................................... 6 实验四 食品的动黏弹性测定 ......................................................................................... 10 实验五 面粉粉质测定与分析 ......................................................................................... 11 实验六 粉末状食品颗粒度的测定 ................................................................................. 12
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实验一 食品质构特性测定与分析
一、实验目的与要求
了解质构仪的结构、测定原理及操作基本，进一步理解固态和半固态食品力学性质及质构特的测定原理，并加强与感官品质间建立联系的能力。
二、实验内容 每组任选两种样品。
1）利用反向挤出法比较不同类型酸奶的稠度及黏附性 2）利用弯曲（bend）试验比较不同类型饼干的硬度与脆性 3）火腿肠的TPA分析
4）利用插入法测试果冻的凝胶强度。 5）火腿肠的应力松弛实验 三、实验步骤 1) 样品处理
火腿肠去包装外衣后切成2.5cm圆柱体备用；果冻去包装后除去游离水分；酸奶去掉其包装杯上的封口薄膜；整块饼干从大包装中取出直接测定。
2）感官评价
利用两点嗜好试验法，对酸奶的黏度和稠度、饼干的硬度和酥脆性以及火腿肠的弹性与嫩度进行感官评价，以教材和后面所附表格为例进行表格设计。
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3）仪器测试
饼干、酸奶、火腿和果冻等按质构仪设定的程序进行测定，记录测试条件和结果。
四、实验报告要求
1）对各种参数的含义及实验结果进行分析； 2）说明其中两种样品采用所用测试方法的依据； 3）根据应力-应变曲线解析应力松弛实验的各个参数；
4）对于两种不同食品（火腿肠）可按教材上两点嗜好实验法区分二者口感上的区别，并与仪器测定结果进行比较（先于仪器实验做）。
问答卷第 组 姓名 性别 年龄 在你面前有两个试样，请先品尝No. ，然后品尝No. ，并回答下列问题：① 你觉得那一个样品更硬一些？ ② 你觉得那一个样品更酥脆一些？ ③ 口感上你更喜欢哪一种？
备注：该实验原理参见教材第三章和第五章相关内容（李里特著，食。 品物性学，中国农业出版社，2010）
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实验二 食品的颜色测定
一、实验目的与要求
进一步了解食品颜色的测定方法和原理，加深理解颜色的表示方法及其意义。
二、实验内容
1）利用罗维朋比色计测定啤酒、可乐等液态等食品的颜色； 2）色彩色差计测定西红柿、苹果等食品的颜色值。 三、实验步骤 1) 样品处理
啤酒去掉泡沫，除去二氧化碳。方法一：取预先在冰箱中冷至10～15℃的啤酒500～700 mL于清洁、干燥的1000mL搪瓷杯中，以细流注入同样体积的另一搪瓷杯中，注入时两搪瓷杯之间距离约20～30cm。反复注流50次（一个反复为一次），以充分除去酒中二氧化碳，静置。方法二：取预先在冰箱中冷至10～15℃的啤酒，启盖后经快速滤纸过滤至三角烧瓶中，稍加振摇，静置，以充分除去酒中的二氧化碳。
取3个西红柿进行编号，保持表面洁净（可擦拭）后进行测定。 2）测试
1）首先目测三个西红柿之间是否有颜色差异。用“深”、“浅”、“同”标记。
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目测颜色比较表 对照 样品 A与其它样品相比 B与其它样品相比 对照B —— 对照C 2）西红柿沿赤道中心均匀测定6个点取平均。
3）目测两种啤酒哪个颜色更深，然后用罗维朋比色计测定。 四、实验报告要求
1）根据下表判断所测西红柿间在颜色上是否有差异。目测结果与之是否相同？
△L+ 表示偏白，△L- 表示偏黑 △a+ 表示偏红，△a- 表示偏绿 △b+ 表示偏黄，△b- 表示偏蓝
2）比较两种颜色方法的不同。
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实验三 液体黏度的测定
一、实验目的与要求
了解旋转粘度计的原理、结构和测试方法； 加深理解黏性对食品口感的影响。 二、实验内容
测定牛奶和两种酸奶的黏度，并进行比较。
在酸奶测定时，先将酸奶快速搅拌均匀，然后立刻测定其黏度。静止30分钟后再次测定酸奶黏度，观察测试值有何区别。
三、旋转粘度计原理
如上图所示，同步电机以稳定的速度旋转，连接刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动转子旋转。如果转子未受到液体的阻力，则游丝、指针与刻度圆盘同速旋转，指针在刻度盘上指出的读数为“0”。反之，如果转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力抗衡，最后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数
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（即游丝的扭转角）。将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度（mpa ·s）。
四、实验步骤
1. 准备被测液体，置入直径不小于70mm （500 mL烧杯）的烧杯或直角容器中，准确地控制被测液体的温度。
2. 将转子保护架装在仪器上（向右旋装入，向左旋卸下）。 3. 将选配好的转子旋入连接螺杆（向左旋入装上，向右旋出卸下）。装卸转子时，必须用手将连接螺杆微微向上抬起。
4. 旋转升降旋钮，使仪器缓慢地下降，转子逐渐浸入被测液体中，直至转子液面标志和液面相平为止。
5. 再次调整好仪器水平。
6. 试样在测试温度下充分恒温，以保持示值稳定准确。 7. 面板操作：
(1) 打开仪器背面的电源开关，进入等待用户选择状态，面板显示如下：
• ROTOR 3# VELOCLTY 30
提示符“• ”在“ROTOR 3#” 前面，表示记忆上一次测试选择的转子是3 号转子，这时可以通过左右键来选择所需的转子号，按一下左键，表示选择2号转子；按一下右键，则表示您选择了4号转子。选择好转子，按一下下键，提示符“• ”在“ VELOCITY 30”前面，表示记忆上一次测试选择的转速是30转/分。转速的选择与转
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子的选择一样操作，共有6 转/分、30 转/分、60 转/分和AUTO自动方式供选择。选好转子和转速，按一下回车键，就可开始测量，面板显示如下：
测试数据 mPa•s R3# V30 75%FS
第一行显示测试数据和粘度单位，第二行依次显示转子号、转速和测试数据占该量程的百分比。测量第二遍及以后各遍时，按一下复位键复位，再按一下回车键测量，重复上述显示过程。
转子选择说明：
1）首先大约估计被测液体的粘度范围，然后根据下列量程表选择适合的转子和转速。
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2) 当估计不出被测液体的大致粘度时，应视为较高粘度，试用由小到大的转子（转子号由高到低）和由慢到快的转速。原则上高粘度的液体选用小转子（转子号高），慢转速，低粘度的液体选用大转子（转子号低），快转速。
五、实验报告要求
比较牛奶、搅拌后酸奶和搅拌后静置酸奶黏度测定结果，并分析其原因。
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实验四 食品的动黏弹性测定
一、实验目的与要求
了解流变仪的基本构造、测定原理、应用范围和基本操作方法。 二、实验内容
测定酸奶的动粘弹性指标储存弹性率G’和损失弹性率G’’； 测定4%大豆蛋白溶液在加热过程中被δ-葡萄糖酸内酯凝固过程中的储存弹性率G’和损失弹性率G’’。
三、实验步骤
1）配制4%的大豆分离蛋白溶液；
2）在常温下加入大豆蛋白溶液0.3%的δ-葡萄糖酸内酯粉末，搅拌均匀。
3）注入夹具，并升温至60ºC，保持此温度30min。利用时间扫描程序测定整个过程的G’和G’’随时间变化情况。
四、实验报告要求
’/G’，并与凝固后的大豆蛋白1）计算酸奶的损失角Tanδ=G’溶液相比，评价二者粘弹性差异。
2）总结大豆蛋白溶液凝固过程中G’、 G’’ 和Tanδ的变化规律，并说明其原因。
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实验五 面粉粉质测定与分析
一、实验目的与要求
了解粉质仪的基本结构、工作原理和操作过程，进一步理解利用面粉在调粉过程中力学性质的变化判断其品质的原理。
二、实验内容
利用粉质仪评价一种市售小麦粉的品质。 三、实验报告要求
1）本实验为演示实验，报告中写出粉质仪的型号、基本构造、测定原理和操作方法（原理、方法、步骤参考GB/T 14614—2006，见附录1）。
2）根据粉质仪得到的面粉质地图对样品粉质进行评价。
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实验六 粉末状食品颗粒度的测定
一、实验目的与要求
了解激光粒度仪的基本构造、测定原理和操作。 二、实验内容
测定面粉和淀粉颗粒的大小并利用mastersizer2000软件进行颗粒度的分析。
三、试验报告要求
1） 尽量解释和分析mastersizer2000给出的每个结果界面图形及数据的含义。
2）利用mastersizer2000软件从粒度分布曲线比较面粉和淀粉颗粒大小和特点。
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附录1： GBT 14614-2006 小麦粉 面团的物理特性 吸水量和流变学特性的测定 粉质仪法
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附录2：激光粒度仪测定和工作原理
光粒度分布仪的工作原理基于夫朗和费（Fraunhofer）衍射和米(Mie)氏散射理论。激光衍射式粒度分布仪的基本装置见附图1。低能源半导体激光器发出波长为0.6328微米的单色光，经空间滤波和扩束透镜，滤去杂光形成直径最大10mm的平行单色光束。该光束照射测量区中的颗粒时，会产生光的衍射现象。衍射光的强度分布服从夫朗和费衍射理论。在付立叶透镜后聚焦平面上形成散射光的远场衍射图形。在透镜后焦平面上放置一多环光电检测器，接收衍射光的能量并转换成电信号输出。
附图1 激光衍射式粒度分布仪的基本装置
根据夫朗和费衍射原理，当测量区中有一直径为d的球形颗粒时，它的衍射光强分布为：
式中：
f ：是接收透镜的焦距 λ：是入射光的波长
J1 ：是一阶贝塞尔函数 θ：是散射角
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激光衍射光强分布落在光电探测器第n环（环半径从Sn到Sn+1，对应的散射角从θn到θn+1）上的光能量为：
将（1）式中的I（θ）代入后可得:
式中：J0 ：是零阶贝塞尔函数
如果测量中同时有N个直径为d的颗粒存在，则在第n个光环上所接收到的光能量将是一个颗粒时的N倍（N·en）。以此类推，当颗粒群中直径为di的颗粒共有Ni个，则颗粒群总的衍射光能将是所有各个颗粒衍射光能之和，即
如果尺寸分布用重量W表示，W和N之间的关系为：
式中：ρ为颗粒物质的密度，将上式代入式（4）可得:
式（6）建立了光电探测器各环的衍射光信号与被测颗粒粒径及分布之间的对应关系。
在实际计算中，使用的光电探测器共有74个有效环，光电探测器上74个环中的第n个环的内半径为Sn，外半径为Sn+1。这样一来，由式（6）即可算得系数矩阵，一旦测出74个有效环上的光能分布E，通过对式（6）所列线性方程组的求解，就能得到颗粒尺寸的体积分布W。
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