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物性资料

第2章、食品中主要成分、结构形态与物理性质

1、食品形态的结构主要有：

晶态、液态和气态；两种过渡态有：

玻璃态、液晶态

2、流变学是力学的一个分支，是研究物质在力作用下变形或流动的科学。

除了力作用外，力作用时间对变形的影响也是研究内容之一。

研究的基本内容：

弹性力学和粘性流体力学。

第3章

、固体食品的基本物理特征

1、圆度：

a）方法一：

圆度=Ap/Ac

式中：

Ap最大投影面积；Ac投影的最小外接圆面积。

b）

式中：

ri最大投影面积图形上棱角的曲率半径；R最大内接圆半径；N为棱角总数。

c）

式中：

rmin为最大投影面积图最小曲率半径；Rp为最大投影面积图上类球体食品的平均半径。

2、球度

例：

已知一个梨的大直径为80mm，中经为70mm，小直径为70mm，则该梨的球度为多少？

（7.3183=392）

3、体积

a）

式中：

Vs——固态食品体积；

mp——空密度瓶的质量；

mpf——装满液体的密度瓶的质量；

mps——装入食品的密度瓶的质量（无液体）；

mpfs——同时装有液体和食品的密度瓶的质量；

ρf——液体密度。

b）

式中：

Vs：

食品体积；

mbws：

水+烧杯+食品的质量；

mbw：

水+烧杯的质量；

ρw：

水的密度。

4、密度

a）方法：

测定时，将食品或农产品放置在空气中和液体中分别称重，称得质量分别为ms和ms'，

b）台秤称量法：

例：

将鳄梨置于天平上称重，然后用细线拴住柄，悬浮于盛水烧杯中。

注意整个鳄梨浸入水中，且不能接触容器底部和壁。

鳄梨质量219.8g。

没有鳄梨时，容器及水质量1137.1g，鳄梨浸入水中时，烧杯、水和鳄梨总质量1355.3g。

水温20度。

求鳄梨密度。

水密度：

0.9982g/cm3。

解：

浮力=（容器+水+悬浮鳄梨）的总质量-容器和水的质量。

即：

浮力=1355.3g-1137.1g=218.2g。

鳄梨体积=218.2g/0.9982g/cm3=218.6cm3

密度=质量/体积

=219.8g/218.6cm3=1.005g/cm3

讨论：

水和鳄梨密度接近。

5、孔隙率：

指粒子之间的空隙占包含孔隙的食品的整个体积的百分比。

6、孔隙比：

指粒状食品之间的空隙体积与食品实际体积之比。

7、曲率半径:

例题：

已知小麦粒大直径为6.02mm，中径为2.79mm，小直径为2.54mm。

以小直径和中径均值2.67为H。

求最大、最小曲率半径。

解：

最大曲率半径=（2.672+6.022/4）/（2×2.67）=3.15mm

最小曲率半径=2.67/2=1.34mm

第4章、食品质构

1、质构的概念（ISO）：

食品质构是指，用“力学的、触觉的、可能的话还包括视觉的、听觉的方法能够感知的食品流变学特性的综合感觉”。

2、检测方法分类：

感官检验和仪器测定，其中仪器测定又分为基础力学测定法和半经验模拟测定法

3、质构评价术语会对各大类举例：

a）一般概念：

结构、组织，质构、质地，

b）与压缩拉伸有关的术语：

硬、柔软、坚韧、柔韧、筋道、脆、弹性、可塑的

c）与食品结构有关的术语

i.颗粒的大小和形状：

滑润的、细腻的、粉状的、多疙瘩状的

ii.结构的排列和形状：

薄层片状的、纤维状的、多筋的、泡沫状的、海绵状的

d）与口感有关的术语：

浓的、干的、潮湿的、多汁的、油腻的

4、质构的TPA曲线

5、知道几种常用的质地测试仪器（拉伸、压缩）

a）压缩破坏性测试仪器：

力能测试仪、质地测试仪、压缩已

b）间断性测试仪：

柔嫩度仪、冲孔测试仪

c）切入型仪器

d）插入型仪器

e）搅拌型仪器

f）切断型测试仪器：

流变仪

g）剪压测试仪器

6、请比较仪器测定与感官评定其相关性等（感官可区分不同液体吗）

7、感官检验的方法：

差别试验、阈值试验、排列试验、分级试验、描述试验、消费者试验

第5章、食品的流变特性

1、流变学（Rheology）：

是研究物质的流动和变形的科学，它与物质的组织结构有密切关系。

2、流变学的研究内容:

3、物性学定义及主要研究内容:

是以食品（包括食品原材料）为研究对象，研究其物理性质的一门科学。

主要内容：

重点论述食品和食品原料的物理特性和工程特性，如流变特性、质构、光特性、介电特性和热特性等。

农产品加工中的物性问题：

包括散粒体特性、农产品损伤以及清选分级方面的物性问题。

4、粘性viscosity：

阻碍流体流动的性质称为黏性。

5、影响液态食品粘度的因素：

温度、分散相、分散介质、乳化剂

6、牛顿流体：

非牛顿流体：

a）假塑性流体：

b）胀塑性流体：

7、剪切应力和剪切速率的理解（剪切粘度）

剪切应力σ可定义为：

（单位Pa）

牛顿黏性定律指出：

流体流动时剪切速率与剪切应力成正比关系，即：

式中：

比例系数η称为黏度，是液体流动时由分子之间的摩擦产生的。

黏性是物质的固有性质。

上式也是黏性的基本法则。

8、分散系统的组成：

分散相、分散介质

9、分散系统的特点：

分散体系中的分散介质和分散相都以各自独立的状态存在，所以分散体系是一个非平衡状态，每个分散介质和分散相之间都存在着接触面，整个分散体系的亮相接触面面积很大，体系处于不稳定状态。

10、分散系按分散粒大小分：

分子分散体系胶体分散体系粗分散体系

11、乳胶体：

一般是指两种互不相溶的液体，一方为微小的液滴，分散在另一方液体的胶体中。

根据分散相和连续相的不同可以分为水包油型（O/W）和油包水型（W/O）。

12、影响液态食品粘度的因素：

温度、分散相、分散介质、乳化剂

13、动粘弹性：

给粘弹性体施以振动，或施以周期变动的应力或应变时，该粘弹性体所表现出的粘弹性质。

静粘弹性：

应力和应变恒定，不是时间的函数时，该粘弹性体所表现出的粘弹性质。

14、粘性的应力--应变图

第1章、绪论

1、无损检测的定义，其按原理和检测方法的分类：

无损检测:

（非破坏性检测）在不破坏待测物原来的状态、化学性质等前提下，为了获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方

法。

2、无损检测的方法：

射线检测、电学和电磁检测、计算机图像处理、声和超声检测、光学方法检测、力学方法检测。

3、无损检测的步骤:

①选择合理的检测系统和检测系统的参数设定。

②收集包括可能出现的所有状态的样本，一般需要量在50～80个左右，其中一部分用作定标方程的建立，另一部分用作对定标方程的检验。

③按统一的检测方法对全部样本进行物理信息的测定。

④按国家标准或行业标准用法定的化学方法测量全部样本的待测成分的含量。

⑤运用化学计量学方法建立定标样本化学测量值与物理检测数据之间的定标方程；⑥将预测样本的物理检测数据代人定标方程计算出待测成分的理论计算值。

⑦进行预测样本的预测计算值与化学测量值之间的误差计算与分析，若误差不能达到预定的要求，则需要改变定标方程的建立方

法，返回到第⑤步重新建立定标方程。

4、食品品质包括的内容：

①一是反映物体外表特征的外部品质；（表面颜色、表面光泽、表面平整度、物体的外表形状以及尺寸大小等内容）

②二是反映物体基本物理性质的品质；（质量、密度、弹性、硬度和黏度等内容）

③是反映物体内部特征的内部品质。

（安全性、成熟度、新鲜度、营养成分的组成、味觉、口感、病虫害的检测等内容）

第2章、力学特性检测

1、超声波检测的主要技术参数：

高能量超声波：

频率小于100kHz,用于破坏对象的组织结构，如清洗设备和管道、破坏生物细胞、化学反应的乳化。

低能量超声波：

频率介于100-200kHz，无损检测。

2、超声波检测技术：

超声波的声速检测、超声波的振幅衰减

第3章、电学特性检测

1、电特性检测用到的主要设备：

是LCR和LCZ。

LCR：

代表电感、电容、电阻，指用来测试电感、电容、电阻的。

LCZ：

代表电感、电容、阻抗，也就是用来测试电感、电容、阻抗。

2、常用方法主要有四种：

切片法、突刺法、接触法和非接触法。

切片法是将被测物料加工成规则的形状后，放人平行电极间检测其电特性；

突刺法是将针状电极刺人被测的物料中检测其电特性；

接触法是将被测物料直接放人平行电极且保持电极与物料的接触，检测其电特性；

非接触法则是将被测物料放于一组平行电极间，在不与电极直接接触或通过其他介质（如采用水槽）的情况下检测物料的电特性。

切片法主要适用于可切成片的水果、面食制品等，突刺法和接触法以及非接法则能适用几乎所有的食品与农产品的快速检测，并且不受其形状的影响。

3、电子特性（含水量的检测、主要的电特性系数、设备方法）：

a）含水量的检测：

根据物料介电常数的不同来测定食品与农产品物料的含水率，介电常数越大，物料的含水率越高

b）主要参数：

1　电磁场：

在真空中电磁波的波长与频率/的关系可用下式表示：

λ——电磁波的波长，m；f——电磁波的频率，Hz；c——真空中光速，c=3×108m/s。

2　电阻与电阻率：

电阻：

是与物体的形状或大小有关的物体常数。

电阻率ρ：

是物质常数，即它与组成物体的物质属性有关，与物体的大小或形状无关。

电阻棒长为d，截面积为S。

3　电容与介电常数：

C——电容器的电容量，F；

Q——电容器蓄积的电量，C（库仑）；

V——两极间的电压，V；

D——两极间的距离，m；

S——电极的表面积，m2；

εr——物质的相对介电常数=材料介质的电容量\真空介质的电容量

ε0——物质的真空介电常数，F/m。

4　阻抗与复电容量

5　介电损耗：

介质在电场作用下发热而消耗的能量，称为介电损耗。

介质耗散还和介质的介电性质有关。

在电场中介质引起的耗散可用单位时间、单位体积介质放出的热能表示：

Q：

电场消耗的功率，W/cm2；

f：

电场频率，Hz；

E：

电场强度，V/m；

ε：

物质的介电常数，F/m;

tanδ：

介电损耗角的正切。

ε、tanδ称为介电损耗因数，是反映材料介电性质的参数，它与电场频率以及材料结构有关。

4、电特性检测的主要内容：

电阻率、电导率、电容量、介电常数等项目。

5、电介质的极化：

外电场作用下，电介质显示电性的现象。

第4章、光学特性检测

1、光的本性：

在电磁波谱中:

紫外光：

波长200-400nm;

可见光：

波长400-780nm;

红外光：

波长0.78-1000um。

0.78-2.5um——2.5-40um——40-1000um

近红外区中红外区远红外区

2、光与食（农产）品物料的相互作用特点:

食品与农产品物料的光学特性：

指物料对投射到其表面上的光产生反射、吸收、透射、漫射或受光照后激发出其他波长的光等的性质等。

3、光学特性检测的模式主要有透射光谱检测和反射光谱检测。

4、光密度：

OD[OD＝lg（I0／Ir）]表示入射光能对透射光能的比值大小。

物料的光透过度越低，则光密度越高。

5、光特性检测应用：

1）缺陷检测

缺陷是涉及缺少关于完整性必需的东西，或是出现了有损于完整性的某些东西。

如挑剔米粒中的石子和黄黑米粒等。

（2）成分分析

水分、脂肪、蛋白质、氨基酸、糖分、酸度等化学成分的含量，用于品质的监督和控制。

如：

近红外光谱分析技术。

（3）成熟度与新鲜度分析

果蔬产品成熟度和新鲜度检测，成熟阶段总是与某种物质的含量有密切关系，并表现出表面或内部颜色的不同。

综合而言：

光学特性检测技术的应用是为了测定品质指标，最终目的是对食品物料进行自动化分级、分类和分选，获得总体质量等级的提高。

即从合格物料中剔除缺陷品；

按物料中某种成分含量进行分类；

把成熟度不同的产品进行分类，以便分别贮藏和销售。

6、光学特性检测系统：

光源（辐射源部分）、光学光路、光电检测单元、电子电路、数据采集单元、数模转换单元、数据处理单元、计算机控制、数据输出和存储单元等组成。

7、光源、分光部件和探测器都是不可缺少的三个最主要的单元.

8、光源：

①热辐射光源。

由物体温度升高而发光的光源，如太阳、黑体、白炽灯和卤钨灯等；②气体放电光源。

电流通过气体（包括金属蒸气）而发光的光源，如荧光灯、汞灯、氙灯等；③固体发光光源.如场致发光灯，半导体发光二极管等；④激光器。

9、近红外光的应用：

近红外光谱主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化学键的信息，因此分析范围几乎可覆盖所有的有机化合物和混合物。

10、几种CIE表色系统，各自的简单特点，优缺点：

CIE建立了更方便的XYZ表色系，亦称XYZ制。

XYZ表色系由于有以下优点，所以成为目前唯一通用的国际标准制表色系统：

（1）所有实际颜色的色度坐标都是正值;

（2）RGB系的G最亮，而其它原色亮度很低。

（3）XYZ系改正了这一缺点。

使y坐标代表明度，而X与散与明亮度无关。

即所有色光的明亮度由y值决定;

（4）原色X、y、Z等量时，也可得到等能量光谱的白光。

XYZ表色系的等色函数如图6-16所示。

作为色品的国际标准，以XYZ表色系为基础的1931色品图固然有很多优点，但存在着一个色品辨别阈不均匀的问题

第5章、计算机视觉检测

1、模拟图像：

指空间坐标和明暗程度都是连续变化的图像。

数字图像：

是一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般用整数）表示的图像。

2、数字图像处理的基本内容

①图像信息的获取。

通过图像采集装置获取待研究物体图像，并借助图像处理专用硬件将其转换成适合计算机处理的数字信号。

②图像信息的存储。

一般作档案存储主要采用磁盘、光盘等。

③数字图像处理。

计算机图像处理的概念，用计算机对图像进行各种操作,包括图像增强、分割、描述、分析、识别等一系列处理。

④图像信息的输出与显示。

图像处理的最终信息的显示和输也是不可缺少的环节。

3、RGB颜色模型

R：

红色，RED，700nm

G：

绿色，GREEN，546nm

B：

蓝色，BLUE，435.8nm

R、G、B成分与人的颜色感觉无直接联系。

RGB模型用三维空间中的一个点来表示一种颜色。

每个点有三个分量，分别代表该点颜色的红、绿、蓝亮度值，亮度值限定在［0,1］。

在RGB模型立方体中，原点所对应的颜色为黑色，它的三个分量值都为零。

距离原点最远的顶点对应的颜色为白色，它的三个分量值都为1。

从黑到白的灰度值分布在这两个点的连线上，该线称为灰色线。

立方体内其余各点对应不同的颜色。

彩色立方体中有三个角对应于三基色——红、绿、蓝。

剩下的三个角对应于三基色的三个补色——黄色、青色（蓝绿色）、品红（紫色）。

4、HIS颜色模型

H：

色度，hue

I：

明度，intensity

S：

饱和度，saturation

与人的颜色感觉一致，有利于图形处理。

色相环：

描述了色相和饱和度两个参数。

色相由角度表示，它反映了该彩色最接近什么样的光谱波长。

一般假定：

0°表示的颜色为红色；120°为绿色；240°为蓝色。

0°到240°色相：

覆盖了所有可见光谱的彩色；240°到300°之间：

为人眼可见的非光谱色（紫色）。

饱和度是指一个颜色的鲜明程度.饱和度越高，颜色越深,如深红，深绿。

饱和度参数是色环的原点（圆心）到彩色点的半径的长度。

由色相环可以看出:

环的边界上纯的或饱和的颜色，饱和度值为1。

在中心是中性（灰色）阴影，饱和度为0。

5、一般，当限定数字图像的大小时,为了得到质量较好的图像可采用如下原则：

（1）对缓变的图像，应该细量化粗采样，以避免假轮廓。

（2）对细节丰富的图像，应细采样粗量化，以避免模糊（混叠）。

第6章、人工嗅觉与人工视觉

1、人工嗅觉系统的优缺点，检测系统组成：

电子鼻优点：

1.电子鼻具有新颖的仿生检测技术，与传统成分分析仪器不同，它根据测定样品气味的整体信息，产生“指纹”图谱，提供样品的隐含性质。

2.电子鼻测定速度快，一般仅需几分钟，能及时反馈信息，调整生产流程中的各项工艺条件，确保质量评价（QA）和质量管理（QC）指标，从而使产品质量得到保.

3.电子鼻测定范围广。

它不仅能测定气体、液体，而且也能测定固体等各种形态的样品。

样品不需前处理，极少使用各种有机溶剂，是一项“绿色”检测技术。

4.避免了靠人体感官测定中的主观因素及其它的人为误差，提高测定的精确度，而且可以避免人工测定嗅味中因吸入样品对健康带来影响。

5.测试结果都基本上代表样品的整体性。

气相色谱法（GC）、色谱-质谱联用技术（GC-MS）与电化学方法是是经样品分离后的结果，而且时效性和成本上需要考虑。

2、电子鼻基本组成：

气敏传感器阵列、信号与处理单元、模式识别单元

3、电子舌应用：

新产品研发和质量监控、米及谷物产地和新鲜度的区分、电子品酒师工作之一、葡萄酒中不纯气味的检测.

4、主要代表味觉、物质

膨压：

当水进入植物细胞后，使细胞产生向外施加在细胞壁上的压力，称为膨压。

食品品质包括感官品质和内在品质