食品的物理特性
2、细胞状食品的质地及与其保藏的关组织 的性状与食品品质密切相关。 常见的细胞状食品有水果和蔬菜及其制品 等,在贮藏中最易变化的质地是硬度。
硬度计
一般而言,新鲜果蔬的硬度较大,随贮藏时间延长, 果蔬的硬度逐渐下降,品质发生劣变,最终导致软 化、腐烂。 果蔬的硬度主要由果实的细胞壁结构物质(纤维素、 半纤维素、木质素和果胶等)决定的,因此果蔬的 硬度在保藏过程中的变化主要与细胞壁结构物质的 降解引起的软化有关。
(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。
第一章
食品的特性
第二节
食品的物理特性
食品中含有无机物、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。 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;
(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。 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。
电子粉质仪
粉质图
粘度计(美国博利飞公司)
嫩度仪
(三)食品质地与食品保藏性的关系
食品质地包括的内容非常广泛,它在食品贮藏过 程中的变化及其与食品保藏性的关系,也因食品 本身的组成、结构、物理和化学性质不同而异。
1、液态食品的质地 (1)液态食品中水的稳定性 液态食品以水为分散介质,由于水占绝大部分,因 此其稳定性在很大程度上取决于水的状态。 维持水溶液稳定的力有:分子间力、静电引力、氢 键结合力。 大量实践证明,许多食品溶液包括酒、调味料、饮 料等,其物理性质和滋味都与水的状态有关。
(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。
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。
由于有视觉、手指、口腔、舌头等许多感觉敏锐器 官的参与,感官评价食品质地往往比使用仪器判断 更为综合和直接。但是,感官评价毕竟是主观的测 定方法,不可避免地掺杂着主观随意性。
为了提高感官评价质地的准确性、再现性,必须对 质地的评价术语进行规范化整理,对每个表现质地 的用语制定出量化的尺度。
表1 感官质地术语量化标准
(二)固态与半固态食品
依据组织形态,固态和半固态食品又可分为凝胶状 食品、组织状食品、多孔状食品及粉体食品等。 1、凝胶状食品 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)。凝胶放臵过程中,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)。
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 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。
堆积,也可以像液体那样充填在各种形状的容器中。
二、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。 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。
陈酿的酒口感温和,没有勾兑而成的速成酒辣,酒精挥发也 慢一些,就是由于在长期存放中水的分子团结构与乙醇分子 形成了紧密络合。 烃类化合物无论碳原子有多少,只要含有大量-OH,就会形 成氢键而与水分子团融为一体,糖类易溶于水的原因就在于 此。砂糖由于可与水形成一定结构,也就意味着减少了水分 子与其他物质结合的机会。因此当在淀粉糊中加入糖时,淀 粉的糊化就会变得困难,而且糊化了的淀粉老化也比较慢。 蛋白质的变性也需要水,因此当砂糖存在时,蛋白的变性也 会减慢。
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。
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。
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;
面粉粉质仪
米饭、年糕、面团
嫩度仪
强度仪 质地测试仪 (压缩仪) 剪压测定仪
剪断力、最大剪切力 纤维状食品 、硬度
硬度、屈服值
肉片、绿笋、汉堡 包
高脂肪食品、凝胶 果冻、干酪、鱼糕 状食品
压力、弹性力、黏度 奶油、干酪、汉堡 、破坏力、脆度、硬 固体、半固体、多 包、黄瓜、胡萝卜 度、凝聚性、胶弹性 孔性食品 、果冻 、咀嚼性 剪断力、压缩力 纤维状食品 蔬菜、水果、肉
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
松脆花生糖=7
软式面包=7
(40%面粉)面团=1 (60%面粉)面团=7 含水植物油=1 花生酱=5
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,结果也常常很不稳定。
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。
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。