【正文】 三維的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而形成的。水保持在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格中，全體失去流動性質(zhì)。經(jīng)過一段時(shí)間放置，網(wǎng)絡(luò)會逐漸收縮，并把網(wǎng)格中的水?dāng)D出來，把這種現(xiàn)象稱為離漿。 干凝膠：凝膠放置后，逐漸離漿脫水成為干燥狀態(tài)，稱為干凝膠。如干粉絲、方便面。 凝膠也是物質(zhì)的一種特殊狀態(tài)。介于固體和液體之間，有流動性非常接近液體的凝膠，也有剛性非常接近固體的凝膠，凝膠力學(xué)性質(zhì)的嚴(yán)格定義至今還沒有統(tǒng)一見解。 凝膠狀態(tài)在食品物性學(xué)中占有十分重要的位置：很多食品是在凝膠狀態(tài)下食用的。 凝膠狀態(tài)食品的力學(xué)性質(zhì)對其口感品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)（軟硬、嚼勁、筋道感、柔嫩感）起著決定的作用。 研究和改善食品的質(zhì)地，主要是研究凝膠狀態(tài)物質(zhì)的模型。 2 液態(tài)食品分散體系的粘度表示方法 粘性是液態(tài)食品最基本的特征，在研究液態(tài)食品的粘度時(shí)，為了方便，規(guī)定了一些不同定義的粘度。 （ 1）相對粘度 在一般情況下，分散體系溶液的粘度比分散介質(zhì)的粘度大。設(shè) η0表示分散體系介質(zhì)的粘度，η表示溶液的粘度 (表觀粘度 )，則 ηr稱為相對粘度。 （ 2）、比粘度 ηs 在同一溫度下，一般來說 η η0 ，相對于溶劑來說，體系粘度增加的分?jǐn)?shù)稱為比粘度。 （ 3）、換算粘度 ηd 換算粘度表示單位濃度的的液中粘度的增加比例。 有時(shí)用相對粘度的對數(shù)與濃度的比來表示換算粘度，即 （ 4）特性粘度 換算粘度表示在一定濃度的分散相中由子很多分散粒子的相互作用而增加的粘度對每個粒子進(jìn)行平均分配的結(jié)果。如果忽略粒子間的相互作用，可用如下極限粘度來表示，即基本反應(yīng)了溶質(zhì)分子和溶劑分子的內(nèi)摩擦。 3 影響液態(tài)食品粘度的因素 (1)溫度的影響 :液體的粘度是溫度的函數(shù)。在一般情況下，溫度每上升 1℃ ，粘度減小 5%l0%。粘度和溫度的關(guān)系可以用 Andrade方程表示 : 式中， T—— 熱力學(xué)溫度； A—— 常數(shù)； B—— H與 R的比值； △ H—— 表面激發(fā)能； R—— 氣體常數(shù)。 下圖表示一種高粘度牛頓液體的粘度一溫度關(guān)系的實(shí)測例。對于非牛頓液體，粘度和轉(zhuǎn)速有關(guān)。所以，測定各種轉(zhuǎn)速下的粘度一溫度關(guān)系，就會得到傾角不同的平行線。 (2)分散相的影響 :分散相的影響因素有分散相的濃度、粘度及形狀。 (a)分散相的濃度 :分散相為球形固體粒子的液體，影響其粘度的是分散相的體積分?jǐn)?shù)。愛因斯坦根據(jù)流體動力學(xué)方法，推導(dǎo)出如下公式 : 式中， θ—— 分散相的體積分?jǐn)?shù)； α—— 常數(shù)。 當(dāng)分散相為理想的剛體球，且粒子間沒有相互作用時(shí)，α取值為 。即當(dāng) a=， 上式 稱為愛因斯坦公式。 愛因斯坦公式是理想狀態(tài)的理論公式。當(dāng)粒子表面存在水化層或分散介質(zhì)吸附層、粒子變形、粒子有粘性時(shí)，該公式則不適用。但對很稀的懸浮液也可以近似地應(yīng)用此式。 對于具有一定濃度的液體，也就是說，當(dāng)分散相粒子濃度較高，粒子之間的碰撞、凝聚、聚合有可能使有效體積分?jǐn)?shù)發(fā)生變化時(shí)，布萊克曼推導(dǎo)出了一般化粘度公式 : 當(dāng)把括號內(nèi)的項(xiàng)展開成級數(shù)時(shí)，上式變?yōu)椋? 是帶有附加濃度修正項(xiàng)的愛因斯坦方程式。懸濁液濃度和表觀粘度曲線的形狀，在較低濃度時(shí)接近于一條直線，但隨著濃度的增加而不斷上升，這與實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果是一致的。 (b)分散相粘度 :當(dāng)分散相為液體時(shí)，剪切力會使球狀的分散相粒子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而會引起內(nèi)部的流動。這種流動的程度與分散相的粘度有關(guān)。假設(shè)分散相的粘度為 η＇， Taylor 推出了如下流體動力學(xué)公式 : （ c)分散相的形狀 :對于粒子形狀的影響，有人推導(dǎo)出了含形狀因子的公式 : 式中， F— 形狀因子 。 ρ1— 濃度，單位體積微粒質(zhì)量(kg/m3)。 ρ2— 微粒密度 (kg/m3)。 （ 3)分散介質(zhì)的影響 :無論是從愛因斯坦公式分析，還是從實(shí)際液體考慮，對乳濁液粘度影響最大的當(dāng)然是分散介質(zhì)本身的粘度。與分散介質(zhì)本身粘度有關(guān)的影響因素主要是其本身的流變性質(zhì)化學(xué)組成、極性、 pH以及電解質(zhì)濃度等。 （ 4)乳化劑的影響 :乳化劑對乳濁液粘度的影響，主要有以下幾方面 : ① 化學(xué)成分，它影響到粒子間的位能 。 ② 乳化劑濃度及其對分散粒子分散程度（溶解度 )的影響。它還影響到乳濁液的狀態(tài) 。 ③ 粒子吸附乳化劑形成的膜厚及其對粒子流變性 質(zhì)、粒子間流動的影響 。 ④ 改變粒子電荷性質(zhì)引起的黔度效果 。 ⑤ 穩(wěn)定劑的影響。 ? 請列出十種你常吃的食物，把他們按外觀、風(fēng)味（香氣和味道）、質(zhì)構(gòu)（通過身體的某些部位接觸而感知細(xì)膩程度、咀嚼時(shí)產(chǎn)生的聲音等特性稱為食品的質(zhì)構(gòu)）的重要性的順序排列。 液態(tài)食品的流變性質(zhì)測定 對液態(tài)食品來說無論是改善食用品質(zhì)還是提高加工性能，最重要的流變特性還是粘度。因此，粘度測量是研究液態(tài)食品物性的重要手段。做粘度測量時(shí)，一定要針對測定目的和被測對象的性質(zhì)正確選擇測定儀器。常見的測定方法有 :毛細(xì)管測定法、圓筒旋轉(zhuǎn)式測定法和錐板旋轉(zhuǎn)式測定法、落球式測定法、平行板測定法等。 1 毛細(xì)管粘度計(jì) (1)測量原理 : 根據(jù)圓管內(nèi)液體作層流流動建立的。 模型特征：特性處于恒穩(wěn)流動狀態(tài)，即體系中任何一點(diǎn)位置上的流動速度（大小和方向）不隨時(shí)間改變。 過程： (2)常見毛細(xì)管粘度計(jì)結(jié)構(gòu)及使用方法 :毛細(xì)管粘度計(jì)種類很多，一般可以分為三大類 :① 定速流動式 (活塞式 )，測定時(shí)，可使液體以恒定流速通過毛細(xì)管。適于測定粘度隨流動速度變化的非牛頓流體；②定壓流動式，通常以恒定氣壓控制毛細(xì)管中壓力維持不變，如槍式流變儀。適于測定具有觸變性或具有屈服應(yīng)力的流體；③位差式，流動壓力靠液體自重產(chǎn)生。這也是最常見的毛細(xì)管粘度計(jì)類型。它多用來測定較低粘度的液體。 （ a）奧氏粘度計(jì)：如圖所示。粘度計(jì)由導(dǎo)管、毛細(xì)管和球泡組成。毛細(xì)管的孔徑和長度有一定的規(guī)格和精度要求。球泡兩端導(dǎo)管上都有刻線 (如 M M2等 )，刻線之間導(dǎo)管和球泡的容積也有一定規(guī)格和較高精度要求。測定時(shí)，先把一定量 (一定體積 )的液體注入左邊管，然后，將乳膠管套在右邊導(dǎo)管的上部開口，把注入的液體抽吸到右管，直到上液面超過刻線 M1。這時(shí)，使粘度計(jì)垂直豎立，去掉上部膠管，使液體在自重下向左管回流。測定液面通過 M1至 M2之間所需的時(shí)間，即一定量液體通過毛細(xì)管的時(shí)間。往往需要測定多次，取平均值。通過對標(biāo)準(zhǔn)液和試樣液通過時(shí)間的測定，就可求出液體粘度。 (b)烏式粘度計(jì) :烏式粘度計(jì)的結(jié)構(gòu)與奧氏粘度計(jì)不同的是由三根豎管組成，其中右邊的第三根管與中間球泡管的下部旁通。即在球泡管下部有一個小球泡與右管連通。這一結(jié)構(gòu)可以在測量時(shí)，便流經(jīng)毛細(xì)管的液體形成一個氣懸液柱，也就是減少了因左邊導(dǎo)管液面升高對毛細(xì)管中液流壓力差帶來的影響。 測定方法是 :首先向左管注入液體，然后堵住右管，由中間管吸上液體，直至充滿上面的球泡。這時(shí)，同時(shí)打開中間管和右管，使液體自由流下。測定液面由 M1到 M2的時(shí)間。粘度值求法與奧氏粘度計(jì)相同。 烏式粘度計(jì)與奧氏粘度計(jì)相比有如下優(yōu)點(diǎn) :奧氏粘度計(jì)在液體流動時(shí)，由于左管液面上升對液柱的壓力差有較大影響，因此不僅誤差大，而且還要求每次加入的液量要準(zhǔn)確、一定。相比之下，烏式粘度計(jì)對加入液量精度的要求略低一些 2 圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) (1)測量原理 :設(shè)半徑為 Rb和 Rc的兩圓筒同心套疊在一起 (如圖 431所示 )外筒固定，內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)角速度為 ωb,內(nèi)筒在液體中的高度為 h，內(nèi)外筒底之間的距離為 l,則液體的粘度可能下面的的馬占列式方程計(jì)算 : 式中， M—— 作用于內(nèi)筒的力矩。 (2)圓筒粘度計(jì)的基本構(gòu)造及粘度測量 :圓筒粘度計(jì)一般由三個主要部分組成 :① 測量系統(tǒng) 。② 轉(zhuǎn)矩測量機(jī)構(gòu) 。③ 驅(qū)動機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的結(jié)構(gòu)和原理如圖 4－ 32所示。圖中 M為同步電動機(jī)， B為轉(zhuǎn)筒， C為外筒， P為指針，S為彈簧， T為傳感器。 3 錐板式粘度計(jì)（略） 落球法（略） 液體食品的彈性：曳絲性、威森伯格效果。 固態(tài)與半固態(tài)食品的流變特性 固態(tài)、半固態(tài)食品的流變學(xué)基礎(chǔ) 食品中有許多東西屬于固體和半固體。當(dāng)給它們施以作用力時(shí)，會發(fā)生相應(yīng)的變形，去掉作用力后，又會發(fā)生彈性恢復(fù)。實(shí)際的物質(zhì)，尤其是食品物質(zhì)，往往即表現(xiàn)的性質(zhì)，又表現(xiàn)粘性的性質(zhì)。即它們的力學(xué)性質(zhì)不像完全彈性體那樣僅用力與變形的關(guān)系來表示，還與力的作用時(shí)間有關(guān)。 食品的力學(xué)性質(zhì)由化學(xué)組成，分子構(gòu)造，分子內(nèi)結(jié)合、分子間結(jié)合、膠體組織，分散狀態(tài)等因素決定。因此，通過測定食品的粘彈性就可以把握以上食品的 狀態(tài)。 變形 粘彈性 變形 一般固體施以作用力，則產(chǎn)生變形；去掉力后，又會產(chǎn)生彈性恢復(fù)。把使之恢復(fù)的力稱為內(nèi)應(yīng)力。 如果去掉外力，內(nèi)應(yīng)力也消失，這種性質(zhì)也稱為彈性。 研究物體的變形以及粘彈性時(shí)，經(jīng)常用應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線 來分析。 屈服點(diǎn)：當(dāng)載荷增加，應(yīng)力達(dá)到最大值后，應(yīng)力不再增加，而應(yīng)變依然增加時(shí)的點(diǎn)。 塑性：物質(zhì)產(chǎn)生永久變形的能力。 破斷點(diǎn)：在應(yīng)力 應(yīng)變曲線上，作用力引起物質(zhì)破碎或斷裂的點(diǎn)，生物物質(zhì)的破斷，包括殼和表皮的破裂、整體脆裂、表面產(chǎn)生斷裂裂縫等。 食品的變形 把試樣放在萬能試驗(yàn)儀的固定板上，活動板以一定速率壓試樣時(shí)，食品的典型壓縮變形曲線如圖所示。圖中， OL為直線段， L稱彈性極限點(diǎn)，在彈性極限范圍內(nèi)，力與變形成正比，比例系數(shù)稱彈性模量。 Y為屈服點(diǎn)，達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，食品材料的一部分結(jié)構(gòu)單元被破壞，開始屈服并產(chǎn)生流動，發(fā)生屈服時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力。超過屈服點(diǎn)后增加應(yīng)變時(shí)應(yīng)力并不明顯增加，這個階段稱為塑性變形。繼續(xù)增加應(yīng)變，應(yīng)力也隨之增加，達(dá)到 R點(diǎn)時(shí)，試樣發(fā)生大規(guī)模破壞， R點(diǎn)稱為斷裂點(diǎn)，它所對應(yīng)的應(yīng)力稱為斷裂極限 (或斷裂強(qiáng)度 )。 食品的斷裂形式可以分為以下兩大類。 (1)脆性斷裂 :脆性斷裂的特點(diǎn)是屈服點(diǎn)與斷裂點(diǎn)一致。 （餅干、瓊脂、巧克力、花生米等） (2)塑性斷裂 :塑性斷裂的特點(diǎn)是試樣經(jīng)過塑性變形后斷裂。食品中這種斷裂也很多，如面包、面條、米飯、水果、蔬菜等。有些糖果，當(dāng)緩慢拉仲時(shí)產(chǎn)生塑性斷裂，急速拉仲時(shí)產(chǎn)生脆性斷裂。 2 食品的彈性 物體在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力后恢復(fù)原來狀態(tài)的性質(zhì)稱為彈性。撤去外力后形變立即完全消失的彈性稱為完全彈性。 彈性的大小滿足虎克定理即外力 F和變形量 d之間成正比關(guān)系， F＝ kd 式中比例系數(shù) k為彈性系數(shù)。在不同的場合有不同的定義和表示方式。 (1)彈性模量 (楊氏模量 ) 它是通過拉伸實(shí)驗(yàn)來確定的，即物體受正應(yīng)力作用產(chǎn)生軸向變形。 設(shè)當(dāng)沿著橫截面為 A、長度為 L的均勻彈性棒的軸線方向施加力 F時(shí)，棒伸長了 d,則單位面積的作用力 ζn為 ζn＝ F/A 式中， ζn—— 拉伸應(yīng)力（ N/m2)。單位長度的伸長量εn為 :εn＝ d/L εn稱為拉伸應(yīng)變。在彈性限度范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變之間符合虎克定律，即 ζn＝ Eεn 比例系數(shù) E稱彈性模量 (楊氏模量 )，單位是 N/m2 物理意義：物質(zhì)單位拉伸變形所需的力。 1/E：稱彈性柔量 J. (2)剪切模量 是通過剪切實(shí)驗(yàn)確定的。 固定立方體的底面，上面沿切線方向施加力 F時(shí)，發(fā)這種變形稱剪切變形。設(shè)立方體的上面移動距離為 d，與它對應(yīng)的角度高度為 H,則上面單位面積上的作用力ζη為 ζη＝ F/Aζη稱為剪切應(yīng)力。相應(yīng)的形變 εη為 εη＝ d/H＝ tanθεη稱為剪應(yīng)變。由虎克定律可得 ζη＝ Gεη＝ Gθ比例系數(shù)G稱為剪切模量，單位是 N/m2。 (3)體積模量設(shè)體積為 V的物體表面所受的靜水壓為 p,當(dāng)壓力由 p增大到 p+△ p時(shí)，物體體積減少了△ V。則體積應(yīng)變 εV為假設(shè)壓力的變化△ p和體積應(yīng)變 εV之間符合虎克定律，則式中， K為體積模量，它是材料的固有性質(zhì)，單位是 N/m2。 (4)泊松比把棒狀試樣沿軸線方向拉伸時(shí)，除了在軸方向發(fā)生拉伸應(yīng)變 εn外，橫方向也產(chǎn)生壓縮應(yīng)變 εe。且有下列關(guān)系 εe＝ － μεn 比例系數(shù) μ是物質(zhì)的固有常數(shù)，稱泊松比。它是無量綱的量。在拉伸或壓縮面團(tuán)、凝膠等食品的過程中，物體的體積不發(fā)生變化，則泊松比等于 。