食品感官评价教学案例.ppt

三、黏弹性 （一）黏弹性基本概念 许多食品属于固体或半固体。当给它们施以作用力时，会发生相应的变形，去掉作用力后，又会发生弹性恢复。如果弹性恢复可以完全回到原来的状态，称之为完全弹性；如果不产生弹性恢复，则是流动。 第二章 食品的力学基础第二节 食品流变学 （3）压缩强度：物质所能承受的最大压缩应力，即试验时试样能承受的最大荷重与最初断面积之比。 （4）弹性率：在弹性极限范围内，应力和应变之比。当应力和应变为非线性关系时，定义了以下弹性率。a．初始切线弹性率：应力-应变曲线在原点处的斜率。b．切线弹性率：在曲线上某一点，曲线的斜率，亦称瞬时弹性率。c．正割弹性率：从曲线上任一点到原点的连接直线的斜率，亦称表观弹性率。d．弦弹性率：应力-应变曲线上任意两点之间弦的斜率。 当给食品物质持续加载时，不仅要变形，而且还会发生断裂现象。实际上人们对食品进行压、拉、扭、咬、切时，食品的变形逐渐增大，但一般并非线性变形，而是发生大的破坏性变形。对于具有这样性质的物体，人们往往用一定载荷进行断裂强度和蠕变试验。 由于断裂现象同试样的组织结构有敏感的关系，因此，在测定断裂强度时，对试样要进行严格处理，并且要取大量数据进行平均，然后从概率角度去讨论。在进行断裂试验时需要掌握以下概念。 （1）屈服点（yield point）：当载荷增加，应力达到最大值后，应力不再增加，而应变依然增加时的应力点。并非所有物质都有屈服点。 （2）屈服强度（亦称弹性极限）：应变和应力之间的线性关系，在有限范围内不再保持时的应力点。当用偏离法求解时，一般认为偏离直线的变形为变形量的0.2%时，称为屈服强度点。 （3）生物屈服点：应力-应变曲线中，应力开始减少或应变不再引起应力增加的点。一般生鲜食品都具有生物屈服点。在此点，物质的细胞构造，开始受到破坏。生物屈服点一般都出现在曲线的直线部分以后。 （4）破断点：在应力-应变曲线上，作用力引起物质破碎或断裂的点。作为生物物质破断，它包括壳和表皮的破裂、整体碎裂、表面产生断裂裂缝等。生物屈服点通常属于物质的微观应变，而破断点属于物质的宏观应变。 对于脆性物质，破断点往往出现在曲线的初期部分，而强韧（坚韧）性食品物质，破断点的出现往往很晚，也就是在物质出现塑性流动之后很久才出现。据此，食品物质的断裂通常可分为“脆性断裂”和“延性断裂”。 （5）脆性断裂：屈服点与断裂点几乎一致的断裂情况，称为脆性断裂。饼干、琼脂、牛油、巧克力、花生米等属于脆性断裂。 （6）延性断裂：指塑性变形之后的断裂。食品中这种断裂也很多，如面包、面条、米饭、水果、蔬菜等。 （7）断裂能：脆性断裂时，应力在断裂前所作的功。 （8）刚度：当变形未超出弹性极限时，刚度为应力-应变曲线的初期斜率，即弹性模量。当应力和应变为非线性关系时，刚度即为表观弹性率，也就是初期切线弹性率、割线弹性率或切线弹性率。 （9）弹性：物质恢复原形的能力。 （10）塑性：物质产生永久变形的性质。 （11）弹性度：物质在去掉外力作用后，弹性变形和总变形量之比。 弹性度 = Se /（Sp + Se） （12）强度：物质承受施加外力的能力。 （13）生物屈服强度：达到生物屈服点的应力。 （14）坚韧性（强韧性）：使物质达到破断时所需要作的功，它是应力和应变曲线之间包围的面积。用力-变形曲线时一定要对试样的大小、形状和作用力面积进行考虑。相当于脆性断裂时的断裂能。 （15）弹性能：物质以弹性变形的形式保存的能量。它等于曲线的直线部分与横轴所包围的面积，或回弹曲线与横轴所包围的面积。 （16）力学滞后：从载荷的加载到卸载过程中物质吸收的能量，是当产生塑性变形时，应力-应变曲线回路中包围部分的面积。力学滞后表示能量的损耗。是物质在变形过程中转化为热能的损失。 （17）应力松弛：试样在瞬时变形后并保持变形时，应力随时间的经过而消失的过程。 2．弹性变形 弹性本来是反映固体力学性质的物理量。虎克定律：在弹性极限范围内，物体的应变与应力的大小成正比。其中的比例系数，对不同的物质有不同的值，称为弹性模量（或称弹性率）。弹性变形可归纳为 3 种类型： ① 受正应力作用产生的轴向应变； ② 受表面压力作用的体积应变； ③ 受剪切应力作用发生的剪切应变。 （1）弹性模量： 物体受正应力作用产生轴向的变形称拉伸（或压缩）变形。表示拉伸变形的弹性模量也称杨氏模量。设物体在拉伸变形时所受正应力为σ（Pa），所产生的应变为ε，据虎克定律： σ=E·ε 比例系数E称为杨氏模量，因为研究中弹性模量常指杨氏模量，所以杨氏模量也称弹性模量。由于ε量纲为1，所以E的量纲与σ相同为Pa。 在室温下，下列食品的杨氏模量分别为：小麦面团105Pa