第五六章食品质地学基础.ppt

第五章第五章 食品质地学基础食品质地学基础5.1食品质构概论食品质构概论5.1.1 食品质构的定义及研究目的食品质构的定义及研究目的⑴⑴ 食品质构的定义食品质构的定义          质构一词原指质构一词原指“编编”、、“织织”的意思，后来人们用来表示物质的意思，后来人们用来表示物质的组织、结构和触感等随着对食品物性研究的深入，人们对食品的组织、结构和触感等随着对食品物性研究的深入，人们对食品从入口前的接触到咀嚼、吞咽时的印象，即对食品的滋味、口感需从入口前的接触到咀嚼、吞咽时的印象，即对食品的滋味、口感需要有一个语言的表示，于是借用了要有一个语言的表示，于是借用了“质构质构”这一用语质构一词目这一用语质构一词目前在食品物性学中已被广泛用来表示食品的组织状态、口感及滋味前在食品物性学中已被广泛用来表示食品的组织状态、口感及滋味感觉等         较早的定义，较早的定义，“食品的质构是指眼睛、口中的皮肤及肌肉所感食品的质构是指眼睛、口中的皮肤及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等”，，ISO(国际标准国际标准化组织化组织)规定的食品质构是指用规定的食品质构是指用“力学的、触觉的、可能的话还包力学的、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”。

        需要明确指出的是，食品的质构是与食品的组织结构及状态有需要明确指出的是，食品的质构是与食品的组织结构及状态有关的物理性质它表示两种意思关的物理性质它表示两种意思:         第一，表示作为摄食主体的人所感知的和表现的内容第一，表示作为摄食主体的人所感知的和表现的内容;第二，第二，表示食品本身的性质表示食品本身的性质1       总之，食品的质构是与以下三方面感觉有关的物理性质总之，食品的质构是与以下三方面感觉有关的物理性质       ①①手或手指对食品的触摸感手或手指对食品的触摸感;       ②②目视的外观感觉目视的外观感觉;       ③③摄入食品到口腔后的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、摄入食品到口腔后的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、豁稠、酥脆、滑爽感等豁稠、酥脆、滑爽感等        按上述定义，食品质构是食品的物理性质通过感觉而得到按上述定义，食品质构是食品的物理性质通过感觉而得到的感知2食品质构有如下特点食品质构有如下特点:   　　①①质构是由食品的成分和组织结构决定的物理性质质构是由食品的成分和组织结构决定的物理性质;   　　②②质构属于机械的和流变学的物理性质质构属于机械的和流变学的物理性质;   　　③③质构不是单一性质，而是属于多因素决定的复合性质质构不是单一性质，而是属于多因素决定的复合性质;   　　④④质构主要由食品与口腔、手等人体部位的接触而感觉的质构主要由食品与口腔、手等人体部位的接触而感觉的;   　　⑤⑤质构与气味、风味等性质无关质构与气味、风味等性质无关;   　　⑥⑥质构的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示。

质构的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示　　总之，由食品的组织结构决定的质构特性是物理特性，主　　总之，由食品的组织结构决定的质构特性是物理特性，主要是人通过接触而感觉到的主观感知但为了揭示质构的本质要是人通过接触而感觉到的主观感知但为了揭示质构的本质以及更准确地描述和控制食品质构，可以通过仪器和生理学方以及更准确地描述和控制食品质构，可以通过仪器和生理学方法测定质构特性法测定质构特性 3⑵⑵研究目的研究目的        食品加工的目的是为了改变食品的质构比如小麦的质构硬食品加工的目的是为了改变食品的质构比如小麦的质构硬度太大，不仅口感不好，而且其消化吸收性和嗜好性也不好因度太大，不仅口感不好，而且其消化吸收性和嗜好性也不好因此人们把小麦加工成面粉，然后再制成面包等食品食用此人们把小麦加工成面粉，然后再制成面包等食品食用        可以说食品加工的目的之一就是经过适当处理，使食品原料可以说食品加工的目的之一就是经过适当处理，使食品原料所具有的固有组织变成感官效果较好的质构，即食品加工过程就所具有的固有组织变成感官效果较好的质构，即食品加工过程就是改善原料质构的固有性和原始性，增加其实用性、商品性和感是改善原料质构的固有性和原始性，增加其实用性、商品性和感官性。

所以说食品质构的研究是食品工程不可缺少的基础理论之官性所以说食品质构的研究是食品工程不可缺少的基础理论之一        评定食品品质有四种因素评定食品品质有四种因素        第一，外形，包括色彩、形状、大小、光泽等视觉感第一，外形，包括色彩、形状、大小、光泽等视觉感;        第二，滋味，包括气味、风味等决定的因素第二，滋味，包括气味、风味等决定的因素;        第三，质构第三，质构;        第四，是食品的营养价值第四，是食品的营养价值4        此外，食品的价格、方便性、包装也影响食品的品质此外，食品的价格、方便性、包装也影响食品的品质        在上述四种因素中前三种主要是直接的感觉判断，是感觉在上述四种因素中前三种主要是直接的感觉判断，是感觉性嗜好因素性嗜好因素         而营养价值是感觉无法决定的非感觉性嗜好因素，主要由而营养价值是感觉无法决定的非感觉性嗜好因素，主要由化学分析方法确定其营养价值化学分析方法确定其营养价值        食品的感觉性嗜好因素对选择和摄取食品起重要的作用，食品的感觉性嗜好因素对选择和摄取食品起重要的作用，是由人接触食品或把食品放进嘴里咀嚼时的感觉来决定的。

是由人接触食品或把食品放进嘴里咀嚼时的感觉来决定的5总之，研究食品的质构有以下几个目的总之，研究食品的质构有以下几个目的:     ①①解释食品的组织结构特性解释食品的组织结构特性;     ②②解释食品在加工和烹饪过程中所发生的物性变化解释食品在加工和烹饪过程中所发生的物性变化;     ③③提高食品的品质及嗜好特性提高食品的品质及嗜好特性;     ④④为生产功能性好的食品提供理论依据为生产功能性好的食品提供理论依据;     ⑤⑤明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系65.1.2 食品质构的分类及研究方法食品质构的分类及研究方法 ⑴⑴ 食品质构的分类食品质构的分类①①Szczesniak分类分类    由表可知，机械特性的一次特性由硬度、凝聚性、粘性、弹由表可知，机械特性的一次特性由硬度、凝聚性、粘性、弹性、粘附性组成；几何特性性、粘附性组成；几何特性 由粒子的大小、形状和集合状态组由粒子的大小、形状和集合状态组成；其他特性是水分含量和脂肪含量成；其他特性是水分含量和脂肪含量7②②Sherman分类分类     Sherman认为，人认为，人对食品的感觉评价是对食品的感觉评价是在包括烹饪在内的一在包括烹饪在内的一连串的摄食过程中进连串的摄食过程中进行的，对食品力学性行的，对食品力学性质的感觉是在动态流质的感觉是在动态流动过程中进行的。

动过程中进行的     因此，把整个摄食因此，把整个摄食过程分为四个阶段，过程分为四个阶段，即入口之前的感觉，即入口之前的感觉，口中的最初感觉，咀口中的最初感觉，咀嚼中的感觉和咀嚼后嚼中的感觉和咀嚼后的感觉，提出了如表的感觉，提出了如表5-3所示的质构剖析法所示的质构剖析法(所谓质构剖析法，是指用科学的方法对质构评价术语进行分类、所谓质构剖析法，是指用科学的方法对质构评价术语进行分类、定义，使之可以成为进行交流的客观信息定义，使之可以成为进行交流的客观信息)8⑵⑵食品质构的研究方法食品质构的研究方法　仪器测定是表现质构的重要方法之一　仪器测定是表现质构的重要方法之一 例如，食用面条时的例如，食用面条时的““筋道筋道””感是对品质评价的重要指标然感是对品质评价的重要指标然而对而对““筋道筋道””这一人人皆知却难以准确表示的感官指标，在面这一人人皆知却难以准确表示的感官指标，在面条、粉丝等工业化生产中是很难准确控制的利用食品质构的条、粉丝等工业化生产中是很难准确控制的利用食品质构的研究方法，用食品流变仪或其他专用仪器对研究方法，用食品流变仪或其他专用仪器对““筋道筋道””这一嗜好这一嗜好性指标进行定量表达，无疑会对以上产品的开发起到关键性作性指标进行定量表达，无疑会对以上产品的开发起到关键性作用。

用 与此类似的还有米饭的与此类似的还有米饭的““可口性可口性””，饼干类的，饼干类的““酥脆性酥脆性””，肉，肉类的类的““柔嫩性柔嫩性””等的模糊概念等的模糊概念 现代化的食品工业需要对以上特性用科学的客观的方法来进行现代化的食品工业需要对以上特性用科学的客观的方法来进行检测和控制检测和控制9 食品质构的研究方法主要有食品质构的研究方法主要有感官检验感官检验感官检验感官检验和和仪器测定仪器测定仪器测定仪器测定两种方法两种方法 食品质构的仪器测定方法分为基础力学测定法、半经验测定法和食品质构的仪器测定方法分为基础力学测定法、半经验测定法和模拟测定法模拟测定法 基础力学测定仪器基础力学测定仪器，即测定具有明确力学定义的参数的仪器，如，即测定具有明确力学定义的参数的仪器，如粘度计、基础流变仪等它们测出的值具有明确的物理学单位，如粘度计、基础流变仪等它们测出的值具有明确的物理学单位，如粘度、弹性率、强度等粘度、弹性率、强度等 基础力学测定法有许多优点，如定义明确，数据互换性强，便于基础力学测定法有许多优点，如定义明确，数据互换性强，便于对影响这一性质的因素进行分析等对影响这一性质的因素进行分析等。

它的缺点是很难表现对食品质构的综合力学性质，例如，面团的它的缺点是很难表现对食品质构的综合力学性质，例如，面团的软硬度、肉的嫩度等，很难用某一种单纯的力学性质来表达因此，软硬度、肉的嫩度等，很难用某一种单纯的力学性质来表达因此， 食品质构的仪器测定，食品质构的仪器测定，多属于半经验或模拟测定它与基础力学多属于半经验或模拟测定它与基础力学测定方法所不同的是，变形并非保持性变化的微小范围内，而测定方法所不同的是，变形并非保持性变化的微小范围内，而是非线性的较大变形或破坏性测定虽然用这些仪器所测得的数据，是非线性的较大变形或破坏性测定虽然用这些仪器所测得的数据，不如用基础力学测定法所测得的数据具有普遍性，但是实践证明用不如用基础力学测定法所测得的数据具有普遍性，但是实践证明用这种仪器测定的特征量能很好地表现出相应食品的质构这种仪器测定的特征量能很好地表现出相应食品的质构10        食品感官检验食品感官检验是指通过人的感觉器官评价食品特性的方法是指通过人的感觉器官评价食品特性的方法        在评价食品的感官特性时，首先应明确食品特性的表述语在评价食品的感官特性时，首先应明确食品特性的表述语言和表示特性差异的尺度。

用语言和尺度测定物质特性的方法，言和表示特性差异的尺度用语言和尺度测定物质特性的方法，称之为感官检验法〔见称之为感官检验法〔见5.2)       另外还应明确咀嚼和吞咽功能食物是通过咀嚼和吞咽送另外还应明确咀嚼和吞咽功能食物是通过咀嚼和吞咽送到胃中的通过测定咀嚼和吞咽功能来评价食品感官特性的方到胃中的通过测定咀嚼和吞咽功能来评价食品感官特性的方法称之为生理学方法〔见法称之为生理学方法〔见5.5)11        食品质构的综合评价方法如图食品质构的综合评价方法如图5一一3所示其中食品质构的所示其中食品质构的仪器测定和感官检验是使用最多的评价法仪器测定和感官检验是使用最多的评价法125.2 食品质构的感官检验食品质构的感官检验5.2.1 食品感官检验的定义和分类食品感官检验的定义和分类⑴⑴ 食品感官检验的定义食品感官检验的定义     所谓食品感官检验，就是以心理学、生理学、统计学为基础，所谓食品感官检验，就是以心理学、生理学、统计学为基础，依靠人的感觉依靠人的感觉(视、听、触、味、嗅觉视、听、触、味、嗅觉)对食品进行评价、测定对食品进行评价、测定或检验的方法或检验的方法    主要研究方法是，从大多数食用者当中选择必要的人选主要研究方法是，从大多数食用者当中选择必要的人选(称称评审员评审员)，让评审员在一定的条件下品尝食品后回答问题，对，让评审员在一定的条件下品尝食品后回答问题，对回答结果进行统计分析，给出统计结果。

回答结果进行统计分析，给出统计结果13⑵⑵食品感官检验的分类食品感官检验的分类    食品感官检验的方法分为食品感官检验的方法分为分析型感官检验分析型感官检验和和嗜好型感官检验嗜好型感官检验两种两种:    分析型感官检验分析型感官检验：把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或：把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或差别比如比如:检验酒的杂味；判断用多少检验酒的杂味；判断用多少人造肉人造肉代替香肠中的动物代替香肠中的动物肉时人们才能识别出它们之间的差别；肉时人们才能识别出它们之间的差别； 评定各种食品的外观、口味、评定各种食品的外观、口味、口感等特性口感等特性    嗜好型感官检验：嗜好型感官检验：根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法比如比如:何种甜度为饮料的最佳甜度；何种颜色为最佳电冰箱颜色等何种甜度为饮料的最佳甜度；何种颜色为最佳电冰箱颜色等     弄清感官检验的目的，要分清是利用人的感觉来测定物质的特性弄清感官检验的目的，要分清是利用人的感觉来测定物质的特性(分析型分析型)还是通过物质来测定人们嗜好度还是通过物质来测定人们嗜好度(嗜好型嗜好型)，是设计感官检，是设计感官检验的出发点。

验的出发点    例如，对两种冰淇淋，如果要研究二者的差别，那么可把冰淇淋例如，对两种冰淇淋，如果要研究二者的差别，那么可把冰淇淋溶解或用水稀释，在最容易检查出其差别的条件下进行检验；但如溶解或用水稀释，在最容易检查出其差别的条件下进行检验；但如果要研究哪种冰淇淋最受消费者欢迎，那么通常是在能吃的状态下果要研究哪种冰淇淋最受消费者欢迎，那么通常是在能吃的状态下进行检验进行检验 145.2.2 感官检验的准备感官检验的准备⑴⑴ 评审员评审员     评审员的感觉敏感度及对各种评价项目表现的准确程度决定感官评审员的感觉敏感度及对各种评价项目表现的准确程度决定感官检验的精度检验的精度     评审员分为分析型评审员和嗜好型评审员评审员分为分析型评审员和嗜好型评审员     分析型评审员分析型评审员主要用于识别特性的差异、特性的大小等因此尽主要用于识别特性的差异、特性的大小等因此尽量排除评审员个人所具有的情感，客观地进行评定检验试样的特量排除评审员个人所具有的情感，客观地进行评定检验试样的特性是目的，评审员只起到测定仪器的作用，故又称为客观型评审员性是目的，评审员只起到测定仪器的作用，故又称为客观型评审员。

    嗜好型评审员嗜好型评审员主要通过市场调查等调查个人的爱好上，因此其判主要通过市场调查等调查个人的爱好上，因此其判断属于情感领域，人的感觉或情感是检验的目的，故又称为主观型断属于情感领域，人的感觉或情感是检验的目的，故又称为主观型评审员    选择分析型评审员时，应考虑到他们的判断能力、动机、爱好和选择分析型评审员时，应考虑到他们的判断能力、动机、爱好和接受训练的程度等方面的情况选择对食品感官检验工作有兴趣，接受训练的程度等方面的情况选择对食品感官检验工作有兴趣，无食品偏爱习惯且具有较好的分辨能力的人另外，要求评审员要无食品偏爱习惯且具有较好的分辨能力的人另外，要求评审员要有责任心，具有一定的食品学、心理学、社会学等方面的知识有责任心，具有一定的食品学、心理学、社会学等方面的知识15以下条件可供选择评审员时做参考：以下条件可供选择评审员时做参考：   ①①年龄和性别年龄和性别    一般地说，年轻人的感觉敏感度高于老年人，而老年人比年轻人一般地说，年轻人的感觉敏感度高于老年人，而老年人比年轻人富有经验随年龄的变化，人的嗜好也发生变化因此做嗜好型感富有经验随年龄的变化，人的嗜好也发生变化。

因此做嗜好型感官检验要特别注意不同年龄段的嗜好性性别的不同也会使感觉敏官检验要特别注意不同年龄段的嗜好性性别的不同也会使感觉敏感度有所差别感度有所差别   ②②身体健康状况身体健康状况    选择健康的人患者可能会降低、失去或者改变感官感觉，甚至选择健康的人患者可能会降低、失去或者改变感官感觉，甚至有时会把苦味或者甜味说成咸味，把酸味说成无味因此，色盲、有时会把苦味或者甜味说成咸味，把酸味说成无味因此，色盲、严重鼻炎、口腔炎、胃肠炎患者及对某些食品过敏者都不能做评审严重鼻炎、口腔炎、胃肠炎患者及对某些食品过敏者都不能做评审员对于吸烟者，要求在试验前员对于吸烟者，要求在试验前0.5-1h停止吸烟对于试验时间，停止吸烟对于试验时间，建议安排在饭后建议安排在饭后2-3h内进行，避免过饱或饥饿状态试验前要洗手、内进行，避免过饱或饥饿状态试验前要洗手、漱口，参加试验时不要擦香水等漱口，参加试验时不要擦香水等 16    ③③能力能力    对于分析型评审员的能力有如下要求对于分析型评审员的能力有如下要求:      (a)对食品的各类特性对食品的各类特性(感觉内容感觉内容)具有分析判断的能力具有分析判断的能力;      (b)对各种特性具有较高的感觉灵敏度对各种特性具有较高的感觉灵敏度;      (c)对于各特性之间的差别具有敏感的识别能力对于各特性之间的差别具有敏感的识别能力;      (d)对于特性量值的大小具有准确的表达能力对于特性量值的大小具有准确的表达能力;      (e)对于特性具有准确的语言描述能力。

对于特性具有准确的语言描述能力     根据根据(d)项要求，在检验过程中评审员的评价尺度不能有变化项要求，在检验过程中评审员的评价尺度不能有变化但是实际上，比如用分级法但是实际上，比如用分级法(10分法分法)评分时，能否保证评分时，能否保证10分、分、9分、分、8分分……之间具有之间具有等间隔等间隔性，与此项能力关系很大性，与此项能力关系很大d)项所项所要求的能力显然是检验精度的保证要求的能力显然是检验精度的保证     (e)项与质构分类有关，要求在检验过程中必须明确术语的含项与质构分类有关，要求在检验过程中必须明确术语的含义或定义因此需要对评审员进行训练只有通过严格训练达到义或定义因此需要对评审员进行训练只有通过严格训练达到上述要求的专家，才可成为分析型检验评审员上述要求的专家，才可成为分析型检验评审员17    检验评审员是否合格的常用方法是检验评审员是否合格的常用方法是Spearman顺序相关系数检验顺序相关系数检验法其方法为法其方法为:    设设n个样品特性强度的实际排列顺序为个样品特性强度的实际排列顺序为Xi、、(i=1、、2...n)，，某评某评审员的实际判断顺序为审员的实际判断顺序为Yi，，它们的差为它们的差为di，，如下表所示。

如下表所示根据下式求根据下式求Spearman相关系数相关系数rs    当当 rs＜＜0时，无识别能力时，无识别能力    当当 rs＞＞0，，n＜＜10时，查时，查Spearman相关系数检验表相关系数检验表:        小于表小于表中的数值时，有判断能力中的数值时，有判断能力 18    当当U0＞＞l.645时，对信度时，对信度a＝＝5%，，有判断能力有判断能力;       当当U0＞＞l.645时，对信度时，对信度a=l%，，有极高的判断能力有极高的判断能力           本例中，本例中，n＝＝8，，对信度对信度a＝＝1%，，查表得查表得:          =12＜＜14，所以，所以可以判断评审员有识别能力可以判断评审员有识别能力     分析型评审组成员一般为分析型评审组成员一般为l0人左右对于嗜好型评审员，如果人左右对于嗜好型评审员，如果用于新产品开发，一般采用本单位评审员或者消费者评审员，对用于新产品开发，一般采用本单位评审员或者消费者评审员，对他们无需进行训练但要考虑到年龄、性别等对嗜好性的影响，他们无需进行训练但要考虑到年龄、性别等对嗜好性的影响，以便保证试验结果的代表性和可靠性。

嗜好型评审组成员一般要以便保证试验结果的代表性和可靠性嗜好型评审组成员一般要求求30人以上 n＞＞10时，可用下式计算时，可用下式计算U0：：19⑵⑵试验条件的准备试验条件的准备 ①①品尝室的设计和内部设施品尝室的设计和内部设施     品尝室要求安静、隔音、整洁、不受外界干扰且保持恒温、恒湿品尝室要求安静、隔音、整洁、不受外界干扰且保持恒温、恒湿和无异味，给评审员以舒适感和无异味，给评审员以舒适感    墙壁用白色或奶黄色，颜色太深会影响人的情绪墙壁用白色或奶黄色，颜色太深会影响人的情绪    房间大小可按现有的面积条件和品尝样品的次数而定，一般要求房间大小可按现有的面积条件和品尝样品的次数而定，一般要求44m2以上    室内灯光可采用普通日光灯，灯光强度不宜太暗，否则会影响评室内灯光可采用普通日光灯，灯光强度不宜太暗，否则会影响评审员的视力审员的视力     品尝室分单间式和圆桌式两种品尝室分单间式和圆桌式两种     单间式：单间式：是为了避免评审员相互之间干扰是为了避免评审员相互之间干扰(如交谈、面部表情等如交谈、面部表情等)把室内划分为几个小单间一般的感官检验室设有把室内划分为几个小单间。

一般的感官检验室设有6-7个单间可用个单间可用木板或塑料板隔断每一个单间设有品尝台和传送样品用的小门及木板或塑料板隔断每一个单间设有品尝台和传送样品用的小门及简易通讯装置例如简易通讯装置例如:当品尝完一个样品后评审员按一下开关，样当品尝完一个样品后评审员按一下开关，样品准备室内的信号灯就亮，研究人员来取走已经品尝完的样品，再品准备室内的信号灯就亮，研究人员来取走已经品尝完的样品，再送来待品尝的另一样品在品尝台上安装一个小洗漱盘和水龙头，送来待品尝的另一样品在品尝台上安装一个小洗漱盘和水龙头，用来冲洗品尝后吐出的样品用来冲洗品尝后吐出的样品    圆桌式：圆桌式：用于少数评审员边检验边交换意见用于少数评审员边检验边交换意见20②②试样准备室试样准备室　　试样准备室要与品尝室完全隔开，目的是不让评审员见到　　试样准备室要与品尝室完全隔开，目的是不让评审员见到样品的配置过程样品准备室的大小与设备取决于感官检验的样品的配置过程样品准备室的大小与设备取决于感官检验的项目内容要具备最基本的厨房设备，也可添加电烤箱、微波项目内容要具备最基本的厨房设备，也可添加电烤箱、微波炉、恒温箱等准备室应具有很好的排风系统，并且具有放置炉、恒温箱等。

准备室应具有很好的排风系统，并且具有放置足够样品的工作台足够样品的工作台 21⑶⑶试样的准备试样的准备    ①①试样的数量试样的数量:    待品尝的各种样品在数量上应相同，每种样品应有足够的数量，待品尝的各种样品在数量上应相同，每种样品应有足够的数量，保证最少品尝三次以上，以便提高结果的可靠性对于要求均匀保证最少品尝三次以上，以便提高结果的可靠性对于要求均匀取样的样品，要做研磨或打碎处理取样的样品，要做研磨或打碎处理     ②②试样的温度试样的温度:    高温食品使食感迟钝，低温食品使食感麻木一般认为，味觉高温食品使食感迟钝，低温食品使食感麻木一般认为，味觉试验的最宜温度为试验的最宜温度为20-21℃，但具体要根据对食品的饮食习惯而定但具体要根据对食品的饮食习惯而定对温度的设定要注意以下几点对温度的设定要注意以下几点:     a.汤类食品一般是吃热的，一般以汤类食品一般是吃热的，一般以74℃左右为宜左右为宜;     b.设定最容易检验出其质量差别的温度设定最容易检验出其质量差别的温度;     c.设定容易保持的温度设定容易保持的温度(如常温如常温);     d.设定不易产生感觉疲劳的温度设定不易产生感觉疲劳的温度;     e.设定样品不易变质的温度。

设定样品不易变质的温度     保温方法一般是利用热水浴、保温箱等食品的保温时间不易保温方法一般是利用热水浴、保温箱等食品的保温时间不易过长，否则会引起脱水干燥现象，其味道也可能发生变化过长，否则会引起脱水干燥现象，其味道也可能发生变化22     ③③试样呈送法试样呈送法     试样的排列顺序、品尝顺序、组合顺序对试验结果产生试样的排列顺序、品尝顺序、组合顺序对试验结果产生“顺顺序效应序效应”     例如，在例如，在3点试验法中，当试样个数为奇数时，选择放在中间点试验法中，当试样个数为奇数时，选择放在中间的试样的概率比两边高因此，在做排列试验时每次试验都要的试样的概率比两边高因此，在做排列试验时每次试验都要进行随机排列，尽量避免因排列顺序而产生的误差进行随机排列，尽量避免因排列顺序而产生的误差     又如，当品尝样品的顺序为由浓又如，当品尝样品的顺序为由浓(浓度或强度浓度或强度)至稀或者是由至稀或者是由稀至浓时，在对前者的评审中，对稀的分数也可能判得偏浓稀至浓时，在对前者的评审中，对稀的分数也可能判得偏浓;在在对后者的评审中，对浓的分数可能判得偏稀，所以，品尝顺序对后者的评审中，对浓的分数可能判得偏稀，所以，品尝顺序应采取随机化。

应采取随机化23     ④④器皿器皿     器皿需满足以下四项器皿需满足以下四项:    a.器皿的颜色、大小、形状、材质应该一致器皿的颜色、大小、形状、材质应该一致;    b.器皿的材质应无味、无臭一般地说，纸有纸臭味，塑料和器皿的材质应无味、无臭一般地说，纸有纸臭味，塑料和金属制品也有其特殊异味故最好要采用陶瓷或玻璃制品金属制品也有其特殊异味故最好要采用陶瓷或玻璃制品;    c.要洗净已用过的器皿，避免污染，保证洗净后无杂味要洗净已用过的器皿，避免污染，保证洗净后无杂味;    d.标记器皿的号码太小时标记器皿的号码太小时(如用如用1,2……9等数字等数字)容易使人记忆，容易使人记忆，也容易引起猜测，因此应该以多位数随机编号器皿也容易引起猜测，因此应该以多位数随机编号器皿(一般用一般用3位数位数)    在试验准备过程中，还应为评审员准备一杯漱口水、一些糖果在试验准备过程中，还应为评审员准备一杯漱口水、一些糖果和饼干在一般情况下，可用和饼干在一般情况下，可用25℃水洗漱掉口中样品的余味，然水洗漱掉口中样品的余味，然后再接着品尝下一样品如果食品的口味很浓，很辛辣，很油腻，后再接着品尝下一样品。

如果食品的口味很浓，很辛辣，很油腻，则可用茶水漱口或咀嚼些饼干、面包片、生蔬菜片则可用茶水漱口或咀嚼些饼干、面包片、生蔬菜片(如卷心菜如卷心菜)等等方法来清除口腔内的余味方法来清除口腔内的余味24⑷⑷试验方法的选择及问答票试验方法的选择及问答票   ①①试验方法的选择试验方法的选择    根据感官检验工作的目的和要求，可以选择适当的试验方法根据感官检验工作的目的和要求，可以选择适当的试验方法    试验方法的选择主要取决试验方法的选择主要取决 于食品的性质和评审员两方面的因素于食品的性质和评审员两方面的因素例如，对于辣味和刺激性比较强的食品，应该选择差例如，对于辣味和刺激性比较强的食品，应该选择差 别试验方法别试验方法比较合适，这样可以避免因为多次品尝而引起的感觉疲劳比较合适，这样可以避免因为多次品尝而引起的感觉疲劳   ②②问答票的设计问答票的设计   在试验过程中，向评审员提出什么样的提问是决定感官检验研在试验过程中，向评审员提出什么样的提问是决定感官检验研究价值的出发点对于不究价值的出发点对于不 完备的、无用的提问，无论怎样进行分完备的、无用的提问，无论怎样进行分析，所得的数据结果是毫无意义的。

析，所得的数据结果是毫无意义的    所以在认真品尝所以在认真品尝 和检验样品的基础上，科学地设计问答票是非和检验样品的基础上，科学地设计问答票是非常重要的问答票中的问题要明确，避免难于常重要的问答票中的问题要明确，避免难于 理解和同时有几种理解和同时有几种答案的提问，提问不应有理论上的矛盾，不应产生诱导答案，提答案的提问，提问不应有理论上的矛盾，不应产生诱导答案，提问不要太问不要太 多最好是在正式试验之前先拿出几个人进行预备试验，多最好是在正式试验之前先拿出几个人进行预备试验，征求他们对问答票的意见征求他们对问答票的意见 255.2.3 感官检验的方法感官检验的方法 ⑴⑴差别试验差别试验(differencetest) ⑵⑵阈值试验阈值试验(thresholdtest)        差别试验是对样品进行选择性的比较例如在贮藏试验中，差别试验是对样品进行选择性的比较例如在贮藏试验中，可以比较不同的贮藏时间对食品的味觉、口感、鲜度等质量指标可以比较不同的贮藏时间对食品的味觉、口感、鲜度等质量指标的影响        差别试验的试验方法主要有：差别试验的试验方法主要有：2点检验法、点检验法、1一一2点比较法、点比较法、3点检验法、点检验法、5中取中取2检验法等。

试验结果的分析常用查表法检验法等试验结果的分析常用查表法        阈值试验主要用于味觉的测定，主要测定阈值试验主要用于味觉的测定，主要测定:        刺激阈刺激阈(RL)—是指能够分辨出感觉的最小刺激量是指能够分辨出感觉的最小刺激量;        分辨阈分辨阈(DL)—是指感觉上能够分辨出刺激量的最小变化量是指感觉上能够分辨出刺激量的最小变化量;       主观等价值主观等价值(D5E)—主观上感觉到与标准刺激有相同感觉的主观上感觉到与标准刺激有相同感觉的刺激强度刺激强度        阈值试验的试验方法主要有极限法和定常法阈值试验的试验方法主要有极限法和定常法26⑶⑶排列试验排列试验(rankingtest)        排列试验是对食品的某一质量指标按顺序进行排列，并记上排列试验是对食品的某一质量指标按顺序进行排列，并记上1，，2，，3等数据它具有简单并且能够评判两个以上样品的特点它具有简单并且能够评判两个以上样品的特点       排列试验只是一个初步的分辨试验形式，它无法判断样品之排列试验只是一个初步的分辨试验形式，它无法判断样品之间的差别大小和程度试验结果的分析常用查表法和方差分析法。

间的差别大小和程度试验结果的分析常用查表法和方差分析法27⑷⑷分级试验分级试验(scaringtest)    分级试验是以某个级数值来描述食品的属性在排列试验中，两分级试验是以某个级数值来描述食品的属性在排列试验中，两个样品之间必须存在先后顺序而在分级试验中，两个样品可能属个样品之间必须存在先后顺序而在分级试验中，两个样品可能属于同一级数，也可能属于不同级数，而且它们之间的级数差别可大于同一级数，也可能属于不同级数，而且它们之间的级数差别可大可小    级数定义的灵活性很大，没有严格规定例如，对食品甜度，其级数定义的灵活性很大，没有严格规定例如，对食品甜度，其级数值可按右表定义对于食品的咸度、酸度、硬度、脆性、粘性、级数值可按右表定义对于食品的咸度、酸度、硬度、脆性、粘性、嗜好度或其他指标的级数值也可以类推当然也可以用分数，数值嗜好度或其他指标的级数值也可以类推当然也可以用分数，数值范围或图解来对食品进行级数描述范围或图解来对食品进行级数描述     对于茶叶进行综合评判的分数范围为对于茶叶进行综合评判的分数范围为:     外形外形(20分分)，香气与滋味，香气与滋味(60分分)，水色，水色(10分分)，叶底，叶底(10分分)，总，总分分100分。

分     总分大于总分大于90分为分为1级茶，级茶，81.90分为分为2级茶，级茶，71.80分为分为3级茶，级茶，61-70分为分为4级茶    在分级试验中，由于每组试验人员的习惯、爱好及分辨能力各不在分级试验中，由于每组试验人员的习惯、爱好及分辨能力各不相同，使个人的试验数据可能不一样因此要规定标准样品的级数，相同，使个人的试验数据可能不一样因此要规定标准样品的级数，使它的基线相同这样有利于统一所有试验人员的试验结果使它的基线相同这样有利于统一所有试验人员的试验结果28     分级试验的试验方法主要有评分法、成对比较法、模糊数学分级试验的试验方法主要有评分法、成对比较法、模糊数学法等试验结果的分析常用方差分析法试验结果的分析常用方差分析法29⑸⑸描述试验描述试验(descriptive test) 描述试验要求试验人员对食品的质量指标用合理、清楚的文字描述试验要求试验人员对食品的质量指标用合理、清楚的文字作准确的描述描述试验包括颜色和外表描述、风味描述、质构作准确的描述描述试验包括颜色和外表描述、风味描述、质构描述和定量描述描述和定量描述     一般用一般用3-8名评审员坐在一起描述试样的特性。

主要用于新产名评审员坐在一起描述试样的特性主要用于新产品的开发、品质管理和评审员的训练上品的开发、品质管理和评审员的训练上     通过感官检验能对食品的颜色、外表、风味和质构等进行比通过感官检验能对食品的颜色、外表、风味和质构等进行比较准确的描述，并且给予合理的分数较准确的描述，并且给予合理的分数    因为感觉器官中的任何一个器官的机能活动，不仅取决于对该因为感觉器官中的任何一个器官的机能活动，不仅取决于对该器官的直接刺激，而且还受到其他感觉系统的影响，即感觉器官器官的直接刺激，而且还受到其他感觉系统的影响，即感觉器官之间相互联系、相互作用所以，对食品的感官感觉是不同强度之间相互联系、相互作用所以，对食品的感官感觉是不同强度的各种感觉的总和不同刺激物对各器官的影响性质各不相同的各种感觉的总和不同刺激物对各器官的影响性质各不相同因此，在食品感官检验中，既要控制一定条件来恒定一些因素的因此，在食品感官检验中，既要控制一定条件来恒定一些因素的影响，又要考虑各种因素之间的相互关联作用影响，又要考虑各种因素之间的相互关联作用 30    目前常用的方法主要是定量描述特性试验法目前常用的方法主要是定量描述特性试验法(QDA)。

此法是此法是用特性和特性强度制作用特性和特性强度制作QDA图图(如图如图5一一4所示所示)，并利用该图，并利用该图的形态变化定量描述试样的品质变化的形态变化定量描述试样的品质变化31⑹⑹消费者试验消费者试验(consumer test)        生产食品的最终目的是使食品被消费者所接受和喜爱消生产食品的最终目的是使食品被消费者所接受和喜爱消费者试验的目的是确定广大消费者对某食品的态度费者试验的目的是确定广大消费者对某食品的态度        主要用于市场调查、向社会介绍新产品、进行预测等主要用于市场调查、向社会介绍新产品、进行预测等        由于消费者一般都没有经过正规培训，各人的爱好、偏食由于消费者一般都没有经过正规培训，各人的爱好、偏食习惯、感官敏感性等情况都不一致，故要求试验形式应尽可能习惯、感官敏感性等情况都不一致，故要求试验形式应尽可能简单、明了、易行，使得广大消费者乐于接受而且要保证有简单、明了、易行，使得广大消费者乐于接受而且要保证有较多的人数较多的人数(50-80人人)参加  325.3 食品质构的仪器测定食品质构的仪器测定5.3.1 质构测定仪质构测定仪        质构仪是模拟人的触觉，分析检测触觉质构仪是模拟人的触觉，分析检测触觉中的物理特征。

图中的物理特征图5一一5是食品工业中常用的是食品工业中常用的质构仪质构仪(MicroStableSystemsLtd.)，，在计算在计算机程序控制下，可安装不同传感器的横臂在机程序控制下，可安装不同传感器的横臂在设定速度下上下移动，当传感器与被测物体设定速度下上下移动，当传感器与被测物体接触达到设定的触发应力接触达到设定的触发应力(triggerfarce)或或触发深度时，计算机以设定的记录速度触发深度时，计算机以设定的记录速度(单单位时间采集的数据信息量位时间采集的数据信息量)开始记录，并在开始记录，并在计算机显示器上同时绘出传感器受力与其移计算机显示器上同时绘出传感器受力与其移动时间或距离的曲线由于传感器是在设定动时间或距离的曲线由于传感器是在设定的速度下匀速移动，因此，横坐标时间和距的速度下匀速移动，因此，横坐标时间和距离可以离可以自动转换，并进一步可以计算出被测物体的应力与应变关系由自动转换，并进一步可以计算出被测物体的应力与应变关系由于质构仪可配置多种传感器，因此，该质构仪可以检测食品多个于质构仪可配置多种传感器，因此，该质构仪可以检测食品多个机械性能参数和感官评价参数，包括拉仲、压缩、剪切、扭转等机械性能参数和感官评价参数，包括拉仲、压缩、剪切、扭转等作用方式，后面几小节简单介绍几种检测方法。

作用方式，后面几小节简单介绍几种检测方法33⑴⑴稠度检测稠度检测(consistency measurement)     图图5一一6(a)是稠度测量专用杯装置，杯直径是稠度测量专用杯装置，杯直径50mm，，三个压板直径三个压板直径分别为分别为35mm、、40mm和和45mm压板的选取根据被测物体的粘度和压板的选取根据被测物体的粘度和是否含有颗粒物质而定，一般粘度低，质构细腻的物体选择大一点是否含有颗粒物质而定，一般粘度低，质构细腻的物体选择大一点的压板，而粘度高，颗粒多的压板，而粘度高，颗粒多(如果酱如果酱)应该选择小压板测量杯内的应该选择小压板测量杯内的物体一般不超过杯容积的物体一般不超过杯容积的75%，压入深度也不要超过物体深度的，压入深度也不要超过物体深度的75%，以免与杯底碰撞图，以免与杯底碰撞图5一一6(b)是含水量不同的三种奶油稠度检是含水量不同的三种奶油稠度检测结果正的压力值表示奶油的坚实性，而围成的面积表示压入时测结果正的压力值表示奶油的坚实性，而围成的面积表示压入时所做的功负的压力值和面积表示奶油内聚力和克服内聚力所做的所做的功负的压力值和面积表示奶油内聚力和克服内聚力所做的功。

功ab(a)(b)34⑵⑵ 脆性检测脆性检测(crispnessmeasarement)     图图5一一7是检测脆性物体的传感器，是一个底部可以方便更换的是检测脆性物体的传感器，是一个底部可以方便更换的具有不同宽度长槽的底板试验时，脆性物体松散地放入容器内，具有不同宽度长槽的底板试验时，脆性物体松散地放入容器内，在探头的压缩下，脆性物体破碎并从底板长槽排出脆性物体的在探头的压缩下，脆性物体破碎并从底板长槽排出脆性物体的检测以往采用曲线上的峰数量，它表征物体的破碎程度检测以往采用曲线上的峰数量，它表征物体的破碎程度35    然而，近些年人们试验发现用然而，近些年人们试验发现用力力与与变形变形曲线的真实长度曲线的真实长度更能反映物体的更能反映物体的脆性    图图5一一8是是20℃下下25g马铃薯片的脆性马铃薯片的脆性检测结果统计表明，在触发应力为检测结果统计表明，在触发应力为20N条件下，可检测到的峰的数量为条件下，可检测到的峰的数量为(88士士7.1)个，而统计长度个，而统计长度L为为(1630.9士士4.4)，平均峰面积为，平均峰面积为(917.3士士43.1)N·s    参照图参照图5一一9及式及式(5一一3)，由专用软件，由专用软件自动计算出统计长度。

平均峰面积表自动计算出统计长度平均峰面积表征马铃薯片整体的韧性式中，征马铃薯片整体的韧性式中，F(x)为为纵坐标几何高度值，纵坐标几何高度值，n(x)为横坐标几何为横坐标几何长度值，虽然它们的单位分别是力的长度值，虽然它们的单位分别是力的单位和时间单位，但是这里仅仅取其单位和时间单位，但是这里仅仅取其几何长度，因此，统计长度的单位无几何长度，因此，统计长度的单位无意义36⑶⑶质构分析质构分析(TPA,texture profile analysis)     质构分析质构分析(TPA)实际上是让仪器模拟人的两次咀嚼动作，记录实际上是让仪器模拟人的两次咀嚼动作，记录并绘出力与时间的关系，并从中找出与人感官评定对应的参数并绘出力与时间的关系，并从中找出与人感官评定对应的参数     目前能够检测到的主要有：硬度、弹性、内聚性、粘附性等目前能够检测到的主要有：硬度、弹性、内聚性、粘附性等4个参数，还有脆性、咀嚼性和韧性等个参数，还有脆性、咀嚼性和韧性等3个参数可通过检测到的参个参数可通过检测到的参数计算出来数计算出来     虽然虽然TPA这种试验分析方法被各国研究人员广泛采用，但是，这种试验分析方法被各国研究人员广泛采用，但是，由于语言表述和个体差异，由于语言表述和个体差异，TPA参数命名和对参数的定义还不十参数命名和对参数的定义还不十分完善，因此，在参照仪器提供的检测方法和参数定义基础上，分完善，因此，在参照仪器提供的检测方法和参数定义基础上，根据实际情况做出修改。

根据实际情况做出修改37        TPA检测结果与试验方法有密切关系检测结果与试验方法有密切关系        首先，样品大小、传感器型号和移动速度都应该一致，否则，首先，样品大小、传感器型号和移动速度都应该一致，否则，试验数据没有可比性例如，如果两次试验传感器端面积分别大于试验数据没有可比性例如，如果两次试验传感器端面积分别大于和小于被测样品，那么，在压缩过程中仪器检测到的力将分别是单和小于被测样品，那么，在压缩过程中仪器检测到的力将分别是单轴压缩力（大时）和压缩力加剪切力（小时）轴压缩力（大时）和压缩力加剪切力（小时） ，因此，两次试验数，因此，两次试验数据不能有效反映材料的压缩性差异目前，人们较多使用传感器端据不能有效反映材料的压缩性差异目前，人们较多使用传感器端面积大于样品的试验方法面积大于样品的试验方法        另外，由于另外，由于TPA是模拟人的咀嚼动作，因此第一次压缩样品的是模拟人的咀嚼动作，因此第一次压缩样品的应变量以及第一次与第二次压缩间的停留时间非常重要例如，第应变量以及第一次与第二次压缩间的停留时间非常重要例如，第一次压缩是否应该使样品材料破碎或样品材料的应变量多少合适，一次压缩是否应该使样品材料破碎或样品材料的应变量多少合适，停留时间又多少合适，这些参数的设定都直接影响第二次压缩参数，停留时间又多少合适，这些参数的设定都直接影响第二次压缩参数，也同时影响整个质构分析结果。

目前，第一次应变量采用较多的是也同时影响整个质构分析结果目前，第一次应变量采用较多的是20%-50%，而对于凝胶食品，当应变量达到，而对于凝胶食品，当应变量达到70%-80%时，即出现时，即出现了破碎        应变量、停留时间、样品材料大小等试验参数对质构分析影响应变量、停留时间、样品材料大小等试验参数对质构分析影响非常大，因此，在质构分析研究中，尽量保持试验条件的一致性非常大，因此，在质构分析研究中，尽量保持试验条件的一致性此外，在报告研究结果时也应该同时给出试验条件此外，在报告研究结果时也应该同时给出试验条件 38        图图5一一10是是Breene等用这种方法求出了黄瓜的压缩等用这种方法求出了黄瓜的压缩—拉伸曲拉伸曲线从曲线可求得黄瓜的质构特性参数从曲线可求得黄瓜的质构特性参数Fb为脆度；为脆度；Fc为硬度；为硬度；d为弹性；为弹性；A2/A1为凝聚性；为凝聚性；Fc ·A2/A1(硬度硬度×凝聚性凝聚性)为胶粘性；为胶粘性；Fc ·A2/(A1×d)(硬度硬度×凝聚性凝聚性×弹性弹性)为咀嚼性详见为咀嚼性详见P133表表4-9 下压停顿上行上行下压第一压缩周期第二压缩周期39        另另外外，，Henry等等人人对对半半固固体体食食品品进进行行了了压压缩缩—拉拉伸伸曲曲线线的的测测定定(变变形形速速度度1.25cm/min)。

测测定定果果冻冻状状食食品品所所得得的的曲曲线线如如图图5一一11所所示示图图中中，，A1为为最最初初压压缩缩曲曲线线面面积积(斜斜线线部部分分)(cm2)；；A2为为第第2次次压压缩缩曲曲线线面面积积(斜斜线线部部分分)(cm2)；；Fc为为最最初初压压缩缩的的最最大大压压力力(N)；；d为为第第二二次次压压缩缩开开始始至至最最大大压压力力时时的的变变形形(mm)；；FT为为最最初初拉拉伸伸的的最最大大拉拉力力(N)；；A3为为拉拉伸伸开开始始至至最最大大拉拉力力时时的的面面积积(cm2)；；A4为为第第2次次拉拉伸伸开开始始至至最最大大拉拉力力时时的的面面积积(cm2)；；d＇＇为为第第2次次拉拉伸伸开开始始至达最大拉力时的变形至达最大拉力时的变形(mm)        由由曲曲线线可可以以看看出出果果冻冻状状固固体体食食品品的的压压缩缩拉拉伸伸曲曲线线与与脆脆性性食食品品黄黄瓜瓜完完全全不不同同然然而而，，对对于于压压缩缩部部分分所所表表现现出出的的性性质质参参数数，，可可以以借借用用脆脆性性食食品品曲曲线线的的表表示示方方法法，，而而拉拉伸伸曲曲线线部部分分可可用用以以下下质质构构参参数数表表示示:FT为为拉拉伸伸硬硬度度；；d＇＇为为拉拉伸伸弹弹性性；；A4/A3为为拉拉伸伸凝凝聚聚性性；；FT·A4/A3为为 拉拉 伸伸 胶胶 粘粘 性性FT·(A4/A3)·d＇＇为拉伸咀嚼性。

为拉伸咀嚼性40⑷⑷包装薄膜密封强度检测包装薄膜密封强度检测        包包装装材材料料选选择择和和包包装装袋袋密密封封工工艺艺也也是是食食品品工工程程师师研研究究的的内内容容图图5一一12是质构测定仪上测量材料拉伸强度的夹具是质构测定仪上测量材料拉伸强度的夹具         试试验验时时，，密密封封线线应应该该处处在在上上下下夹夹具具中中间间并并保保持持水水平平，，而而夹夹具具在在质质构构测测定定仪仪横横臂臂带带动动下下垂垂直直向向上上拉拉伸伸，，直直至至材材料料或或封封口口断断裂裂图图5一一13是铝箔在不同加热温度和不同热合时间下，封口拉仲强度是铝箔在不同加热温度和不同热合时间下，封口拉仲强度结结果果图图中中共共有有8个个峰峰，，每每一一个个峰峰值值表表示示一一种种强强度度，，由由此此可可知知，，不不同同密密封封工工艺艺对对封封口口强强度度影影响很大41⑸⑸数据分析数据分析       质质构构测测定定仪仪备备有有专专用用的的数数据据分分析析软软件件，，熟熟练练掌掌握握这这些些分分析析功功能能，，对对于于开开发发研研究究食食品品物物性性非非常常有有帮帮助助首首先先利利用用锚锚定定位位功功能能选选定定分分析析域域，，之之后后再再利利用用指指定定功功能能的的快快捷捷键键即即可可获获得得所所需需要要的数据。

的数据         质构测定仪计算功能有质构测定仪计算功能有:         面面积积、、曲曲线线斜斜率率、、数数据据平平均均、、时时间间增增量量、、曲曲线线上上选选定定两两点点处处力力的的比比值值、、峰峰值值、、横横坐坐标标和和纵纵坐坐标标截截距距、、锯锯齿齿形形曲曲线线的的平平均均梯梯度度、、作作用用力力变变化化绝绝对对值值、、峰峰谷谷平平均均差差值值、、样样品品密密度度、、最最大大作作用用力力和和最最小小作作用用力力、、坐坐标标移移动动、、曲曲线线拟拟合合、、曲曲线线光光滑滑、、曲曲线线绝绝对长度、屈服点偏移确定等对长度、屈服点偏移确定等 42        图图5一一14是是任任意意选选定定的的1-2两两点点间间的的面面积积，，在在此此曲曲线线上上，，我我们们还还可可以以投投放放多多个个锚锚，，这这时时只只要要点点击击“面面积积”快快捷捷键键或或从从“数数据据处处理理”菜菜单单中中运运行行“面面积积”，，都都可可以以在在选选定定的的两两个个锚锚之之间间出出现阴影，面积数据自动出现在数据框中现阴影，面积数据自动出现在数据框中435.3.2 搅拌型测试仪搅拌型测试仪⑴⑴布拉本德粉质仪布拉本德粉质仪        目目前前一一般般用用布布拉拉本本德德粉粉质质仪仪(Brabenderfarino-graBh)测测定定面面粉粉蛋蛋白白质质的的粘粘性性，，用用粉粉力力测测试试仪仪(amy-lograBh)测测定定面面粉粉中中淀淀粉粉的的特特性性(特特别别是是发发酵酵性性)。

这这些些方方法法的的特特点点是是测测定定面面团团在在搅搅拌拌过过程程中中的的阻阻力变化        布布拉拉本本德德粉粉质质仪仪又又称称面面团团阻阻力力仪仪，，结结构构见见图图5一一15(a)它它由由调粉调粉(揉面揉面)器和动力测定计组成器和动力测定计组成44测定原理是测定原理是:        面面团团作作用用于于搅搅拌拌翼翼上上的的力力对对测测力力计计2产产生生转转矩矩使使之之倾倾斜斜，，倾倾斜斜度度通通过过刻刻度度盘盘6读读出出，，5是是缓缓冲冲器器，，用用于于防防止止连连杆杆4的的振振动动通通过过恒恒温温水水槽槽8保保证证缓缓冲冲用用油油的的恒恒温温(30℃)用用带带刻刻度度的的滴滴定定管管11加加水水试试验验时时，，当当恒恒温温槽槽达达到到规规定定的的温温度度后后，，把把面面粉粉倒倒进进搅搅拌拌箱箱内内，，在在旋旋转转搅搅拌拌的的同同时时，，把把滴滴定定管管内内的的水水加加进进去去与与此此同同时时记记录录下下在在揉揉面面搅搅动动过过程程中中的的面面团团阻阻力力的的变变化化（（粉粉质质曲曲线线））当当转转矩矩小小于于500B.U(仪仪器器单单位位)时时，，下下次次试试验验要要适适当当减减少少加加水水量量，，反反之之，，增增加加水量。

反复试验，最后使转矩的最大值达到加加水量反复试验，最后使转矩的最大值达到500B.U 45        粉质仪的记录曲线称为面团的粉质曲线粉质仪的记录曲线称为面团的粉质曲线[下图下图]        根据曲线各参数定义如下根据曲线各参数定义如下:        ①①及及线线时时间间(tE)：：搅搅拌拌开开始始到到记记录录曲曲线线和和500B.U的的纵纵轴轴线线接接触触所所需需要要的的时时间间它它表表示示小小麦麦蛋蛋白白质质水水合合所所需需的的时时间间，，蛋蛋白白质质含含量越大，这个时间越长量越大，这个时间越长;        ②②面面团团形形成成时时间间(tA)：：搅搅拌拌开开始始到到转转矩矩达达到到最最大大值值所所需需要要的的时间如果存在两个峰值，则取第二个峰值时间如果存在两个峰值，则取第二个峰值;        ③③稳稳定定时时间间(tB)：：曲曲线线到到达达500B.U到到脱脱离离500B.U所所需需要要的的时时间间它它表表示示面面团团稳稳定定性性，，这这个个时时间间越越长长耐耐衰衰落落性性越越好好，，即即使使长长时时间搅拌，也不产生弱化现象一般情况下特等间搅拌，也不产生弱化现象。

一般情况下特等107粉的稳定性好粉的稳定性好;       ④④耐耐力力指指数数(tC)：：曲曲线线的的最最高高点点和和过过5min后后的的最最高高点点之之间间的的距距离离，，用用B.U表表示示它它表表示示面面团团在在搅搅拌拌过过程程中中的的耐耐衰衰落落性性，，与与稳稳定定性相似46⑵⑵淀粉粉力测试仪淀粉粉力测试仪      淀淀粉粉粉粉力力测测试试仪仪主主要要用用来来测测定定面面粉粉中中的的淀淀粉粉酶酶活活性性(主主要要是是α-淀粉酶淀粉酶)，从而可以预测面包的质量从而可以预测面包的质量        这这种种仪仪器器可可以以一一边边自自动动加加热热(或或冷冷却却)面面粉粉悬悬浮浮液液，，一一边边自自动记录加热而形成的淀粉糊的粘度动记录加热而形成的淀粉糊的粘度         仪仪器器的的主主要要部部分分是是装装面面粉粉悬悬浮浮液液用用的的容容器器，，可可用用电电阻阻丝丝加加热容器和搅拌器如图热容器和搅拌器如图5-16(a)所示        原原理理是是:把把搅搅拌拌器器放放入入装装有有面面粉粉悬悬浮浮液液的的容容器器之之后后一一边边加加热热容容器器，， 一一边边使使之之旋旋转转(75r/min)时时，，由由于于淀淀粉粉的的糊糊化化搅搅拌拌器器也也跟跟着着旋旋转转，，旋旋转转角角转转换换为为弹弹簧簧力力被被记记录录。

把把含含水水量量为为13. 5%的的面面粉粉按按一一定定量量放放进进容容器器后后缓缓慢慢加加入入450mL蒸蒸馏馏水水，，制制造造测测试试用用的的面面粉粉悬悬浮液 图图5-16 (a)47     记录曲线如图记录曲线如图5一一16(b)所示     根据曲线各参数定义如下根据曲线各参数定义如下:      ①①糊化开始温度糊化开始温度(GT);      ②②粘度最大时的温度粘度最大时的温度(MVT);      ③③最大粘度最大粘度(MV) 一一般般来来说说，，面面团团的的加加工工特特性性，，特特别别是是酶酶活活性性与与MV相相关关性性高高MV太太高高时时，，酶酶活活性性弱弱，，面面团团发发酵酵性性差差，，制制造造的的面面包包质质量量差差，，但但对制造饼干和面条无影响；对制造饼干和面条无影响；MV太低时，酶活性太强，面团易变软，影响操作，降低面包、饼太低时，酶活性太强，面团易变软，影响操作，降低面包、饼干和面条的质量干和面条的质量MV值小于值小于100B.U的面粉不适于制造面包的面粉不适于制造面包485.4 食品质构的感官检验与仪器测定的关系食品质构的感官检验与仪器测定的关系        感感官官检检验验与与仪仪器器测测定定的的特特点点区区别别列列于于表表5-4中中，，由由表表可可知知，，仪仪器器测测定定的的特特点点是是结结果果再再现现性性好好，，具具于于易易操操作作、、误误差差小小等等优优点点。

而而感感官官检检验验结结果果的的个个体体差差异异大大、、再再现现性性差差等等缺缺点点此此外外，，仪仪器器测测定定的物性参数有时与感官给出的特性不同的物性参数有时与感官给出的特性不同495.4.1 感官检验感官检验5.4.2 仪器测定仪器测定        用仪器测定代替感官检验时，仪器和测定方式的选择尤为重用仪器测定代替感官检验时，仪器和测定方式的选择尤为重要要使仪器测定的结果与感官检验的结果真正达到一致，首先要要使仪器测定的结果与感官检验的结果真正达到一致，首先要搞清感官检验各种表现的物理意义要搞清感官检验各种表现的物理意义       选选择择5-10名名评评审审员员按按图图5-17的的评评定定项项目目和和尺尺度度打打分分这这是是对对比比评评分分法法，，即即把把两两个个以以上上的的食食品品和和标标准准食食品品进进行行对对比比，，把把特特性性之之差差用用数数值值尺尺度度进进行行评评定定的的方方法法采采用用这这种种评评定定法法时时必必须须事事先先通通过过预预备实验选择好标准试样备实验选择好标准试样(标准试样的特性值在中间为宜标准试样的特性值在中间为宜)         主要测定主要测定:        ①①水分含量；水分含量；        ②②肉粒平均直径；肉粒平均直径；        ③③离液量离液量(挤压流汤量挤压流汤量)；；        ④④力松弛；力松弛；        ⑤⑤用剪切实测定剪切能、剪切强度、最大力；用剪切实测定剪切能、剪切强度、最大力；        ⑥⑥用质构仪测定硬度、脆性。

用质构仪测定硬度、脆性505.4.3 进行相关性分析进行相关性分析      感感官官检检验验和和仪仪器器测测定定的的各各项项测测定定值值之之间间进进行行相相关关性性分分析析，，与与感感官官检检验验相相关关性性大大的的前前三三个个仪器测定值见仪器测定值见书书P138表表4-12      由由主主成成分分分分析析可可知知，，汉汉堡堡包包的的第第一一主主成成分分是是肉肉粒粒感感等等肉肉质质特特性性;第第二二主主成成分分是是弹弹性性、、固固着着性性、、脆脆性性等等组组成成的的筋筋力力特特性性;第第三主成分是离液量等油性三主成分是离液量等油性     由由表表可可知知，，肉肉质质特特性性与与剪剪切切能能相相关关性性高高，，筋筋力力特特性性与与最最大大应应力力相相关关性性高高，，油油腻腻感感只只与与离离液液量量有有关关，，与与仪仪器器测测定定的的其其他他值之间无相关关系值之间无相关关系51    其其次次，，为为了了进进一一步步弄弄清清用用哪哪些些仪仪器器测测定定项项目目能能够够代代替替各各感感官官检检验，做了回归分析，结果列于表验，做了回归分析，结果列于表5-6中 由由表表可可知知，，仪仪器器测测定定项项目目集集中中在在四四项项。

最最大大应应力力对对弹弹性性、、固固着着性性、、脆脆性性的的贡贡献献率率大大因因此此，，只只要要测测定定最最大大应应力力就就能能基基本本上上掌掌握握筋筋力特性同样，测定剪切能就能掌握肉粒特性同样，测定剪切能就能掌握肉粒特性52    下面分析最大应力、剪切能与质构的关系：下面分析最大应力、剪切能与质构的关系：   根根据据感感官官检检验验结结果果，，把把质质构构的的好好坏坏分分为为好好(○＞＞1)，，一一般般(-1＜＜①①＜＜1)，，不不好好(●≥-1)三三种种质质构构好好坏坏与与仪仪器器测测定定值值(最最大大应应力力和剪切能和剪切能)之间的关系示于图之间的关系示于图5-18     由由图图可可知知，，质质构构的的好好坏坏在在最最大大应应力力轴轴上上比比较较集集中中，，在在剪剪切切能能轴轴上上比比较较分分散散因因此此，，如如果果用用一一种种测测定定值值来来判判断断汉汉堡堡包包牛牛肉肉饼饼的的质质构构，，那那么么最最好好还还是是要要测测定定剪剪切能535.5 食品质构的生理学方法检测食品质构的生理学方法检测   虽虽然然仪仪器器测测定定法法和和感感官官检检验验法法各各有有其其优优点点，，但但都都有有一一定定的的局局限限性性。

如如：：仪仪器器测测定定法法无无法法模模拟拟与与检检测测咽咽部部和和舌舌部部等等口口腔腔复复杂杂的的运运动及综合感觉，也无法实现在咀嚼速度和咀嚼温度条件下的检测动及综合感觉，也无法实现在咀嚼速度和咀嚼温度条件下的检测     而而感感官官检检验验法法中中，，由由于于咀咀嚼嚼中中质质构构的的变变化化比比风风味味或或气气味味的的变变化化快快，，一一般般来来说说评评审审员员的的回回答答速速度度跟跟不不上上质质构构的的变变化化速速度度因因此此，，近近几几年年开开始始采采用用生生理理学学方方法法来来研研究究人人们们在在摄摄食食过过程程中中的的食食品品物物性性变化  所所谓谓生生理理学学方方法法检检测测：：是是把把传传感感器器贴贴在在口口腔腔中中的的不不同同部部位位，，测测定定口口腔腔中中的的牙牙、、舌舌、、上上颚颚等等部部位位所所受受的的力力或或变变形形随随时时间间的的变变化化规规律律；；利利用用肌肌电电图图或或用用下下颚颚运运动动测测定定仪仪等等手手段段对对人人们们的的咀咀嚼嚼和和吞吞咽咽过过程程进行运动分析，从而得到能够表达质构的客观数据进行运动分析，从而得到能够表达质构的客观数据 54生理学方法检测有以下优点生理学方法检测有以下优点:     ①①可识别个体差异可识别个体差异     即即使使是是同同年年龄龄层层、、同同性性的的被被调调查查人人员员咀咀嚼嚼同同样样的的食食品品时时，，他他们们间间的的咀咀嚼嚼时时间间和和咀咀嚼嚼压压可可能能有有数数倍倍之之差差，，说说明明质质构构的的口口腔腔感感觉觉个个体体差差异异很很大大。

在在分分析析型型感感官官检检验验中中，，因因为为人人起起到到测测定定仪仪器器的的作作用用，，所所以以应应对对其其进进行行培培训训，，以以尽尽量量减减少少个个体体差差异异而而在在嗜嗜好好型型感感官官检检验验中中，，这这种种差差异异正正是是开开发发不不同同人人群群(婴婴幼幼儿儿、、老老年年)食食品品的的重重要要依依据     ②②可实现易食性的数字化可实现易食性的数字化     对对易易食食性性、、咀咀嚼嚼性性、、易易吞吞性性等等感感觉觉性性质质，，其其差差别别可可用用生生理理学学方方法检测的数据来表示法检测的数据来表示    ③③可观察摄食过程中的变化可观察摄食过程中的变化     不不同同食食品品在在咀咀嚼嚼初初期期用用生生理理学学方方法法检检测测的的质质构构差差别别较较大大，，但但越越到到后后期期差差别别越越小小在在很很多多情情况况下下，，即即使使咀咀嚼嚼初初期期的的物物性性差差异异很很大大，，但但到到咽咽下下时时则则没没有有什什么么不不同同感感觉觉特特别别是是水水分分少少的的食食品品，，咀咀嚼嚼初初期在一次咬动中就能观察很大的物性变化期在一次咬动中就能观察很大的物性变化555.5.1 测定方法测定方法 ⑴⑴压力测定压力测定        把把小小型型压压力力传传感感器器贴贴在在牙牙或或上上颚颚等等部部位位，，测测定定摄摄食食过过程程中中牙牙的的咀咀嚼嚼压压或或舌舌和和上上颚颚压压缩缩产产生生的的压压力力。

因因为为传传感感器器很很小小很很薄薄，，完完全全可可以以放放在在口口腔腔中中测测定定用用从从口口或或鼻鼻孔孔插插入入探探针针型型压压力力传传感感器器的的方法可测定咽到食道部的吞咽压方法可测定咽到食道部的吞咽压⑵⑵肌电图肌电图(EMG)     肌肌电电图图是是指指咀咀嚼嚼肌肌和和舌舌肌肌等等在在运运动动过过程程中中产产生生的的活活动动电电位位变变化化图图通通过过EMG可可以以测测定定肌肌所所做做的的功功(积积分分肌肌电电图图、、最最大大振振幅幅)、、咀咀嚼节奏参数嚼节奏参数(咀嚼周期、放电持续时间、肌放电间隔咀嚼周期、放电持续时间、肌放电间隔)等56    如如图图5-22所所示示，，皮皮肤肤下下有有咀咀嚼嚼肌肌和和舌舌肌肌等等，，通通过过贴贴在在脸脸部部皮皮肤肤上上的的电电极极，，很很容容易易测测定定肌肌肉肉运运动动状状况况闭闭合合下下颚颚用用的的闭闭口口肌肌(咬咬肌肌、、侧侧头头肌肌等等)的的肌肌电电图图能能够够反反映映咀咀嚼嚼所所做做的的功功而而且且无无需需将将传传感感器器放放在在口口中中也也能能测测定定咀咀嚼嚼力力(最最大大活活动动电电位位与与咀咀嚼嚼压压有有相关关系相关关系)。

    在在研研究究咀咀嚼嚼量量和和质质构构的的仪仪器器测测定定值值之之间间的的关关系系时时，，常常用用闭闭口口肌肌肌肌电电位位的的时时间间积积分分值值大大小小来来表表示示咀咀嚼嚼量量因因为为咀咀嚼嚼粘粘附附性性大大的的食食品品时时开开口口肌肌，，即即颚颚二二腹腹肌肌产产生生肌肌电电位位，，所所以以测测定定颚颚二二腹腹肌肌的的肌肌电电位位就就相相当当于于用用仪仪器器测测定定的的粘粘附附性性和和粘粘性性如如把把表表面面电电极极安安装装在在舌舌骨骨肌肌上上，，就就可可测测定定进进食食半半液液态态食食品品时的舌活动、食块形成及下咽开始情况时的舌活动、食块形成及下咽开始情况 57⑶⑶颚运动记录仪颚运动记录仪(MKG或或SGG)      因因为为咀咀嚼嚼运运动动是是下下颚颚对对头头部部的的相相对对运运动动，，所所以以可可用用下下颚颚运运动动测测定定仪仪分分析析咀咀嚼嚼运运动动用用MKG或或SGG可可测测定定最最大大开开口口距距离离、、最最大大前前方方移移动动距距离离、、最最大大横横向向移移动动距距离离、、最最大大开开口口速速度度、、最最大大闭闭口口速速度度、、咀咀嚼嚼节节奏奏参参数数等等(图图5一一23)，，图图中中线线段段长长短短是是距距离离、、速速度度和和时时间的尺度间的尺度)。

58        同时使用同时使用EMG和和MKG,可以获得如图可以获得如图5一一24所示的肌活动量及破碎运所示的肌活动量及破碎运动区域动区域(闭口时运动区域闭口时运动区域)和磨碎运动区域和磨碎运动区域(咬合时运咬合时运动区域动区域)        除此之外，为了掌握除此之外，为了掌握口唇、颊、舌等软组织的口唇、颊、舌等软组织的运动，还使用运动，还使用X线图像法、线图像法、X线摄像法、三维形态测线摄像法、三维形态测定仪等595.5.2 实例说明实例说明⑴⑴固体食品的咀嚼力固体食品的咀嚼力      固固体体食食品品需需用用牙牙咀咀嚼嚼，，用用图图5一一25所所示示的的仪仪器器能能够够测测定定对对固固体体食食品品的的咀咀嚼嚼力力及及从从开开始始咀咀嚼嚼到到吞吞咽咽所所需需要要的的时时间间和和咀咀嚼嚼次次数数进进食食有有柔柔软软感感的的融融化化干干酩酩、、煮煮熟熟的的马马铃铃薯薯、、有有硬硬感感的的生生胡胡萝萝卜卜和和饼饼时的咀嚼力如图时的咀嚼力如图5-26所示60    由由图图可可知知，，咀咀嚼嚼力力和和咀咀嚼嚼次次数数与与食食品品种种类类有有很很大大关关系系柔柔软软感感食食品品的的咀咀嚼嚼力力波波形形比比较较平平滑滑，，最最大大力力小小于于20N,硬硬感感食食品品的的咀咀嚼嚼力力波波形形尖尖，，最最大大力力超超过过100N。

可可见见，，感感觉觉的的硬硬度度与与咀咀嚼嚼力力的的大大小小基基本本一一致致咀咀嚼嚼力力越越大大咀咀嚼嚼次次数数就就越越多多，，到到吞吞咽咽所所需需要要的的时间也越长时间也越长61     如如图图5一一27所所示示，，一一次次咀咀嚼嚼的的波波形形形形状也能很好地表示食品的质构状也能很好地表示食品的质构    A组组表表示示饼饼、、面面包包、、米米饭饭等等谷谷类类及及牛牛肉肉、、猪猪肉肉、、金金枪枪鱼鱼等等鱼鱼肉肉类类波波形形的的特特点点是是，，咀咀嚼嚼力力与与时时间间的的曲曲线线只只有有一一个波峰，咀嚼力随时间单调增减个波峰，咀嚼力随时间单调增减     B组组表表示示煮煮熟熟的的胡胡萝萝卜卜、、马马铃铃薯薯、、萝萝卜卜及及干干酩酩、、羊羊羹羹等等波波形形的的特特点点是是，，有两个比较平滑的波峰有两个比较平滑的波峰     C组组表表示示生生的的萝萝卜卜、、胡胡萝萝卜卜、、黄黄瓜瓜、、苹苹果果及及鱼鱼糕糕、、魔魔芋芋糕糕等等波波形形的的特特点点是有两个比较尖的波峰是有两个比较尖的波峰     D组组表表示示煎煎饼饼、、饼饼干干、、花花生生等等波波形的特点是锯齿状形的特点是锯齿状62⑵⑵固态食品的上颚压固态食品的上颚压 进进食食果果冻冻等等柔柔软软食食品品时时，，与与咀咀嚼嚼固固体体食食品品的的情情况况不不同同，，用用舌舌和和上上颚颚间间的的压压力力粉粉碎碎食食品品后后吞吞咽咽。

此此时时上上颚颚所所受受的的压压力力称称之之为为上上颚颚压压通过测定上颚压能够评价半固态食品的质构通过测定上颚压能够评价半固态食品的质构        咀咀嚼嚼大大小小为为1.5cm3的的不不同同含含量量(质质量量分分数数为为1%一一3%)的的明明胶胶时时的的上上颚颚压压与与时时间间的的关关系系如如图图5一一28所所示示图图中中上上颚颚压压呈呈现现连连续续的的不不规规则则波波形形，，说说明明咀咀嚼嚼过过程程中中多多次次用用舌舌压压碎碎明明胶胶随随着着含含量量的的增增加加上上颚颚压压由由1N/cm2增增加加到到2N/cm2，，到到吞吞咽咽为为止止所所需需时时间间也也变变长长如如果果含含量量再再增增加加，，明明胶胶则则变变硬硬，，不不能能用用舌舌压压碎碎，，而而需需用用牙牙咀咀嚼嚼，，上上颚颚压压减减少，咀嚼时间增加少，咀嚼时间增加(图图5-29)63⑶⑶液体食品的吞咽压液体食品的吞咽压        液液体体分分为为牛牛顿顿液液体体和和非非牛牛顿顿液液体体，，但但人人的的口口腔腔不不能能识识别别牛牛顿顿液液体体和和非非牛牛顿顿液液体体一一次次喝喝一一小小勺勺(5cm3)非非牛牛顿顿液液体体CMC饮饮料料时时的的吞吞咽咽压压与与时时间间的的关关系系如如图图5一一30所所示示(吞吞咽咽压压是是指指液液体体入入口口后后吞下时的上颧压吞下时的上颧压)。

      由由图图可可知知，，含含量量为为1%的的CMC饮饮料料吞吞咽咽所所需需时时间间接接近近2s,吞吞咽咽压压是是1N/cm2，，含含量量为为3%时时吞吞咽咽所所需需时时间间增增加加到到6s,吞吞咽咽压压超超过过2N/cm2可可见见，，液液体体食食品品的的粘粘度度越越高高，，吞吞咽咽压压越越大大，，吞吞咽咽所所需需时时间越长，越不易吞咽间越长，越不易吞咽64⑷⑷食品物性的仪器测定值与咀嚼运动的关系食品物性的仪器测定值与咀嚼运动的关系    图图5-31表表示示质质构构仪仪测测定定的的硬硬度度和和咀咀嚼嚼肌肌活活动动量量之之间间的的关关系系硬硬度度与与咀咀嚼嚼肌肌活活动动量量有有显显著著相相关关图图中中的的直直线线为为回回归归直直线线由由图图可可知知，，试试样样可可分分为为直直线线上上面面的的(煮煮熟熟猪猪肉肉、、牛牛肉肉末末、、丸丸子子串串)和和直直线线下下面面的的(面包干、苹果、纳豆面包干、苹果、纳豆)两组，各组试样有其共同的物性两组，各组试样有其共同的物性65        如如表表5-7所所示示，，直直线线上上面面试试样样群群的的凝凝聚聚性性和和应应变变大大，，直直线线下下面面试样群的凝聚性和应变小。

试样群的凝聚性和应变小66        将将硬硬度度、、凝凝聚聚性性、、应应变变这这三三种种因因素素对对咀咀嚼嚼肌肌活活动动量量的的贡贡献献率率进行相关系数、重相关系数分析结果如表进行相关系数、重相关系数分析结果如表5一一8所示         由由表表可可知知，，单单因因素素的的影影响响对对硬硬度度的的贡贡献献率率最最大大，，硬硬度度和和应应变变两种因素的两种因素的重相关系数重相关系数高达高达0.959        因因此此得得出出结结论论，，食食品品硬硬度度越越大大，，咀咀嚼嚼肌肌的的活活动动量量则则越越大大，，而而相相同同硬硬度度的的食食品品，，应应变变越越大大咀咀嚼嚼活活动动量量则则越越大大当当压压缩缩应应变变大大的的食食品品时时，，开开始始变变形形到到压压断断所所需需时时间间就就较较长长，，这这段段时时间间相相当当于于肌肌电电图图中中的的放放电电持持续续时时间间应应变变也也与与硬硬度度一一样样是是一一种种独独立立的的质质构构感感觉觉，，能引起与硬度不同的咀嚼运动能引起与硬度不同的咀嚼运动 67     前前面面已已讲讲过过咀咀嚼嚼活活动动量量分分破破碎碎运运动动区区域域和和磨磨碎碎运运动动区区域域，，破破碎碎运运动动区区域域以以下下颚颚的的垂垂直直运运动动为为中中心心，，磨磨碎碎运运动动区区域域以以横横向向运运动动为为中中心心。

磨磨碎碎运运动动区区域域的的肌肌活活动动量量和和咀咀嚼嚼肌肌活活动动量量之之比比(E2/E)与与应应变变大大小小的的关关系系如如图图5一一32所所示示由由图图可可知知，，应应变变越越大大，，E2/E也也越越大大咀咀嚼嚼中中的的横横向向运运动动容容易易使使义义齿齿从从牙牙床床上上脱脱离离，，因因此此镶镶有有义义齿者横向运动减少，开口时间长齿者横向运动减少，开口时间长68综综合合以以上上内内容容，，得得出出仪仪器器模模拟拟咀咀嚼嚼与与人人的的真真实实咀咀嚼嚼间间的的差差异异，，见见表表5一一9695.6 食品质构评价的应用食品质构评价的应用5.6.1 奶油、砂糖、鸡蛋的混合比对饼干质构的影响奶油、砂糖、鸡蛋的混合比对饼干质构的影响  在在很很多多实实际际问问题题中中，，参参加加试试验验的的p个个因因子子成成分分的的含含量量是是总总量量的的百百分分比比，，它它们们之之和和等等于于1 (即即100%)对对这这种种情情况况，，一一般般采采用用混混料料试试验验设设计计，，既既可可以以减减少少试试验验次次数数，，又又可可通通过过单单形形坐坐标标系系中中的的等等高高线线找找到到最最佳佳工工艺艺条条件件或或配配方方，，还还可可根根据据等等高高线线求求得得任任意意指指标标所所需需的的配配方方比比。

它它是是目目前前食食品品工工业业中中常常用用的的试试验验设设计计方方法法之之一  下下面面用用混混料料试试验验设设计计中中最最常常用用的的Scheffe单单形形重重心心设设计计法法，，研研究究奶奶油油、、砂砂糖糖、、鸡鸡蛋蛋的的混混合合比比对对饼饼干干质质构构的的影影响响，，并并讨讨论论用用饼饼干干质构的仪器测定值代替感官检验值的可能性质构的仪器测定值代替感官检验值的可能性  70⑴⑴单形坐标的建立单形坐标的建立         设设x1,x2……xp分别表示分别表示p个因子，在我们这个示例中个因子，在我们这个示例中p=3，，分别代表奶油、砂糖和鸡蛋三因子的单形坐标是一个等边三角分别代表奶油、砂糖和鸡蛋三因子的单形坐标是一个等边三角形形(见图见图5一一33)，其三个顶点分别为，其三个顶点分别为A(1，，0，，0)，，B(0，，1，，0)，，C(0，，0，，1)设设P(x1，，x2，，x3)为这单形内的点，定义为这单形内的点，定义x1，，x2，，x3分分别表示别表示P点到点到BC,AC,AB的距离 71⑵⑵试验设计试验设计      单单形形重重心心设设计计的的特特点点是是单单形形点点的的非非零零坐坐标标相相等等。

在在一一种种p个个因因子子的的单单形形重重心心设设计计中中，， 试试验验次次数数为为2P-1例例如如，，在在3因因子子单单形形重重心心设设计计中中，，试试验验次次数数为为23一一1=77个个试试验验点点的的单单形形坐坐标标见见表表5一一10 (表表中中1～～7)，，表表中中8和和9是是为为了了检检验验响响应应方方程程的的显显著著性性而而设设置置的的，，因此其单形点的非零坐标可以不相等因此其单形点的非零坐标可以不相等72        为了合理安排试验，可参照理论值、实际工作中的经验值、为了合理安排试验，可参照理论值、实际工作中的经验值、探索实验的最佳探索实验的最佳 值及某些文献所载数据，选择好值及某些文献所载数据，选择好p个因子中各自个因子中各自所占的最小和最大百分比，给出含量范围所占的最小和最大百分比，给出含量范围 在本例中，面粉量在本例中，面粉量定为定为45%，奶油、砂糖和鸡蛋三种原料所占的百分比范围分别，奶油、砂糖和鸡蛋三种原料所占的百分比范围分别为为30%一一60%，，25%一一55%，，15%一一45% 试验时，按表试验时，按表5一一10所列配方制备样品，一律按统一的加工工艺操作。

酥饼干试样所列配方制备样品，一律按统一的加工工艺操作酥饼干试样烘烤后在干燥器中存放烘烤后在干燥器中存放4d后供试，评审员由后供试，评审员由48人组成考虑到人组成考虑到饼干的食味主要由硬度、脆性和口溶性等质构决定，感官检验饼干的食味主要由硬度、脆性和口溶性等质构决定，感官检验测定了饼干的硬度、脆性、口溶性和综合评价四项指标，打分测定了饼干的硬度、脆性、口溶性和综合评价四项指标，打分采用了采用了7等级得分法，如表等级得分法，如表5一一11所示 73仪仪器器测测定定用用质质构构仪仪测测定定了了饼饼干干的的硬硬度度和和酥酥脆脆性性，，结结果果列列于于表表5-1274⑶⑶响应方程的计算方法响应方程的计算方法        根据试验测试值，根据试验测试值， 按下式计算单形重心设计试验中按下式计算单形重心设计试验中3因子的因子的单形坐标单形坐标(x1，，x2，，x3)与试验指标之间的关系与试验指标之间的关系 式中，式中，   是试验指标的估计值，系数的估计分别为是试验指标的估计值，系数的估计分别为:    在在系系数数计计算算式式(5一一10)至至式式(5一一12)中中，，我我们们看看到到βi只只与与观观测测值值yi有有关关，，βij只只与与前前六六个个观观测测值值yi，，yj有有关关，，而而β123只只与与y123有有关关，，所所以以实实用用时时可可省省去去第第7号号试试验验点点，，而而把把第第7号号试试验验结结果果用用于于检检验验响应方程，此时，方程响应方程，此时，方程(5-9)变为变为:75        根据试验结果及式根据试验结果及式(5一一13)、、(5一一11)、、(5一一10)计算的饼干物计算的饼干物性值的响应方程如下性值的响应方程如下: 式中，式中，           分别表示仪器测定的硬度和脆性的估计值；分别分别表示仪器测定的硬度和脆性的估计值；分别                      表表示示感感官官检检验验测测定定的的硬硬度度、、脆脆性性和和口口溶溶性性的的估估计计值。

值76⑷⑷显著检验及绘制等高线显著检验及绘制等高线        按按式式(5一一13)计计算算的的估估计计值值是是否否满满足足实实测测值值，，必必须须用用前前次次试试验以外的估计值和实测值之间进行验以外的估计值和实测值之间进行t检验，即检验，即 (5-19)(5-19)式中，式中，μ—估计值估计值;                —实测值的平均值实测值的平均值             σ—标准差标准差;              n—测定次数测定次数      若若|t|＜＜ta/2(n-1),则则对对信信度度α，，估估计计值值和和实实测测值值之之间间无无显显著著性性差差异异，，即即估估计计值值满满足足实实测测值值因因此此可可以以根根据据式式(5一一9））推推算算出出各各因因素素在在任任意意单单形形坐坐标标时时的的估估计计值值，，然然后后把把相相同同大大小小的的估估计计值值连连接接起起来来，，就就可可得得到到各各因因素素对对试试验验指指标标的的等等高高线线(p＝＝3时时)根根据据等等高高线线可可以以得得出出各各因因素素对对试试验验指指标标的的影影响响规规律律，，并并可可由由此此预预测测出出达达到到所所需需试试验验指指标标时时各因子的混料百分比各因子的混料百分比(也可直接由响应方程计算而得也可直接由响应方程计算而得)。

 本本例例中中，，通通过过t检检验验(证证明明过过程程略略)，，证证明明对对信信度度a=0.05估估计计值值和和实实测测值值之之间间无无显显著著阻阻差差异异于于是是根根据据式式(5一一14)至至式式(5一一18)计计算算各各物物性性的估计值，绘出单形内的等高线，结果如图的估计值，绘出单形内的等高线，结果如图5一一34和图和图5一一35所示77⑸⑸结果分析结果分析       由由图图5一一34可可知知，，仪仪器器测测定定的的硬硬度度和和脆脆性具有相似的等高线性具有相似的等高线       奶奶油油对对饼饼干干的的硬硬度度和和脆脆性性影影响响最最大大，，即即奶奶油油含含量量最最大大水水平平的的试试样样①①最最柔柔软软、、酥酥脆脆、、口口溶溶性性最最好好；；砂砂糖糖和和鸡鸡蛋蛋越越多多，，脆脆性性越越差差，，饼饼干干则则越越硬硬砂糖含量最大的试样砂糖含量最大的试样②②和和鸡鸡蛋蛋含含量量最最大大的的试试样样③③都都比比较较硬硬，，不不够够酥酥松松，，口口溶溶性性也也差差其其中中②②比比③③更更硬硬，，然然而而却却稍稍酥酥松松，，说说明明砂砂糖糖有有使使饼饼干干变变硬硬的的作作用用，，但与鸡蛋相比，使饼干酥脆的作用更大一些。

但与鸡蛋相比，使饼干酥脆的作用更大一些78        由由图图5一一34和和图图5一一35可可知知，，饼饼干干质质构构的的感感官官检检验验值值与与仪仪器器测测定定值值之之间间具具有有相相似似的的规规律律 对对感感官官检检验验值值和和仪仪器器测测定定值值之之间间的关系进行相关分析结果列于表的关系进行相关分析结果列于表5一一13中⑹⑹仪器测定值与感官检验值之间的关系仪器测定值与感官检验值之间的关系79     结结果果表表明明，，感感官官检检验验的的硬硬度度和和仪仪器器测测定定的的硬硬度度，，脆脆性性有有极极显显著著的的正正相相关关性性，，而而感感官官检检验验 的的脆脆性性、、口口溶溶性性和和仪仪器器测测定定的的硬硬度度、、脆性之间有极显著的负相关性脆性之间有极显著的负相关性    因因此此，，可可以以用用仪仪器器测测定定值值代代替替感感官官检检验验，，定定量量地地评评价价饼饼干干的的食食味味和和品品质质而而且且用用等等高高线线可可以以由由调调制制面面团团时时的的原原料料混混合合比比预预测测饼饼干干各各物物性性值值的的大大小小，，或或者者反反过过来来，，也也可可以以计计算算任任意意大大小小的的物物性性值值所需要的原料混合比。

所需要的原料混合比     例例如如，，要要生生产产脆脆性性不不变变，，油油性性小小，，甜甜度度适适当当的的饼饼干干时时，，可可以以在在脆脆性性的的单单形形坐坐标标系系内内的的同同一一曲曲线线上上选选择择减减少少奶奶油油和和砂砂糖糖相相应应坐坐标的原料混合比标的原料混合比805.6.2 米饭的老化感米饭的老化感    刚刚做做好好的的米米饭饭柔柔软软而而有有粘粘性性，，受受人人喜喜欢欢但但随随着着时时间间的的延延长长，，米饭失去粘性变得干巴巴的，我们把这种现象称为老化米饭失去粘性变得干巴巴的，我们把这种现象称为老化   米饭的老化主要由米淀粉的老化引起米饭的老化主要由米淀粉的老化引起    如如表表5-14所所示示，，把把6种种支支链链淀淀粉粉含含量量不不同同的的大大米米作作为为试试样样，，调调节加水比，尽量使做出来的米饭硬度相同节加水比，尽量使做出来的米饭硬度相同    让让10名名评评审审员员对对米米饭饭的的老老化化感感用用0分分(无无老老化化)到到4分分(非非常常老老化化)的的5级级尺尺度度，，硬硬度度和和粘粘性性以以加加水水比比1.5的的日日本本大大米米为为基基准准(0分分)，，用用+4分分(非非常常硬硬或或粘粘)到到-4分分(非非常常软软或或不不粘粘)的的9级级尺尺度度，，嗜嗜好好欲欲望用望用“能食用能食用”和和“不能食用不能食用”的的2级尺度进行评判。

级尺度进行评判81     仪仪器器测测定定是是用用BAP法法测测定定了了米米饭饭中中淀淀粉粉的的糊糊化化度度，，用用DSC测测定定了了再再糊糊化化需需要要的的吸吸热热量量，，用用质质构构仪仪和和流流变变仪仪测测定定了了硬硬度度、、粘粘性性、、断裂应力、断裂应变、弹性模量，用断裂应力、断裂应变、弹性模量，用SEM观察了米饭的断面观察了米饭的断面     由由图图可可知知，，米米饭饭的的老老化化感感随随品品种种有有所所区区别别，，但但总总的的来来看看，，老老化化感感随随保保存存时时间间的的增增加加而而增增加加保保存存40h后后所所有有米米饭饭都都不不能能食食用用(图图5一一36)特特别别是是标标准准米米日日本本晴晴，，保保存存初初期期就就有有明明显显变变化化，，保保存存5h后后有有显显著著老老化化感感，，而而用用BAP法法测测定定的的淀淀粉粉糊糊化化度度，，保保存存初初期期变变化化缓缓慢慢，，当当时时间间超超过过l0h后后糊糊化化急急剧剧下下降降(图图5一一37)，，图图5一一38是是老老化化与与糊化的相关关系，表明当老化超过糊化的相关关系，表明当老化超过2.0时，糊化度迅速降低时，糊化度迅速降低。

8283   用用DSC测测定定的的再再糊糊化化所所需需要要的的吸吸热热能能与与BAP法法测测定定结结果果相相似似用用SEM观观察察结结果果表表明明，，保保存存5h和和48h的的试试样样与与保保存存初初始始的的试试样样有明显差异有明显差异(图图5一一39)84     以以上上结结果果表表明明，，米米饭饭的的糊糊化化度度可可用用BAP法法和和DSC测测定定，，而而老老化化感感是是一一种种宏宏观观特特性性，，可可用用物物性性测测定定值值来来表表示示把把断断裂裂应应力力、、断断裂裂应应变变、、弹弹性性模模量量、、硬硬度度和和粘粘性性等等物物性性参参数数为为自自变变量量，，感感官官检检验验的的米米饭饭老老化化感感为为应应变变量量，，用用变变数数增增减减法法做做多多元元回回归归分分析析结结果如下      Y＝＝0.86X1－－3.15X2－－0.48 式中，式中，Y——米饭的老化感（米饭的老化感（0表示未老化，表示未老化，4表示非常老化表示非常老化);          X1、、X2—质构仪测定的硬度质构仪测定的硬度(T.U)与粘性与粘性(T.U) 试验证明，用上述回归式计算的结果与实测值非常一致。

试验证明，用上述回归式计算的结果与实测值非常一致855.6.3 天然干酪生产过程中的质构评价天然干酪生产过程中的质构评价   干干酩酩的的种种类类很很多多，，在在这这里里我我们们主主要要研研究究高高达达干干酩酩与与切切达达干干酩酩等等天天然然干干酩酩生生产产过过程程中中的的质质构构评评价价问问题题这这对对干干酩酩生生产产工工艺艺的的机机械械化化、、自动化将会起非常重要的作用自动化将会起非常重要的作用    干酩生产的主要流程为干酩生产的主要流程为:    原原料料乳乳的的杀杀菌菌→添添加加乳乳酸酸菌菌和和凝凝乳乳酶酶→凝凝块块形形成成→切切块块、、加加热热、、搅拌搅拌(排除乳清排除乳清)→入模压榨入模压榨→腌渍腌渍→发酵成熟发酵成熟   正正确确判判断断凝凝块块形形成成状状态态对对制制造造工工艺艺的的自自动动化化有有着着非非常常重重要要的的意意义义凝凝固固所所需需要要的的时时间间大大约约为为50min，，最最后后的的1-2min是是最最恰恰当当的的切切块块时时间对最终产品成熟情况的判断主要以质构和风味评价为主对最终产品成熟情况的判断主要以质构和风味评价为主     86    崛崛(人人名名)等等详详细细研研究究了了从从添添加加乳乳酸酸菌菌和和凝凝乳乳酶酶到到凝凝块块形形成成的的全全过过程程，，得得出出了了凝凝块块的的凝凝固固状状态态不不可可能能只只用用时时间间函函数数来来管管理理的的结结论论。

他他开开发发出出能能够够在在储储乳乳罐罐中中连连续续地地非非损损伤伤性性地地测测定定凝凝固固状状态态的的传传感感器器，，使使测测定定的的结结果果与与技技术术人人员员的的判判断断结结果果完完全全一一样样，，满满足足了了用用仪仪判断乳块凝固状态的要求判断乳块凝固状态的要求    传感器的原理是传感器的原理是:    微微小小电电流流流流过过直直径径为为0.lmm的的白白金金线线，，使使线线的的表表面面温温度度升升高高2一一5℃当当把把线线放放在在低低粘粘度度的的液液体体中中时时由由于于对对流流产产生生热热传传递递，，线线表表面面温温度度上上升升不不大大但但当当把把线线放放在在高高粘粘度度的的液液体体中中时时由由于于不不易易产产生生对对流流，，热热传传递递慢慢，，线线表表面面温温度度上上升升较较高高当当把把线线放放在在凝凝块块样样的的凝胶中时，线的温度上升更高凝胶中时，线的温度上升更高    87     以以横横轴轴为为时时间间，，纵纵轴轴为为白白金金线线及及原原料料乳乳温温度度，，测测定定的的例例子子如如图图5一一40所所示示图图中中，，锯锯齿齿形形的的上上下下震震动动部部分分表表示示往往储储存存罐罐注注入入杀杀菌菌牛牛乳乳的的状状态态，，约约52min后后添添加加凝凝乳乳酶酶，，再再过过20min左左右右可可见见曲曲线线急急剧剧上上升升。

从从曲曲线线的的上上升升部部分分可可以以找找出出最最恰恰当当的的凝凝块块切切块块时时间间切切快快时时间间的的设设定定需需要要与与熟熟练练技技术术员员共共同同确确定定这这样样就就可可逐逐渐渐实实现现用用传传感感器器来来代代替替技技术术员员，，能能准准确确地地判判断断最最恰恰当当的的凝凝固固时时间间，，实实现现干酩生产工艺的自动化干酩生产工艺的自动化88第六章第六章 散粒体食品力学性质散粒体食品力学性质 6.1 散粒体食品的振动特性散粒体食品的振动特性      机机械械传传动动影影响响粘粘性性散散粒粒体体、、非非粘粘性性散散粒粒体体以以及及颗颗粒粒物物料料的的物物理理特性和动态性能，这是一个有广泛工程意义的课题特性和动态性能，这是一个有广泛工程意义的课题        众众所所周周知知，，在在某某些些条条件件下下机机械械振振动动可可使使松松散散的的粉粉体体固固结结成成密密实实状状态态，，这这个个过过程程伴伴随随着着强强度度而而增增加加，，利利用用这这些些特特性性有有助助于于在在粉粉体的输送和处理过程中达到某些预定的目标体的输送和处理过程中达到某些预定的目标       物物体体和和松松散散固固体体物物料料振振动动在在工工业业上上有有相相当当广广泛泛的的应应用用，，并并且且是多种多样的。

是多种多样的       例例如如，，在在食食品品工工业业中中很很大大程程度度上上都都需需要要以以散散料料形形式式输输送送物物料料，，这这里里所所概概括括的的原原理理是是，，振振动动使使松松散散物物料料的的强强度度减减低低，，从从而而增增加加了了它的流动性它的流动性896.1.1 摩擦性摩擦性 ⑴⑴ 摩擦的基本概念摩擦的基本概念        设设计计农农产产品品加加工工机机械械、、食食品品机机械械以以及及谷谷仓仓时时，，应应了了解解物物料料与与其接触表面的摩擦性能其接触表面的摩擦性能        摩摩擦擦力力是是作作用用在在一一个个平平面面内内的的力力(在在这这个个平平面面内内包包含含有有一一个个或或一一些些接接触触点点)，，阻阻碍碍接接触触表表面面间间的的相相对对运运动动经经典典力力学学认认为为，，摩擦力正比于正压力，其比例常数称为摩擦因数摩擦力正比于正压力，其比例常数称为摩擦因数        现现代代物物理理学学认认为为，，摩摩擦擦力力由由两两部部分分组组成成，，一一为为接接触触表表面面间间凹凹凸不平的剪切力，一为克服表面粘附所需的力凸不平的剪切力，一为克服表面粘附所需的力;         摩擦力与实际接触面积成正比；摩擦力与实际接触面积成正比；        因因为为滑滑动动速速度度的的不不同同，，接接触触表表面面间间产产生生的的温温度度也也不不同同，，所所以以摩擦力与接触表面间的滑动速度有关；摩擦力与接触表面间的滑动速度有关；        动摩擦力小于最大静摩擦力；动摩擦力小于最大静摩擦力；        摩擦力与接触物料的特性有关。

摩擦力与接触物料的特性有关90     农农业业物物料料的的摩摩擦擦力力，，还还受受作作用用于于物物料料的的压压力力、、物物料料的的湿湿度度、、颗颗粒粒表表面面的的化化学学物物质质、、测测试试环环境境、、表表面面接接触触的的时时间间等等影影响响，，而而且动摩擦力与滑动速度、湿度的关系无一定的规律且动摩擦力与滑动速度、湿度的关系无一定的规律    有有的的物物料料随随滑滑动动速速度度的的提提高高而而增增大大，，有有的的则则随随滑滑动动速速度度的的提提高而减小高而减小    凹凹凸凸不不平平表表面面间间的的接接触触时时间间和和接接触触点点的的温温度度都都影影响响粘粘附附力力和和剪切力的数值，所以也影响摩擦力剪切力的数值，所以也影响摩擦力    湿度增加时，粘附力增加，因而增加摩擦力湿度增加时，粘附力增加，因而增加摩擦力91⑵⑵散粒物料的摩擦角散粒物料的摩擦角       摩摩擦擦角角反反映映散散粒粒物物料料的的摩摩擦擦性性质质，，可可用用以以表表示示散散粒粒物物料料静静止止或或运运动动时时的的力力学学特特性性例例如如物物料料的的流流动动性性、、沿沿固固体体壁壁面面的的流流动动摩摩擦擦特特性及滑落特性等。

性及滑落特性等        散散粒粒物物料料的的摩摩摩摩擦擦擦擦角角角角一一一一般般般般有有有有四四四四种种种种，，即即休休止止角角、、内内摩摩擦擦角角、、壁壁面面摩摩擦擦角角和和滑滑动动角角休休止止角角和和内内摩摩擦擦角角表表示示物物料料本本身身内内在在的的摩摩擦擦性性质质，，而壁面摩擦角和滑动角而壁面摩擦角和滑动角表示表示物料与接触的固体表面间的摩擦物料与接触的固体表面间的摩擦性质性质 ①①休止角休止角         散散粒粒体体的的休休止止角角又又称称静静止止摩摩擦擦角角或或堆堆积积角角，，是是指指散散粒粒物物料料通通过过小小孔孔连连续续地地散散落落到到平平面面上上时时，，堆堆积积成成的的锥锥体体母母线线与与水水平平面面底底部部直直径径的夹角        它它与与散散粒粒粒粒子子的的尺尺寸寸、、形形状状、、湿湿度度、、排排列列方方向向等等都都有有关关休休止止角越大的物料，内摩擦力越大，散落能力越小角越大的物料，内摩擦力越大，散落能力越小      图图6一一1是是测测定定休休止止角角的的几几种种方方法法由由于于测测定定方方法法和和所所用用仪仪器器的的不不同同，，测测得得的的数数据据也也不不尽尽相相同同。

一一般般用用倾倾斜斜法法测测得得的的值值比比用用其其他他方方法测到的结果要大些，但人为因素造成的误差较小，再现性好法测到的结果要大些，但人为因素造成的误差较小，再现性好 92 休休止止角角与与粒粒径径大大小小有有关关粒粒径径越越小小，，休休止止角角越越大大，，这这是是因因为为微微细细粒粒子子相相互互间间的的粘粘附附性性较较大大粒粒子子越越接接近近于于球球形形，，休休止止角角越越小小若若对对物物料料进进行行振振动动，，则则休休止止角角将将减减小小，，流流动动性性增增加加粒粒子子越越接接近近球球形形，，粒粒径径越越大大，，振振动动效效果果越越明明显显在在有有的的文文献献里里将将休休止止角角分分为为静态休止角和动态休止角物料水分增加时，休止角增加静态休止角和动态休止角物料水分增加时，休止角增加93②②内摩擦角内摩擦角    内摩擦角是散粒体内部沿某一断面切断时，反映抗剪强度的内摩擦角是散粒体内部沿某一断面切断时，反映抗剪强度的一个重要参数，其值可利用如图一个重要参数，其值可利用如图6一一3所示的剪切仪进行测定所示的剪切仪进行测定    将散粒物料装进剪切环内，盖上盖板，在盖板上施加垂直压将散粒物料装进剪切环内，盖上盖板，在盖板上施加垂直压力力FN，，加载杆上作用剪切力加载杆上作用剪切力FT。

如果剪切环内的散粒物料被剪如果剪切环内的散粒物料被剪断时达到的最大剪切力为断时达到的最大剪切力为FS，，设散粒体的剪切面积为设散粒体的剪切面积为A，，则得则得散粒体的散粒体的抗剪力抗剪力等于等于内摩擦力内摩擦力与与粘聚力粘聚力之和，即之和，即                                          式中，式中，fi—散粒体的内摩擦因数，散粒体的内摩擦因数，fi = tanφi  ；；                Fc—单位粘聚力，即发生在单位剪切面积上的粘聚力单位粘聚力，即发生在单位剪切面积上的粘聚力94        试试验验时时，，先先使使载载荷荷FN不不变变，，渐渐增增大大剪剪切切力力，，测测出出剪剪切切环环移移动时的剪切力动时的剪切力Fs；；        改改变变FN值值，，测测出出不不同同载载荷荷FN时时的的剪剪切切力力Fs，，作作Fs一一FN曲曲线线，，则则该该曲曲线线与与横横坐坐标标FN的的夹夹角角即即为为该该物物料料的的内内摩摩擦擦角角φi，，在在纵纵坐坐标标上的截距上的截距FcA即为物料的粘聚力即为物料的粘聚力 剪切应力 = μ· FN = tanφi · FN FNFsFNFsφi95(3)壁面摩擦角和滑动摩擦角壁面摩擦角和滑动摩擦角         壁壁面面摩摩擦擦角角表表示示物物料料层层与与固固体体壁壁面面的的摩摩擦擦特特性性，，而而滑滑动动摩摩擦擦角角(又称自流角又称自流角)则则表示每个粒子表示每个粒子与壁面的摩擦特性。

与壁面的摩擦特性        一一般般缺缺乏乏粘粘聚聚性性的的散散粒粒物物料料，，休休止止角角等等于于内内摩摩擦擦角角，，大大于于壁壁面面摩摩擦擦角角；；但但对对于于含含水水率率大大的的谷谷物物种种子子，，休休止止角角比比内内摩摩擦擦角角大大得得多测定壁面摩擦角常用的简易方法如图多测定壁面摩擦角常用的简易方法如图6一一5所示        测测定定滑滑动动角角（（自自流流角角））时时，，将将单单个个颗颗粒粒放放在在平平板板上上，，再再将将平平板板轻轻轻轻倾倾斜斜，，待待颗颗粒粒开开始始滑滑动动时时，，平平板板角度即为物料的滑动角角度即为物料的滑动角         实实际际上上，，类类球球体体的的滑滑动动角角是是壁壁面面摩摩擦擦角角和和粒粒子子沿沿板板面面滚滚动动摩摩擦擦角角的的综综合合对对于于粉粉状状物物料料，，因因为为存存在在粘粘附附性性，，其其滑滑动动角角也也可可能能大大于于90°由由于于散散粒粒体体的的性性质质不不同同，，测测试试的的工工况不同，所测的摩擦角也不同况不同，所测的摩擦角也不同 96    测定农业物料摩擦角测定农业物料摩擦角的方法很多，除用图的方法很多，除用图6一一5所示的测定装置外，也所示的测定装置外，也可用如图可用如图6一一3所示的剪所示的剪切仪测定，或者用滑尺切仪测定，或者用滑尺式摩擦仪测定。

图式摩擦仪测定图6一一6是与图是与图6一一5原理相同的原理相同的平移式测定装置平移式测定装置        图图6一一7是结构简单是结构简单的斜面仪，它除测定壁的斜面仪，它除测定壁面摩擦因数外，还能测面摩擦因数外，还能测定滚动阻力和滑动系数定滚动阻力和滑动系数图图6一一10所示的装置用于所示的装置用于测定纤维茎秆一类物料测定纤维茎秆一类物料的摩擦因数的摩擦因数97表表6一一5列举了一些农业物料的摩擦角列举了一些农业物料的摩擦角986.1.2 粘附性与粘聚性粘附性与粘聚性 ⑴⑴ 粘附的原因粘附的原因        实验表明，粉状物料的粒径越小、越潮湿，以及显著带电的散实验表明，粉状物料的粒径越小、越潮湿，以及显著带电的散粒体，越容易粘附于壁面粒体，越容易粘附于壁面        因此，产生粘附的主要原因是粒子间的粘聚力和粒子与壁面问因此，产生粘附的主要原因是粒子间的粘聚力和粒子与壁面问的作用力，包括分子间的引力、附着水分的毛细管力以及静电引力的作用力，包括分子间的引力、附着水分的毛细管力以及静电引力等对于不同种类的散粒体，这些力的大小不同特别细的粉末，等对于不同种类的散粒体，这些力的大小不同。

特别细的粉末，分子引力是主要影响因素；而含水率高的物料，尤其是亲水性高的分子引力是主要影响因素；而含水率高的物料，尤其是亲水性高的物料，湿润角小，毛细管力起主要作用壁面光洁度增大，粘附力物料，湿润角小，毛细管力起主要作用壁面光洁度增大，粘附力也随之加大对于某些物料，要考虑到相互溶化而粘结的情况也随之加大对于某些物料，要考虑到相互溶化而粘结的情况        当当散散粒粒体体与与壁壁面面接接触触时时，，只只要要一一方方为为导导电电体体，，另另一一方方为为绝绝缘缘体体，，其其粘粘附附力力就就相相当当大大粘粘附附力力的的大大小小与与粒粒子子的的带带电电量量、、粒粒子子和和壁壁面面的的导电能力有关，各种谷物碾成的粉料都具有这种特性导电能力有关，各种谷物碾成的粉料都具有这种特性        法法向向压压力力对对粘粘附附力力的的影影响响不不大大一一般般情情况况下下，，法法向向压压力力增增加加，，粘粘附附力力呈呈线线性性增增大大，，但但增增加加不不多多当当法法向向载载荷荷增增加加四四倍倍时时，，含含水水率率37.5%的粘土与白口铁间的粘附力仅增加一倍的粘土与白口铁间的粘附力仅增加一倍99⑵⑵ 粘附力和粘聚力的测定粘附力和粘聚力的测定        测定粘附力和粘聚力的方法，需根据物料的性质进行选择。

测定粘附力和粘聚力的方法，需根据物料的性质进行选择        ①①法法向向脱脱附附法法:测测定定垂垂直直于于粘粘附附表表面面的的法法向向脱脱附附力力粘粘土土对对金金属材料法向粘附力的测定常用此法属材料法向粘附力的测定常用此法        ②②喷喷射射气气流流法法:使使气气流流通通过过放放有有待待测测物物料料的的透透气气板板或或织织物物，，根根据粒子飞散时所需的最小气流速度确定其粘附力据粒子飞散时所需的最小气流速度确定其粘附力        ③③离离心心力力法法:先先将将物物料料粘粘附附于于玻玻璃璃板板、、木木板板或或金金属属板板上上，，再再放放到到立立式式离离心心机机中中旋旋转转根根据据被被分分离离的的粒粒子子所所受受的的离离心心力力确确定定切切向向粘粘附力        ④④粘粘结结性性法法:将将流流动动性性好好的的粒粒子子以以不不同同比比例例混混于于有有粘粘聚聚性性的的物物料料中中，，测测定定混混合合物物料料的的休休止止角角用用外外插插法法确确定定粘粘聚聚性性物物料料为为100%时的休止角，以此来表示物料的粘聚性时的休止角，以此来表示物料的粘聚性        ⑤⑤发发尘尘性性法法:将将物物料料放放在在直直径径为为9cm,长长为为2.5m的的垂垂直直管管道道中中下下落落，，经经一一定定时时间间后后，，测测量量其其沉沉降降量量。

粘粘聚聚性性大大的的物物料料发发尘尘性性小小，，沉沉降降量量大大取取发发尘尘性性大大的的花花粉粉的的发发尘尘性性为为100%，，其其他他物物料料用用相相对对值值表示之        ⑥⑥断断裂裂法法:先先将将物物料料放放在在圆圆筒筒内内压压实实成成圆圆柱柱状状，，再再以以水水平平方方向向将将圆圆柱柱慢慢慢慢推推出出当当推推到到某某一一长长度度时时，，由由于于自自重重而而断断裂裂用用下下落落物物料柱的质量与圆筒断面积之比表示物料的粘聚性料柱的质量与圆筒断面积之比表示物料的粘聚性1006.1.3 散粒体的变形与抗剪强度散粒体的变形与抗剪强度⑴⑴散粒体的变形散粒体的变形        散粒体的变形散粒体的变形包括包括结构变形结构变形和和弹塑性变形弹塑性变形两种基本形态两种基本形态        结结构构变变形形指指颗颗粒粒间间的的相相互互位位移移，，是是不不可可能能恢恢复复的的，，带带有有断断裂裂性质，即不是连续函数性质，即不是连续函数;         弹弹塑塑性性变变形形是是指指颗颗粒粒本本身身的的可可恢恢复复和和不不可可恢恢复复的的变变形形弹弹塑塑性性变变形形在在每每个个颗颗粒粒所所占占据据的的体体积积范范围围内内是是连连续续的的。

一一般般情情况况下下，，弹塑性变形是非线性的弹塑性变形是非线性的      散散粒粒体体在在刚刚性性容容器器内内加加压压试试验验时时，，体体积积改改变变量量与与加加载载的的压压力力有有关关这这种种试试验验，，称称为为无无侧侧向向膨膨胀胀压压缩缩试试验验在在这这种种条条件件下下，，散散粒粒体体表表面面上上的的压压力力导导致致颗颗粒粒间间的的孔孔隙隙率率减减小小，，使使散散粒粒体体压压得得更更为为紧密，但这种压缩变形过程是不可逆的紧密，但这种压缩变形过程是不可逆的 101        如图如图6一一11所示，小麦在无侧向膨胀压缩时，所示，小麦在无侧向膨胀压缩时，加载曲线加载曲线与与卸载卸载曲线曲线不重合不重合，而是在卸载曲线上面通过当重复加载时，卸载后，而是在卸载曲线上面通过当重复加载时，卸载后观测到滞后现象观测到滞后现象因而重复加载曲线与前一次卸载曲线不重合，因而重复加载曲线与前一次卸载曲线不重合，形成滞回圈形成滞回圈  散体颗粒彼此的接触不是沿着它们的散体颗粒彼此的接触不是沿着它们的整个表面，而是点接触因此，即使散整个表面，而是点接触因此，即使散粒体的平均压力不太大，接触点处的实粒体的平均压力不太大，接触点处的实际应力己大到塑性变形的程度。

际应力己大到塑性变形的程度 接触点数目越多，散粒体的抵抗变形接触点数目越多，散粒体的抵抗变形的能力越大，即在该力作用下的变形越的能力越大，即在该力作用下的变形越小接触点的数目随力的大小而变化接触点的数目随力的大小而变化压力增大时，散粒体颗粒之间原有的联压力增大时，散粒体颗粒之间原有的联系被破坏，孔隙率减小，接触点数目增系被破坏，孔隙率减小，接触点数目增加 当散粒体结构发生不同形式的破坏时，当散粒体结构发生不同形式的破坏时，接触点的数目随之改变接触点的数目随之改变102  散粒体相对变形增量散粒体相对变形增量de与压应力增量与压应力增量dσ间的普遍形式为间的普遍形式为:式中，式中，L——表征散粒体刚度的值表征散粒体刚度的值;       e——相对变形相对变形;              σc——初始压应力初始压应力;                     σs——极限承载强度极限承载强度;              σ——加在散粒体上的压应力；加在散粒体上的压应力； m、、n——指数式中，式中，εc——相当于压应力相当于压应力σc的初始孔隙比；的初始孔隙比；                 ε —相当于任意压应力相当于任意压应力σ的孔隙比。

的孔隙比    经过多次加载和卸载循环以后，散粒体的结构变形趋于稳定经过多次加载和卸载循环以后，散粒体的结构变形趋于稳定根据式〔根据式〔6-2)求得散粒体的变形模量求得散粒体的变形模量E为为       从式从式(6一一4)可以看出，散粒体的变形模量不是一个常数，而可以看出，散粒体的变形模量不是一个常数，而是一个可变量根据压力和变形形式，它在零到无穷大之间变化是一个可变量根据压力和变形形式，它在零到无穷大之间变化 103⑵⑵散粒体的抗剪强度散粒体的抗剪强度     从散粒体抗剪强度试验从散粒体抗剪强度试验(图图6一一3)得到，散粒体的剪切力等于内得到，散粒体的剪切力等于内摩擦力与粘聚力之和，即摩擦力与粘聚力之和，即因此，散粒体的抗剪强度为：因此，散粒体的抗剪强度为：       式中，式中，σ——垂直于剪切面的压应力垂直于剪切面的压应力;               σ‘——换算法向压应力；换算法向压应力；              σ００——粘性压应力，又称张应力粘性压应力，又称张应力    由此可知，由此可知，散粒体的强度散粒体的强度因素由压应力因素由压应力σ，，内摩擦因数内摩擦因数fi和单位和单位粘聚力粘聚力Fc组成。

组成1046.1.4 离析离析       粒粒径径差差值值大大且且重重度度不不同同的的散散粒粒混混合合物物料料，，在在给给料料、、排排料料或或振振动动时时，，粗粗粒粒和和细细粒粒以以及及密密度度大大和和密密度度小小的的会会产产生生分分离离这这种种现现象象称称为为离析，又称偏析离析，又称偏析        在在给给料料和和排排料料过过程程中中出出现现离离析析现现象象，，使使粒粒度度失失去去均均一一性性，，产产生生质质量量不不合合格格的的产产品品但但振振动动筛筛选选过过程程中中的的离离析析现现象象，，则则有有助助于于达达到到筛选的目的容易引起离析的散粒体，多数是流动性好的物料筛选的目的容易引起离析的散粒体，多数是流动性好的物料      根根据据离离析析的的机机理理，，离离析析可可分分为为附附着着离离析析、、填填充充离离析析和和滚滚落落离离析析三种形态三种形态(图图6一一13)105        附附着着离离析析[图图6一一13( a)]是是在在沉沉降降时时粗粗细细粒粒分分离离此此时时，，微微细细的的粒粒子子在在壁壁面面上上附附着着很很厚厚的的一一层层由由于于振振动动和和其其他他外外力力作作用用，，这这个个层层可可能能引引起起剥剥落落，，从从而而产产生生粒粒度度不不均均匀匀的的粉粉体体。

特特别别是是沉沉降降速速度度和和布布朗朗运运动动速速度度相相等等，，粒粒径径又又在在几几个个微微米米以以下下的的微微粒粒以以及及带带静静电的微粒，这种离析的倾向更强电的微粒，这种离析的倾向更强      填填充充离离析析[图图6一一13(b)]是是在在倾倾斜斜状状堆堆积积层层移移动动时时产产生生的的这这时时充充填填状状态态下下的的粗粗粒粒子子会会有有筛筛分分作作用用，，小小粒粒子子从从间间隙隙中中漏漏出出而而被被分分离离出出来来若若粒粒子子的的填填充充状状态态较较密密，，微微粒粒直直径径是是大大粒粒子子直直径径的的(起起筛筛子子作作用用的的粒粒子子)1/10以以下下时时，，微微粒粒才才可可以以漏漏出出但但填填充充疏疏松松时时，，很大的粒子也会下流而被分出很大的粒子也会下流而被分出      滚滚落落离离析析[图图6一一13(c)]的的原原因因是是粒粒子子的的形形状状不不同同和和滚滚动动摩摩擦擦状状态态不不同同装装料料时时，，颗颗粒粒的的运运动动只只发发生生在在物物料料锥锥体体的的表表面面上上如如为为粉粉体体，，只只有有厚厚度度为为2一一3个个颗颗粒粒直直径径的的一一层层物物料料处处于于运运动动之之中中。

物物料料的的运运动动是是滚滚动动运运动动，，小小颗颗粒粒会会落落到到大大颗颗粒粒的的孔孔隙隙中中一一般般来来说说，，大大颗颗粒粒比比微微细细颗颗粒粒的的滚滚动动摩摩擦擦因因数数小小，，大大部部分分滚滚落落到到料料斗斗壁壁面面附附近，而微细粒子则留在中心位置近，而微细粒子则留在中心位置106       供供料料速速度度越越小小，，物物料料的的流流动动性性越越大大和和粒粒度度分分布布范范围围越越广广时时，，离析现象越严重离析现象越严重    离离析析主主要要是是由由物物料料的的特特性性决决定定的的，，如如粒粒度度分分布布、、颗颗粒粒形形状状、、密密度度、、表表面面特特征征、、光光滑滑性性、、体体积积质质量量、、流流动动性性、、休休止止角角、、粘粘聚聚力力、、密密度度分分布布等等间间接接影影响响离离析析程程度度的的有有料料斗斗直直径径、、排排料料口口直直径径、、料料斗斗边边壁壁倾倾斜斜度度、、装装料料高高度度、、壁壁面面摩摩擦擦因因数数、、料料斗斗形形状状、、装料位置、装料方法、卸料点和卸料方法等装料位置、装料方法、卸料点和卸料方法等        降低离析程度的办法有降低离析程度的办法有:        尽尽量量使使颗颗粒粒均均匀匀，，采采用用整整体体流流动动，，尽尽可可能能避避免免形形成成料料堆堆，，采用多点下料和阻尼下料等办法。

采用多点下料和阻尼下料等办法1076.2 散粒体食品的流动特性散粒体食品的流动特性6.2.1 散粒体的流动特点散粒体的流动特点    为为了了预预测测粉粉体体颗颗粒粒流流动动特特性性，，人人们们试试图图研研究究出出一一种种分分析析模模型型，，在在微微粒粒学学中中，，是是用用有有限限的的、、不不连连续续的的粒粒子子(理理想想的的刚刚性性或或弹弹性性球球体体)的的特性来推导出代表整个物质性能的定律特性来推导出代表整个物质性能的定律    而而在在连连续续介介质质方方法法中中，，物物质质的的特特性性被被假假设设是是一一个个连连续续函函数数，，并并且且物物质质可可以以无无限限被被分分割割而而不不失失去去任任何何固固有有的的特特性性不不连连续续的的粒粒子子特特性性不予考虑不予考虑    在在大大量量研研究究工工作作基基础础上上，，己己发发展展一一种种建建立立在在颗颗粒粒特特性性基基础础上上的的流流动动理理论论但但是是实实际际存存在在的的粒粒状状颗颗粒粒和和粉粉状状颗颗粒粒都都是是不不均均匀匀的的，，可可以以是是无无限限多多种种粒粒度度、、形形状状和和空空隙隙的的组组合合而而连连续续介介质质方方法法，，由由于于不不太太复复杂杂，，己己为为工工程程设设计计提提供供大大量量极极为为有有用用的的资资料料。

土土壤壤力力学学的的研研究究推推动动了了散散粒粒体体力力学学领领域域的的加加速速发发展展，，但但贮贮存存在在料料仓仓中中的的散散粒粒体体受受到到的的应应力力仅仅为为土土壤壤正正常常受受到到的的应应力力的的1/1000,用用土土壤壤力力学学试试验验的的方方法法是是不不能能测测定定的的;因因为为散散粒粒体体常常常常是是贮贮存存在在料料仓仓中中，，所所以以散散粒粒体体力力学学的的边边界界条条件件通通常常与与土土壤壤力力学学的的边边界界条条件件不不相相同同;一一般般情情况况下下，，粉粉体体变变形形量远大于土壤力学中的变形量量远大于土壤力学中的变形量1086.2.2 散粒体的流动模型散粒体的流动模型     在在存存仓仓排排料料过过程程中中，，最最麻麻烦烦的的问问题题之之一一是是落落粒粒拱拱现现象象落落粒粒拱拱是是散散粒粒体体堵堵塞塞在在排排料料口口处处，，在在排排料料口口上上方方形形成成拱拱桥桥或或洞洞穴穴前前者称为结拱，后者称为结管者称为结拱，后者称为结管     根根据据经经验验，，物物料料的的粒粒径径越越小小，，粒粒子子形形状状越越复复杂杂，，摩摩擦擦阻阻力力越越大大，，体体积积质质量量越越小小，，越越潮潮湿湿，，落落粒粒拱拱现现象象也也越越严严重重。

从从容容器器方方面面观观察察，，壁壁面面倾倾角角越越小小，，表表面面越越粗粗糙糙，，排排料料口口越越小小，，落落粒粒拱拱现现象象也也越严重     根根据据散散粒粒体体的的流流动动特特点点，，分分为为自自由由流流动动物物料料和和非非自自由由流流动动物物料料两两种种对对于于非非自自由由流流动动物物料料，，颗颗粒粒料料层层内内的的内内力力作作用用〔〔由由勤勤聚聚性性、、潮潮湿湿性性和和静静电电力力等等造造成成)大大于于重重力力作作用用这这种种内内力力在在物物料料流流动动开开始始后后，，会会逐逐渐渐扰扰乱乱原原有有的的层层面面而而导导致致形形成成落落粒粒拱拱由由于于颗颗粒粒粒子处于非平衡状态，落粒拱会周期性地坍塌，之后再重新形成粒子处于非平衡状态，落粒拱会周期性地坍塌，之后再重新形成    观观察察散散粒粒体体流流动动过过程程的的常常用用方方法法，，是是将将物物料料涂涂上上各各种种颜颜色色，，然然后分层填满料仓，用高速摄影观察排料过程后分层填满料仓，用高速摄影观察排料过程109       散散粒粒体体的的流流动动过过程程理理论论很很多多，，最最著著名名的的是是布布朗朗—理理查查德德理理论论和克瓦毕尔理论。

和克瓦毕尔理论        如如图图6一一14所所示示，，布布朗朗—理理查查德德理理论论认认为为，，排排料料口口附附近近自自由由流动的物料可分成五个流动带：流动的物料可分成五个流动带：        D带带为自由降落带为自由降落带;        C带带为颗粒垂直运动带为颗粒垂直运动带;        B带带是擦过是擦过E带向料仓中心方向缓慢滑动的带带向料仓中心方向缓慢滑动的带;        A带带是擦过是擦过B带向料仓中心方向迅速滑动的带带向料仓中心方向迅速滑动的带;        E带带是没有运动的静止带是没有运动的静止带        A层层在在B层层上上滑滑动动，，A层层上上的的颗颗粒粒迅迅速速滚滚动动B层层在在E层层上上慢慢慢慢滑滑动动，，E层层处处于于静静止止状状态态C层层迅迅速速向向下下方方运运动动，，从从A、、B层层以以大大于于休休止止角角的的角角度度补补充充粒粒子子C层层的的粒粒子子供供给给D层层排排出出这这一一理理论论与与物物料料从从小小孔孔排排出出的的实实验验结结果相符合果相符合110   克克瓦瓦毕毕尔尔理理论论认认为为〔〔图图6一一15)，，EN带带和和EG带带以以几几乎乎恒恒定定的的比比率率(1:15)连续发展，直到连续发展，直到EN达到表面为止。

达到表面为止        EN带产生两种运动，第一位的垂直运动和第二位的滚动运动带产生两种运动，第一位的垂直运动和第二位的滚动运动        EG带带称称为为边边界界椭椭圆圆带带，，在在它它以以外外没没有有运运动动这这种种流流动动称称为为漏漏斗流动或中心流动斗流动或中心流动         如如果果料料仓仓的的倾倾角角大大于于物物料料与与料料仓仓壁壁面面的的摩摩擦擦角角，，就就可可把把物物料料卸卸空空在在凡凡椭椭圆圆体体边边界界线线以以内内，，产产生生的的是是整整体体流流动动这这个个理理论论适适用用于于流流动动性性好好的的粉粉料料从从小小孔孔中中排排出出的的情况111     布布拉拉道道尔尔雅雅科科诺诺夫夫认认为为，，排排料料是是由由动动态态落落粒粒拱拱的的形形成成和和塌塌方方反复进行的反复进行的     动态落粒拱的角度动态落粒拱的角度h与内摩擦因数与内摩擦因数fi有关有关     式中，式中，d——排料口直径排料口直径    卡卡尔尔宾宾科科发发现现，，流流动动分分三三个个区区域域:①①中中心心运运动动粒粒柱柱的的主主流流区区，，它它位位于于孔孔口口上上方方;②②位位于于主主流流区区周周围围的的随随流流区区，，散散粒粒体体周周期期地地流流向主流区向主流区;③③随流区的外围的惰动区。

随流区的外围的惰动区    他对种子流动得出了下面的结论他对种子流动得出了下面的结论     ①①主主流流区区内内的的种种子子按按长长轴轴平平行行于于圆圆筒筒排排列列，，流流动动速速度度小小于于孔孔口平面处的速度口平面处的速度;        ②②种子的流出量与种子层的高度无关种子的流出量与种子层的高度无关;        ③③增增加加种种子子层层上上的的压压力力和和增增加加筒筒底底厚厚度度，，流流出出减减少少或或停停止止流流出出;        ④④在混有其他粒子时，首先流出的是小粒种子和光粒种子在混有其他粒子时，首先流出的是小粒种子和光粒种子112       由由于于物物料料的的物物理理性性质质不不同同，，形形成成的的流流动动过过程程也也不不一一样样料料仓仓内内散散粒粒体体受受重重力力作作用用的的流流动动情情况况如如图图6一一16所所示示，，有有两两种种流流动动形形态态，，即整体流和漏斗流即整体流和漏斗流(又称中心流又称中心流)      仓仓内内粉粉体体层层的的流流动动区区域域常常常常呈呈现现漏漏斗斗状状，，即即只只有有料料仓仓中中央央部部分分形形成成料料流流而而流流出出，，而而其其他他区区域域的的粉粉体体或或料料流流顺顺序序紊紊乱乱或或停停滞滞不不动动，，产产生生先先加加入入的的物物料料后后流流出出的的“先先进进后后出出”的的现现象象，，这这种种流流动动形形式式称称做做漏漏斗斗流流（（部部分分流流））。

漏漏斗斗流流会会引引起起偏偏析析、、冲冲料料、、结结块块、、下下料料容容重重变化等不良现象，这些现象均会造成计量精度的极大误差变化等不良现象，这些现象均会造成计量精度的极大误差        整整体体流流流流动动时时，，无无论论中中心心部部分分还还是是靠靠壁壁处处的的物物料料都都充充分分滑滑动动，，和和液液体体流流动动相相似似整整体体流流时时，，先先进进的的料料先先流流出出去去，，因因而而较较少少离离(偏偏)析析现现象                为为使使料料仓仓内内的的流流动动为为整整体体流流动动型型，，可可采采用用内内插插锥锥体体法法内内插插锥锥体体法是在料斗中加入锥体法是在料斗中加入锥体1136.2.3 散粒体的流动函数散粒体的流动函数        对散粒体进行剪切强度试验时如果先加预压实载荷对散粒体进行剪切强度试验时如果先加预压实载荷FQ1Q1于散粒于散粒体表面，然后将体表面，然后将FQ1Q1除去再加小于除去再加小于FQ1Q1的垂直载荷的垂直载荷FN1N1，，测得剪断时测得剪断时的剪切力的剪切力FT1T1；；加加FN2N2测出测出FT2T2；；………，，就可得到一条屈服轨迹线。

就可得到一条屈服轨迹线设第二个预压实载荷设第二个预压实载荷FQ2Q2于散粒体表面，然后将于散粒体表面，然后将FQ2Q2除去再加小于除去再加小于FQ2Q2的垂直载荷的垂直载荷FN1N1，，测得剪断时的剪切力测得剪断时的剪切力FT1T1；；加加FN2N2测出测出FT2T2；；………，，就可得到另一条屈服轨迹线依次类推，就可以得到一组屈服轨就可得到另一条屈服轨迹线依次类推，就可以得到一组屈服轨迹线        将屈服轨迹线各终点连接起来，可得到一条稳定流动线稳定将屈服轨迹线各终点连接起来，可得到一条稳定流动线稳定流动线的倾角流动线的倾角δ‘，，表示在不同预压实状态下散粒体的破坏条件如表示在不同预压实状态下散粒体的破坏条件如果散粒体的应力状态在稳定流动线以下，散粒体都不会产生剪切流果散粒体的应力状态在稳定流动线以下，散粒体都不会产生剪切流P151图图5-18））114        设在一个筒壁无摩擦的理想刚性圆筒内，装入散粒体以设在一个筒壁无摩擦的理想刚性圆筒内，装入散粒体以预压实载荷预压实载荷FQ1压实，散粒体的预压实应力为压实，散粒体的预压实应力为σl，，然后轻轻取去然后轻轻取去圆筒，不加任何侧向支撑，即圆筒，不加任何侧向支撑，即σ3＝＝0，，这时散粒体可能出现如图这时散粒体可能出现如图6一一19所示的两种情况。

一为保持圆柱原形，一为崩溃后以休止所示的两种情况一为保持圆柱原形，一为崩溃后以休止角呈山形角呈山形115        对于保持原形的圆柱体，须施加一定的载荷对于保持原形的圆柱体，须施加一定的载荷FQC以克服散粒体以克服散粒体在一定预压实状态下的表面强度在一定预压实状态下的表面强度σc，，散粒体才会崩溃散粒体才会崩溃σc称为散称为散粒体的无围限屈服强度在图粒体的无围限屈服强度在图6一一19(c)的情况下，的情况下，σc=0        散粒体的无围限屈服强度散粒体的无围限屈服强度σc与预压实应力与预压实应力σ1之间的关系，称之间的关系，称为流动函数为流动函数FF，，以式以式(6一一8)表示        要得到散粒体的流动函要得到散粒体的流动函数，须用几种预压实载荷进数，须用几种预压实载荷进行剪切试验，以得出行剪切试验，以得出σ1和和σc值值绘成曲线图〔图绘成曲线图〔图6一一20) 116        料斗本身的流动条件或流动性用流动因素料斗本身的流动条件或流动性用流动因素ff 表示表示          式中，式中，σa——散粒体结成稳定拱的最小拱内应力散粒体结成稳定拱的最小拱内应力          ff 值值越越小小，，料料斗斗的的流流动动条条件件越越好好。

对对于于一一定定形形状状的的料料斗斗，，存存在在一一条条流流动动因因素素临临界界线线，，如如果果散散粒粒体体的的流流动动函函数数曲曲线线在在这这条条临临界界线线下下方方，，则则散散粒粒体体的的强强度度不不足足以以支支持持成成拱拱，，不不会会产产生生流流动动中中断断这这条条临临界线称为料斗的临界流动因素界线称为料斗的临界流动因素117       流流动动函函数数FF 是是由由散散粒粒体体本本身身的的性性质质所所决决定定，，而而流流动动因因素素ff则由散粒体性质和料斗的几何形状、壁面特性等因素确定则由散粒体性质和料斗的几何形状、壁面特性等因素确定       表表6一一6列出了流动函数与流动性的关系列出了流动函数与流动性的关系 1186.2.4 落粒拱的形式落粒拱的形式        加加料料过过程程中中，，由由于于粒粒子子之之间间和和粒粒子子与与容容器器之之间间的的摩摩擦擦、、粘粘附和粘聚而形成落粒拱附和粘聚而形成落粒拱        对对于于粗粗大大粒粒子子来来说说，，摩摩擦擦是是成成拱拱的的最最基基本本而而且且是是必必要要的的条条件件例例如如对对于于有有棱棱角角的的粗粗大大粒粒子子或或大大块块物物料料，，颗颗粒粒之之间间的的摩摩擦擦力较大。

力较大        此此时时，，如如果果容容器器壁壁面面比比较较粗粗糙糙，，则则摩摩擦擦严严重重，，会会产产生生如如图图6一一22(a)所所示示的的成成拱拱形形式式；；如如果果加加上上壁壁面面倾倾角角太太小小，，或或粒粒子子的的勤勤附附性性大大，，则则产产生生如如图图6一一22(b)所所示示形形式式；；更更严严重重时时，，则则形形成成如如图图6一一22(c)形式119        图图6一一22(a)是是由由于于排排料料口口附附近近粒粒子子相相互互支支撑撑或或咬咬合合形形成成拱拱架，可采用加大孔口或强迫振动来解决架，可采用加大孔口或强迫振动来解决      图图6一一22(b)是是物物料料在在料料斗斗的的角角锥锥部部积积存存而而形形成成的的粉粉体体物物料料由由于于压压力力、、吸吸湿湿或或化化学学反反应应等等原原因因，，会会相相互互勤勤结结成成大大块块，，产产生生如图中的成拱形式这种形式较难解决如图中的成拱形式这种形式较难解决     图图6一一22(c)是是物物料料在在排排料料口口上上部部垂垂直直地地下下落落，，形形成成洞洞穴穴状状，，常见于粒子间有粘聚性的细粉常见于粒子间有粘聚性的细粉。

     图图6一一22(d)是是物物料料附附着着在在料料斗斗的的圆圆锥锥部部表表面面，，常常见见于于壁壁面面倾倾角过小和对壁面有较强附着性或粘聚性的粉体物料角过小和对壁面有较强附着性或粘聚性的粉体物料120成拱的过程：成拱的过程：        料仓都是上口大、下口小，越往下，截面积越小，流出面积越料仓都是上口大、下口小，越往下，截面积越小，流出面积越小；并且没有外力作用，仅靠自重力自上而下流动当摩擦系数不小；并且没有外力作用，仅靠自重力自上而下流动当摩擦系数不变的情况下，料越往下流动，在上层料的重力作用下，料与料的摩变的情况下，料越往下流动，在上层料的重力作用下，料与料的摩擦力、料与仓壁的摩擦力、仓壁对料的挤压力越大，必然在仓壁上擦力、料与仓壁的摩擦力、仓壁对料的挤压力越大，必然在仓壁上粘有大量的料，必然形成堵料的基础粘有大量的料，必然形成堵料的基础—洞拱基础洞拱基础  因为洞拱基础的必然存在，当洞拱基础的体积越来越大、程度因为洞拱基础的必然存在，当洞拱基础的体积越来越大、程度越来越深，严重阻碍料流动的时候，造成堵料越来越深，严重阻碍料流动的时候，造成堵料1216.2.5 防止成拱的办法防止成拱的办法      成成拱拱现现象象非非常常复复杂杂，，目目前前尚尚不不能能从从根根本本上上解解决决落落粒粒拱拱间间题题。

防防止成拱的办法主要有下列几种止成拱的办法主要有下列几种    (1)加大排料口例如，可将淀粉等物料的料斗做成直筒形结构；加大排料口例如，可将淀粉等物料的料斗做成直筒形结构；     (2)尽量使料斗内壁光滑；尽量使料斗内壁光滑；     (3)加大壁面倾角原则上倾角必须大于休止角；加大壁面倾角原则上倾角必须大于休止角；     (4)将料斗做成非对称形将料斗做成非对称形[图图6-23(a),(b),(c)]形式成拱现象的原形式成拱现象的原因，主要是物料受力后形成稳定的静止层因此，如将料斗底部因，主要是物料受力后形成稳定的静止层因此，如将料斗底部做成左右非对称形，可有效地破坏物料的受力平衡；做成左右非对称形，可有效地破坏物料的受力平衡；     (5)在在料料斗斗内内加加入入纵纵向向隔隔板板以以形形成成左左右右非非对对称称性性[图图6一一23(d)]；；   (6)在在料料斗斗中中悬悬吊吊链链条条[图图6一一23(e)]；；122       (7)在在排排料料口口上上方方插插入入锥锥体体[图图6一一23(f)]，，以以减减小小排排料料口口承承受受物物料的压力；料的压力；      (8)将将壁壁面面做做成成抛抛物物线线形形的的曲曲面面[图图6一一23(g)]，，以以使使物物料料顺顺利利滑滑落；落；      (9)采用条形卸料器采用条形卸料器[图图6一一23(h)]；；      (10)安装振动器；安装振动器；      (11)吹入压缩空气，使物料流态化。

吹入压缩空气，使物料流态化        发发生生在在加加料料和和卸卸料料期期间间仓仓壁壁应应力力至至少少受受三三种种状状态态的的影影响响:初初始始加加料料状状态态、、流流动动状状态态以以及及从从初初始始加加料料到到流流动动的的转转换换状状态态，，这这己己为为当当前前大大多多数数研研究究工工作作者者所所接受，每种状态分述如下接受，每种状态分述如下 123英国英国Matcon锥形料仓排料阀锥形料仓排料阀        用于将料仓用于将料仓/罐中的粉粒体原料顺利排出，可解决架桥罐中的粉粒体原料顺利排出，可解决架桥(成拱成拱)、、暴冲、鼠洞、分层等常见料仓排料问题锥形排料阀靠锥体的提升暴冲、鼠洞、分层等常见料仓排料问题锥形排料阀靠锥体的提升形成出口，并可振动促进排料锥体提升的高度以及振动模式都可形成出口，并可振动促进排料锥体提升的高度以及振动模式都可设定，从而可控制从流动性极好，到黏着性的原料的排料控制设定，从而可控制从流动性极好，到黏着性的原料的排料控制 1246.3.2 流动状态流动状态6.3 散粒体应力分析散粒体应力分析 6.3.1 初始加料状态初始加料状态     当当料料仓仓或或料料斗斗刚刚开开始始加加料料时时，，物物料料受受落落差差压压力力的的作作用用在在垂垂直直或或接接近近于于垂垂直直方方向向上上的的压压缩缩，，水水平平变变形形很很小小，，因因此此对对于于整整体体流流料料仓仓和和料料斗斗，，最最大大主主应应力力的的方方向向假假设设为为沿沿着着这这条条近近于于垂垂直直的的方方向向，，形形成成的的应应力力场场称称之之为为积积极极应应力力场场或或峰峰值值应应力力场场，，如如图图6一一24(a)所所示示。

当当物物料料慢慢慢慢下下沉沉时时，，沿沿着着仓仓壁壁发发生生滑滑移，并产生摩擦应力移，并产生摩擦应力        打打开开出出口口闸闸门门后后，，颗颗粒粒就就在在流流动动通通道道内内运运动动，，流流动动通通道道向向下下朝朝着着出出口口处处收收缩缩为为了了流流动动，，颗颗粒粒必必须须按按滑滑动动通通道道的的形形状状扩扩展展并并在在横横向向收收缩缩，，这这样样应应力力场场就就要要重重新新分分布布，，最最大大主主应应力力作作用用在在近近于于水水平平的的方方向向上上，，形形成成的的应应力力场场称称之之为为消消极极应应力力场场或或起起拱拱应应力力场场，，如图如图6一一24(b)所示1256.3.3 转换状态转换状态 x         在在积积极极应应力力场场和和消消极极应应力力场场的的过过渡渡面面上上，，质质量量的的平平衡衡要要求求产产生生一一个个超超压压假假定定装装满满物物料料的的料料仓仓在在没没有有任任何何物物料料排排出出的的情情况况下下，，料料仓仓的的流流动动一一开开始始就就会会形形成成一一个个大大的的瞬瞬间间转转变变应应力力积积极极应应力力场场是是在在加加料料时时产产生生的的，，当当卸卸料料开开始始时时，，正正好好处处于于出出口口上上方方的的物物料料由由于于没没有有支支撑撑就就向向下下扩扩展展，，在在这这一一区区段段形形成成一一个个消消极极应应力力场场。

扩扩展展继继续续时时，，两两个个应应力力场场之之间间的的接接触触面面迅迅速速向向上上移移动动到到某某一一位位置置，，也也就是流动通道与料仓垂直部分相交的位置就是流动通道与料仓垂直部分相交的位置        整整体体流流料料仓仓中中的的这这一一位位置置将将是是料料斗斗与与垂垂直直部部分分之之间间的的过过渡渡段段，，而而在在漏漏斗斗流流料料仓仓中中该该位位置置可可能能不不与与仓仓壁壁相相交交但但是是如如果果相相交交，，将将在垂直圆筒上的某个位置并定义为在垂直圆筒上的某个位置并定义为“有效过渡段有效过渡段”        整整体体流流料料仓仓转转换换期期间间，，将将转转换换而而达达到到某某个个位位置置的的应应力力状状态态近近似似地地表表示示在在图图6一一24(b)上上在在转转换换面面以以下下，，应应力力处处于于消消极极状状态态(动动态态)，，而而料料斗斗壁壁的的应应力力比比其其上上面面的的积积极极应应力力状状态态要要小小在在两两个个应应力力场场之之间间的的过过渡渡段段，，物物料料不不再再受受下下面面流流动动物物料料的的支支托托，，而而力力的的平平衡衡导致转换区产生一个附加应力〔或称导致转换区产生一个附加应力〔或称“超压超压”)。

126        料料斗斗分分深深仓仓和和浅浅仓仓两两种种，，以以料料斗斗底底部部与与侧侧壁壁的的交交点点为为始始点点，，作作散散粒粒体体的的休休止止角角斜斜线线，，与与对对面面侧侧壁壁相相交交设设交交点点离离料料斗斗底底部部的的距距离离为为hr，，料料斗斗高高度度为为H，，当当hr>H时时定定义义为为浅浅仓仓，，hr

直压力为一常数，同时垂直压力与侧压力之比为一常数     如如图图6一一25所所示示，，对对直直径径为为D的的圆圆筒筒，，考考虑虑深深度度Z处处微微小小物物料料层层dZ的的受受力力平平衡衡设设在在垂垂直直方方向向的的压压力力为为σ，，则则物物料料层层dZ的的受受力力平平衡方程为衡方程为:       因此因此 ，得，得     式中，式中， γs——物料重度物料重度;                        f——壁面摩擦因数壁面摩擦因数;                        k——侧压系数；侧压系数；                      σ3——物料对侧壁的压力物料对侧壁的压力129根据莫尔理论，侧压系数按下式计算根据莫尔理论，侧压系数按下式计算:式中，式中，     ——物料的内摩擦角物料的内摩擦角    若若Z＝＝0时，时，σ0＝＝0，，积分得：积分得：当物料层表面上作用有预压力为当物料层表面上作用有预压力为σ0时，则时，则 若若Z→∞，，得得    由式由式(6一一17)和式和式(6一一18)可可求得物料层深度求得物料层深度Z与物料压力与物料压力的关系图的关系。

图6一一26是随深度是随深度Z变变化的压力化的压力σ的分布曲线的分布曲线1306.4 食品工业中散粒体力学特性的应用食品工业中散粒体力学特性的应用6.4.1 散粒体的自动分级散粒体的自动分级        由粒度和相对密度不同的颗粒组成的散粒体所构造的均匀分由粒度和相对密度不同的颗粒组成的散粒体所构造的均匀分布状态是不稳定的在受到振动或其他扰动时，散粒体中各颗粒布状态是不稳定的在受到振动或其他扰动时，散粒体中各颗粒会按其相对密度、粒度、形状及表面状态的不同而重排会按其相对密度、粒度、形状及表面状态的不同而重排       重排后从上层到下层依次为重排后从上层到下层依次为:       相对密度小的大颗粒，相对密度小的小颗粒，相对密度大的大相对密度小的大颗粒，相对密度小的小颗粒，相对密度大的大颗粒，相对密度大的小颗粒；颗粒，相对密度大的小颗粒；       此外，按表面状态及形状不同，表面粗糙或片状颗粒在上层，此外，按表面状态及形状不同，表面粗糙或片状颗粒在上层，而表面光滑或接近球形的颗粒在下层而表面光滑或接近球形的颗粒在下层       这种现象称为散粒体的自动分级这种现象称为散粒体的自动分级。

131产生自动分级的原因主要有产生自动分级的原因主要有:    ①①散散粒粒体体具具有有液液体体的的性性质质，，对对分分散散在在散散粒粒体体中中的的颗颗粒粒有有浮浮力力作作用，促使相对密度小的颗粒上浮用，促使相对密度小的颗粒上浮;    ②②散粒体在受扰时较松散，使小颗粒能往下运动以填补空隙；散粒体在受扰时较松散，使小颗粒能往下运动以填补空隙；    ③③表表面面光光滑滑的的球球形形颗颗粒粒，，在在散散粒粒体体中中所所受受阻阻力力较较小小，，容容易易向向下下运动，而粗糙颗粒或片状粒受阻大而留于上层运动，而粗糙颗粒或片状粒受阻大而留于上层在在食食品品物物料料的的筛筛分分或或风风选选、、水水选选中中，，实实际际都都是是在在利利用用自自动动分分级级现现象 关关于于自自动动分分级级的的力力学学解解释释，，部部分分的的可可以以用用两两相相介介质质中中分分散散相相颗颗粒在连续介质中的沉浮运动机制来说明粒在连续介质中的沉浮运动机制来说明1326.4.2 粉尘爆炸粉尘爆炸    粉粉尘尘爆爆炸炸是是指指在在空空气气中中悬悬浮浮的的粉粉尘尘颗颗粒粒急急剧剧地地氧氧化化燃燃烧烧，，同同时时产生大量的热和高压的现象。

产生大量的热和高压的现象    爆炸的机理非常复杂，通常认为：爆炸的机理非常复杂，通常认为：    首首先先是是一一部部分分粉粉尘尘被被加加热热、、产产生生可可燃燃性性气气体体，，它它与与空空气气混混合合后后，，当当存存在在一一定定温温度度的的火火源源或或一一定定能能量量的的电电火火花花时时，，就就会会引引起起燃燃烧烧由由此此产产生生的的热热量量又又将将周周围围的的粉粉尘尘加加热热，，产产生生新新的的可可燃燃性性气气体体这这样，就产生连锁反应而爆炸样，就产生连锁反应而爆炸        粉尘爆炸要求粉尘有一定的浓度这一浓度极限，称为爆炸粉尘爆炸要求粉尘有一定的浓度这一浓度极限，称为爆炸的下限它与火源强度、粒子种类、粒径、含水率、通风情况和的下限它与火源强度、粒子种类、粒径、含水率、通风情况和氧气浓度等因素有关氧气浓度等因素有关     粉粉尘尘发发火火所所需需的的最最低低温温度度称称为为发发火火点点粒粒径径越越小小，，发发火火点点越越低低面面粉粉厂厂里里，，当当面面粉粉在在每每立立方方米米的的空空气气中中悬悬浮浮0.15～～0.20mol时时，，最最容容易易爆爆炸炸特特别别是是10μm左左右右的的散散粒粒物物料料，，浓浓度度在在0.20mol/m3时时，，危险性最大。

这一浓度相当于能见度为危险性最大这一浓度相当于能见度为2m     面面粉粉、、奶奶粉粉、、淀淀粉粉等等不不良良导导电电物物料料，，由由于于与与机机器器或或空空气气的的摩摩擦擦产产生生的的静静电电会会积积聚聚起起来来，，当当达达到到一一定定数数量量时时就就会会放放电电，，产产生生电电火火花，构成爆炸的火源，应当密切注意花，构成爆炸的火源，应当密切注意133。