[科普中國]-食品粘性

食品流變學

流變學（Rheology）是研究物體受外力作用而變形或者流動的學科，是力學的一個分支。食品流變學的研究對象是食品材料的力學性質(zhì)。食品材料通常指介于固液之間的物質(zhì)，比如淀粉、油脂、蛋白、魚糜等具有復雜的化學組成的物質(zhì)。然而，食品流變學除涉及力學，還包括高分子學物性論、膠體化學等，甚至也包括研究生物化學反應(yīng)下變形理論的所謂“化學流變學”，研究血液、細胞液和生物學關(guān)系的“生物流變學”，研究人的力學感覺和變形規(guī)律即心理學同變形及力學刺激的“心理流變學”等。

食品流變學在于解決食品加工中存在的問題。這些食品的流變性質(zhì)與加工過程中操作的有關(guān)。除此之外，有些食品具有的嗜好性質(zhì)與流變性質(zhì)關(guān)系也很密切。由于食品的復雜性，在進行食品流變學研究時，首先需要把食品分類，對于不同的類型，建立各自的流變學模型，對這些模型進行分解、組合，解析，總結(jié)出可靠的測定方法，獲得有效的控制品質(zhì)的思路。

食品粘性粘性是指阻礙流體流動的性質(zhì)，該指標表現(xiàn)了流體的流動性。食用植物油和水均屬于易流動液體。如果我們分別把油和水倒在玻璃平板上時，可以發(fā)現(xiàn)油的流動速度比水慢，換句話說，水比油易流動，同時也說明水的粘性比油大。粘性的大小以粘度（或粘性系數(shù)、粘性率）表示。粘度分為以下三種，各種粘度間的變形方式是不同的：

1、剪切粘度（coefficient of shear viscosity）是一般實用上所指的粘度，用普通的粘度計所測定得到的流體粘度往往是指剪切粘度。

2、延伸粘度（coefficient of tensile viscosity）只表示粘彈性體延伸時（區(qū)別于流動）的粘度，而普通的液體無法測定其延伸粘度。

3、體積粘度（coefficient of volume viscosity）體積粘度不發(fā)生在當對液體施加靜水壓，其體積會產(chǎn)生瞬時的變化而到達平衡值的時候。然而，如在超聲波范圍進行更精密的測定，體積變化速率與液體所受到的壓力之間的關(guān)系會符合粘性定律。體積粘度即為把這種情況下表示粘性的指標。

粘性流動的分類牛頓流動(Newtonian flow)不同粘度的流體，應(yīng)力與應(yīng)變速率存在一定的函數(shù)關(guān)系。牛頓流體是指粘度不會隨剪切速率的變化而變化，剪切速率(shear ate)與剪切應(yīng)力(shear srtess)成正比的流體。牛頓流體的流動狀態(tài)方程式如下：

τ=ηγ

其中，η指為粘度(viscosity)，體現(xiàn)了流動的阻力，表示剪切應(yīng)力與剪切速率之間的比例系數(shù)，γ表示剪切速率，τ表示剪切應(yīng)力。對于牛頓流體而言，剪切速率的變化不會影響其粘度。理想的牛頓流體各向同性，且不能壓縮，不具有彈性。一定范圍內(nèi)基本符合牛頓定律的流體在流變學中被當做牛頓流體進行處理。如食品中的水、普通蜂蜜、油、酒、液糖、玉米糖漿、過濾后的果汁等，由于完全的牛頓流體在自然界中不存在，通常都按牛頓流體分析計算1。

非牛頓流動(non-Newtonian flow)在自然界中的食品，不符合牛頓流體定律的流體占大多數(shù)。大量的食品，包括濃果汁、果醬、全雞蛋、菜泥、濃牛奶以及巧克力漿等固液懸浮體都是非牛頓流體，下面的經(jīng)驗公式往往用來表示這些流體的剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系：

τ=k(γ)n(1