brookfield仪器在食品工业中的应用

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1、Brookfield仪器在食品工业中的应用Brookfield中国技术服务中心上海人和科仪版权所有严禁翻印摘要本文主要论述了食品流变学和质构学，对食品研发、质量控制、生产工艺控制的指导意义，并详细介绍了Brookfield实验室和在线粘度计、RS流变仪，以及CT3质构仪在食品物性测试的应用，为广大研究和生产食品的客户提供有用对各种食品性能作全面评价。关键词：食品、流变特性、质构分析、Brookfield粘度计、质构仪一、食品的流变特性与质构分析食品流变学是在流变学基础上发展起来的，它以弹性力学和流体力学为基础，主要应用线性粘弹性理论，研究食品在小变性范围内的粘弹性质及其变

2、化规律，测量食品原材料、半成品、成品在在特定形变下如加工、操作处理以及消费过程中产生的变形与流变响应。因此，食品流变学的研究对象是食品及其原料的力学性质，食品流变学与传统的只注重食品的组成及其变化的化学方法不同，它用数学语言，通过所设定的数学模型对食品进行量化的研究。食品流变学根据食品的流变特性分为粘性流体和粘弹性流体两大类。食品流变学是研究食品在力的作用下变性或流动的科学，因此应力和应变对食品流变学研究而言都是极其重要的。食品流变学特性主要通过测定应力与应变对时间的函数来确定，这种特性可以用坐标图解或数学模型来表示。研究发现流体的流型可以通过研究其流变曲线的形状加以确定

3、，而流变曲线又可以用一定的数学模型进行描述。数学模型是通过数学语言来表达问题，从而达到用数学工具解决问题的目的，具有渐进性、条理性、逼真性、可行性和可转移性等优点。食品质构分析是研究食品在加工储藏中组织的软化与分解等，以及模拟人对食物的感官质地剖面特性等，这些质构的变化会引起材料流变特性的变化。质构是消费者评价食品质量最重要的特征之一，特别是对消费量越来越大的沙司、调味酱、奶酪、涂抹料和冰淇淋等半固态食品显得更为重要。食品流变与质构特性研究对食品工业有重要意义：1、食品流变与质构特性与食品的质量传统的食品质构及其表现状态就是用感官检验来评价的，感官分析实质上是以人作为“仪

4、器”测量产品的感官特性，对产品的质地特性（如软硬等）可以通过一定的感官分析方法用人来测量，口尝就是一个复杂的流变过程，咀嚼包括磨、剪、挤压、压缩、拉伸等物理过程。通过流变学的一些测试可以反映食品的质量，并可避免感官品尝中主观的影响。粘稠性不仅是液态食品的感官评价指标，而且影响到食品风味的接受性。Wood曾研究液态食品的粘稠度与品尝时的反映，并找出其流变学关系，指出当假塑性时，系数n＝0.5时，乳类甜食、汤料、酱类、浆状食品的口感最好。这类食品在口中保持稳定的流动，当有剪切作用（舌动等）时有较低的粘度，若停止剪切，又恢复原来的粘度，容易吞咽。2、食品流变与质构特性与食品研发

5、通过流变学试验（模拟试验）可以预测产品的质量以及产品在市场上的接受程度，指导新产品的开发。例如：使用食品胶时，必须对使用的目的(应用食用胶的哪一种特性)有清楚的了解，才能根据不同食品胶的特性进行选择。质构仪就可以发挥很大的作用，由于所有的食品胶都不只一种功能，因而在为食品任何一类特别的应用选择最佳的食品胶时，都还应该考虑、候选。食品胶在该食品中发挥的其它的功能，所以食品工艺师在选择食品胶时需要考虑诸多因素，必须综合考虑产品形态(如凝胶、流动性、硬度、透明度及混浊度等)；产品体系(悬浮颗粒能力，稠度等)；产品储存(时间、风味稳定、水分)、产品加工方式和经济性等。否则，不考虑

6、其它因素，直接选择使用在该项应用中表现得最好的食品胶，可能并不是最佳的选择。3、食品流变与质构特性与生产中的质量控制食品加工过程中的质构变化，势必引起材料受力性质的改变，研究食品在加工生产时的流变行为，如在泵、管道、挤压机、设备、均质机、热交换器中的流动，就可以在生产中实现有效控制和改进工艺条件。这方面应用最广的是巧克力的生产。巧克力可以是固体也可以是液体，取决于其脂肪的构成与存在状态。可可脂在温度高于32℃将会急剧的融化，成为液态。因此可以借助流变学测量方法对其特性进行检验。巧克力最重要的流变学参数就是屈服应力值，其流动曲线遵循Casson方程：把流动曲线外推至零剪切速

7、率来确定巧克力的屈服应力值。屈服应力与巧克力中所含的可可脂肪成分，巧克力浆中的可可粉、糖粉等的磨碎程度及卵磷脂的用量有关。在涂布巧克力层的时（威化巧克力、冰淇淋巧克力等），涂层的厚度取决于巧克力的屈服应力，垂直面厚度取决于其粘度。4、食品流变与质构特性与工程设计食品加工及处理过程涉及的液体多为非牛顿液体，其表观粘度随时间、剪切应力、剪切速率的变化而变化，因此掌握各种食品的流变学特性，便于在流体的输送，管路设计以及搅拌、乳化、均质、物化、浓缩、灭菌等单元操作的机械设计中充分考虑物料在力的作用下粘度的变化，有针对性的设计设备结构及