Đề cương Vật lý học thực phẩm | Đại học Bách khoa Hà Nội

lOMoARcPSD|36442750 Vật lý học thực phẩm
Câu 1: Nêu khái niệm hoạt độ nước và sự khác biệt với độ ẩm. Vai trò của hoạt độ
nước trong CNSX thực phẩm. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt độ nước?
 Hoạt độ nước là tỷ số giữa áp suất hơi riêng phần của nước cân bằng trong thực
phẩm với áp suất hơi nước riêng phần bão hoà của hơi nước trong không khí ở
cùng nhiệt độ. Hoạt độ nước chính là thước đo trạng thái năng lượng của nước trong hệ thống.
 Hàm lượng ẩm (độ ẩm) thể hiện cả nước tự do và nước liên kết nên hiện nay
hướng tới sử dụng chỉ tiêu hoạt độ nước để đánh giá chính xác nhất khả năng
bảo quản thực phẩm hay khả năng thực phẩm bị ảnh hưởng bởi các quá trình
biến đổi khác trong quá trình bảo quản. Sử dụng chỉ tiêu độ ẩm không được chính xác.
- Hoạt độ nước a thể hiện ở dạng thập phân của độ ẩm tương đối cân bằng (ERH) n của vật chất.
 Vai trò của hoạt độ nước trong CNSX TP:
- Xác định hoạt độ nước giúp đánh giá khả năng bảo quản thực phẩm.
+) Khi a dưới 0,6 thì VSV bị hạn chế hoặc không phát triển giúp thực phẩm được n bảo quản tốt hơn.
+) Khi a lớn hơn 0,6 thì VSV có môi trường để phát triển. n
- Hoạt độ nước thể hiện lượng nước tối đa có thể làm hydrate hoá vật liệu.
- Phản ánh mqh nước – chất tan, nước - bề mặt và lực mao quản.
- Hoạt độ nước rất quan trọng trong thực phẩm vì làm thay đổi trạng thái cấu trúc
như độ giòn, độ nhai, độ dính răng, làm thay đổi tốc độ phản ứng.
Ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt độ nước:
- Hoạt độ nước tăng khi nhiệt độ và áp suất tăng.
- Hoạt độ nước giảm khi nhiệt độ và áp suất giảm. Ngoài ra khi bổ sung tăng chất
hoà tan (muối, đường) thì nồng độ nước giảm dẫn đến hoạt độ nước a giảm. n
Câu 2: Nêu khái niệm, phân tích đặc tính của nước và vai trò, ứng dụng trong sản xuất TP?
- Nước là thành phần không thể thiếu trong hầu hết các loại thực phẩm.
Downloaded by v?n ti?n Lê (vantienle525@gmail.com) lOMoARcPSD|36442750
- Nước có công thức H O , có lực liên kết cộng hoá trị. 2 - Đặc tính của nước: +) Không màu, mùi, vị
+) Phân tử nhỏ, hữu cực nên hoà tan các chất dễ dàng đặc biệt là các ion, các chất tích điện.
+) Nhiệt độ hoá hơi là 0 0
100 C , hoá rắn là 0 C .
+) Cần một lượng nhiệt lớn để phá vỡ cầu nối hydro và bốc hơi: 1ml nước -> 1600ml hơi nước.
+) Giúp thực vật giảm bớt dao động nhiệt và làm mát khi bốc hơi.
+) Nhờ các liên kết hydro nên có khả năng kết dính và bám.
+) Tạo áp suất thuỷ tĩnh dương hoặc âm.
+) Có sức căng bề mặt lớn.
+) Hàm lượng nước trong động, thực vật phụ thuộc vào loài, mô, cơ quan, trạng
thái vật lý, độ non – già. - Vai trò của nước:
+) Là dung môi khuyếch tán
VD: nước tự do nằm trong tế bào, là dung môi hoà tan các chất.
+) Là môi trường phản ứng.
+) Là tác nhân làm cho các cao phân tử như tinh bột, protein duỗi mạnh và liên kết với nhau.
+) Là các tác nhân tạo cấu trúc cho các cao phân tử.
+) tuong tác tốt hay xấu của các vai trò phụ thuộc vào các tương tác của nước với
các chất hoà tan hơn là vào số lượng của nó ở môi trường. - Ứng dụng trong SX TP: +) Nhào rửa nguyên liệu.
+) Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt.
Câu 3: Khái niệm sóng điện từ? Đặc tính của sóng điện từ? Khái niệm phổ điện từ?
Các đặc điểm của phổ hồng ngoại và ứng dụng.
Downloaded by v?n ti?n Lê (vantienle525@gmail.com) lOMoARcPSD|36442750
Sóng điện từ (bức xạ điện từ) chính là sự kết hợp của dao động điện trường và từ
trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian. M
ột số đặc điểm của sóng điện từ :
-Sóng điện từ lan truyền được trong chân không và trong các điện môi. Tốc đô ̣ của
sóng điện từ trong chân không bằng tốc đô ̣ ánh sángc = 3.10-8(m/s). Tốc đô ̣ của
sóng điện từ trong điện môi thì nhỏ hơn trong chân không và phụ thuô ̣c vào hằng số điện môi.
-Sóng điện từ tuân theo các quy luật giao thoa, nhiễu xạ
-Sóng điện từ là sóng ngang: Khi lan truyền, tại mỗi điểm, vectơ cường đô ̣ điện
trườngluôn vuông góc với vectơ cảm ứng từvà cùng vuông góc với phương truyền
sóng. Ba vectơtạo thành mô ̣t tam diện thuận
-Trong sóng điện từ thì dao đô ̣ng của điện trường và của từ trường tại mô ̣t điểm
luôn luôn đồng pha với nhau.
-Sóng điện từ tuân theo các quy luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ.
-Những sóng điện từ có bước sóng từ vài mét đến vài km được dùng trong thông
tin vô tuyến nên gọi là các sóng vô tuyến. Người ta chia sóng vô tuyến thành: sóng
cực ngắn, sóng ngắn, sóng trung và sóng dài
-Trong quá trình lan truyền,sóng điện từ mang theo năng lượng.
*Phổ điện từ: Là dài tất cả các tần số có thể có của bức xạ điện tử. Phổ điện tử của
một chất là phân bố đặc trưng của bức xạ điện tử phát ra hoặc hấp thụ bởi các đối tượng cụ thể.
*Các đặc điểm của phổ hồng ngoại:
Phổ hồng ngoại là phổ của các phân tử và nhóm phân tử xuất hiện dưới tácdụng
của chùm sáng kích thích có năng lượng phù hợp (tương tác không đàn hồi)nằm
trong vùng hồng ngoại (IR) làm cho các phân tử , các nhóm phân tử, nguyên tử
quay và dao động.Phổ hồng ngoại là một dạng sóng nằm giữa phổ ánh sáng có thể
nhìn thấy và phổ sóng radio. Phổ hồng ngoại có bước sóng dài hơn so với ánh sáng
có thể nhìn thấy, với bước sóng từ khoảng 700 nm đến 1 mm. *Ứng dụng:
+Xác định phổ hồng ngoại của các phụ gia thực phẩm như sucralose, vanillin…
+ Phân biệt các loại tinh bột biến tính
+ Định danh các loại nhựa
+ Định lượng một số chất trong nhóm polysaccharides bằng phổ hồng ngoại kết
hợp thuật toán hồi quy đa biến
Câu 4: Nêu nguyên lý của cộng hưởng từ, hồng ngoại, tử ngoại và vi sóng. So ánh
sự giống nhau và khác nhau giữa 4 loại trên.
Downloaded by v?n ti?n Lê (vantienle525@gmail.com) lOMoARcPSD|36442750 * Cộng hưởng từ
-Bình thưởng nguyên tử (hạt nhân) ở trạng thái cơ bản.
-Bản thân nguyên tử là lưỡng cực nên dưới tác động của từ trưởng mạnh –>
nguyên tử sẽ nhận năng lượng –> chuyển lên trạng thái kích thích.
-Ở trạng thái này nguyên tử phân mức thành hai trạng thái theo momen từ. Tương
tác của hai trạng thái có năng lượng ứng với sóng có tần số radio -> tác động vào
đây sóng có tần số đúng bằng tần số riêng của tương tác hai trang thái -> xảy ra
hiện tượng công hưởng.
- Khi ngưng tác động do thời gian sống thấp nguyên tử sẽ phục hỏi trạng thái. Một
lưu ý là do từ trưởng mạnh vẫn còn nên trạng thái kích thích được xem như trạng
thái nền. Khi phục hỏi trạng thái, nguyên tử phát ra sóng có năng lượng có tần số
bằng với tần số kích thích. *Hồng ngoại:
Phổ hồng ngoại là phổ của các phân tử và nhóm phân tử xuất hiện dưới tácdụng
của chùm sáng kích thích có năng lượng phù hợp (tương tác không đàn hồi)nằm
trong vùng hồng ngoại (IR) làm cho các phân tử , các nhóm phân tử, nguyên tử
quay và dao động. Các quá trình đó sinh ra phổ hấp thụ hồng ngoại của chất dưới
tác dụng của chùm sáng kích thích. Như vậy, thành phần tạo ra phổ IR bao gồm sự
quay của phân tử chất và các dao động của các nguyên tử và nhóm nguyên tử
trongphân tử. Khi bị kích thích, bên cạnh sự dao động, các phân tử còn quay trong
không gian vàquay trong mặt phẳng. Phổ hồng ngoại là phổ quay và dao động của
các phân tử, nhóm phân tử, hay nhóm nguyên tử khi chúng bị kích thích bằng
chùm tia sáng có năng lượng thích hợp trong vùng IR.
*Tử ngoại: Tia tử ngoại, một loại bức xạ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn
thấy, có nguồn gốc từ mặt trời, hiện tượng hồ quang điện hay đèn hơi thủy ngân.
Tia tử ngoại có nhiều tính chất đặc biệt, như gây ion hóa không khí, kích thích phát
quang, gây phản ứng hóa học, tác dụng sinh lý và quang điện.
*Vi sóng: Vi sóng là sóng điện từ với bước sóng từ khoảng một millimeter đến 30 centimeters.
*Khác Nhau: Dải bước sóng:
+Cộng hưởng từ: Có dải bước sóng siêu âm, với bước sóng ngắn hơn so với âm
thanh có thể nghe được. Thường được sử dụng để đo khoảng cách hoặc phát hiện vật thể.
+Hồng ngoại: Có dải bước sóng từ khoảng 700 nanometer đến 1 millimeter. Tử
ngoại: Có dải bước sóng ngắn hơn hồng ngoại, thường từ khoảng 10 nanometer
đến 400 nanometer..Đo khoảng cách và phản xạ từ vật thể.Đo năng lượng phát ra
Downloaded by v?n ti?n Lê (vantienle525@gmail.com) lOMoARcPSD|36442750
từ vật thể ở nhiệt độ cao. Được sử dụng trong cảm biến nhiệt độ và truyền thông không dây.
+Vi sóng: Có dải bước sóng từ khoảng 1 millimeter đến 30 centimeters. Phương
tiện truyền tải thông tin. Thường được sử dụng trong việc truyền thông không dây,
radar, và nấu ăn (lò vi sóng).Liên quan đến sự hấp thụ và phản xạ của sóng vi sóng bởi vật thể.
+Tử ngoại: Có ứng dụng trong y học, an ninh, và đo lường mức độ UV. Liên quan
đến tác động của tia tử ngoại vào vật thể.
Downloaded by v?n ti?n Lê (vantienle525@gmail.com)