1
CHƯƠNG 2
CÁC TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA
THỰC PHẨM
(Rheology of food Products)
Lưu biến
• Lưu biến học là nghiên cứu sự biến dạng và dòng chảy
Sự thay đổi hình dạng
Vật chất chuyển động như thế nào
Lưu biến
• Lưu biến học là nghiên cứu sự biến dạng và dòng chảy
Chất rắn
Chất lỏng
Trái cây
Thịt
Bánh kẹo
Nước
Tương ớt
Mayonnaise
Nước đường
2
-Vật liệu thực phẩm là các chất không hoàn toàn lỏng
hoặc rắn do đo thê hiện tính nhớt đàn hồi, nghĩa là tính
chất trung gian của thê lỏng va thê rắn
-Các tính chất lưu biến được chuyển sang ngôn ngư
thông thường như: vững chắc (firmness), cứng
(hardness), khô cứng (crispiness), giòn, dê gãy vơ
(brittleness), có thê kéo dài (extensibility)…
CÁC TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA THỰC PHẨM
(Rheology of food Products)
ứng dụng

σt
Stress = F/A [Pa, N/m2]
• Ứng suất pháp (nén hay
kéo): lực tác dụng theo
phương vuông góc với bê
mặt ⇒ bê dài hay thê tích
của vật thay đổi
• Ứng suất trượt (hay ứng
suất tiếp): lực tác dụng
theo phương song song
(tiếp xúc) với bê mặt ⇒
lớp bê mặt dịch chuyển so
với lớp phía dưới
Phân loại ứng suất
4
Ứng suất tác dụng lên vật thê sẽ gây nên biến dạng:
- Biến dạng dài
+ Đô biến dạng Cauchy
+
Đô biến dạng Hencky
- Biến dạng góc
khi γ nho thi
• Cơ học cô điển phân biệt ro chất lỏng va chất rắn,
mỗi trạng thái được mô ta bởi những phương
trình khác nhau.
Chất rắn được mô ta bởi định luật Hooke, chất lỏng
được mô ta bởi định luật Newton.
• Tuy nhiên có rất nhiều trạng thái vật chất nằm
giữa 2 chất này, đặc biệt là thực phẩm va các vật
thê sinh học

ε
υ
υυ
υ
K: modun khối
ε
υ
=∆V/V
6
Ví dụ bài tập
Mô đun đàn hồi của táo là 0,6.10
7
Pa
7
8
Bai tập
1 miếng phô mai hình khối chư nhật có kích
thước dài x rộng x cao = L x W x H= 0.5 x
0.4 x 0.3 inch. Dùng 1 vật có khối lượng 0.1
lb nén lên miếng phô mai này. Sau khi nén,
miếng phô mai có chiều dài là 0.043 ft. Xác
đònh độ cứng (modun dan hoi), chiều rộng,
chiều cao của phô mai sau nén. Biết tỉ số
Poisson của phô mai là 0.25.
1 inch = 2,54 cm, 1 lb = 0,453 kg, 1 ft = 0,3048 m
ĐS : E = Pa, W = mm, H = mm
Độ biến dạng của thực phẩm theo chiều dài,
chiều rộng hoặc đường kính = Độ biến dạng
của thực phẩm theo chiều cao x Tỉ số Poisson
của thực phẩm đó

- những kiến thức về độ nhớt mang lại những
thông số cho quá trình chế biến thực phẩm
10
Chất lỏng Newton
Có 2 tấm phẳng, ở giữa là chất lỏng, tấm ở dưới
cô định. Khi ta tác dụng 1 lực lên tấm ở trên, nó
sẽ trượt đi kéo theo lớp chất lỏng chạy theo. Tốc
đô trượt giảm dần tư trên xuống dưới hình thành
một giản đô véc tơ.
Chất lỏng Newton
dt
dx
v
p
=
•
==








=





đô trượt gọi là chất lỏng Newton va ngược lại
nếu đô nhớt phu thuộc vào tốc đô trượt thi gọi là
chất lỏng phi Newton
•
∗=
γµσ
11
• Bài tập
Một tấm gỗ phẳng được phủ một lớp chất
bao phủ có chiều dày là 1,4 mm, tấm gỗ
hình vuông có chiều dài x chiều rộng là :
30 cm x 30 cm, dùng một lực 10 N tác
động vào bề mặt song song với tấm gỗ.
tính vận tốc chuyển động của bề mặt tấm
gỗ ? biết rằng độ nhớt của chất bao phủ là
100 Pa.s
Tốc độ trượt
u : vận tốc dài (m/s)
Và
.
21
.
)(
γ
σ
µ
== yf
Chất lỏng Newton
• Phương trình biến dạng tuân theo đẳng thức Newton
Hàm liên hê giữa ứng suất trượt va tốc đô trượt là hàm tuyến

ngô sống chiếm 40%
13
• Chất lỏng dạng Bingham: Nếu ứng suất tác dụng nho
hơn ứng suất ngưỡng (σ
0
) chất lỏng chưa chảy. Khi
ứng suất tác dụng lớn hơn ứng suất ngưỡng (σ
0
) chất
lỏng chảy va có động thái chảy giống chất lỏng Newton
VD: kem đánh răng, sốt cà chua
• Pseudoplastic fluids with yield stress: Khi ứng suất trượt
vượt qua gia trị ngưỡng thi chất lỏng chảy va có động
thái chảy giống với Pseudoplastic
ví dụ : thịt nghiền
Mô hình Herschel - Bulkley
σ: shear stress (ứng suất trượt) (Pa)
K: consistency index (chỉ sô đô nhớt)
γ: shear rate (tốc đô trượt) (1/s)
σ
0
: ứng suất ngưỡng (là ứng suất nhỏ nhất
để dòng bắt đầu chảy)
n: index of flow behavior (chỉ sô vê động thái
chảy), khi n thay đổi thi dáng điệu của
đường cong thay đổi
0
σγσ
+∗=
•

chảy làm cho đô nhớt giảm
4. Hình dạng va kích thước của
hạt không đồng nhất cho phép
chúng chồng chất lên nhau.
5. Các phân tư của nó mềm dẻo,
có thê làm thay đổi hình dạng
của chúng, dãn ra hoặc thu lại
tùy theo lực kéo
Hydroxyethyl-cellulose
15
Độ nhớt độc lập với thời gian – Time – independent fluids
Chất lỏng phu thuộc với thời gian – Time – dependent fluid
Phu thuộc với thời gian
(Time – dependent fluid)
• Khi cô định tốc đô trượt (γ
.
= cosnt), chất có
động thái chảy mà ứng suất tăng dần theo
tốc đô trượt gọi là Rheopectic
• Khi cô định tốc đô trượt (γ
.
= const), chất có
động thái chảy mà ứng suất giảm dần theo
tốc đô trượt gọi là Thixotropic
16
Chất đàn hồi nhớt
(Viscoelasticity)
• Những chất thuộc
nhóm này thê hiện
tính chất của hai

trình như sau : σ = 4.10
-2
+ 0,2.γ ; (Pa)
• đây là chất lỏng nào, giải thích ?
• tính độ nhớt thực của chất lỏng tại thời
điểm đo được vận tốc chảy trong ống là
0,012 m/s trong ống có đường kính 2 mm.
PHÂN TÍCH CẤU
TRÚC THỰC PHẨM
Tầm quan trọng (tại sao chúng ta phải
phân tích cấu trúc thực phẩm?)
• Hương vị, cấu trúc, hình thức bên ngoài của sản
phẩm là ba yếu tố chính quyết định sản phẩm có được
chấp nhận trên thị trường hay không.
• Cấu trúc thực phẩm là một tính chất hiển nhiên được
khách hàng đòi hỏi phải được xác định
• Cấu trúc ảnh hưởng đến sự cảm nhận mùi vị cũng
như đến hình thức bên ngoài của sản phẩm
• Là một thuộc tính quan trọng, tuy nhiên, nó mới được
nhìn nhận một cách nghiêm túc trong thời gian gần
đây.
20
ÁP DỤNG
•
Nó là một phần không thể thiếu của kiểm
soát chất lượng (Quality Control)
•
Kiểm tra chất lượng để thiết lập một
quy trình tiềm năng
•

Độ cứng
Độ mềm
Độ giòn
Độ dai
Tính lưu biến
-Độ nhớt
-Visco-elastic
21
Độ cứng (hardness):
thuộc tính cơ học của
cấu trúc liên quan tới cường độ lực cần để
làm cho sản phẩm biến dạng hoặc để có thể
đâm xuyên qua sản phẩm
.
Trong miệng, chúng được cảm nhận bằng việc
nén sản ph
ẩm
giữa hai hàm răng (chất rắn)
hoặc giữa lưỡi và vòm miệng (chất bán rắn)
• Mềm (soft) : cường độ lực thấp, vd cream cheese
• Chắc (firm) : cường độ lực vừa phải, vd olive
• Cứng (hard) : cường độ lực cao, vd kẹo
(ISO 5492 : 1992)
T
ính dễ vỡ (fracturability): thuộc tính cơ học của cấu trúc
liên quan tới lực cố kết và lực cần để làm vỡ một sản
phẩm thành những mảnh nhỏ.
Chúng được đánh giá bằng cách nén đột ngột sản phẩm
bằng răng cửa hoặc bằng các ngón tay
• Dễ vỡ vụn (crumbly): mức độ lực thấp, vd bánh nướng

Hà Lan khô luộc
• Sệt, nhão (pasty) : cường độ vừa phải, vd bột nhào của hạt
dẻ nghiền
• Dính (gummy) : cường độ cao, vd gelatin thực phẩm
(ISO 5492 : 1992)
Khi phân tích cấu trúc :
• Nên nêu những yếu tố ảnh
hưởng đến cấu trúc thực
phẩm
• Vd:
– độ mềm của thịt ảnh hưởng bởi
thành phần, bởi quá trình bảo
quản, quá trình biến đổi khi bảo
quản…
– Độ giòn của lát khoai tây chiên
23
PRODUCTS AND PROPERTIES
PRODUCTS AND PROPERTIES
•STICKINESS
•HARDNESS
•GEL STRENGTH
•FIRMNESS
•ADHESIVENESS
•CONSISTENCY
•HARDNESS
•TOUGHNESS
•TENDERNESS
•CONSISTENCY
•CHEWINESS
•HARDNESS

• Tính chất bậc một của thực phẩm: đặc tính hình học như
cỡ hạt, phân bố cỡ, lượng khí…
• Tính chất bậc hai-xuất phát từ sự kết hợp của hai hoặc
nhiều tính chất có tỉ lệ không xác định; Tính chất lưu
biến như viscosity, elasticity, adhesion
• Tính chất bậc ba – được phân chia dựa trên các quá
trình như sau :
– Nhai : hard, soft; brittle, plastic, crisp; rubbery,
spongy; smooth, coarse; powdery, lumpy, pasty;
creamy, water, soggy (đẫm nước); sticky, tacky
– Sự tan rã: greasy, gummy, stringy; melt-down
properties
– Nonmasticatory: appearance; sampling and slicing
characteristics; spreading, creaming characteristics,
pourability
 One possible criticism : it is based primarily on the
rheological properties of the foods rather than on a
perceptual basis
24
Jowitt (1974) :
• Đ
ặc tính chung-structure, texture, consistency
• Thuật ngữ liên quan đến tập tính của vật chất dưới ứng
suất nén hoặc ứng suất kéo, vd: firm, chewy, stringy,
rubbery, sticky, glutinous, brittle, crumbly, crisp
• Thuật ngữ liên quan đến kết cấu của vật chất
– Liên quan đến kích cỡ hạt hay hình dáng hạt, vd : smooth,
chalky, gritty, mealy
– Liên quan đến hình dáng, sự xắp xếp của các yếu tố kết cấu.
Vd: flaky, stringy, aerated, glassy, gelatinous, spongy

VV
Ví dụ
Một loại máy phân
tích cấu trúc ghi
lại sự chống lại
lực của sản phẩm
LFRA TEXTUR E ANA LYS ER
345
Một ngón tay của bạn (đầu đo)
chạm vào bề mặt của mẫu, cơ thể
của bạn (bộ phận phân tích cấu
trúc) bắt đầu nhận được thông tin
liên quan tới các đặc điểm cấu
trúc của mẫu
V
VV
Ví dụ
Khi ngón tay của bạn (đầu đo)
ấn xuống mẫu mạnh hơn, nó
sẽ đi xuyên qua sản phẩm, và
cơ thể của bạn (bộ phận phân
tích cấu trúc) sẽ chuyển
thông tin chung tới não (phần
mềm xử lý) để thực hiện việc
đánh giá đặc tính tính chất
của mẫu
V
VV
Ví dụ
LFRA TEXTURE ANALYSER