مقدمة
أيًا كانت تفضيلاتك: المايونيز، الكاتشب، صلصة البرجر، لا يجب أن يخلو طبق البرجر والبطاطس المقلية من الصلصة المرافقة. لا يقتصر الأمر على أهمية مذاق الصلصة بالنسبة للمستهلك فحسب، بل يتوقع المرء لا شعوريًا أيضًا الكثير من "الاتساق"، سواء في الزجاجة أو على الطبق. ولكي يتم التحكم في وضع الصلصة على البطاطس المقلية، عادةً ما يتم عصرها من وعاء أو ضربها من زجاجة زجاجية. إذا كان الغمس هو الطريقة المرغوبة للاستهلاك، فيجب أن تبقى الصلصة في مكانها دون أن تتدفق على كل شيء آخر على الطبق.
بعض الصلصات المقدمة في زجاجات لا تحتاج إلى قوة أو ضغط، وبدلاً من ذلك، يتم سكبها. وغالباً ما يكون هذا هو الحال بالنسبة لصلصة السلطة التي يتم سكبها على الطبق الجانبي الذي يتم تجاهله بشكل كبير لتتناوله مع البرجر والبطاطا المقلية!
كيفية تحديد كمية الضغط المطلوب لاستحثاث التدفق؛ تحليل إجهاد الخضوع
يمثل إجهاد الخضوع الإجهاد اللازم لبدء تدفق المادة. وتتمثل إحدى طرق تحديد إجهاد الخضوع في تطبيق "الضغط الدوراني" على العينة عن طريق زيادة إجهاد القص تدريجيًا خلال فترة زمنية محددة. قبل تدفق العينة، تتمدد بنية العينة وتقاوم التدفق، مما يؤدي إلى زيادة لزوجة القص مع زيادة إجهاد القص. عند نقطة الخضوع، وهي نقطة الانتقال بين المادة التي تتصرف كمادة صلبة ومائعة؛ تتفكك البنية وتبدأ الصلصة في التدفق. ويترجم ذلك إلى انخفاض كبير في لزوجة القص.
يلخص الجدول 1 شروط تحليل إجهاد الخضوع الذي تم إجراؤه على المايونيز والكاتشب وصلصة البرجر وصلصة السلطة.
قياس الدوران
تدور الصفيحة العلوية بإجهاد قص محدد σ [باسكال]. يتم تحديد معدل القص γ- [s-1] اللازم لهذا الدوران. النتيجة: يتم حساب لزوجة القص ŋ [Pa-s] [Pa-s] (أي مقاومة التدفق)
الجدول 1: شروط القياس - تحليل إجهاد الخضوع
| صلصة البرجر، مايونيز، كاتشب | تتبيلة السلطة | |
| الهندسة | الصفيحة، القطر: 40 مم، مسننة | الصفيحة، القطر: 60 مم، ملساء |
| فجوة القياس | 3 مم | 500 ميكرومتر |
| درجة الحرارة | 25°C | 25°C |
| إجهاد العائد | من 0 إلى الحد الأقصى 200 باسكال | من 0 إلى 200 باسكال كحد أقصى 200 باسكال |
يوضح الشكل 1 نتائج قياسات إجهاد الخضوع. يقوم برنامج rSpace بتحليل نتائج الخضوع تلقائيًا في نهاية القياس (الشكل 1).
يتطلب الكاتشب أكبر قدر من الإجهاد قبل أن يبدأ في التدفق (21.8 باسكال؛ انظر الجدول في الشكل 1)، أي أنه الأكثر صعوبة في الضخ (للزجاجات المتماثلة). إن لزوجة القص التي تتحقق قبل التدفق هي الأعلى لهذه العينة، ما يقرب من 800 باسكال-ثانية، مقارنةً بـ 400 باسكال-ثانية فقط للمايونيز! وهذا يعني أنه بالمقارنة مع الصلصات الأخرى، يمكنه مقاومة أكبر قدر من الضغط قبل التدفق. وبالإضافة إلى ذلك، يفسر الانخفاض الحاد في لزوجة الكاتشب بالبنية المجهرية المنتظمة التي تتكسر في الوقت نفسه عندما تكون الضغوط المطبقة عالية بما فيه الكفاية.
تكون ذروة منحنى المايونيز أوسع وانخفاضها بعد الذروة أكثر تدرجًا، مما يشير إلى عدم انتظام بنية المستحلب. ربما يكون تشتت قطرات الزيت في المرحلة التي تحتوي على البيض والخردل والماء غير منتظم.
بالمقارنة مع الصلصات الأخرى، تُظهر تتبيلة السلطة إجهاد خضوع أقل بكثير (انظر الشكل 1 في الأسفل، المنحنيات المعروضة في المقياس اللوغاريتمي). ويكفي إجهاد القص بمقدار 1 باسكال/ثانية فقط لبدء التدفق. ومع ذلك، لا تُظهر ضمادة السلطة المصنوعة من الزيت والخل عادةً إجهاد الخضوع وتتصرف من الناحية الريولوجية كسائل نيوتوني: تكون لزوجة القص مستقلة عن معدل القص. ويرجع وجود إجهاد الخضوع الضعيف ولكن الموجود في التتبيلة المقاسة لدينا إلى مكون إضافي، وهو صمغ الزانثان. يُعد عديد السكاريد هذا عامل سماكة، مما يوفر إجهادًا صغيرًا في ضمادة السلطة.
إجهاد الخضوع ومنحنى اللزوجة
يمكن أيضًا استخدام منحنى اللزوجة كمؤشر على وجود إجهاد الخضوع. تشير اللزوجة المتزايدة اللانهائية عند معدلات القص المنخفضة إلى أن المادة لن تتدفق في حالة السكون ما لم يكن هناك تطبيق إجهاد، بما يكفي للتغلب على إجهاد/نقطة الخضوع.
يوضح الجدول 2 والشكل 2 ظروف القياس ومنحنيات اللزوجة لجميع العينات، على التوالي. جميع الصلصات ذات طبيعة مخففة للقص. عند معدلات القص المنخفضة، تتشابه المايونيز والكاتشب وصلصة البرجر في اللزوجة.
تختلف قليلاً في سلوكها المرقق للقص: تنخفض لزوجة القص للكاتشب (المنحنى الأخضر) أسرع من الصلصات الأخرى مع زيادة معدلات القص. ويرجع ذلك على الأرجح إلى بنية موحدة. علاوة على ذلك، تقل لزوجة تتبيلة السلطة بمقدار عقد واحد تقريبًا عن جميع الصلصات الأخرى في النطاق الكامل لمعدلات القص المقاسة. تنعكس هذه الخاصية أيضًا في ملمس فم الصلصات. فالمايونيز طعمه أكثر دسمًا وقوامه أكثر اتساقًا من التتبيلة المصنوعة من الزيت والخل. تتدفق الصلصة التي تتدفق بسهولة أكبر، وتغطي الأطعمة أو السلطات بشكل متساوٍ، في حين أن الصلصة الأكثر لزوجة ومرونة يمكن دهنها أو استخدامها للتغميس.
الجدول 2: شروط القياس - منحنى اللزوجة
| صلصة البرجر، مايونيز، كاتشب | تتبيلة السلطة | |
| الهندسة | الصفيحة، القطر: 40 مم، مسننة | الصفيحة، القطر: 60 مم، ملساء |
| فجوة القياس | 1 مم | 500 ميكرومتر |
| درجة الحرارة | 25°C | 25°C |
| معدلات القص | 0.1 إلى 100 ثانية-1 | 0.1 إلى 100 ثانية-1 |
الخاتمة
لا يرتبط التوصيف الريولوجي للصلصات ارتباطًا وثيقًا بسلوك تدفقها فحسب، بل أيضًا بالإحساس الذي تتركه في الفم. فهو يوفر إجابة كمية لمشاعر المستهلك ورغباته: ما مدى القوة التي يجب أن أضغط أو أضغط على الزجاجة لإحداث التدفق؟ ما مدى دسم المايونيز الخاص بي؟ علاوة على ذلك، يعني التحليل التلقائي المدمج في البرنامج إمكانية إجراء مقارنات أسهل وتقييمات أسرع.