Johdanto
Valmis vinaigrette on nopea vaihtoehto kotitekoisille salaattikastikkeille. Kaupoissa on laaja valikoima tällaisia tuotteita. Jotkut niistä on valmistettu paitsi klassisista ainesosista, kuten öljystä, etikasta ja suolasta, myös yrttejä suspensiossa. Maun lisäksi tuotteen estetiikalla on suuri merkitys asiakkaan valinnassa. Kun kyseessä on yrttejä sisältävä kastike, sen suspensio antaa ensivaikutelman tuotteen laadusta jo kauan ennen kastikkeen maistamista. Vinaigrette, jossa on laskeutuneita yrttejä, ei näytä yhtä herkulliselta kuin sama, jossa on suspendoituja yrttejä. Kastike, jossa on suspendoituneita yrttejä, sisältää sellaisia sakeuttamisaineita kuin ksantaanikumi tai karrageeni, jotka antavat kastikkeelle rakennetta. Tämä rakenne on välttämätön, jotta hiukkaset pysyvät suspensiossa ja estävät niiden laskeutumisen.
Kokeellinen
Reologian avulla voidaan ennustaa elintarvikkeiden stabiilisuutta määrittelemällä niiden rakenne. Seuraavassa verrataan tuoreen yrttejä sisältävän salaattikastikkeen reologisia signaaleja kolme vuotta vanhentuneeseen salaattikastikkeeseen. Kuten kuvassa 1 näkyy, vanhentuneen salaattikastikkeen yrtit ovat kaikki pullon pohjalla.
Mittaustulokset
Kuvassa 2 esitetään tuoreiden ja vanhentuneiden yrttejä sisältävien salaattikastikkeiden leikkausviskositeettikäyrät. Korkeammalla leikkausnopeusalueella molemmat käyrät ovat samanlaisia ja osoittavat kastikkeiden leikkausohennuskäyttäytymisen: Mitä suurempi leikkausnopeus, sitä pienempi leikkausviskositeetti. Käytännössä tämä tarkoittaa, että kastike tuntuu "nestemäisemmältä", jos sitä sekoitetaan nopeammin. Nämä kaksi tuotetta eroavat kuitenkin toisistaan alhaisen leikkausnopeuden alueella. Tuoreen tuotteen leikkausviskositeetti kasvaa leikkausnopeuden laskiessa, kun taas vanhentuneen tuotteen leikkausviskositeetti saavuttaa newtonilaisen tasotason. Ensimmäisessä tapauksessa näytteellä on myötöraja, eli se vaatii vähimmäisjännityksen ennen kuin se alkaa virrata. Tämä on tyypillistä tuotteille, joiden rakenne kykenee estämään sedimentoitumista. Sitä vastoin vanhentuneella tuotteella ei ole myötörajaa, mutta sillä on nollaviskositeettitaso eli leikkausviskositeetti levossa. Koska MyötöjännitysMyötöjännitys määritellään jännitykseksi, jonka alapuolella ei tapahdu virtausta; se käyttäytyy kirjaimellisesti kuin heikko kiinteä aine levossa ja neste, kun se myötää.myötöjännitys puuttuu, kastike ei enää pysty pitämään hiukkasia suspensiossa: Ne laskeutuvat.
Rakenteen kvantifiointi: Myötöjännitys
Kuvassa 3 esitetään tuoreen salaattikastikkeen leikkausviskositeettikäyrä yhdessä leikkausjännityskäyrän kanssa. Pienempien leikkausnopeuksien suuntaan leikkausjännitys pienenee ja pyrkii saavuttamaan tasotason. Ekstrapoloitu leikkausjännitysarvo tällä tasanteella vastaa myötörajaa. Se on pienempi kuin 0,2 Pa.
Myötöraja voidaan määrittää myös virumiskokeella. Tätä varten toistettiin 5 minuutin virumismittaukset samalla kuormituksella käyttäen 0,01 Pa:n alkujännitystä ja sen jälkeen testejä, joissa jännitys kasvoi 1,5-kertaiseksi. Testin lämpötila oli 25 °C. Kuvassa 4 esitetään tällaisen testin tuloksena saadut käyrät tuoreelle salaattikastikkeelle. Käyrät ovat 0,10 Pa:n ja 0,15 Pa:n kohdalla päällekkäisiä ja pyrkivät tasolle. Käytetty jännitys ei johda mihinkään virtaukseen. Suuremmilla leikkausjännityksillä compliance kasvaa leikkausjännityksen myötä. MyötöjännitysMyötöjännitys määritellään jännitykseksi, jonka alapuolella ei tapahdu virtausta; se käyttäytyy kirjaimellisesti kuin heikko kiinteä aine levossa ja neste, kun se myötää.Myötöjännitys määritetään arvoksi 0,15 Pa:n (ei virtausta) ja 0,23 Pa:n (ensimmäinen leikkausjännitysjakso, jossa havaitaan virtausta) välillä. Tämä vastaa hyvin edellä havaittua arvoa.
Pysyvyyden ja säilyvyyden ennustaminen: Taajuuskaato
Emulsion tai suspensioiden stabiilisuutta voidaan tutkia myös taajuuspyyhkäisystä ja erityisesti vaihekulmasta saatavien signaalien avulla. Kuvassa 5 esitetään molempien salaattikastikkeiden vaihekulmakäyrät taajuuspyyhkäisyn aikana 25 °C:ssa. Vaihekulman kasvu kohti matalampia taajuuksia osoittaa epävakautta (vanhentunut näyte, punainen käyrä).
Virumiskoe ja vaatimustenmukaisuus
Virumiskokeessa käytetään jatkuvaa leikkausjännitystä ja mitataan siitä johtuvat leikkausvenymän vaihtelut. Viruma J [Pa-1] määritellään seuraavasti:
J = mitattu muodonmuutos [%]/asennettu jännitys [Pa]
Päätelmä
Jousituksen vakaus liittyy läheisesti myötörajaan, joka voidaan ennustaa pyörimis- tai värähtelykokeilla. Leikkausviskositeettikäyrän muoto kohti pienempiä leikkausnopeuksia (rotaatiotesti) sekä taajuuspyyhkäisyn vaihekulman muoto kohti matalia taajuuksia (oskillointitesti) osoittavat, onko MyötöjännitysMyötöjännitys määritellään jännitykseksi, jonka alapuolella ei tapahdu virtausta; se käyttäytyy kirjaimellisesti kuin heikko kiinteä aine levossa ja neste, kun se myötää.myötöjännitys olemassa vai ei.
MyötöjännitysMyötöjännitys määritellään jännitykseksi, jonka alapuolella ei tapahdu virtausta; se käyttäytyy kirjaimellisesti kuin heikko kiinteä aine levossa ja neste, kun se myötää.Myötöjännitys voidaan määrittää leikkausviskositeettikäyrän pienimmän leikkausjännityksen, taajuuspyyhkäisyn vaihekulman tai virumiskokeen avulla.