Introduction
Quelle que soit votre préférence : mayonnaise, ketchup, sauce pour hamburger, une bonne assiette de hamburgers et de frites ne devrait pas être dépourvue de sauce d'accompagnement. Non seulement le goût d'une sauce est important pour le consommateur, mais inconsciemment, on attend aussi beaucoup de sa "consistance", à la fois dans la bouteille et dans l'assiette. Afin de contrôler l'application de la sauce sur les frites, celle-ci est généralement pressée dans un récipient ou versée dans une bouteille en verre. Si vous souhaitez tremper vos frites, la sauce doit rester en place sans couler sur tout ce qui se trouve dans l'assiette.
Certaines sauces présentées dans des bouteilles ne nécessitent pas de force ou de pression, mais sont plutôt versées. C'est souvent le cas d'une sauce pour salade, à verser sur le plat d'accompagnement souvent ignoré qui accompagne le hamburger et les frites !
Comment quantifier la pression nécessaire pour induire un écoulement ; analyse des contraintes de rendement
La limite d'élasticité représente la contrainte nécessaire pour qu'un matériau s'écoule. Une méthode pour déterminer la limite d'élasticité consiste à appliquer un "écrasement rotatif" à l'échantillon en augmentant progressivement la contrainte de cisaillement pendant une durée déterminée. Avant que l'échantillon ne s'écoule, sa structure s'étire et résiste à l'écoulement, ce qui entraîne une augmentation de la viscosité de cisaillement au fur et à mesure que la contrainte de cisaillement augmente. À la limite d'élasticité, le point de transition entre un matériau se comportant comme un solide et un fluide, la structure se décompose et la sauce commence à s'écouler. Cela se traduit par une réduction significative de la viscosité de cisaillement.
Le tableau 1 résume les conditions de l'analyse de la limite d'élasticité effectuée sur la mayonnaise, le ketchup, la sauce pour hamburger et la sauce pour salade.
Mesure de la rotation
La plaque supérieure tourne avec une contrainte de cisaillement définie σ [Pa]. Le taux de cisaillement γ- [s-1] nécessaire à cette rotation est déterminé. Résultat : La viscosité de cisaillement ŋ [Pa-s] (c'est-à-dire la résistance à l'écoulement) est calculée
Tableau 1 : Conditions de mesure - analyse de la limite d'élasticité
| Sauce pour hamburger, mayonnaise, ketchup | Vinaigrette | |
| Géométrie | Plaque, diamètre : 40 mm, dentelée | Plateau, diamètre : 60 mm, lisse |
| Ecart de mesure | 3 mm | 500 μm |
| Température d'utilisation | 25°C | 25°C |
| Limite d'élasticité | 0 à max. 200 Pa | 0 à max. 200 Pa |
La figure 1 illustre les résultats des mesures de la limite d'élasticité. Le logiciel rSpace analyse automatiquement les résultats de la limite d'élasticité à la fin de la mesure (Figure 1).
Le ketchup nécessite la contrainte la plus élevée avant de commencer à s'écouler (21,8 Pa ; voir le tableau de la figure 1), c'est-à-dire qu'il est le plus difficile à pomper (pour des bouteilles identiques). La viscosité de cisaillement atteinte avant l'écoulement est la plus élevée pour cet échantillon, près de 800 Pa-s, contre seulement 400 Pa-s pour la mayonnaise ! Cela signifie que, par rapport aux autres sauces, c'est celle qui résiste le mieux à la contrainte avant de s'écouler. En outre, la forte diminution de la viscosité du ketchup s'explique par une microstructure uniforme qui se décompose simultanément lorsque les contraintes appliquées sont suffisamment élevées.
Le pic de la courbe de la mayonnaise est plus large et sa diminution après le pic est plus graduelle, ce qui indique des irrégularités dans la structure de l'émulsion. Il est possible que la dispersion des gouttelettes d'huile dans la phase contenant l'œuf, la moutarde et l'eau ne soit pas uniforme.
Par rapport aux autres sauces, la vinaigrette présente une limite d'élasticité nettement plus faible (voir figure 1 en bas, courbes affichées en échelle logarithmique). Une contrainte de cisaillement de seulement 1 Pa-s suffit à déclencher l'écoulement. Cependant, une sauce salade composée d'huile et de vinaigre ne présente normalement pas de limite d'élasticité et se comporte rhéologiquement comme un fluide newtonien : La viscosité de cisaillement est indépendante du taux de cisaillement. La présence d'une contrainte d'écoulement faible mais existante dans notre vinaigrette mesurée est due à un ingrédient supplémentaire, la gomme xanthane. Ce polysaccharide est un agent épaississant qui confère à la sauce salade une limite d'élasticité ( small ).
Courbe de limite d'élasticité et de viscosité
La courbe de viscosité peut également servir d'indicateur de l'existence d'une limite d'élasticité. Une viscosité croissante à l'infini à de faibles taux de cisaillement indique que le matériau ne s'écoulera pas au repos à moins qu'il n'y ait une application de contrainte suffisante pour surmonter la limite d'élasticité.
Le tableau 2 et la figure 2 décrivent les conditions de mesure et les courbes de viscosité de tous les échantillons, respectivement. Toutes les sauces sont de nature à s'amincir par cisaillement. À des taux de cisaillement faibles, la mayonnaise, le ketchup et la sauce pour hamburger ont une viscosité similaire.
Elles diffèrent légèrement dans leur comportement d'Effet de cisaillementLe type le plus courant de comportement non newtonien est l'amincissement par cisaillement ou l'écoulement pseudoplastique, où la viscosité du fluide diminue avec l'augmentation du cisaillement.amincissement par cisaillement : La viscosité de cisaillement du ketchup (courbe verte) diminue plus rapidement que celle des autres sauces lorsque les taux de cisaillement augmentent. Cela est probablement dû à une structure uniforme. En outre, la viscosité de la sauce salade est inférieure d'environ une décennie à celle de toutes les autres sauces dans la gamme complète des taux de cisaillement mesurés. Cette propriété se reflète également dans la sensation en bouche des sauces. Une mayonnaise a un goût plus crémeux et plus consistant qu'une sauce à base d'huile et de vinaigre. Une vinaigrette qui s'écoule plus facilement enrobe les aliments ou les salades de manière plus uniforme, tandis qu'une sauce plus visqueuse peut être étalée ou utilisée comme trempette.
Tableau 2 : Conditions de mesure - courbe de viscosité
| Sauce pour hamburger, mayonnaise, ketchup | Vinaigrette | |
| Géométrie | Plaque, diamètre : 40 mm, dentelée | Plateau, diamètre : 60 mm, lisse |
| Ecart de mesure | 1 mm | 500 μm |
| Température d'utilisation | 25°C | 25°C |
| Taux de cisaillement | 0.1 à 100 s-1 | 0.1 à 100 s-1 |
Conclusion
La caractérisation rhéologique des sauces n'est pas seulement étroitement liée à leur comportement d'écoulement, mais aussi à la sensation qu'elles laissent en bouche. Elle fournit une réponse quantifiée aux sentiments et aux désirs du consommateur : Avec quelle force dois-je presser ou frapper ma bouteille pour provoquer un écoulement ? Quelle est l'onctuosité de ma mayonnaise ? En outre, l'analyse automatique intégrée dans le logiciel permet des comparaisons plus faciles et des évaluations plus rapides.