はじめに
バターは、連続した油相に分散した脂肪球、結晶性脂肪、水相からなる多相エマルションである。味覚と並んで、顧客が感じるバターの最も重要な特性は、食感、外観、展延性である。硬さと展延性は互いに反比例の関係にあり、バターの最も一般的に測定される2つの特性でもある（Wright 2001）。どちらも温度に大きく依存することが知られているが、撹拌後の冷却速度や、牛の食餌による地域差や季節差にも影響される（Prentice 1972）。
レオロジーは、バターのテクスチャー特性を評価し、最適化する上で有用なツールである。せん断弾性率は製品の硬さに関係し、振動試験を用いて温度の関数として測定することができ、降伏応力はバターが塑性変形する、すなわち広がるために克服しなければならない応力を表す。Kinexus回転型レオメータのような最新のレオメータには高度な軸方向測定機能もあり、硬さ（圧縮性）やタック（粘着性）のようなバターの他の特性を調べるのに役立ちます。
このアプリケーションノートでは、通常のバターとスプレッダブルバターという2つの市販製品の融解特性とスプレッダブル特性を比較するためにレオロジーをどのように使用できるかを示しています。通常のバターは乳脂肪のみから作られているのに対し、スプレッダブルバターには、冷蔵庫から取り出した際の溶融温度と硬さを下げるために、植物油が一定割合含まれています。
実験的
- 2種類のバター試料を、small 振幅振動試験と軸方向試験を用いて、温度範囲4℃～35℃で評価した。
- 測定には、ペルチェプレートカートリッジと粗面化プレート測定システムを備えたKinexusレオメータを使用し、rSpace ソフトウェアで事前に設定したシーケンスを利用した。
- 試料に一貫した熱履歴と負荷プロトコルを確実に適用するため、標準負荷シーケンスが使用された。
- 単一周波数ひずみ制御温度ランプ試験は、線形粘弾性領域（LVR）内のひずみを用いて、2℃/分の速度で4℃から35℃の間で実施した。
- 軸圧縮-減圧サイクルは、1mmの新鮮な試料に対して4℃で実施し、法線力応答を測定して硬度とタックを決定した。
所見と考察
振動試験
Small 振幅振動試験は非破壊試験であるため、複雑な微細構造を破壊することなく、時間や温度による変化を示すことができる。一般的に測定されるパラメータは、弾性率（貯蔵弾性率）のG'と粘性弾性率（損失弾性率）のG "です。これらはそれぞれ試料の固体状成分と液体状成分の剛性に対応し、全剛性は複素弾性率G* = √(G'2 + G "2)で与えられます。
位相角（δ）は、加えられたひずみと測定された応力との間の位相差の尺度であり、粘弾性特性の観点から構造を定量化するために使用することができます。液体のような材料の位相角は45°より大きく（90°＝完全に液体）、固体のような材料の位相角は45°より小さく（0°＝完全に固体）なります。
図1は、2つのバター試料に単一周波数の振動温度ランプを行った結果である。4℃において、通常のバターはスプレッダブルバターよりもG'の点で一桁硬い。G'の値が低ければ降伏応力も低いことが予想されるからである。位相角は両方とも非常に小さく（10°以下）、冷蔵庫で保存した場合、試料は非常に固形に近く、スプレッダブルバターの方がわずかに弾力性があることを示している。
温度が上昇するにつれ、弾性率の値は低下し、これは主に結晶性乳脂肪の融解に伴う構造の軟化を示している。この低下はノーマルバターで最も顕著で、4℃から20℃の間でG'が約10MPa低下するのに対し、スプレッドバターでは0.5MPaである。この相転移はまた、通常のバター試料で最も顕著な位相角のピークと対応しており、スプレッダブルバターと比較してわずかに高い温度で起こる。
軸方向試験
バター試料に対して行われた2つ目の試験は、図2に示されているように、軸圧縮-減圧試験であった。この試験では、2枚のプレートの間に試料を挟み、プレートを分離させながら、常時、力の応答を記録した。圧縮段階は、試料の降伏と変形に対応し、バターの硬さと広がりやすさに関係するはずである。減圧段階は、ねばり（粘着性）に相当し、スプレッド中にバターがナイフに付着する傾向を示す。
図3は、軸方向の変形に対する2つのバター試料の法線力プロファイルを示している。通常のバターを1mm圧縮するのに30Nの力が必要であったのに対し、スプレッダブルバターはわずか6Nの力しか必要としなかった。これは、スプレッダブルバターが、ノーマルバターよりもはるかに容易に降伏・変形する（硬度が低い）ことを示している。減圧時、ノーマルバターには-10Nの引張力のピークが生じたが、スプレッダブルバターには鋭いピークは見られなかった。これは、ノーマルバターの方がスプレッディング中にナイフにくっつきやすいことを示している。
結論
レオメーターは、微細構造、テクスチャー、のびやすさなど、さまざまなバターを特性評価および比較するためのさまざまな測定に使用できます。これには、温度による硬さや粘弾性の変化を調べるための単一周波数振動試験や、使用中の硬さやねばり（粘着性）を評価するための軸方向試験などが含まれます。