Wprowadzenie
Niezależnie od preferencji: majonez, ketchup, sos do burgera, dobry talerz burgerów i frytek nie powinien obyć się bez towarzyszącego mu sosu. Nie tylko smak sosu jest ważny dla konsumenta, ale podświadomie oczekuje się również wiele od "konsystencji", zarówno w butelce, jak i na talerzu. W celu kontrolowanego nakładania sosu na frytki, jest on zazwyczaj wyciskany z pojemnika lub nalewany ze szklanej butelki. Jeśli pożądaną metodą konsumpcji jest zanurzanie, sos powinien pozostać na miejscu, nie spływając na wszystko inne na talerzu.
Niektóre sosy prezentowane w butelkach nie wymagają użycia siły lub nacisku, a zamiast tego są nalewane. Często ma to miejsce w przypadku sosu sałatkowego, który należy wylać na często ignorowany dodatek do burgera i frytek!
Jak określić ciśnienie wymagane do wywołania przepływu; Analiza naprężenia plastycznego
Granica plastyczności reprezentuje naprężenie, które jest potrzebne do zainicjowania płynięcia materiału. Jedną z metod określania granicy plastyczności jest zastosowanie "ściskania obrotowego" próbki poprzez stopniowe zwiększanie naprężenia ścinającego w określonym czasie. Zanim próbka zacznie płynąć, jej struktura rozciąga się i opiera przepływowi, co powoduje wzrost lepkości ścinania wraz ze wzrostem naprężenia ścinającego. Na granicy plastyczności, punkcie przejściowym między materiałem zachowującym się jak ciało stałe a płynem, struktura rozpada się, a sos zaczyna płynąć. Przekłada się to na znaczne zmniejszenie lepkości przy ścinaniu.
Tabela 1 podsumowuje warunki analizy granicy plastyczności przeprowadzonej na majonezie, ketchupie, sosie do hamburgerów i sosie sałatkowym.
Pomiar rotacyjny
Górna płyta obraca się z określonym naprężeniem ścinającym σ [Pa]. Określana jest szybkość ścinania γ- [s-1] wymagana do tego obrotu. Wynik: Obliczana jest lepkość ścinania ŋ [Pa-s] (tj. opór przepływu)
Tabela 1: Warunki pomiaru - analiza granicy plastyczności
| Sos do burgerów, majonez, ketchup | Sos sałatkowy | |
| Geometria | Płyta-płyta, średnica: 40 mm, ząbkowana | Płyta o średnicy: 60 mm, gładka |
| Szczelina pomiarowa | 3 mm | 500 μm |
| Temperatura | 25°C | 25°C |
| Granica plastyczności | 0 do maks. 200 Pa | 0 do maks. 200 Pa |
Rysunek 1 przedstawia wyniki pomiarów granicy plastyczności. Oprogramowanie rSpace automatycznie analizuje wyniki plastyczności po zakończeniu pomiaru (rysunek 1).
Ketchup wymaga największego naprężenia, zanim zacznie płynąć (21,8 Pa; patrz tabela na rysunku 1), tj. jest najtrudniejszy do pompowania (dla identycznych butelek). Lepkość ścinania osiągnięta przed przepływem jest najwyższa dla tej próbki, prawie 800 Pa-s, w porównaniu do zaledwie 400 Pa-s dla majonezu! Oznacza to, że w porównaniu z innymi sosami, jest on najbardziej odporny na naprężenia przed przepompowaniem. Ponadto gwałtowny spadek lepkości ketchupu można wytłumaczyć jednolitą mikrostrukturą, która rozpada się jednocześnie, gdy przyłożone naprężenia są wystarczająco wysokie.
Szczyt krzywej majonezu jest szerszy, a jego spadek po szczycie jest bardziej stopniowy, co wskazuje na nieregularności w strukturze emulsji. Prawdopodobnie dyspersja kropelek oleju w fazie zawierającej jajko, musztardę i wodę nie jest jednolita.
W porównaniu z innymi sosami, sos sałatkowy wykazuje znacznie smallerszą granicę plastyczności (patrz rysunek 1 u dołu, krzywe wyświetlane w skalowaniu logarytmicznym). Naprężenie ścinające wynoszące zaledwie 1 Pa-s wystarcza do zainicjowania przepływu. Jednak sos sałatkowy wykonany z oleju i octu zwykle nie wykazuje granicy plastyczności i zachowuje się reologicznie jak płyn newtonowski: Lepkość ścinania jest niezależna od szybkości ścinania. Obecność słabej, ale istniejącej granicy plastyczności w naszym zmierzonym dressingu jest spowodowana dodatkowym składnikiem, gumą ksantanową. Ten polisacharyd jest środkiem zagęszczającym, zapewniającym small granicę plastyczności sosu sałatkowego.
Krzywa granicy plastyczności i lepkości
Krzywa lepkości może również służyć jako wskaźnik istnienia granicy plastyczności. Nieskończenie rosnąca lepkość przy niskich prędkościach ścinania wskazuje, że materiał nie będzie płynął w spoczynku, chyba że zostanie przyłożone naprężenie wystarczające do pokonania granicy plastyczności.
Tabela 2 i rysunek 2 przedstawiają odpowiednio warunki pomiaru i krzywe lepkości wszystkich próbek. Wszystkie sosy są z natury rozrzedzane ścinaniem. Przy niskich prędkościach ścinania majonez, ketchup i sos do hamburgerów mają podobną lepkość.
Różnią się one nieznacznie zachowaniem podczas ścinania: Lepkość ketchupu (zielona krzywa) spada szybciej niż innych sosów wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Jest to najprawdopodobniej spowodowane jednolitą strukturą. Ponadto lepkość sosu sałatkowego jest o około jedną dekadę niższa niż wszystkich innych sosów w całym mierzonym zakresie szybkości ścinania. Właściwość ta znajduje również odzwierciedlenie w odczuciach smakowych sosów. Majonez ma bardziej kremowy smak i konsystencję niż dressing wykonany z oleju i octu. Dressing, który łatwiej spływa, bardziej równomiernie pokrywa żywność lub sałatki, podczas gdy bardziej lepki, plastyczny sos może być rozsmarowywany lub używany do maczania.
Tabela 2: Warunki pomiaru - krzywa lepkości
| Sos do burgerów, majonez, ketchup | Sos sałatkowy | |
| Geometria | Płyta-płyta, średnica: 40 mm, ząbkowana | Płyta o średnicy: 60 mm, gładka |
| Szczelina pomiarowa | 1 mm | 500 μm |
| Temperatura | 25°C | 25°C |
| Szybkość ścinania | 0.1 do 100 s-1 | 0.1 do 100 s-1 |
Wnioski
Charakterystyka reologiczna sosów jest nie tylko ściśle związana z ich płynnością, ale także z wrażeniami, jakie pozostawiają w ustach. Zapewnia ona ilościową odpowiedź na odczucia i pragnienia konsumentów: Jak mocno powinienem ścisnąć lub uderzyć butelkę, aby wywołać przepływ? Jak kremowy jest mój majonez? Co więcej, automatyczna analiza zintegrowana z oprogramowaniem oznacza łatwiejsze porównania i szybszą ocenę.