Introducere
Untul este o emulsie multifazică formată din globule de grăsime, grăsime cristalină și o fază apoasă dispersate într-o fază continuă de ulei. Alături de gust, cele mai importante proprietăți ale untului din punctul de vedere al percepției clienților sunt textura, aspectul și capacitatea de tartinare. Duritatea și tartinabilitatea sunt invers legate între ele și sunt, de asemenea, cele mai frecvent măsurate două proprietăți ale untului (Wright 2001). Se știe că ambele depind în mare măsură de temperatură, dar vor fi, de asemenea, afectate de rata de răcire după batere și de variațiile regionale sau sezoniere cauzate de dieta vacii (Prentice 1972).
Reologia poate fi un instrument util în caracterizarea și optimizarea proprietăților texturale ale untului. Modulul de forfecare este legat de rigiditatea produsului, care poate fi măsurată în funcție de temperatură prin teste oscilatorii, iar tensiunea de curgere reprezintă tensiunea care trebuie depășită pentru ca untul să se deformeze plastic, adică să se întindă. Reometrele moderne, cum ar fi reometrul rotațional Kinexus, au, de asemenea, capacități axiale avansate care pot fi utile pentru investigarea altor caracteristici ale untului, cum ar fi duritatea (compresibilitatea) și aderența (lipiciunea).
Această notă de aplicare arată cum poate fi utilizată reologia pentru a compara caracteristicile de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și de întindere a două produse comerciale - un unt normal și un unt tartinabil. Untul normal a fost fabricat numai din grăsime de lapte, în timp ce untul tartinabil conținea un procent de ulei vegetal pentru a reduce temperatura de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și rigiditatea materialului atunci când este scos din frigider.
Experimental
- Cele două probe de unt au fost evaluate în intervalul de temperatură de la 4°C la 35°C, utilizând teste oscilatorii de amplitudine small și teste axiale.
- Măsurătorile au fost efectuate folosind un reometru Kinexus cu un cartuș cu placă Peltier și un sistem de măsurare cu placă rugoasă și utilizând secvențe preconfigurate în software-ul rSpace.
- A fost utilizată o secvență de încărcare standard pentru a se asigura că probele au fost supuse unui istoric termic și unui protocol de încărcare consecvente.
- A fost efectuat un test cu rampă de temperatură controlată prin deformare cu frecvență unică între 4°C și 35°C la o rată de 2°C/min, utilizând o deformare în regiunea vâscoelastică liniară (LVR).
- Un ciclu axial de compresie-decompresie a fost efectuat la 4°C pe 1 mm de probă proaspătă, iar răspunsul forței normale a fost măsurat pentru a determina duritatea și aderența.
Constatări și discuții
Testarea oscilatorie
Small încercarea oscilatorie de amplitudine este o încercare nedistructivă și, prin urmare, poate arăta modificările care apar într-o microstructură complexă în timp sau la temperatură, fără a o distruge. Parametrii măsurați în mod obișnuit sunt G', Modul de elasticitateModulul complex (componenta elastică), modulul de stocare sau G', este partea "reală" a modulului complex general al probei. Această componentă elastică indică răspunsul asemănător solidului, sau în fază, al probei măsurate. modulul elastic (de stocare), și G", modulul vâscos (de pierdere). Acestea corespund rigidității componentelor solide și, respectiv, lichide ale probei, rigiditatea totală fiind dată de modulul complex, G* = √(G'2 + G"2).
Unghiul de fază (δ) este o măsură a diferenței de fază dintre deformarea aplicată și tensiunea măsurată și poate fi utilizat pentru a cuantifica structura din punct de vedere al caracteristicilor sale viscoelastice. Un material de tip lichid va avea un unghi de fază mai mare de 45° (90° = complet lichid), iar un material de tip solid va avea un unghi mai mic de 45° (0° = complet solid).
Figura 1 prezintă rezultatele pentru rampa de temperatură oscilatorie cu frecvență unică efectuată pe cele două probe de unt. La 4°C, untul normal este cu un ordin de mărime mai rigid decât untul tartinabil în termeni de G'. Acest lucru oferă o primă indicație a motivului pentru care untul tartinabil poate fi utilizat direct din frigider, deoarece valorile mai scăzute ale G' ar trebui să corespundă unei tensiuni de curgere mai scăzute. Unghiurile de fază sunt ambele foarte scăzute (mai puțin de 10°), ceea ce indică faptul că probele sunt foarte solide atunci când sunt depozitate în frigider, untul tartinabil fiind ușor mai elastic.
Pe măsură ce temperatura crește, valorile modulului scad, indicând o înmuiere a structurii care este asociată în principal cu topirea grăsimii cristaline din lapte. Această scădere este cea mai semnificativă pentru untul normal, G' scăzând cu aproximativ 10 MPa între 4°C și 20°C, comparativ cu 0,5 MPa pentru untul tartinabil. Această tranziție de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire corespunde, de asemenea, unui vârf în unghiul de fază care este cel mai proeminent pentru proba de unt normal și care apare la o temperatură ușor mai ridicată în comparație cu varianta tartinabilă.
Testarea axială
Al doilea test efectuat pe probele de unt a fost un test de compresie-decompresie axială, așa cum este ilustrat în figura 2. Aceasta a presupus comprimarea probei între cele două plăci și apoi separarea plăcilor, înregistrând în același timp în mod continuu răspunsul forței normale. Etapa de compresie corespunde cedării și deformării probei și ar trebui să fie legată de duritatea untului și de ușurința de întindere. Etapa de decompresie corespunde lipiciului sau lipiciului și ar trebui să indice tendința untului de a adera la cuțit în timpul întinderii.
Figura 3 prezintă profilurile forței normale pentru cele două probe de unt ca răspuns la deformarea axială. Pentru a comprima untul normal cu 1 mm a fost necesară o forță de 30 N, în timp ce untul tartinabil a necesitat doar o forță de 6 N. Acest lucru indică faptul că untul tartinabil cedează și se deformează mult mai ușor (este mai puțin dur) decât untul normal, așa cum ar fi de așteptat. La decompresie, untul normal a generat o forță de tracțiune maximă de -10 N, fără a se observa un vârf ascuțit pentru untul tartinabil. Acest lucru indică faptul că untul normal ar avea o tendință mai mare de a se lipi de cuțit în timpul întinderii.
Concluzii
Un reometru poate fi utilizat pentru a efectua o serie de măsurători diferite pentru caracterizarea și compararea diferitelor unturi în ceea ce privește microstructura, textura și ușurința de întindere. Printre acestea se numără teste oscilatorii cu frecvență unică pentru testarea modificărilor de rigiditate și vâscoelasticitate în funcție de temperatură și teste axiale pentru evaluarea durității și a lipiciului în timpul utilizării.