Введение
Готовый винегрет - это быстрая альтернатива домашним заправкам для приготовления салатов. В магазинах представлен широкий ассортимент таких продуктов. Некоторые из них состоят не только из классических ингредиентов, таких как масло, уксус и соль, но и содержат травы в суспензии. Помимо вкуса, большую роль в выборе покупателем играет эстетика продукта. В случае с соусом, содержащим травы, их взвесь создает первое впечатление о качестве продукта задолго до того, как заправку попробуют. Винегрет с осевшими травами выглядит не так аппетитно, как тот же винегрет со взвешенными травами. В состав заправки со взвешенными травами входят такие загустители, как ксантановая камедь или каррагинан, которые придают соусу структуру. Эта структура необходима для удержания частиц во взвешенном состоянии и предотвращения их оседания.
Экспериментальный
Реология позволяет предсказывать стабильность пищевых продуктов, количественно определяя их структуру. Далее мы сравним реологические сигналы свежего салатного винегрета с травами и винегрета с трехлетним сроком годности. Как показано на рисунке 1, все травы просроченного винегрета находятся на дне бутылки.
Результаты измерений
На рисунке 2 представлены кривые вязкости при сдвиге свежих и просроченных салатных заправок с травами. В диапазоне высоких скоростей сдвига обе кривые похожи и демонстрируют поведение заправок, направленное на разжижение при сдвиге: Чем выше скорость сдвига, тем ниже сдвиговая вязкость. На практике это означает, что при более быстром перемешивании соус кажется более жидким. Однако в диапазоне низких скоростей сдвига эти два продукта различаются. В то время как сдвиговая вязкость свежего продукта увеличивается с уменьшением скорости сдвига, у просроченного она достигает ньютоновского плато. В первом случае образец имеет предел текучести, то есть требует минимального напряжения, прежде чем начнет течь. Это характерно для продуктов, имеющих структуру, способную препятствовать седиментации. В отличие от этого, продукт с истекшим сроком годности не имеет предела текучести, а имеет плато вязкости при сдвиге, т.е. вязкость при сдвиге в состоянии покоя. Из-за отсутствия напряжения текучести соус больше не сможет удерживать частицы в суспензии: Они осядут.
Количественная оценка структуры: Напряжение текучести
На рисунке 3 показана кривая сдвиговой вязкости свежей салатной заправки вместе с кривой напряжения сдвига. В направлении более низких скоростей сдвига напряжение сдвига уменьшается и стремится к плато. Экстраполированное значение напряжения сдвига в этом плато соответствует пределу текучести. Оно ниже 0,2 Па.
Предел текучести также можно определить с помощью испытания на ползучесть. Для этого 5-минутные измерения ползучести повторялись на той же нагрузке с начальным напряжением 0,01 Па и последующими испытаниями с напряжением, увеличивающимся в 1,5 раза. Температура испытания составляла 25°C. На рисунке 4 представлены кривые, полученные в результате такого испытания свежей салатной заправки. При 0,10 Па и 0,15 Па кривые накладываются друг на друга и стремятся к плато. Приложенное напряжение не приводит к какому-либо течению. При более высоком напряжении сдвига податливость увеличивается с ростом напряжения сдвига. Предел текучести определяется как значение между 0,15 Па (отсутствие течения) и 0,23 Па (первый участок напряжения сдвига, где обнаружено течение). Это хорошо согласуется со значением, определенным выше.
Прогнозирование стабильности и срока годности: Частотная развертка
Стабильность эмульсии или суспензии также может быть исследована по сигналам, полученным в результате частотной развертки, и в частности по фазовому углу. На рисунке 5 показаны кривые фазового угла обеих салатных заправок при частотной развертке при 25°C. Увеличение фазового угла в сторону более низких частот указывает на нестабильность (образец с истекшим сроком годности, красная кривая).
Испытание на ползучесть и соответствие
Во время испытания на ползучесть прикладывается постоянное напряжение сдвига и измеряются возникающие при этом изменения деформации сдвига. Соответствие J [Па-1] определяется как:
J = Измеренная деформация [%]/Приложенное напряжение [Па]
Заключение
Стабильность суспензии тесно связана с наличием предела текучести, который можно предсказать с помощью вращательных или осцилляционных испытаний. Форма кривой вязкости сдвига в сторону меньших скоростей сдвига (испытание на вращение), а также форма фазового угла в частотной развертке в сторону низких частот (испытание на колебания) указывают на наличие или отсутствие предела текучести.
Предел текучести может быть определен по минимальному напряжению сдвига на кривой вязкости при сдвиге, по фазовому углу в частотной развертке или по тесту на ползучесть.