由于食品在如此广泛的纹理和结构中，所用的流变技术的各种流变技术甚至更大。在整个生命周期的固体或液体食品配方的整个生命周期中，流变和质地特性发挥着关键作用。
图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
从原始容器中的简单单点粘度测量开始，在生产中进行批量释放，在典型流变参数确定屈服点或剪切粘度的质量控制目的，为研究新配方的开发具有综合流变研究和发展部门的机械测试食物达到一定程度的复杂性。
图1所示。Haake Mars IQ流变仪与Peltier板温度控制，配合平行板和锥形几何形状。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
虽然一些技术依赖于诸如锥形和板，平行板或同轴缸的经典流变仪几何形状，但是一些其他技术旨在通过使用特殊转子和/或测量夹具来模拟一定的应用。
研究食品的质地是一种这样的应用，因为它必须与消费者的期望相匹配。旋转流变仪能够测试许多像粘性，柔软度或扫描性的重要食品特性，并且甚至可以使用专门设计的探针来进行摩擦学测试。
在这种应用中，一些食品的选择流变仪附件和物理测量将通过使用模块化流变仪进行评估，这是为质量控制和产品开发目的而设计的。
这包括定制设置，用于综合食品配方的机械调查以及测量屈服应力和粘度的经典的流变性质。
欧洲杯足球竞彩材料和方法
这Thermo Scientific™HAAKE™MARS™iQ流变仪使用机械轴承（图1）用于评估不同的市售食品。包括的一些测试包括：
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打破和挤压测试
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粘度和产量应力测量
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轴向弯曲
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摩擦学的测量
通过0.1至100秒的稳态剪切速率步骤测试建立剪切率依赖性粘度－1通过剪切应力斜坡测试建立屈服应力。
采用不同的评估技术来建立屈服应激的明显值。使用60mm平行板几何形状进行所有粘度和产量应力测试。
平行板与锯齿(交叉阴影)的表面轮廓是为了避免样品在测量时的滑移。在0.001到1000 mm/s的范围内，测量了摩擦系数作为周向速度(滑动速度)的函数，以评估不同食品的摩擦学特性。
图2。基于球面的3平板原理，摩尔马斯智商流变仪的摩擦学设置。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
使用的摩擦测量夹具基于气球-3板原理，如图2所示。球和三板均由硬化不锈钢制成。
图3。三点弯曲工具，用于使用HAAKE MARS iQ流变仪进行弯曲和断裂测试，8毫米板转子。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
采用三点弯曲工具进行弯曲断裂试验，如图3所示。在升力速度的定义设定值下进行轴向斜坡测试。记录并分析所产生的法向力。轴向挤压试验使用一个35毫米直径的平行板设置进行。
结果与讨论
粘度和屈服应力测量
在整个生命周期期间，液体和半固体食品配方暴露于各种剪切条件。例如，当仅存在重力力时，在存储期间施加非常低的剪切速率。
中高剪切速率见于生产(混合，泵送或搅拌)和消费(口粮加工)。因此，当仅在一种转速下进行单点粘度测量时，对粘度特性的描述是不完整的，这并不能反映被测材料的真实性质。
图4。三种不同蛋黄酱产品的稳态黏度η(蓝色符号)和剪切应力τ(绿色符号)作为剪切速率γ的函数。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
为了估计特定食品在不同的剪切条件下的行为如何行事，只有在宽剪切速率范围内的完整流动曲线可以提供所需的信息。图4表现出可商购的三种蛋黄酱产品的稳态剪切速率步骤试验结果。
所有蛋黄酱在所研究的剪切速率范围内都表现出显著的剪切稀释行为，这与乳化食品的预期一致。从0.1秒粘度约1000 Pas开始－1在800秒左右，所有三个样本的值都降至1 Pas以下－1。
在800秒以上的剪切速率下－1将样品喷射出几何形状，导致粘度和剪切应力的剧烈下降。在图4中除去了错误的数据。对于许多半固体食品，表现出这样的剪切变薄型材是所需的行为。
低剪切速率的高粘度有助于产品的整体稳定性，因为它可以防止多组分食物的相分离。然而，通常，在较高剪切速率下的粘度太高是不希望的。
由于它在应用(spoonability, spreadability)和消费(吞咽，咀嚼)方面都有缺点，图4也显示了所有样品在低剪切时剪应力信号的稳定行为，表明屈服行为。
该高原发生在常规蛋黄酱120 pa的几乎相同的剪切应力值和含有酸奶的版本。低脂肪版本在90 pa的较低剪切应力下产生。
除了质量控制之外，屈服应力也被认为是描述许多结构流体和半固体“流动”行为的关键参数。
屈服应力可以通过防止沉降来增强分散系统的稳定性，例如，简单地防止番茄酱过多地渗入薯条中，而不是在薯条上形成一层厚厚的番茄酱。
产量压力也与食物的某些特性有关，这些特性被认为在口服过程中很重要，比如初始硬度[2]。然而，屈服应力的测量值很大程度上取决于所选择的流变测量方法、样品处理、数据评估，甚至是测试所选择的测量几何形状。
执行剪切应力斜坡试验，其中施加线性增加的剪切应力并且监测变形或粘度是非常精确地评估样品的产生行为的常用方法。
图5。变形γ（绿色符号）和粘度η（蓝色符号）作为三种不同蛋黄酱产品的剪切应力τ的函数。红线根据常规蛋黄酱的最大粘度表示屈服应力。黑线是施加到不同区域的切线（弹性变形和稳定流动）。两个切线的交叉点代表屈服应力测定的替代方法。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
图5显示了利用用于稳态剪切测试的相同蛋黄酱样品执行的应力斜坡实验结果。
图5所示的变形应力曲线显示了三个不同的区域。在第一个区域，在低于屈服应力阈值的低应力下，试样发生弹性变形。在双对数图中，这里的变形应力曲线的斜率并不比1大多少。
随着应力提高并接近样品的屈服应力值，变形开始变化更快，并且斜率增加。在较高的剪切应力下观察到具有明显更高斜率的第二线性区域。
该区域发生稳定流动，并且通过这些更高的剪切力改变微结构。将切线施加到两个线性区域是计算变形曲线的屈服应力的常用方法。然后屈服应力对应于切线的交叉处的应力值。
图5中使用了这种技术来建立常规蛋黄酱样品的屈服应力(黑线)。对应的屈服应力值为82 Pa。切线技术提供的屈服应力位于稳定流动和弹性变形之间过渡范围的中间。
使用最大粘度作为措施是从剪切应力斜坡测试中确定屈服应力的另一种方法。该技术也应用，可以在图5（红线）中看到。相应的屈服应力值为45Pa，显然低于来自切线技术的值。
图5显示了在过渡的开始和变形的开始处发生的最大粘度刚刚离开几乎纯的弹性变形行为。
表1概述了来自不同评估技术的屈服应力值。它还包括来自稳态剪切速率步骤测试的剪切应力高原值。
表1。通过不同的流变试验和评价方法得到不同蛋黄酱的屈服应力。资料来源:赛莫费雪科学材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
| 测试/评估方法 |
蛋黄酱
类型 |
压力增加
最大粘度 |
压力增加
交叉口 |
稳态台阶测验
压力高原 |
| 常规的 |
45 PA. |
82年宾夕法尼亚州 |
116 PA |
| 低脂 |
37 Pa |
70年宾夕法尼亚州 |
89 PA. |
| 40％酸奶 |
45 PA. |
83年宾夕法尼亚州 |
119 PA |
可以观察到，该值提供了表观屈服应力的最大值，这对应于在旋转测试开始时收集数据的事实，因此样本已经在弹性和弹性之间的过渡结束时了粘性行为。
一般来说，在实验设置和评价技术相同的情况下，可以比较不同材料的屈服应力。欧洲杯足球竞彩
纹理分析
除了上述经典流变测试方法之外，食品配方经常以其纹理性质为特征。纹理分析仪旨在模拟咀嚼，舀，传播或破碎等食物的真实处理。
这是通过将测量几何形状移动到食物配方中来完成的，其中用限定的力记录所得到的变形或在记录所需的力的同时以限定的速度记录。
灵敏的轴向力控制和精确的升力运动是现代流变仪的固有特性，这意味着利用流变仪进行结构分析非常简单。
在诸如板，锥体或汽缸的正常测量几何形状的情况下，通过利用通用适配器夹具，可以调整几乎任何类型的特殊测量几何形状的纹理测试。
对于糖果，在咀嚼过程中所需的口感是他们成功的关键部分，棉花糖是典型的例子。将蛋白渣置于流变仪测量几何形状的下板上，并且使用35毫米的板材以5mm / s的速度挤压它们，以模拟咀嚼行为。
图6。棉花糖的12个压缩和放松周期。黑色曲线显示上部几何图形的上下移动。绿色曲线显示压缩样品所需的力的相应变化。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
然后再以同样的速度把上面的盘子放上去，然后重复多次挤压的步骤来模拟咀嚼。图6显示了这个测试的结果。
在每一个压缩步骤中，最大的力从一个循环下降到另一个循环，这表明棉花糖变得更软仅仅是因为反复压缩而没有任何液体(唾液)的影响。
某些类型食物的另一个重要属性如饼干或巧克力是突破性的行为。对于巧克力，需要满足消费者的期望。例如，预期黑巧克力更难或甚至脆，而预计牛奶巧克力将是更柔和的。
当谈到饼干的质地时，就变得有点复杂了。这是因为淀粉类产品通常会因空气湿度的影响而改变其质地。
因此，除了饼干的初始性质外，饼干的老化也是一个需要研究的话题，在这里我们评估了打破饼干所需的通常力和饼干打破之前的弯曲量。
将饼干放置在三点弯曲工具上，测试断裂行为，如图3所示。选择直径为8 mm的平板转子作为测量几何结构的上部。上部几何形状的起始位置选得足够高，足以使饼干的位置方便。
为了用0.1n的感测力检测饼干的表面，上几何形状向下移动，下降0.1mm / min。从那里，上几何形状继续向下，1毫米/分钟，打破和弯曲饼干。
通过利用循环功能Thermo Scientific™HAAKE™RheoWin™软件，测量几何形状被再次举起，以便用户可以放置下一个饼干。
图7。新鲜全麦饼干的多次断裂测试。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
对新鲜饼干在打开包装后立即进行的多项测试结果显示，在以天然原料测试样品时，最大弯曲力和断裂力存在一定的散射，如图7所示。欧洲杯足球竞彩
图8。用老年的全麦片饼干多次破碎试验。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
饼干包装打开两周后再次进行相同的测试，结果如图8所示。弯曲量略有增加，与新鲜饼干相比，力曲线的最大值变宽，说明在此期间发生了轻微的老化。
摩擦学检验
摩擦学是机械工程和材料科学的一个领域，研究相互作用表面在相对运动中的特性。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球它包括润滑、摩擦和磨损原理的研究和应用。
摩擦学测量对食品科学领域的兴趣引起了额外的方法，可以用于描述口感和纹理的复杂概念。欧洲杯线上买球
已经利用了不同材料和粗糙度的表面，以模拟食物欧洲杯足球竞彩（唾液），口服处理期间的复杂相互作用[REF 2]。
最终的目标是将摩擦系数等摩擦学参数与口感特性(如奶油味或脂肪味)联系起来。
图9。用于摩擦学测量的Stribeck曲线的一般形状和区域。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
摩擦学数据通常以Stribeck曲线的形式呈现，其中摩擦系数被示出为滑动速度的函数。Stribeck曲线的一般形式如图9所示，它可以分为三个区域。
在没有润滑膜的低滑动速度下，该行为主要由固体/固体直接接触控制。这部分称为边界润滑范围，由此产生的摩擦系数很高。
当处于中等滑动速度时，润滑样品的增加的流体动力学压力导致在两个表面之间的润滑膜的发展，并且摩擦系数将开始下降。
润滑膜完全以高滑动速度分离，并且不存在固体/固体相互作用。在该流体动力学润滑范围内，摩擦系数将再次增加。
图10。两种巧克力酱和一种橄榄油的Stribeck曲线(摩擦系数µf作为滑动速度vR的函数)。图像信用：Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析欧洲杯足球竞彩
通常，可以说摩擦系数越低，液/半固体表面系统的润滑性质越好。图10展示了与摩擦曲线聚集的STRIBECK曲线与两种不同的巧克力传播产品和橄榄油在3平板上设置的比较。
图表显示了与两种巧克力蔓延相比橄榄油的不同润滑性质。由于它们更糊状的结构和更高的粘度，巧克力在较低的速度下形成更稳定的润滑膜。
在较高的滑动速度下，低粘度的橄榄油具有明显的优势，在该范围内，其摩擦系数最低，润滑性能最好。
Stribeck曲线在两种蔓延之间显示出差异。在较高的滑动速度下，摩擦系数几乎相同，巧克力扩散2以低和中等滑动速度显示出更好的润滑性能。
结论
这Haake Mars IQ流变仪机械轴承是一种通用和模块化仪器，是评估液体和半固体食品配方的机械性能的理想选择。
它可以进行标准流变测试，以在宽剪切范围内测量剪切速率依赖性粘度，并且由于其大量测量几何形状和其他配件，除了更全面的纹理分析和摩擦学检验之外，还可以在压力控制测量模式下屈服应力。
质地和摩擦学特性使人们能够更全面地研究口腔加工和口感的一般概念，而粘度和屈服应力是预测食品在加工、运输和储存过程中的行为的关键参数。
HAAKE MARS iQ流变仪使研发中的食品科学家能够描述产品生命周期的所有阶段，从原材料到消费。欧洲杯足球竞彩通过使用HAAKE MARS iQ流变仪进行批放行测试，研发部门开发的流变测试可以很容易地转移到质量控制部门。
参考文献
- C.Küchenmeister-Lehrheuer，K.Oldörp，Fritz Soergel，Haake Mars Rheometers的摩擦学测量几何形状，Thermo Fisher Scientific产品信息P023（2018）。
- J.R. Stokes, M. W. Boehm, S. K.拜尔，口腔加工、质地和口感:从流变学到摩擦学和其他，《胶体与界面科学Current Opinion》，18(2013)349-359。欧洲杯线上买球
致谢
由来自Thermo Scie欧洲杯足球竞彩ntific的Fabian Meyer和KlausOldörp撰写的材料生产。
这些信息已经从赛默费雪科学元素分析仪和相分析仪提供的材料中获得，审查和改编。欧洲杯足球竞彩
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