Jahrhundertealte Lebensmittelprüfmethode aktualisiert, um komplexe Strömungsdynamik mit einzubeziehen.
Die Textur von Lebensmitteln, einschließlich der Eigenschaften, die bestimmen, wie die Verbraucher beißen und schlucken, ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung genussvollerer Lebensmittel. Um diese Eigenschaften vollständig zu verstehen, sind bessere Methoden und Geräte zum Testen erforderlich, um die Bewegung in flüssigen Materialien zu erfassen, insbesondere bei Lebensmitteln, die komplexe Flüssigkeiten sind, wie gelierte Desserts.
Die Textur von Lebensmitteln ist ein wichtiger Bestandteil des Genusses. Um diese Eigenschaften vollständig zu verstehen, sind bessere Testmethoden erforderlich, um die Bewegung in flüssigen Materialien zu erfassen, insbesondere bei Lebensmitteln, die komplexe Flüssigkeiten sind, wie gelierte Desserts. In einer Studie zur Physik von Flüssigkeiten stellen die Forscher eine aktualisierte Methode vor, die lineare Viskoelastizität und Phasenverschiebung gleichzeitig in einer opaken Flüssigkeit messen kann und Informationen über komplexe rheologische Eigenschaften erfasst. Die Forscher verwendeten ein beliebtes japanisches Dessert namens Fruiche, das Fruchtfleisch und Vollmilch enthält, die sich in eine gelierte Form mit einer eikartonförmigen Struktur verwandelt.
Yoshida et al.
Die Prüfgeräte wurden durch verschiedene Geometrien in der Prüfkammer verbessert, und in jüngster Zeit wurden bessere Ergebnisse durch Informationen aus der rheologischen Prüfung in Verbindung mit Ergebnissen aus anderen Prüfungen, wie z.B. inneren Visualisierungstechniken und Ultraschallbildgebung, erzielt. Traditionelle Methoden konnten jedoch keine Informationen über zeitabhängige Eigenschaften liefern.
In einer in dieser Woche in der Zeitschrift Physics of Fluids veröffentlichten Studie von AIP Publishing stellen Taiki Yoshida, Yuji Tasaka und Peter Fischer eine aktualisierte Methode vor, die lineare Viskoelastizität und Phasenverschiebung gleichzeitig in einer opaken Flüssigkeit messen kann. Die von ihnen entwickelte Ultraschall-Spinnrheometrie-Methode ersetzt Geschwindigkeitsprofile von Lebensmitteln durch die Bewegungsgleichung, um Informationen über komplexe rheologische Eigenschaften zu erfassen.
Die Forscher verwendeten ein beliebtes japanisches Dessert namens Fruiche, das Fruchtfleisch und Vollmilch enthält, die sich in eine gelierte Form mit einer eikartonförmigen Struktur verwandelt. Die Komplexität dieser Flüssigkeit beinhaltet Eigenschaften, die mit herkömmlichen rheometrischen Methoden aufgrund der Auswirkungen von Scherhistorie, Scherbandung, Scherlokalisierung, Wandschlupf und elastischer Instabilität nur schwer zu messen sind.
"Die Bewertung der Lebensmittel-Rheologie mit Zeitabhängigkeit ist ein anspruchsvolles Ziel", sagte Yoshida. "Basierend auf der Bewegungsgleichung kann das Ultraschall-Spinnrheometrieverfahren die momentanen rheologischen Eigenschaften aus den gemessenen Geschwindigkeitsprofilen auswerten, um echte rheologische Eigenschaften und deren zeitliche Abhängigkeit aus der Sicht der Physik von Flüssigkeiten darzustellen."
Die aktualisierte Methode hat Anwendungen in der Chemietechnik zum Verständnis von Polymerisations- und Dispersionsdichten sowie in komplexen Flüssigkeiten wie Ton, mit Anwendungen im Bauwesen und in der Kosmetik. Die Forscher planen, die Methode weiter zu entwickeln, um weitere Punkte aufzunehmen, an denen Informationen über die unsichtbaren Eigenschaften komplexer Flüssigkeiten gesammelt werden können. Darüber hinaus ist geplant, die industriellen Aspekte der Technik weiterzuentwickeln, darunter die Inline-Rheometrie für in einem Rohr fließende Prüfkörper.
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Originalveröffentlichung
The article, "Ultrasonic spinning rheometry test on the rheology of gelled food for making better tasting desserts," is authored by Taiki Yoshida, Yuji Tasaka and Peter Fischer. The article appeared in Physics of Fluids (DOI: 10.1063/1.5122874) and can be accessed at https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5122874.
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