13.4. Классификация реометров (по ю. А. Мачихину, 1990)

Реометры	Вид нагруже-	Измеряемая	Область
	ния (течения)	величина	применения
Вискозиметры:		Реологические	Фруктовые и овощные
капиллярные	Одномерное	характеристики	соки, молоко, кефир,
	сдвиговое		сливки, растительное
	течение		масло, сиропы, творог,
ротационные	То же		мясной и рыбный фар-
шариковые	Течение Стокса		ши, пасты, конфетные
колебательные	Одномерное и двумерное сдви­говое течение		массы, тесто
Пенетрометры	Многомерное	Предельное	Твердые жиры, желе,
	пенетрацион-	напряжение	тесто, мякиш хлеба,
	ное течение	сдвига, пара-	фрукты, овощи, сыр,
		метры текстуры	колбаса, мясо, шоколад
Компресси-	Сжатие	Предел прочно-	Твердообразные
онные	образца	сти при сжатии, объемная вяз­кость, параметры текстуры	пищевые продукты
Универсаль-	Растяжение,	Прочностные	Тоже
ные типа	сжатие, изгиб,	характеристики,
«Инстрон»	сдвиг и другие	параметры
	простейшие виды нагруже­ния исследуе­мого продукта	текстуры
Трибометры	Сдвиг	Фрикционные характеристики	»
Адгезиометры	Отрыв контакти-	Адгезионные	»
	рующего элемен­та от поверхнос­ти исследуемого материала	характеристики

игла и др.), а также приборы для измерения деформации сдвига на наклонной плоскости.

Принцип работы конического пластомера (пенетрометра) со­стоит в том, что в исследуемый продукт под действием постоян­ной нагрузки погружают конус, который может иметь гладкую или рифленую поверхность. По глубине погружения индентора судят о консистенции продукта и его структурно-механических свойствах.

Согласно акад. П. А. Ребиндеру, величину предельного на­пряжения сдвига 9₀ рассчитывают по максимальному погруже­нию конуса /z_max в исследуемый материал:

где М — масса нагрузки, действующая на конус; л — константа конуса, за­висящая от угла его вершины.

Для определения адгезии используют универсальные адгези-ометры, действующие по принципу отрыва. Применяют пласти­ны различной площади, изготовленные из различного материала (нержавеющая сталь, фторопласт 4), при этом изменяют давление и время предварительного контакта, скорость отрыва и другие параметры.

Поскольку величина адгезии Р₀ (Па) характеризуется силой, отнесенной к единице площади контакта S, то ее определяют как удельную силу нормального отрыва пластины F от продукта:

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ

Н. А. Коробочка с помощью ротационного вискозиметра «Реотест-2» установила реологические показатели качества соу­сов «Новинка» и «Молочно-яблочного» при 20 °С, индекс тече­ния, коэффициент консистенции, предельное напряжение сдви­га, вязкость. С использованием компьютера была получена но­вейшая зависимость вязкости исследуемых концентрированных соусов от степени деформации.

Кривые течения концентрированных соусов в достаточно полной мере описываются реологическими уравнениями Герше-ля—Балкли:

где 6 — напряжение сдвига; 8₀ — предельное напряжение сдвига; Лпл — пластическая вязкость; у — скорость сдвига.

Для соусов «Новинка» 6 = 189,81 + 284,60у⁰'⁰⁸, для «Молоч­но-яблочного» 9 = 154,66 + 183,08у⁰'²¹.

Установлено, что предельное напряжение сдвига мясных фаршей более чувствительно к изменению технологических и механических факторов, чем пластическая и эффективная вяз­кость. В. Е. Артеменко проводил исследования по определению

13.5. Предельное напряжение сдвига фарша с добавками овощей

Содержание в фарше овощей, %	Предельное напряжение сдвига фарша с добавками овощей, Па
	Морковь	Капуста
10 20 40 60	896 714 635 566	780 547 460 349

предельного напряжения сдвига комбинированных мясорасти-тельных фаршей с разным содержанием овощей. Полученные результаты приведены в табл. 13.5.

Как видно из таблицы, изменение состава фарша влияет на ве­личину предельного напряжения сдвига системы. Уменьшение предельного напряжения сдвига с увеличением в фарше доли овощей связано с увеличением содержания слабосвязанной воды и утолщением жидкостных прослоек дисперсионной среды.

Возрастание величины предельного напряжения сдвига мяс­ного фарша в процессе его механического перемешивания может быть объяснено образованием белками мяса дополнительных структурно-коагуляционных элементов. Как известно, для мя­сопродуктов характерен коагуляционный тип структуры, кото­рая является результатом взаимодействия между частицами вещества на основе сил Ван-дер-Ваальса через дисперсионную среду. В результате механического воздействия при перемешива­нии и действия поваренной соли часть миофибриллярных бел­ков растворяется и переходит в дисперсионную среду, что и при­водит к возрастанию предельного напряжения сдвига системы.

Б . А. Баранов исследовал влияние структурирующей добавки на реологические свойства мясных и рыбных фаршей. В качестве структурирующей добавки была использована сухая смесь, состо­ящая из пищевого альгината натрия, карбоната кальция и пище­вой лимонной кислоты. Количество добавляемой смеси состав­ляло 0,5..Л,5 % к массе фарша. Исследования показали, что до­бавление смеси приводит к усилению упругих свойств фаршей и значительному возрастанию адгезии к нержавеющей стали и фто­ропласту. Так, липкость фарша с добавлением 1,5 % смеси была почти в 2 раза выше, чем у контрольного образца. Одновременно зафиксировано, что предельное напряжение сдвига готового из­делия снижается, т. е. оно становится более мягким и сочным.

Основным показателем, характеризующим консистенцию мучного теста, также является предельное напряжение сдвига, которое зависит от технологии приготовления, влажности и температуры теста. Например, сырцовый способ приготовле­ния пряничного теста обеспечивает наибольшее значение пре­дельного напряжения сдвига, которое для пряничного теста варьирует в зависимости от рецептуры и влажности теста. Наиболее высокое значение предельного напряжения сдвига отмечено у пряничного теста, в рецептуру которого не входят естественные эмульгаторы.

С увеличением влажности теста значение предельного напря­жения сдвига уменьшается. Предельное напряжение сдвига может также служить объективным показателем качества готовых изделий, например пряников, в процессе хранения. Так, О. Ма-зур было установлено, что нарастание структурной прочности зависит от способа приготовления изделий и их хранения. Была установлена граница, характеризующая хорошее качество пря­ников в процессе хранения, она соответствует значению струк­турной прочности в пределах 0,4 МПа. Сырцовые пряничные изделия, хранившиеся при обычных условиях, достигали струк­турной прочности, равной 0,4 МПа, к пятым суткам хранения, а заварные — только к восьмым суткам.

Б. А. Баранов с сотрудниками изучали структурно-механиче­ские характеристики теста молочных коржиков с добавлением альгината натрия (модуль упругости и вязкость, предельное напряжение сдвига и адгезия). В ходе исследований установле­но, что тесто с добавками альгината натрия имеет более низкие значения предельного напряжения сдвига, а вязкость возра­стает пропорционально количеству добавляемого альгината натрия.

Установлено, что добавление альгината натрия приводит к существенному возрастанию (в 1,5 раза) адгезии теста как к не­ржавеющей стали, так и к фторопласту.

Таким образом, величина предельного напряжения сдвига, адгезии для различных пищевых материалов может служить объ­ективным показателем их качества.

На рис. 13.7 приведены кривые деформаций сдвига (получен­ные Л. В. Бабиченко) для дрожжевого, слоеного (пресного) и песочного теста. Как видно из графика, исследованные полу­фабрикаты теста резко различаются по своим структурно-меха­ническим свойствам.

Так, в дрожжевом и слоеном тесте деформации в системе про­исходили уже при нагрузке, равной 0,85 и 0,60 Н, а в песочном — только при нагрузке 2,15 Н.

Для кривой деформации дрожжевого теста характерны посте­пенное и достаточно медленное развитие высокоэластической деформации и течение с убывающей скоростью (участки а—б и б— в), а в разгруженной системе наблюдаются большая деформа­ция упругого последействия и постепенное ее развитие, т. е. вы­сокая эластичность (участок в—г). На характер кривой, несом­ненно, оказали влияние свойства клейковины дрожжевого теста, в частности ее эластичность.

Характер кривой деформации слоеного теста, не отличающе­гося по влажности от дрожжевого, несколько иной. Тесто обла­дает меньшей эластичностью, что, по-видимому, можно объяс­нить влиянием большого количества добавляемого в него сли­вочного масла.

Кривая сдвига песочного теста отражает быстрое развитие уп­ругих деформаций (низкую эластичность). После разгрузки сис­темы деформации незначительны.

К достоинствам этого вида теста относятся способность дол­го сохранять приданную ему форму, рассыпчатость, отсутствие из-за низкой влажности так называемой «затяжистости».

Рассчитанные в результате испытаний величины модуля упру­гости и вязкости для трех видов теста позволяют численно выра­зить различия в консистенции этих полуфабрикатов (табл. 13.6).

Следует отметить, что полуфабрикаты теста, структурно-ме­ханические характеристики которого отличаются от приведен­ных в таблице, имеют иные органолептические показатели. На-