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食品流变学研究起步较早,但是由于食品体系的复杂性,早期流变学的研究主要是一些经验性的测定,例如产品在自身质量下其流动性、铺展性和碎裂性的测定等。近年来由于食品科学工作者为了提高对食物加工性,特别是食品的深加工性、工艺及设备设计的依据性等的需要,食品流变学的研究变得愈来愈广泛。随着研究活动的深入,研究手段亦有了较大地发展,表现在先进的流变学测试仪器的引入和开发。应用先进测试仪器,使实验与研究在建立食品物料的流变特性力学模型上更为方便。

    Brookfield做为世界上最知名的粘度计生产商,推出了一系列产品均可以用于食品流变性特别是液体流变性的研究,下面即是Brookfield粘度计在一些具体行业的应用:

1、淀粉的糊化特性

    混淀粉于水中,不停地搅拌。颗粒悬浮于水中,形成白色悬浮液,称为淀粉乳。加热淀粉乳,颗粒随温度的升高,吸水更多,膨胀更大,达到一定的温度,原淀粉结构被破坏,吸水膨胀成粘稠胶体糊。这种现象称为糊化,其温度称为糊化温度,形成的胶体称为淀粉糊。

    粘度是淀粉糊的最重要性质,面在普遍用粘度曲线测定, Brookfield的SSB(淀粉测量系统)是为测量工业淀粉样品在自动快速糊化和快速冷却过程中的粘度变化而设计的。SSB可以准确、快速的进行测量,从而可以帮助产品研究者快速地调整产品结构。

2、乳品行业

    乳制品在世界范围内,由于消费量较大,相应的流变学研究也较广泛。研究表明:牛乳的流变特性受其浓度的影响。浓度不同不仅使牛乳的表观粘度值发生变化,而且使牛乳的流体类型也发生变化。在浓度较低时,牛乳呈现涨塑性特性(n>1),在中等浓度下变成牛顿流体(n=1),但在浓度较高时,又变成非牛顿流体,呈现出假塑性流体特性(n<1),即随着浓度的增加,n值由大逐渐变小。虽然温度对牛乳粘度的大小有影响,但对牛乳的流型没有影响。在所有影响因素中,浓度对流型起决定性作用。

    近年来,由于人们担心食入过多的脂肪,所以低脂奶逐渐成为市场上的流行品。但是由于脱脂使牛奶的口感和质地都不如以前。1991年,Shoemaker Nantz等人研究了乳制品的粘度与感官评定之间的相关关系。结果表明,奶油味和口感与脂肪含量相关很强,而同时奶油味和口感与仪器测定的粘度相关性也很强,初步证实了粘度与感官分析存在相关关系。所以在乳品的开发、质量控制等方面,粘度的测定越来越重要。

    在搅拌型酸奶生产过程中最重要的控制项目之一是粘度,搅拌型酸奶生产过程中不可避免地要对已发酵好的、凝固的酸奶进行机械加工处理,如搅拌、冷却、灌装等工艺过程。如果生产线设计不合理或工艺参数控制不当,就会造成酸奶粘度大大降低,严重时会出现分层现象。粘度也是评价酸奶质量的重要指标。

    另外,在乳品在浓缩过程中,也可以通过粘度的测定来确定浓缩的终点。Brookfield的旋转粘度计有众多类型的转子,在测定乳品的粘度时,可以根据不同的需要选择不同的转子,如桨式转子、升降支架等。

3、果汁

    果汁的流变特性研究国内外均有开展。据报道,不含果胶的山楂汁、酸枣汁、黑加仑汁及澄清水蜜桃汁的流变曲线均为其延长线过原点的直线,说明其流型为牛顿流体。含果胶的果汁的流变曲线为一过原点呈凹形向上的曲线,说明流型为假塑性流体。因此说明,果汁的流型与是否含果胶有关。如果含果胶时,果汁溶液基本就有两步分组成,浆液和浮在浆液上的水果细胞壁碎屑组成的微粒物质。在很多情况下,其中的部分微粒很可能被分离出来,或浮在表面,或者沉到底部。所以在实际生产中,一个很重要的问题就是防止悬浮的微粒与浆液之间的分离。只有其粘度达到一定程度时,浆液对微粒的作用力与其受到向下的重力平衡时,才可以避免微粒与浆液分离。在生产中控制果汁的粘度也有很重要的意义,采用Brookfield的旋转粘度计,可以控制剪切速率,在较低的剪切速率下,基本可以模拟果汁内部的应力,增加了粘度测定的准确性。