RezumatReologia și alimente. Alimentare, produsele de consum si cosmetice sunt parte dintr-o gamă largă de materialecoloidal sau nu. Ele sunt adesea compozite care conțin mai multe clase de fluide și solide constitutive,inclusiv geluri de biopolimeri, suspensii de particule, emulsii si spume. Lungimi semnificativeîn aceste materiale poate fi orice, între cele care caracterizează conformație de molecule și dimensiunifluxul de fabricație.Scară de timp poate fi mai mic de o milisecunda la combinarea ingredientelor,și de mai mulți ani atunci când produsul finit sa alăturat lui raft. Cercetarea se concentrează pe produsele alimentare reologic ambeleinteracțiunea dintre ingrediente, care se pot avea o funcție de răspuns complex, și influențaProcesul de fabricație a structurii produselor alimentare și proprietățile sale.Scurtă trecere în revistă rezumă metodele reologiceclasa corespunzătoare în funcție de interacțiunile scara de lungime. Pentru a cita acest articol: P. Fischer et al, C.. R. fizica 10(2009).1. IntroducereProdusele alimentare pe care le întâlnim în fiecare zi poate fi lichide simple (unele băuturi răcoritoare sunt clare soluții apoase alezahăr și solubile în apă arome), sau solide (cristale de zahăr sau sare) -, dar marea majoritate a materialelor alimentare aparțincategoria materiei condensate moale [1-5]. Din producția agricolă a materiilor prime, pentru a fiziologieide percepție gust și absorbția nutrienților [6,7], alimente Materiale de multe ori implica fenomene fizico-chimice care au loc peo mare varietate de scale de lungime și de timp. Scalele lungime variază de la cele asociate cu conformația molecularăde proteine alimentare, la cântar convective de amestecare lungime de ordinul de metri în procesul de prelucrare industrială produselor alimentare la scară[8-12]. Scale de timp poate fi în regim de sub-milisecunde timpul generarea de bule de spumă sau picături de emulsieîntr-un dispozitiv industrial dispersat, până la luni sau chiar ani asociat cu termenul de valabilitate pe termen lung de conserveproduse. Multe materiale alimentare brute sunt sintetizate și asamblate de către plante și animale și depind de externefactori cum ar fi calitatea solului, clima și standardele agricole. De aceea nu este surprinzător faptul că analitic comun șiabordări sintetice a coloid și știința polimer sunt adesea dificil de aplicat pentru materialele alimentare. Cu toate acestea, caracterizândși, în mod ideal, înțelegerea reologia materialelor alimentare este esențială pentru numeroase aspecte ale stiintei produse alimentareși tehnologie, cum ar fi caracterizarea standardizat de materii prime și produse inovative, sau pentru optimizareaconservare și prelucrare industrială. O provocare majoră în reologia produselor alimentare este de a identifica componenta principală, și anume,pentru a clasifica materialul care urmează să fie testate ca o suspensie (de exemplu, ciocolata [13-17]), emulsie și interfețele [18-23], spuma(Inghetata de exemplu, [24-26] sau spume umede [27-29]), gel (de exemplu, produse lactate [30-32] sau amestecuri biopolimer [33-37]), topire (de exemplu,aluat [38-43]), etc, și într-o a doua etapă a estima sau măsura concentrația și dimensiunea elementelor constitutive(Dispersate fază, concentrația polimerului eficiente, etc), precum și interacțiunile lor relevante care să conducă la particulated

suspensii, geluri, emulsii, sau fază-separate de agregate [8,9]. Pentru ca un "material alimentar", poate fi o felie de carne,o căpșună suspendat în iaurt, sau un amestec de gel biopolimer, câmpul este definit prin cererea sa, mai degrabă decâtprintr-o clasificare fizică directă a materialelor, cum ar fi, de exemplu, în reologia polimer (topi, amestec, soluțieși reologia compozit). Întrucât, în polimer clasic sau reologia coloid materialul testat poate fi de multe ori sondatepe o scară de lungime specifică, hrana este un material multi-scară compuse din materiale care s-au distins reologicsemnături în sine. Alimente precum cele pentru materiale compozite combina răspunsurile reologice ale componentelor sale individualecu efecte suplimentare provenite din interacțiunea dintre toate ingredientele. De aceea, studiile în reologia produselor alimentarede multe ori se concentreze pe una din cele trei niveluri foarte diferite de complexitate: (i) a abordărilor fenomenologice; (ii) comportamentul debituluinon-coloidale sisteme, precum și (iii) fizica de coloizi alimentare (a se vedea figura 1 (a).). Pentru a elucida aspectele structurale, înainte deexperimente reologice, literatura de specialitate privind materialele alimentare este esențial [1-3,44-47], dar este recomandabil să se verifice pentru non-alimentareliteratura de specialitate atunci când se ocupă cu probleme reologice ale produselor alimentare [4,48,49] și aspecte coloidale [50-53], mereu înderanjează faptul că produsele alimentare nu este un sistem model.

2. Abordări reologice pentru caracterizarea materialelor"Reologie este studiul comportamentului deformare și fluxul de materie": proprietatilor reologice variază de la vâscosfluide și solide elastice, care definesc spectrul răspunsurilor posibile materiale la stres aplicate σ, se strecoara γ, sau forfecareRata de γ ˙.Scopul Caracterizarea lichidului reologic este de a cuantifica relațiile funcționale dintre deformare,rata de deformare, și subliniază rezultate care acționează în condiții de debit rheometric. Proprietățile de curgere obținutesunt descrise în ecuațiile constitutive care stabilesc o corelație între stres și cinematică. pentru macroscopicdescriere fenomenologică a unui fenomen de debit (de exemplu, dreptul de putere, Bingham, Herschel-Bulkley model) nu mai estenecesar să se includă informații privind microstructura sub flux. Mai avansate ecuatii constitutive, cum ar fide Giesekus sau modele Phan-Thien-Tanner ia în considerare descrierile microscopice de proprietatile de curgere și localemodificările microstructurii, orientare anume, morfologie, conformație, și fluxul induse și structurale, care asigurăcontribuții la tensorul de stres [4].Corelație de stres, deformare, proprietati de curgere, și abordări consecutiveDescrierea de modele fenomenologice și constitutivă este reprezentată în fig. 1 (b). Pe lângă fluxul liniarRăspunsul a materialului (vascozitate, elasticitate, viscoelasticitate, viscoplasticity), non-liniare, de asemenea, proprietati de curgere trebuie să fiereprezentat [4,48].Fig. 1. (A) Balanta Lungime relevante pentru structurile de alimentare și nivelurile asociate de abstractizare în reologia produselor alimentare. Zonele hașurate din "fenomenologică"

și "non-coloidal" modele sunt, în general, nu luate în considerare în aceste abordări, chiar dacă procesele de transport care apar pe cele lungimeBalanta poate influența proprietățile reologice măsurate. (B) Corelarea de stres, deformare, și proprietățile de curgere măsurabile (newtonianși non-newtoniene răspunsuri). Descrierea consecutivă a proprietăților de curgere măsurate de materiale complexe pot fi împărțite în fenomenologicămodele și ecuații constitutive.

2.1. Modelarea fenomenologică de funcții de newtoniene si non-newtonianÎn experimentul reologic cele mai frecvente o viteza de forfecare sau de stres de forfecare este aplicat eșantionului și o curbă debit(Vâscozitate în funcție de viteza de forfecare η (γ ˙)) se înregistrează. În produsele alimentare se poate aștepta proprietăți de curgere newtoniene cea mai mare parte pentru"Pure" lichide (cum ar fi uleiurile sau soluții de sare), pentru soluții diluate polimerice, sau pentru suspensii și emulsii diluate.În aceste cazuri, viscozitatea intrinsecă [η], și anume vâscozitate a unui agregat unic suspendat într-un solvent este cel maiparametru important pentru caracterizarea. Mai concentrat sisteme dispersate, coloidal și non-coloidal, spectacoldiverse non-newtoniene proprietati de curgere, cum ar fi de forfecare-subtierea, îngroșarea forfecare precum și modificările tranzitorii alevâscozitate. Fig. 2 (a) arată că volumul total diferite concentrații solide cv a agregatelor aceleași, în acest caz,TiO2 în polietilen glicol, va duce deja la fluxul de răspunsuri complet diferite. Funcția obținută vâscozitateη (γ ˙, t) poate fi descris prin următoarele modele newtonian Ansatz:Newtoniană lege: τ = ηγ ˙ (1)Putere de lege model: τ = κγ ˙ n (2)în cazul în care η este vâscozitatea, tensiunea de forfecare τ, γ ˙ viteza de forfecare, κ coeficientul de debit, și n Indice de curgere. Fluxul Indicelenmay variază în funcție fromn = 1 (care conduce la legea lui Newton) tona <1 orn> 1 pentru a descrie forfecare-subțierea sau îngroșarea forfecare-fluxul de comportament. În plus, materialele cele mai complexe alimente sunt de multe ori randamentul fluide de stres, poate expune pe perete alunecare, și poatesupuse la forfecare induse de tranzitii de faza [54-56,13,57,58,4]. Prin urmare, adăugiri la multe newtonian sau putereaModelul lege care acoperă fenomene complexe de debit au fost introduse și unele dintre ele sunt prezentate în următoareleLista [59]:Bingham Model: τ = τ0 + ηP γ ˙ (3)Herschel-Bulkley Model: τ = τ0 + κγ ˙ n (4)Sisko Model: η = κγ ˙ n-1 + η ∞ (5)Crucea Model: η = η ∞ + η0-η ∞1 + (κγ ˙) 1-n(6)în cazul în care η0, η ∞, ηP și τ0 sunt zero forfecare viscozitate, vâscozitatea la viteza de forfecare infinit, vâscozitatea Bingham, si de curgere,respectiv. Gama de aplicabilitate a diferitelor modele este prezentată în Fig. 2 (b). Ar trebui remarcat faptul căeșantion este de obicei considerat ca o fază de lichid în curs de dezvoltare un profil bine definit curgere laminara în golul de forfecare

reometru și că informațiile structurale sau morfologice la nivelul um și nm pentru a descrie comportamentul debitului suntnu este necesar (prin urmare, toate ecuațiile pot fi utilizate pentru a modelului de exemplu, venitul brut al unei națiuni în funcție de creștereaprețurile materiilor prime, etc.)Fig. 3 demonstrează că aceste modele pot adeseori nu reușesc să descrie proprietățile de curgere ale sistemelor de alimentare complexe de pesteo gamă largă de rate de forfecare. Curba flux de ciocolata se topeste cu grăsime diferite completări / emulgatori prezintă shearthinningComportamentul (Fig. 3 litera (a)) este montat la Herschel-Bulkley, Windhab, Casson, și modele adecvate Tscheuschnerpentru ciocolata se topeste [59]. Toate modelele nu sunt în măsură să descrie curba intregul flux corect (Fig. 3 (b)), deoarece acesteaNu pot reflecta fluxul induse de modificări ale structurii fie la nivel non-coloidal si coloidal. Cifrele, de asemenea,demonstrează că aplicabilitatea modelelor variază de la o probă la alta și chiar între diferite intervalea ratelor de forfecare.Dar de ce este un astfel de empirism utilizate pe scară largă nu numai în reologia produselor alimentare? Există trei motive bune pentru aceasta: (i) Având înla compoziția complexă de produse alimentare și non-ideale rezultă situația fluxului de rheometrical (de exemplu, randament, eterogenecompoziția material), acesta este modul cel mai economic mod de a descrie curba debitului fără a ține seama hidrodinamice complexeprecum și a soluțiilor coloidale interacțiunile și non-coloidal. (Ii) în legătură cu această investigații, cel mai reologiceefectuate pe acest nivel de sofisticare sunt abordarea problemelor de control al calității sau de scopul de a furniza informații vâscozitatepentru prelucrarea produselor alimentare sau de formulare și dezvoltare de produs [60,13]. Prin urmare, modelele oferă o posibilitate deprezice modul in care un lichid special, se va comporta în situații de debit diferite sau mai complexe. Un exemplu simplu ar fisă fie descrierea curbei fluxului de un lichid non-newtonian măsurată într-o geometrie con-si-placă, și apoipredicție - folosind ecuațiile matematice adecvate - de comportamentul său în țeavă sau a fluxurilor de drenaj. (Iii) În cele din urmă,Computational Fluid Dynamics (CFD), simulările sunt folosite pentru a proiecta și de a scala echipamente de prelucrare, cele mai multe, dacă nu toate codurile comerciale disponibile au restricții în ecuația constitutiv reologic, care este pusă în aplicare înecuația de mișcare (reducerea de multe ori setul model newtonian, puterea de-lege, sau Herschel-Bulkley ecuația).

Fig. 2. (A) Vâscozitatea în funcție de viteza de forfecare pentru CV-ul total diferit de volumul concentrații de TiO2 agregate în polietilen glicol. În funcție deconcentrația totală newtoniană, forfecare subțierea și îngroșarea forfecare pot fi observate; (b) Ilustrație a diverse modele fenomenologicepentru a descrie curbele flux non-newtoniene lichide. Cele mai simple descrieri ale comportamentului non-newtonian lichid este legea modelul de putere, care, încombinație cu modelul Bingham va duce la modelul Herschel-Bulkley. Parcele duble logaritmice sunt utilizate în mod obișnuit.

Fig. 3. (A) curbe de debit ale maselor de ciocolată care conțin 4% din grăsimi / emulgator aditiv pentru a modifica valoarea randamentului. (B) calitatea de montaj pentru Windhab,Herschel-Bulkley, Casson, și modelul Tscheuschner reprezentat de eroare relativă între curba debitului experimental obținută și montatfluxul de curba.

Fig. 4. Interacțiuni în dispersii intrinseci, diluat si concentrat. În funcție de concentrația și mărimea caracteristici diferite agregatecum ar fi schimbările reologice și proprietățile structurale.

2.2. Browniană versus non-browniană mișcareSimțurile umane percepție agrega dimensiuni micrometrice de sus în timp ce mai multe emulsii multe produse alimentare și produsele alimentareSuspensiile au, de asemenea, dimensiunile picăturii și mărimea particulelor de micrometri multe. Ca o consecință, de fabricare a produselor alimentareoperațiuni (de exemplu, în procesele de dispersie), vizează schimbarea microstructura pe scara lungimea micrometru. ÎnAbordarea coloidal și non-coloidal, prin urmare, două caracteristici importante trebuie luate în considerare pentru a interpreta o curba debit(Sau orice alt răspuns funcție reologic): (i) concentrarea și (ii) dimensiunea agregate primare. Ambilor parametriinfluența lichidul agregată-agregate (inter-particule forțe) și agregate-matrice (forțe de forfecare, energie termică)interacțiune la nivel coloidal și non-coloidal cum este descris în Fig. 4. De timp la scarătD ≈ a2/D0 = 6πηa3/kBT (7)indică timp pentru o particulă de a difuza o distanta egala cu raza sa o. Aici, η este faza de matrice (cu solvent) vâscozitateși D0 este difuzivitate de particule,D0 = kBT/6πηsa (8)Pentru a distinge sistemele de browniene și non-browniană, atât dimensiunea primar agregat, KBT energie termică, șiMaterie impus extern de stres. Un grup adimensional poate fi definit ca raportul dintre un timp de difuzie caracteristicăTD la tshear caracteristica de timp prin forfecare = ˙ γ-1; Acest raport este numarul Pe Péclet. Prin urmare, termenele tipice pentruBrowniană mișcare și pentru procesul de curgere sunt comparate și este posibil să se estimeze stresul de forfecare la careStructura de suspendare este influențată de debit:Pe = σa3/kBTα ˙ γ TD (9)în cazul în care σ este tensiunea de forfecare și γ ˙ viteza de forfecare. La mult mai mic decât unitatea Pe, mișcarea browniană domină în timp cePe la mari denaturarea structurii prin fluxul de forfecare sunt mai pronunțate: mișcarea browniană nu mai poate restabiliStructura de suspendare la starea de echilibru și de forfecare subțierea și îngroșarea forfecare va avea loc. Orientareefectele agregate pot deveni importante în cazul în care PE _ 10 [4].

2.3. Non-coloidal alimentare reologiaUn exemplu celebru pentru influenta non-coloidale agregate suspendate într-un fluid matrice privind reologiaprodusul alimentar final este de ciocolata [13,16]. Ciocolata constă în principal din cacao grăsime, particule de cacao, zahăr, lapte praf,

emulgatori și care influențează calitatea (stabilitate, gust, percepția, etc), de prelucrare comportament, și reologiceproprietăți (vâscozitate și valoarea de randament) de ciocolată topită. Un recent societate bazată pe știință tendință în produsele alimentare esteînlocuirea sau reducerea de grăsime. Acest lucru ar fi crearea de ciocolată scăzut de calorii cu aceeași perceputăproprietăți ca produsul grăsime complet. Cel mai simplu mod de a atinge acest obiectiv este reducerea conținutului de grăsimi (de cacao șigrăsime din lapte), dar acest lucru ar duce la o creștere a topiturii ciocolata vâscozitatea duce la probleme în timpul prelucrării șiîn acceptarea de către consumatori. Abordare sofisticată amore ar fi pentru a optimiza distribuția dimensiunilor particulelor, și anume creștereafracțiunea de ambalare a fazei dispersate pentru a menține ciocolată de topire viscozitate acceptabilă pentru prelucrare. AcoloSunt două moduri de a face acest lucru: Optimizarea distribuției mărimea și / sau forma particulelor dispersate solide. În primulcaz nu numai agregate monodispersed, dar bi-multi-modal de distribuție dimensiunea totală va conduce la o reducere avâscozitate păstrând în același timp fracție de volum solidă constantă sau de la o creștere a volumului de fracțiunii solide păstrând în același timpvascozitatea constanta [61]. Același efect poate fi atins atunci când modificarea formei agregatelor din sferelepentru cilindri, tije sau orice altă structură alungită [62-66]. Vâscozitate de mono-, bi-, și multi-modal sferesuspendările și fibre pot fi calculate conform ecuației Krieger-Dougerty (η _ ηsolvent (1 - cvcv, max) - [η] cv, max,în cazul în care cv, max este ambalajul maximă care poate fi realizat pentru agregatele [4]), și este prezentată în Fig. 5:O creștere uniformă a vâscozității în funcție de concentrația volumului de solide, cv, poate fi văzut, cu o puternicăcrește pe măsură ce concentrația volumul total solide se apropie de cv, max ≈ 0,6 pentru suspensii sfere și CV, max ≈ 0,4 pentrufibre suspensii.Vâscozitate de suspensii concentrate este o funcție de viteza de forfecare și panta în domeniul forfecare-subțieredepinde de concentrația (a se vedea Fig. 2 (a)) și cu privire la caracteristicile particulelor, cum ar fi distribuția mărimea și forma. Fig. 6 (a)prezinta vâscozitate în funcție de viteza de forfecare pentru aceste suspendări cu concentrația totală volum solid de cv =0,5 și fracțiunile fibre variind de la 0 _ CV-ul, f _ 0,33. Ele sunt caracterizate prin subtierea forfecare, la cele mai mici tarife de forfecareși o vâscozitate platoul superior newtonian η ∞. Suspendarea sfere (CV, f = 0) prezintă cel mai puțin pronunțatăforfecare subțierea și cel mai mic vâscozitate. Ambele caracteristici obține mai pronunțată pe măsură ce crește fracția de fibre (0,125 _cv, f _ 0,33. Comportamentul fluxul de amestecuri de fibre suspendările și sfere este similară la proprietățile de suspensiialcătuită din fracțiuni de particule fine și grosiere sferice în cazul în care particulele grosiere sunt suspendate intr-un lichid făcutdin suspendării sfere fine. Cele vâscozități superioare newtoniene η ∞ ale acestor suspendări poate fi modelată cu ajutorulmodelul Farris [67,68]. Rezultatele indică aplicabilitatea extinsă a modelului pentru suspensii cu forma

polidispersitate și să propună o regulă de amestec pentru sisteme, astfel cum se arată în Fig. 6 (b).Pentru discutarea proprietăților de curgere în regim non-coloidal nu există informații cu privire la scara lungimea relevantăpentru interacțiunea coloidal și agregare a fost nevoie. Cu toate acestea, unul este capabil de a optimiza produsul alimentar final, în ciocolată thiscase, prin intelegerea rolului de concentrare, dimensiunea și forma a ingredientele relevante, cacao grăsimi și anume camatrice particule lichide și cacao, zahăr, lapte și agregatele ca dispersate fază. Astfel de cunoștințe oferă formulareoamenii de stiinta, cu libertatea de suplimentare pentru a controla și manipula reologia macroscopic de suspensii [62,37,61,66]și emulsii [69,23].

Fig. 5. Vâscozitatea de suspendări ale sferelor și fibre, în funcție de volumul de solide totale cv de concentrare. Consolidarea particulelor de ambalare în timp cereducând în același timp volumul fazei lichide este o alternativă atractivă la înlocuirea punct de vedere economic de grăsimi alte lichide: Creșterea modalitateaconduce la o fracțiune solidă la volum mai mare vascozitatea constanta (η = const. line) sau vâscozitate mai mică la fracțiunea totală același volum masiv (CV = const.line).

Fig. 6. (A) Vâscozitatea în funcție de viteza de forfecare pentru suspensii cu amestec de sfere și fibre și concentrații solide de volum ale cv = 0,5.(B) Efectul polydispersed sau particule structurate pe reologia de concentrate non-browniene suspensii: Viscozitate pentru amestecurile de fibre în formă deși sfera formă de particule în conformitate cu modelul Farris pentru suspensii sferice bidispersed [62]. Independent de compoziția chimică a acestora,Fibrele pot servi ca o structură potențator a sistemului compozit, oferind o alternativă la vrac polimer agenți de îngroșare (cv: fracția de volum total alfaza dispersa, cv, f: fracțiunea de particule cu o morfologie de fibre).

2.4. Reologia produselor alimentare coloidal și macromoleculară - polizaharide și proteineLa nivel coloidal, cercetarea se concentrează pe produse alimentare înțelegerea și utilizarea de auto-asamblare a produselor alimentareingrediente. Dispersii moleculare ale unice neagregate nano-particulele, proteine, și în mod normal, sunt biopolimerilorstudiat în cazul diluat și-a exprimat de viscozitate intrinsecă [η]. Pentru regimurile semidiluted și concentrat căi diferite de descriere trebuie să fie luate pentru clasele de materiale individuale și la amestecuri de clase de materiale.În cele ce urmează vom da două exemple pentru a ilustra structura sistemelor coloidale și a feedback-ului de a reologicsemnături: solutii biopolimer (interacțiune biopolimer-biopolimer și biopolimer-solvent la nivel coloidal)și emulsii stabilizate proteine (interacțiune la nivel coloidal și se leagă de nivelul de micrometri în cazul în care de ingineriese întâmplă). Ambele cazuri ilustrează abordarea adoptată în mai multe trepte stiinta alimentelor si harta o modalitate de a stabili legăturiîntre structura moleculară și reologia, care este comună în coloid și reologia polimer.

Fig. 7. (A) creșterea progresivă a vascozitatii de pulberi guma de carruba, astfel cum reiese din rheometry forfecare constantă. Curbele de debit ilustrează

sensibilitate ridicată de vâscozitate newtoniene atât vâscozitatea intrinsecă [η] și c concentrare. Deoarece concentrația este menținută constantă (~ 1% g / g)curbele arată influența [η], și anume influența M greutate moleculară, care este crescut de extracție mai bună a polizaharidedin semințe. (B) - (d) Prin secționarea endosperms roșcovă (imagini arată butași diferite), se poate demonstra că proporția relativă a galactomananpolizaharide, precum și masa molară nu este uniform distribuită în endosperm. Cea mai mare vâscozitate realizabile pe baza acesteioptimizare a fost obținută într-o secțiune endosperm laterală (imagine (c), punctul de mijloc), după cum este descris la litera (a).

2.4.1. Biopolimer soluțiiCa o ilustrare a modului în care metodele de rheometric au avut un impact asupra sistemelor de biopolimer util reale, ia în considerarepolizaharide galactomanani ca componenta majora a gingiilor de semințe, cum ar fi gumă de guar sau guma de carruba. Prafuriobținute din astfel de endosperms sunt utilizate pe scară largă ca solubile în apă, agenți de îngroșare și stabilizatori în formulările alimentare.Curbele de curgere în Fig. 7 (a) ilustrează tipic de forfecare-subtierea comportamentul de soluții semidilute gumă de carruba (cca 1% g / g),cu un răspuns newtonian clar definită, la prețuri de forfecare foarte mici. Pentru mai multe polizaharide neionic de mai sus incurcatura lorconcentrare, scalele newtoniene vâscozitate ca a treia și a patra putere de concentrare adimensional,η0 ~ (c [η]) 3-4, definit ca produsul de vâscozitate intrinsecă [η] și concentrația polimer c [70,71]. Dacă zero forfecareviscozitatea poate fi determinată într-un reometru în condiții adecvate, atunci acesta oferă un mijloc foarte sensibilpentru a evalua modificările care apar fie [η] sau c. De exemplu, degradarea apar prin orice număr de mijloace (de exemplu, hidroliză acidă,degradare de forfecare), sau modificări ale solubilitatea poate fi monitorizată eficient prin η0. Pentru polizaharide galactomananiîn soluție [η] ~ M0.72, și, astfel, este posibil să se coreleze reducerea vâscozității cu masa molară M [72,73]. Noi am utilizat anterior astfel de metode pentru a optimiza extragerea și frezat pașii necesari pentru a produce guma de carrubapulberi din țesuturile biologice native [74]. Optimizarea progresivă a condus la pulberi cu vâscozități mult mai maridecât produsele tipice industriale, un rezultat atât de solubilitate prevenirea degradării lanț și îmbunătățirea. A fost chiargăsit prin secționarea endospermului (a se vedea figura 7 (b) -. (d)) că polizaharide nu au fost uniform distribuite în cadrulendosperma chiar dacă masele lor molare se determină prin cromatografie de excludere au fost efectiv mărimeaidentice. Cea mai mare vâscozitate realizabile pe această optimizare a fost obținută într-o secțiune endospermul laterală,care are de 2-3 ori mai mare viscozitate realizabil newtonian decât un produs industrial corespunzătoare (pătrate negre înFig. 7 (a)).

2.4.2. Proteine stabilizat emulsiiProteinele adsorbite la lichide / fluide interfețe sunt relevante pentru un anumit număr de fenomene în sistemele coloidale, cum ar fi

Comportamentul stabilitatea și fluxul de spume alimentare și emulsii [75,76]. Spre deosebire de mici tensioactivi cu greutate moleculară mică, proteinecum ar fi β-cazeină [77], β-lactoglobulinei [78,79], albumină serică bovină [80-82], sau lizozim [81] nu se reduce doartensiunea interfacială a unei lipide / apă sau aer / apă interfață, dar ei modifica puternic proprietățile reologice aleInterfața [83-85]. De exemplu, emulsii dezvolta flux-induse de morfologii, dacă insistă ca urmare a fluxului de aplicatcâmp poate depăși forțele interfaciale care favorizează morfologia sferică meniurile în repaus [23,75,86]. Forma anizotropiede picături emulsie pot fi studiate, atunci când raportul dintre interfaciale a tensiunilor hidrodinamic este într-o gamă în care meniuriledimensiuni, scalele de timp și tensiunea de forfecare sunt accesibile experimental pentru măsurători reologice și optice.Fluxul și proprietățile interfaciale ale sistemului pot fi combinate într-un grup adimensional, numărul capilarăCa = σa / Γ, adică raportul dintre subliniază hidrodinamice, σ, la stres interfaciale, Γ / o, în cazul în care Γ este tensiunea interfacialăși o. raza de meniurile nedeformată Despartire meniurile care se produce în cazul în care Ca depășește un număr critic Cacrit capilară; valoripentru Cacrit în funcție de meniurile datorii continuu vâscozitatea fazei au fost colectate pentru diferite tipuri de debit șimateriale [87,88]. În special, comportamentul deformarea și destrămarea de proteine-acoperite emulsie picături este influențatăde proprietățile reologice ale stratului de adsorbție [89,90].

3. Rezumat și perspectiveProdusele alimentare sunt realizate din materiale naturale, precum și, prin urmare, ingredientele posedă înnăscută structurale și texturaleproprietăți imobiliare, cu un impact enorm asupra comportamentului fluxului de produsul alimentar final, care este un material multi-scară de ladomeniu coloidal la milimetru, de la interacțiunea coloidal la hidrodinamica pure. Smochine. 3 (a), 6 (a) și 7 (a) spectacolCurbele de curgere pentru materiale alimentare tipice, cum ar fi ciocolata se topește și soluții de măsurare biopolimer: reologic(reometru de rotație echipat cu o celulă Couette) este, în toate cazurile, aceeași, dar rezultatele pot fi discutate șiinterpretate folosind abordari diferite.Abordarea fenomenologică poate fi folosit cu succes pentru a optimiza șiînțeleagă procesul de funcționare alimentare, abordare non-coloidal furnizează informații cu privire la rolul de ingrediente diferitepe scară lungimea relevantă pentru prelucrarea în timp ce abordarea coloidal abordează interacțiunea dintre ingredientele individualeîn cele din urmă pentru a oferi o imagine completă a agregării, în compoziții complexe de materiale alimentare: Cunoașterea influențeide ingrediente specifice privind comportamentul fluxul de fluide complexe permite proiectarea proceselor de fabricație pentrumateriale cu proprietăți adaptate. Este important să se țină cont de faptul că materialele alimentare sunt printre cele mai dificilesisteme pentru a studia în reologia experimentală. Cele mai "simple" curbe de flux de forfecare prezentate mai sus sunt doar vârful aisbergului.

Pe lângă provocările evidente (mai mult timp-dependență, neliniaritatea, de perete alunecare, etc), multe caracteristici ale produselor alimentareMateriale de multe ori trebuie să fie abordate folosind tehnici specializate de măsurare, cum ar fi fluxul micșorări [91], extensionalrheometry [92], cu palete sau rheometry rotorului [93,94], rheometry interfacială [85,90], sau RHEO-optica [44].