Comportamentul reologic al cremei de inghetata

Comportamentul reologic al cremei de inghetataMaster I / IMPPPA/ ISBOrnoiu AnaGrindei AncaGugiu Geanina

Cuprins:

1)Metoda de analiza;2)Evolutia modulului de elasticitate in timpul topirii inghetatei;3) Influenta relativa constituanta la crema de inghetata cu caracteristicile structurale;4) Influenta naturala a emulgatorilor saturati si nesaturati in cursul evolutiei de incalzire Gsi tan ;5) Influenta naturala a emulgatorilor comportamentul reologic al cremei de inghetata;6) Corelatia intre masuratorile reologice si comportamentul macroscopic al cremei de inghetata;7)Concluzii;

Metoda de analiza Masuratorile reologice sunt efectuate in mod dinamic pe produsele de intre -10 si 60 C (0,2/min) folosind un reometru Physica MCR300 (Anton Paar) echipat plan de 4cm in diametru cu un decalaj de 1mm.Crema de inghetata este termostata 2h la -10 C inainte de a fi depus cu o spatula pe planul inferior.Modulul G , Gsi tano ( =G/ G) sunt masurate la frecventa de 1Hz si la o amplitudine de deformare de 0,05% intre 10C si 5C si la 0,1% intre 5 si 60.Testele de topire sunt realizate cu un esantion (270g 5g) intr-o camera termostata la 29 C.Masa topita curge de la retea si este inregistrata continuu timp de 3ore.

Evolutia modulului de elasticitate in timpul topirii inghetatei poate fii divizat in trei parti:1 ) la -10 la 0 C ,G modulul G" scade semnificativ de la 106 Pa la cteva mii Pa .Variaia modulului G ' este nsoit de un vrf de tan la aproximativ -5 C , reflectnd dispariia unei reele care ar putea fi atribuite la topirea cristalelor de ghea prezente n produs.2 ) ntre 0 C i 20 C ,G modulul G "i tan stabiliza la o valoare platou care corespunde unui produs care conine att o faz aerat i o faz emulsionata.3 ) o urmatoare scdere G ' ntre 20 i 30 C este nsoit de un nou vrf de tan reflectnd dispariia unei a doua reea .Evoluia G " , apoi se stabilizeaz n jurul valori foarte mici n timp ce valorile tan sunt sub 1 indicand o forta elastica puternic dominanta in produsul topit.

Figura 1 Evolutia modulului elastic G si tan pentru o inghetata ce contine materie grasa din plin si o emulsie nesaturata in cursul incalziri

Influenta relativa constituanta la crema de inghetata cu caracteristicile structurale.

n prezena grsimii numai , n zona de temperaturi negative , profilulreologice a produsului n funcie de temperatura are o puternic scdere a G ' Figura 2a asociat cu un vrf de tan ( figura 2b ) care corespunde la dispariiacristalelor de ghea . Peste 0 C , G ' stabilizeaz n jur de 1 Pa i devineneglijabil la aproximativ 20 C .De la 8 C valorile de tan superioare la1indica faptul ca toata reteaua elstica dispare.Absenta de molecule tensioactivedin formula intra intr-un diametru mediu si o rata de particule aglomeratecorespund unei coalescente importante de globule grase in raport cu crema deinghetata..Alte consecinte ale absentei emulgatorilor cu privire la dimensiuneasi evolutia globulelor grase bule de aer iniial mai ( extensie 50 % fa de100% pentru o crem standard de ghea ), puin sau deloc stabilizat de numrulredus de celule grase i lipsa de surfactani . Aceste doua elemente ar putea explicavaloarea sczut a modulul de elasticitate dup topirea cristalelor de ghea .Toate aceste rezultate arat , n primul rnd , c numai grsimisingure nu pot organiza o reea suficient de puternica saurezistenta la cldur i in al doilea rand rolul primordial instructura de materie grasa in obtinerea caracteristilor inghetatei.Cand MDG nesaturat ajuta la formarea de reea persistenta dupatopirea cristalelor de ghea, apar mai ferm dect n absenaemulgatori ca dreapta observat ntre 0 i 20 C este n valorile G'de mai sus. (Fig2a)Reeaua elastic este meninut la temperaturi mai ridicate ( tan>1 19-20 C) destabilizarea globulele grase la temperaturipozitive.Figura 2: Evolutia modulului elastic G(a) si a tan

Figura 2: Evolutia modulului elastic G(a) si a tan (b) in functie de temperatura pentru produsele de baza nu mai materie grasa; Materie grasa si MDG nesaturat; Materie grasa si PLE.Rezultatele pentru inghetata standard sunt amanate.

Figura 3 : Evoluia n timpul nclzirii de la -10 C la 60 C la 0,2 C / min i 1 Hz de a) G ' i tan

Figura 3 b ) laptele produs tan conine praf degresat ( SMP ) ; grsime i PLE ; PLE i un emulgator

Fuziunea materiei grase este tot timpul vizibil in jur de 20C avand o scadere de cativa Pa.Spre deosebire de cele 2 precedente esantioane el nu a disparut compler din reteaua elastica,G se stabilizeaza in jur de 10Pa si tan ramane mai inferior. (intre 0,3 si 0,4). In prezenta proteinelor lactatul permite formarea unei retele rezistente la caldura. Faptul c modulul de elasticitate obinut la 0 C, n prezena de proteine i grsimi este mai mare dect cele obinute anterior se datoreaz, probabil la o mai bun stabilizare a globulelor de grsime n procesele de fabricaie au fost , prin urmare, mai puin fenomen fuzionare .Proteinele singure in absenta materiei grase nu pot forma o astfel de retea. (Figura 3 a si 3b) Prin contrast , n prezena emulgatorului includ reeaua elastic de o for de aproximativ 10 Pa i rezistent pn la 55 C ( Figura 3a i b ). Cderea G " n jurul valorii de 20 C , apoi dispare , dovedind c a provenit din fuziunea reelei de grsime . Prin urmare proteine din lapte necesita emulgatori sau grasime pentru a forma o retea elastica la caldura (30-50C) i contribuie la stabilizarea grsimi , cel puin n absena emulgatorilor . Dac vom compara aceste profile reologice cu cea obinut pentru inghetata standard ( figurile 2a i b ) , rezult urmtoarele observaii :1)modelul de schimbare a G 'este similar, indiferent de formulrile studiate , mai nti cu o scdere semnificativ G ' la -10 C i 0 C , apoi un al doilea , care este ntotdeauna situat la aproximativ 20 C ; 2)valorile G ' msurate la prima plac ( ntre 0 i 20 C ) sunt foarte dependente de formulare. n special , valoarea de realizare G la 0 C , timp de ngheat , este n jur de 5 Pa , adic la o valoare de 500 de ori mai mari dect cele msurate pentru formule incomplete . Valoarea semnificativ a modulul de elasticitate la 0 C i o valoare sczut tan par a evidenia o reea foarte bine structurat de grsime i o interaciune puternic ntre cele trei componente testate , rafinat ulei de nuc de cocos. protein din lapte i emulgator nesaturat , deoarece singure sau n amestec 2-2 , compuii nu induc valori mai mari de G ". Prezena simultan a dou tipuri de tensioactivi ( proteine i grsimi) este esenial pentru dezvoltarea caracteristicilor organoleptice adecvate i rezisten corecta la topire. 3)A doua dimensiune G intre 20 si 30 C ar putea refelecta modificarile retelei formand pentru materia grasa poate fi cu fuziunea unei mari parti de materie grasa.La modulul Gatingem o noua valoare in jur de 10Pa reflectand in curs de desfasurare persistenta o retea formata de catre proteinele din lapte la faze aerate si la materia grasa ce prezinta aceeasi elasticitate si pentru reteaua foramata din proteine si materie grasa in absenta emulgatorilor nesaturati.Figura 4 Influenta naturala a emulgatorilor saturati si nesaturati in cursul evolutiei de incalzire Gsi tan al cremei de inghetata continut de grasimi si lapte praf

Influenta naturala a emulgatorilor comportamentul reologic al cremei de inghetata

Emulgatorii utilizati in experimentele precedente sunt di-monogliceride culanturi nesaturate.Vom face o comparatie a emulgatorilor cu lanturi saturate si vom observa unprofil foarte diferit. (Figura4). Ca si in cazul emulgatorilor nesaturati modululG pica intre 10 C si 0 C dar ajunge drept in jurul a 1000 Pa, daca valorilemodulului cinci la zece sau mai mic corespunde la egalitate cu tan prinurmare o retea mai putin elastica. Indiferent de tipul MDG o urmatoarediminuatie G este observata intre 20C -30 C dar este mult mai frumos si maimoderat pentru emulgatorii saturati.Este interesant de observat ,vca odata cuemulgatorul saturat ,o a treia diminuatie G se produce la in jur de 40Cpentru a ajunge la o dreapta in jur de 0,6Pa si un tan de 0,5. Organizareabazei de inghetata MDG nesaturat se formeaza putin sensibil la temperaturaridicata (superioara la 40C). Aceste diferente sunt organizate de reteaua carear putea fii legata de dezvoltarea interactiuni naturale sau forta diferita intreemulgatori si alte ingrediente din formula. Int-adevar este cunoscuta cantitatea deproteine prezenta la interfata de globule grase este diferita in functie de formula.Corelatia intre masuratorile reologice si comportamentul macroscopic al cremei de inghetata:Am cautat pentru corelatii intre comportamentul reologic si comportamentul macroscopic al cremei de inghetata si am analizat o gama larga de sortimente de inghetata realizate din grasimi dar in functie de natura, emulgatori si proteine.Printre criteriile masurate clasic, acolo diametrul globulelor grase, dimensiunea cristalelor de gheata si intarzierea la topire.In cazul in care,reologia nu a remarcat nici o influenta semnificativa a formulei la fuziunea cristalelor de gheata temperatura negativa, in contrast nivelul modulului elastic dupa fuziune este foarte sensibil la compozitie si la natura ingredientelor folosite.Am observat o corelatie puternica, de tip exponential intre valorile modulului elastic (G la 5C ) si timpul de topire (Figura 5)

Figura 5 Evolutia modulului G la 5C in functie de timpul de topire (timp pentru topirea a 10g produs) masurata pe diferite sortimente de inghetata.

Concluzii: In general, acest studiu arata ca masuratorile reologice oscilante permit apropierea unei structure fine a cremei de inghetata.Variatiile profilului reologic sunt oscilante si sugereaza o forta existent diferita a retelei in crema de inghetata.Prin urmare,evolutia acestor profiluri in functie de temperatura evidentiaza o retea foarte structurata formeaza cristale de gheata si altor retele implica grasime,proteine si emulgatori.Aceste retele incadreaza interactiunile dintre aceste componente.Fiecare retea poate fi caracterizata prin rezistenta si elasticitate.Valoarea modulului elastic la 5C pare sa fie foarte strans legat de nivelul de structurare a grasimii, sa definit prin natura proteinelor si emulgatori.Prezenta simultana a doua tipuri de tensioactivi este indispensabila pentru formarea unei retele ferme de grasime si de retea structurata si astfel obtinem o valoare importanta de G si o valoare scazuta a lui tan.Am observat ca valorile modulului G la 5C au fost strans corelate cu rezistenta la topirea inghetatei.

Va multumim pentru atentia acordata!