Изменение величины предельного напряжения сдвига (в Па) в зависимости от времени набухания сублимированных продуктов

Продукт	Степень разведения	Влажность кг на 1 кг продукта	Влагосодержание, кг на 1 кг сухого вещества	Время набухания продуктов, мин
Пудинг творожный	1:1,5 1:1	0,61 0,52	1,56 1,08	54,1 452,0	56,4 494,0	58,4 515,0	63,6 674,4	59,6 614,6	58,9 515,0
Пудинг вишневый	1:2	0,68	2,12	90,4 90,6	81,2 90,7	93,6 93,8	93,8 93,9	93,8 -	94,5 -
Творог с черносмородиновым пюре	1:1	0,52	1,08	83,9 82,4	85,2 -	96,4 95,6	102,0 98,0	92,7 96,7	95,6 -
Творог с орехами	1:1	0,52	1,08	87,1 -	97,2 -	116,5 115,3	118,8 121,3	116,5 115,3	114,2 118,0

Наилучшее качество продуктов достигается в период, когда влага равномерно распределяется по всему объему и значение предельного напряжения сдвига становится максимальным.

Сдвиговые свойства гелей. Эти свойства целесообразно определять с помощью прибора Вейлера-Ребиндера, формируя гель непосредственно в зазоре между плоскопараллельными пластинами прибора и затем снимая кривые его деформирования при постоянных нагрузках.

В данном случае определяют следующие реологические характеристики:

- модуль условно-мгновенной упругости (в Па):

G₁ = θ / γ , (47)

- эластический модуль упругости (в Па):

G₂ = θ / (γ_m – γ₀), (48)

- равновесный модуль (в Па):

G₃ = θ / γ_m, (49)

- вязкость истинного течения (в Па·с):

η₁ = (θ – θ _к1) /γ , (50)

- вязкость упругого последействия (в Па·с):

η₂ = θ/ (γ – γ ), (51)

- период истинной упругой релаксации (в с):

τ₁ = η₁ /G_1, (52)

- период эластической релаксации (в с):

τ₂ = η₂ /G₂, (53)

В зависимостях 2.47-2.53 приняты следующие обозначения: θ – напряжение сдвига; γ₀ - условно-мгновенная относительная деформация (условно принятая деформация за время 1 с);

γ_m – обратимая составляющая общей деформации γ_, γ_m = γ – γ_ост, где γ_ост – остаточная деформация;

γ_max – скорость сдвига в момент времени 1 с (после условно-мгновенной деформации);

γ_min – скорость сдвига в момент начала необратимого течения сырной массы.

Реологические характеристики гелей казеина, казеинатов и копреципитатов, полученные этим методом приведены в табл. 39.

Таблица 39

Реологические характеристики гелей казеина, казеината и копреципитатов

Наименование и физико-химические показатели продукта	G110-4	G210-4	G310-4	η1 10-7	η2 10-6	θК, Па	τ1	τ2
Па	Па с	с
Казеин (СВ = 0,18; рН 12); температура 7 0С То же, температура 20 0С То же, температура 37 0С	2,80 1,65 0,42	2,40 1,54 1,50	1,30 0,79 0,33	6,48 4,13 3,40	2,75 1.66 1,25

Продолжение таблицы 39

То же, температура 50 0С Казеинат натрия (СВ=0,3; 20 0С) Копреципитат низкокальциевый (СВ= 0,3; 20 0С) Копреципитат среднекальциевый (СВ=0,3; 20 0С) Копреципитат высококальциевый растворимый (СВ=0,3; 20 0С) Копреципитат высококальциевый не-растворимый (СВ=-0,3; 20 0С)	0,24 0,12 3,50 2,10 5,00 2,20	1,40 0,06 4,70 5,10 9,80 5,26	0,21 0,04 1,90 1,40 3,20 1,30	1,36 0,07 2,53 1,72 4,61 0,89	1,15 0,90 1,40 4,70 6,20 14,30	4,6

Примечание: СВ – содержание сухих веществ, кг на 1 кг продукта.

Сдвиговые свойства сыров. При исследовании сдвиговых характеристик сыров используют реологические методы, которые более быстродейственные и поэтому применимы для массовых измерений и контроля производства. Из таких экспресс-методов наибольшее применение получили методы пенетрации и реологического зондирования.

Пенетрацию осуществляют с помощью полуавтоматических пенетрометров «Лабор» (производства Венгрии) или АР4/1 (Германия). Измеряют в показателях пенетрации (1 ед. пенетрации равна 1·10^-4 м) глубину погружения в продукт конусного (угол конуса 30 ⁰С) или шарового (диаметр 0,0127 м) инденторов под действием полезной массы подвижной части прибора, равной соответственно 0,15 и 0,4 кг за 5 с. По величине показателя пенетрации конусом вычисляют пенетрационную твердость θ_т (в Па), пользуясь формулой Ребиндера 1.43 для определения предельного напряжения сдвига.

Величина пенетрационной твердости тесно коррелирует (корэффициент 0,8-0,9) с предельным напряжением сдвига сыра θ₀, определенным методом конического пластометра Ребиндера.

Данные, характеризующие пенетрационную твердость сыра при разной температуре, приведены в табл. 40.

Таблица 40

Пенетрационная твердость θ_т ·10^-4 (в Па) костромского сыра при разной температуре (данные ВНИИМСа)

Температура сыра, 0С	Обезжиреннй сыр	Сыр с жирностью 0,45 кг жира на 1 кг сухого вещества (45%)
	6,8 6,4 4,4 3,1 1,8	2,8 2,2 1,5 0,9 0,6

При реологическом зондировании по методике ВНИИМСа в продукт с постоянной скоростью на глубину более высоты индентора внедряют металлический конус (диаметр основания 0,015-0,025, угол 45-90⁰) или шарик (диаметр 0,012-0,016 м), измеряя при этом силу сопротивления продукта.

На рис. 1.32 показаны типичные реограммы зондирования для сыров с разным характером консистенции. По результатам реологического зондирования конусным индентором можно определить предел прочности θ_r (в Па), предельное напряжение сдвига (динамическое) θ_с, эффективную вязкость η_эф (в Па·с) и модуль сдвига G (в Па):

θ_r = К_аР_max / l², (54)

θ_s = К_аР_s / l², (55)

η_эф = К_аР_s 0, (56)

G = К_{а ,} (57)

где Р_max, Р_S, Р₀, Р_К – силы сопротивления внедрению индентора соответственно максимальная; на участке стационарного течения; в начале и конце гуковского деформирования, Н; h_К – глубина погружения индентора, соответствующая величине Р_К, м; l – высота конуса, м; r – радиус основания конуса, м; w – скорость движения индентора, м/с; К_а – поправка, зависящая от угла конуса при его вершине.

При шаровом инденторе эффективную вязкость условно рекомендуется определять по формуле Стокса:

η_эф = Р_S / 6 r w, (58)

где r – радиус шарика, м.

Рис. 32 – Реограммы реологического зондирования сыра:

1 – сыр с упругой консистенцией;

2 – сыр с более эластичной (пластичной) консистенцией

Сдвиговые характеристики сыра, определенные методом реологического зондирования, представлены в табл. 41.

Следует отметить, что модуль упругости и эффективная вязкость сыра, измеренные этим методом, практически совпадают с аналогичными показателями, полученными при тех же скоростях деформирования с другими реологическими методами, например методом одноосного сжатия.

Таблица 41