식품 테스트의 유변학

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식품 가공에는 복잡한 흐름 과정이 포함되는 경우가 많습니다. 따라서 성분과 최종 제품의 물리적 특성이 중요합니다. 이러한 특성은 즐거운 소비자 경험과 기대에 부응하는 제품을 생산하는 데에도 중요합니다. 따라서 유변학적 분석은 산업 가공 및 생산에서 가정 요리 및 소비에 이르기까지 식품 시스템의 모든 단계에서 식품과 그 구성 성분을 평가하는 중요한 도구입니다.

유변학이란 무엇이며 레오미터란 무엇입니까?

유변학 정의

레오미터는 어떻게 작동하며 레오미터는 무엇을 측정합니까?

레오미터와 점도계

일반적인 유형의 레오미터

- 회전형 레오미터

- 모세관 레오미터

- 동적 전단 레오미터

식품 유변학의 일반적인 문제

식품 및 음료 산업의 유변학적 특성 측정

이 기사에서는 유변학이 무엇인지, 유변학적 특성을 측정하는 방법 및 이러한 특성이 식품에 적용되는 방법을 설명하는 것을 목표로 합니다.

유변학은 물리학, 특히 유체역학의 한 분야입니다. 이는 응력의 영향을 받는 고체와 유체(액체와 기체) 등 물질의 변형과 흐름을 설명합니다. 본질적으로 유변학적 특성화는 물질의 변형, 부과된 응력, 점도, 유동 거동, 탄성 및 물질의 회복 사이의 관계를 정량화합니다.1 식품 가공에서 유동 특성은 가공 또는 준비 중 식품 거동을 결정하므로 유변학은 필수적입니다. 또한 유변학은 씹거나 소화하는 동안 음식에서 방출되는 맛과 영양분에 영향을 미칩니다. 유변학적 분석은 재료를 다룰 때 발생하는 현상을 모방합니다.2

레오미터는 가해진 힘에 반응하여 물질이 어떻게 흐르는지 측정하고 유변학적 특성을 정량화하는 도구입니다. 인장 레오미터는 인장 응력이나 변형을 적용하는 반면, 회전 레오미터는 전단 응력이나 변형을 제어하고 적용합니다.3

유변학은 재료의 응력(힘)과 변형(변형) 사이의 관계를 연구합니다. Eugene C. Bingham 교수는 1920년 그리스어 ῥέΩ(rhéō) "흐름"과 -λoγέα(-logia) "연구"를 결합하여 이 용어를 만들었습니다. 유변학은 "재료가 힘에 어떻게 반응합니까?"라는 질문에 답합니다.4, 5

기본적으로 레오미터는 토크, 각변위 또는 각속도를 적용하거나 측정합니다. 그러나 사용자는 다음과 같이 계산되는 유변학적 매개변수에 더 관심이 있습니다.

유변학적 실험은 시료에 작은 응력을 가하여 변형률을 측정하거나 일정량의 변형률을 가하여 변형률을 측정하는 방식으로 수행됩니다. 작은 변형 측정은 나노미터 및 마이크로미터 수준만큼 작은 규모에서 물질의 구조를 드러냅니다. 한편, 큰 변형과 응력은 식품 가공 및 식사와 관련된 시간 의존적 및 비선형 점탄성 거동에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.6

하나의 흐름 조건에서만 측정하는 점도계와 달리 레오미터를 사용한 테스트는 회전(전단) 또는 진동 모드에서 수행할 수 있습니다. 회전 측정에서 측정 구조는 한 방향으로 연속적으로 회전하며 이는 시료의 점도에 대한 정보를 제공합니다. 진동 테스트를 수행하면 측정 구조가 앞뒤로 움직이며 물질의 점탄성을 측정합니다(그림 1).7

앞서 언급했듯이 유변학은 흐름(액체의 특성)과 변형(고체의 특성)과 관련이 있습니다. 그러나 현실은 좀 더 복잡하며 일부 물질은 이러한 행동의 조합을 나타낼 수 있습니다(그림 2). 일반적으로 유체는 뉴턴성(점도는 전단율과 무관함)과 비뉴턴성으로 분류될 수 있습니다. 이는 시간 독립적인 것으로 더 분류될 수 있습니다. 점도에 따라 달라집니다