![]() |
Невозможно представить себе пиццу, фондю или раклет без тягучего расплавленного сыра. Если сыр плохо плавится и не тянется, он совершенно не подойдет для этих блюд. Измерение температуры размягчения сыра — это основа для определения его термических характеристик и получения аппетитного продукта.
Температура размягчения (ТР) — это температура, при которой вещество размягчается, растягивается и под действием определенной нагрузки преодолевает некоторое расстояние по вертикали. При исследовании текучести обычно используется шарообразный груз. Этот способ позволяет определить термические и реологические характеристики вещества: плавкость, текучесть и эластичность (табл. 1) [1].
Сыр — распространенный ингредиент многих блюд. Сыр приобретает эластичность при повышенной температуре, и измерение ТР — эффективный метод определения его термических характеристик. Пищевые лаборатории все чаще используют этот метод для получения выдающихся вкусовых результатов.
Характеристика | Определение | Измерение |
---|---|---|
Плавкость | Способность размягчаться при нагревании | Точка размягчения |
Вязкость/текучесть | Текучесть при расплавлении | График размягчения |
Эластичность | Способность к образованию нитей при растяжении | Видео |
Таблица 1. Текстурные характеристики расплавленного сыра
Процедура
Три образца сыра были исследованы с помощью системы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО серии Excellence для определения температуры каплепадения. Специалисты МЕТТЛЕР ТОЛЕДО исследовали сыры сортов чеддер, эмменталь и моцарелла в двух параллельных измерениях с трехкратным повторением (n = 6). Приборы Excellence позволяют наблюдать за ходом эксперимента и результатами с помощью видеокамеры, как показано на илл. 1.
![]() |
Илл. 1. Типовое изображение со встроенной видеокамеры: моцарелла при температуре размягчения. Горизонтальной линией отмечено расстояние 19 мм |
Во время эксперимента непрерывно измеряется длина, на которую растягивается образец. Температура расплавления определяется при прохождении образцом отметки 19 мм. Пример графика размягчения приведен на илл. 2.
![]() |
Илл. 2. График зависимости длины растяжения от температуры для одного образца каждого из сортов сыра |
Текучесть образца в чашке зависит от различных факторов, таких как движение, а равнодействующая сил может быть выражена формулой:
d = c0 + c1*T + c2*[exp(c3*T+ c4)];
(формула 1),
где
d — расстояние при растяжении по вертикали;
T — температура;
c0 и c1 — коэффициенты линейной части;
c2, c3 и c4 — коэффициенты экспоненциальной части.
Наиболее важным является параметр c3, потому что он отражает скорость убывания экспоненциальной функции. В условиях текущего эксперимента он показывает, насколько быстро размягчается сыр.
В методах обработки сигналов величина c3 называется постоянной времени (τ), иногда выражается обратной дробью. Так как мы рассматриваем функцию температуры, а не времени, эту величину можно назвать постоянной температуры τT. τT получают при аппроксимации кривой и используют в качестве характеристики образца.
Результаты
В таблице 2 собраны результаты для трех сортов расплавляемого сыра. Видно, что значения ТР и τT для чеддера, эмменталя и моцареллы не одинаковы, и большему значению температуры соответствует большее значение τT.
У моцареллы наивысшая температура размягчения равна 72,5 C — на 10 °C больше, чем у двух других сыров. Температуры размягчения чеддера и эмменталя близки: 60,1 °C и 62,7 °C соответственно. Если у двух сортов сыра одинаковые значения ТР, для определения различия между ними используются значения τT.
Свойство | Чеддер | Эмменталь | Моцарелла |
---|---|---|---|
ТР | 60,8 ± 1,0 | 62,7 ± 1,2 | 72,5 ± 1,6 |
τT | 0,77 ± 0,18 | 1,48 ± 0,21 | 2,09 ± 0,13 |
Таблица 2. Результаты измерения точки размягчения и постоянной температуры (τT). Неопределенность соответствует стандартному отклонению (n = 6). Результаты измерения ТР выражены в градусах Цельсия.
Выводы
При нагревании изменяется микроструктура сыра, а с ней и текстура. Параметр ТР показывает, при какой температуре происходит соответствующее изменение, а τT показывает, насколько быстро оно происходит. При измерении температуры размягчения экспериментальным путем можно проследить взаимосвязь между параметрами плавкости, вязкости и эластичности и определить пригодность сорта сыра для определенного рецепта.
[1] R. Kapoor, L. E. Metzger, CRFSFS (7), 2008:194-214.