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引言

植物性食品作为动物产品的替代品在食品工业中越来越受欢迎。虽然有些人由于过敏或不耐受而需要遵循素食或纯素饮食，但其他人只是想提高食物来源的可持续性。近几十年来，道德动机在素食或严格素食方面发挥着越来越重要的作用。

在某些条件下，例如热、湿度、pH、压力或剪切力，食品中所含的蛋白质可能会变性。这可能会导致其天然结构的丧失，从而导致物理变化和不同的功能，例如蛋白质溶解度降低。

食品加工步骤中通常需要升高温度。高温可用于杀死不需要的细菌或简单地预煮产品。不幸的是，这也会导致不必要的风味变化或蒸发造成的水分损失。加热样品还会导致食品的质地和稠度发生变化。气密设置导致加热过程中压力增加，从而避免由于沸点增加而蒸发。这样可以在超过100°C的温度下进行流变测量，而不会损失水蒸气。封闭系统也有利于80°C至100°C之间的测量，因为部分蒸发也会发生在沸点以下。

样品

测量了三种不同类型的牛奶或替代植物性饮料。将脂肪含量为3.5%的保质期牛奶与大豆饮料和燕麦饮料进行比较。该大豆饮料含有8%的去壳大豆，并添加了钙和多种维生素以及额外的稳定剂（结冷胶）。这款燕麦饮料由10%燕麦制成，还富含矿物质和维生素。

为了观察不同类型的蛋白质如何影响产品，如果在烹饪或烘焙过程中使用原始样品，则将生物巧克力布丁粉与每个样品混合，并观察布丁的形成。

仪器

本报告中描述的所有实验均使用安东帕基于空气轴承的模块化紧凑型流变仪(MCR)进行。使用具有双间隙测量几何结构 (DG26.7)的帕尔贴温度装置(C-PTD)在恒温下进行测量。

高温下的测试是使用XL压力单元与电加热温度装置(C-ETD)和反向冷却系统相结合进行的。这种设置可避免蒸发并确保受控且快速的加热和冷却速率。

双间隙测量几何结构(DG35.12)用于温度扫描期间的粘度曲线。

使用搅拌器(ST34-2D/2V/2V)进行温度扫描，包括压力单元中巧克力布丁的凝胶化。

设置

本报告进行了三种不同类型的测量。首先，在恒定温度下以增加的剪切速率观察样品。选择温度是为了模拟样品在室温(23°C)和冰箱温度(5°C)下的行为。

第二次测试包括在压力室中进行的原始样品的加热和冷却阶段。

第三次测试时，将三个样品与适量的巧克力布丁粉混合并边搅拌边加热。对于用于测量的每毫升牛奶或植物性饮料，按照包装上的说明添加0.1克布丁粉。该实验也使用了压力传感器。

对于使用压力盒进行的所有测量，施加10bar的初始压力以避免样品在高温下蒸发。在温度扫描期间，由于样品在较高温度下膨胀，压力增加至14bar。

结果

下图显示了牛奶、大豆饮料和燕麦饮料在5℃和23℃下的粘度。

长保质期牛奶样品表现出牛顿行为，而大豆和燕麦饮料则表现出剪切稀化行为。两种植物饮料中均观察到沉淀，其中燕麦饮料中更明显。然而，大豆饮料表现出明显更强的剪切稀化行为。

据推测，稳定剂是难以获得可重复的大豆饮料测量数据的部分原因。在取出测量所需的量之前，必须将样品均质化，并且开始测试之前的等待时间必须始终相同。

与23°C和5°C下的测量结果相比，所有三个样品的粘度均增加了约2.2mPa.s。

在工业过程中，食物有时只加热很短的时间。这样做不仅是为了节省时间，也是为了限制在高于沸点的温度下样品的损失。

通过施加压力来提高沸点，可以在高温下进行流变测量，同时仍然有足够的时间来获得可靠的数据。

牛奶和燕麦饮料随温度变化的表现非常相似，只是粘度略有不同。正如包装上所述，牛奶在生产阶段已经经过高温处理。

就大豆饮料而言，在90°C左右时可以看到粘度显着下降。这表明内部结构在高温下部分损坏。与牛奶和燕麦饮料相比，冷却后的最终粘度与初始粘度不同。看来内部结构没有及时完全恢复。

虽然大豆布丁和燕麦布丁在测量过程中显示的粘度略有不同，但最终的粘度几乎相同。测量开始时的尖峰信号是由未完全溶解的布丁粉引起的。

大豆布丁粘度急剧增加的温度与原始大豆饮料粘度下降的温度完全相同。这表明蛋白质分解，从而与布丁粉发生反应。

与之前的测量相比，用牛奶制作的布丁表现出相反的行为。虽然纯牛奶样品在所有其他测量中具有最低的粘度，但用牛奶制成的布丁开始时粘度最低，但最终粘度最高。这表明，用替代液体制成的布丁可能与最常见的产品不同。

结论

虽然植物性饮料的流变行为与牛奶相似，但与植物性饮料相比，布丁粉凝胶化后的牛奶粘度明显更高。

MCR流变仪中的压力池是研究高温下样品行为的理想设备，即使对于低粘度食品，也不会因蒸发而失去水分。

产品

新款MCREvolution系列是不断思考和反思的结果，是基于数十年经验和10,000多个满意客户的反馈持续发展的结果。经过上千次现场验证的创新技术与模块化设计相结合，代表了同类产品中的标杆。MCREvolution流变仪系列拥有200多种附件，为流变学研究和材料表征提供了无限可能。体验前所未有的复杂流变学研究和先进QC测试。

产品优势：

在极端温度（-160°C至1000°C）下，可在1秒内快速单手联结和断开测量夹具：新型快速连接器

灵敏度更高（从7.5nNm到2nNm）

在低扭矩下进行长期测量获得稳定结果：从MCR302e开始，改进了EC马达内部的热管理

用于样品处理和更换附件的更大空间：从MCR302e开始，增大工作区高度

唯一的一款带有刮边观察镜的流变仪，可以360°观察样品而不会出现盲点

在最短时间尺度内检测到任何样品行为的变化：每个测量点的取点时间低至1ms