Zastosowanie wykładniczych reologicznych równań stanu do opisu strukturalnych właściwości hydrokoloidów

• Autorzy: Anna Ptaszek , Paweł Ptaszek , Mirosław Grzesik

Warianty tytułu

Application of Exponential Rheological Equations of State to Describe Structural Properties of Hydrocolloids

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

W pracy dokonano interpretacji krzywych płynięcia kleików skrobi ziemniaczanej i woskowej. Do danych doświadczalnych, uzyskanych w różnych temperaturach, dopasowano reologiczne wykładnicze równanie stanu układów rozrzedzanych ścinaniem. Metodą regularyzacji Tichonowa obliczono rozkłady reologicznych stałych czasowych. Stwierdzono, że wartości tych stałych oraz ich intensywności są zależne od składu kleiku, natomiast położenie globalnego maksimum rozkładów jest niezależne od temperatury. Czasy charakterystyczne wyznaczone z równania (1) przyjmują wartości z przedziału (0,1 - 1 s), co wskazuje na dominację zjawisk lepkościowych w kształtowaniu właściwości reologicznych kleików. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się intensywność dużych stałych czasowych opisujących przyczynki lepkościowe. Analiza właściwości reologicznych wskazuje na wytworzenie w kleiku struktury, która w miarę wzrostu temperatury ulega "upłynnieniu". Kleiki skrobiowe to układy zdolne do magazynowania energii mechanicznej. (abstrakt oryginalny)

EN

In the study paper, flow curves of potato and waxy starch pastes were interpreted. A rheological expo-nential equation of state for shear thinning systems was adjusted to the experimental data obtained at different temperatures. Distributions of rheological time constants were computed using a regularization method by Tikhonov. It was found that the values of those constants and their intensities depend on the composition of paste, whereas the position of global maximum of the distributions does not depend on the temperature. The characteristic times were determined using Equation (1) in the range (0.1 to 1 sec), and this fact indicates the predominance of viscous phenomena occurring while rheological features of pastes are in the process of moulding. Along with the raising temperature, the intensity increases of large time constants, which describe viscous contributions. The analysis of rheological properties of pastes indicates that a structure is developed in the paste, that "fluidifies" as the temperature increases. Starch pastes are systems capable of storing mechanical energy. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Przetwórstwo rolno-spożywcze; Produkcja żywności; Towaroznawstwo żywności; Jakość produktów żywnościowych; Badanie żywności; Dodatki funkcjonalne do żywności

EN

Food; Agricultural and food processing; Food production; Food commodities; Quality of food products; Food research; Functional food additives

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 20 (2013)
• Numer: nr 3 (88)
• Strony: 140--150

Twórcy

autor

Anna Ptaszek

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Paweł Ptaszek

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Mirosław Grzesik

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

Bibliografia

• [1] Aberle Th., Burchard W.: Starches in semidilute aqueous solutions. Starch, 1997, 49, 215-224.
• [2] De Kee D., Turcotte G.: Viscosity of biomaterials. Chem. Eng. Commun., 1980, 6, 273-282.
• [3] Ferry J.D.: Viscoelastic properties of polymers. Wiley, New York 1980.
• [4] Kaur A., Singh N., Ezekiel R., Guraya H.S.: Physicochemical, thermal and pasting properties of starches separated from different potato cultivars grown at different locations. Food Chem., 2007, 101, 643-651.
• [5] Krysińska P., Gałkowska D., Fortuna T.: Charakterystyka układów skrobi modyfikowanych uzyskanych z kukurydzy woskowej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 5 (60), 9-23.
• [6] Macosko Ch. W.: Viscous Liquid in Rheology. Principles, measurements and applications. VCH Publishers, New York, Ed. Christopher W. Macosko, 1994, pp. 65-106.
• [7] Mannarswamy A., Munson-McGee S.H., Andersen P. K.: D-optimal designs for the Cross viscosity model applied to guar gum mixtures. J. Food Eng., 2010, 97, 403-409.
• [8] Miles M.J., Morris V.J., Orford P.D., Ring S.G.: The roles of amylose and amylopectin in the gelation and retrogradation of starch. Carbohydrate Research, 1985, 135, 271-281.
• [9] Orczykowska M., Budzyński P., Dziubiński M.: Wpływ gumy Gella na właściwości reologiczne roztworów skrobi o różnym pochodzeniu botanicznym. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 2011, 50 (1), 31-32.
• [10] Ptaszek A. The role of characteristic times in rheological description of structure forming food additives. J. Food Eng., 2012, 111, 272-278.
• [11] Ptaszek P. Ptaszek A.: The time evolution of the viscoelastic retardation in starch pastes with guar gum. J. Food Eng., 2011, 104, 14-22.
• [12] Rinaudo M.: Advances in characterization of polysaccharides in aqueous solution and gel state, in Polysaccharides (2nd Ed.), Ed. Severian Dumitriu, Marcel Dekker 2005, pp. 237-252.
• [13] Thanh-Blicharz J., Lubiewski Z., Voelkel E., Lewandowicz G.: Ocena właściwości reologicznych handlowych skrobi naturalnych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2011, 3 (76), 53-65.
• [14] Tester R.F., Morrison W.R.: Swelling and gelatinization of cereal starches. I. Effects of amylopectin, amylose and lipids. Cereal Chemistry, 1990, 67, 551-557.
• [15] Thebaudin J.-Y., Lefebvre A.-C., Doublier J.-L.: Rheology of starch pastes from starches of different origins: applications to starch-based sauces. LWT, 1998, 31, 354-360.
• [16] Tikhonov A.N., Goncharsky A.V., Stepanov V.V., Yagola A.G.: Numerical Methods for the Solution of Ill-Posed Problems. Kluwer, 1995.
• [17] Weese J.: A reliable and fast method for solution of Fredholm integral equations of the first kind based on Tikhonov regularization. Computer Physics Communications, 1992, 69, 99-111.
• [18] Whistle R.L., Bemiller J.N.: Starch: Chemistry and Technol., Academic Press, 1994.