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An examination of all aspects of the production of surimi and surimi seafood. It surveys the transformation from functional fish proteins (surimi) to surimi seafood products with unique texture, flavour and colour, and covers fish stocks, on-shore and at-sea processing, quality control methods, and the chemistry of functional ingredients.

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Untersuchung von Kakaobutterkristallisation unter Verwendung von Rheologie

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Produktstabilität oder Haltbarkeit (Rolle der Rheologie)

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Begleitmaterial zu Demonstrationsversuchen im Rahmen der Vorlesung "Spezielle Lebensmittelrheologie"

ACHTUNG: Auf dieser Seite werden zum Teil Unicode-Zeichen verwendet, die evtl. nicht in jedem Browser darstellbar sind.

Das Rheometer Physica UDS 200 wird bei dieser Art von Untersuchungen im Oszillationsmodus betrieben, das heißt die Probe wird dabei harmonischen Schwingungen unterworfen, die vom Messkörper direkt in die zu untersuchende Substanz übertragen werden. Als Schwingungsparameter werden Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude eingestellt.
Mit der Oszillationsmesstechnik ist es möglich, eine Substanz quasi zerstörungsfrei zu untersuchen; die Auslenkwinkel des Messkörper liegen dabei in der Regel einiger Tausendstel Grad.

Als Antwort erhält man eine harmonische Schwingung, wobei die vorgegebene Sinuskurve und die Sinuskurve der Messantwort um den Phasenverschiebungswinkel δ (delta) verschoben sind, dieser liegt immer zwischen 0 und 90°.

Bei einer newtonschen Substanz ist der Phasenverschiebungswinkel δ = 90°. Eine rein elastische Probe hat einen Phasenwinkel von 0°. Gelierungs- und Aushärtevorgänge lassen sich mit Oszillationsmessungen verfolgen.

Die Software liefert die viskoelastischen Parameter wie G', G'',G*,η*, δ und tanδ.

Die untersuchte Substanz ist für alle folgenden Versuche eine 2 %ige handelsübliche Speisegelatine.

Abbildung 1 verwendetes Messsytem: Zylinder-Messsystem Z3-DIN mit genutetem Messkörper

Messtemperatur: 15 °C , außer Zeit-Test, (Peltiertemperiereinrichtung)

Beim Zeit-Test werden Frequenz und Amplitude konstant vorgegeben. Um den Erstarrungsvorgang der Gelatine zu verfolgen wird die Messtemperatur während der Messzeit langsam verringert.

Folgende Vorgaben wurden gewählt:

Messpunktdauer t

1 min

Deformation, Amplitude γ

0,001 (entspricht einem Auslenkwinkel δ von ca. 0,0046°)

Frequenz f

1 Hz

Temperatur T

35 ... 15 °C linear, kontinuierliche Rampe innerhalb 120 min

In Abbildung 2 ist das Ergebnis des Zeit-Testes dargestellt. Deutlich zu erkennen ist bis zu einer Zeit von ca. 80 min das Dominieren der fluiden Phase, d. h. der Verlustmodul G'' liegt oberhalb des Speichermodules G'. Nach Überschreiten des Erstarrungspunktes kehren sich die Verhältnisse um, es dominiert der Speichermodul G'.

Mit eingezeichnet ist der Auslenkwinkel φ des Messkörpers. Im Bereich der Flüssigkeit kann der Auslenkwinkel gerätetechnisch nicht auf die Vorgabe genau eingestellt werden; währenddessen im Bereich des viskoelastischen Festkörpers die Deformation konstant der Vorgabe von 0,001 (φ = 0,0046°) entspricht.

Abbildung 2a Ergebnisse des Zeit-Testes (Erstarrung von Gelatine)

In der Abbildung 2b ist zusätzlich mit eingezeichnet der Verlauf des Verlustfaktors tan(δ).

Abbildung 2b Ergebnisse des Zeit-Testes (Erstarrung von Gelatine)

Bei diesem Oszillationsversuch wird die Amplitude variiert und die Frequenz konstant gehalten. Der Amplitudentest dient hauptsächlich zur Bestimmung der Grenze des LVE-Bereiches (LVE - linear-viskoelastisch). Nach Überschreiten des LVE-Bereiches ist die Substanzstruktur irreversibel verändert bzw. vollständig zerstört.

Folgende Vorgaben wurden gewählt:

Messpunktdauer t

automatisch

Deformation, Amplitude γ

0,001 ... 10

Frequenz f

1 Hz

Temperatur T

15 °C

In der Abbildung 3 sind die Ergebnisse des Amplitudentestes dargestellt. Deutlich zu sehen ist der LVE-Bereich. Im Bereich von γ>=2 wurde die Gelatinestruktur irreversibel zerstört. Man kann aus dem Diagramm ablesen, dass dazu ein Auslenkwinkel des Messkörpers von ca. 12° erforderlich ist.

Abbildung 3 Ergebnisse des Amplitudentestes von Gelatine

Bei diesem Oszillationsversuch wird die Frequenz variiert und die Amplitude konstant gehalten. Man untersucht, ob die Substanz Gel-Charakter zeigt oder eine Dispersion ist.

Für den Anwendungstechniker liegt die Bedeutung des Frequenztestes darin, dass hier das zeitabhängige Schererhalten untersucht wird. Das Kurzzeit-Verhalten wird mit schnellen Bewegungen bei hohen Frequenzen simuliert und das Langzeit-Verhalten mit langsamen Bewegungen bei den niedrigen.
Gele zeigen bei stabiler Struktur üblicherweise G' > G''; die Substanz zeigt Gel-Charakter. Bei einer stabilen Dispersion verlaufen die Kurven von G' und G'' im gesamten Frequenzbereich nahezu als parallele Geraden mit niedriger Kurvensteigung, oft mit G':G'' = 10:1 bis 100:1 .
Anstelle von Fließgrenzentests wird häufig auch der Frequenztest bevorzugt, wenn die Ruhekonssitenz, das Langzeit-Lagerverhalten oder das Entmischungsverhalten von Dispersionen zu beurteilen ist. Dies erfolgt im LVE-Bereich bei niedrigen Frequenzen. Der Informationsgehalt der zwei Parameter G' und G'' kann dabei höher sein, als nur die Angabe einer Fließgrenze aus dem Scherversuch. /Thomas Mezger, Das Rheologie-Handbuch/

Folgende Vorgaben wurden gewählt:

Messpunktdauer t

automatisch

Deformation, Amplitude γ

0,001

Frequenz f

0,01 ... 10

Temperatur T

15 °C

Die Deformation γ muss bei dieser Einstellung, um irreversible Strukturzerstörungen auszuschließen, unterhalb der Deformation liegen, die als Grenze des LVE-Bereiches ermittelt wurde.

In Abbildung 4 sind die Ergebnisse des Frequenztestes für Gelatine dargestellt.

Abbildung 4 Ergebnisse des Frequenztestes von Gelatine
Weiterführende Literatur

Vincentz Verlag Hannover , 2006

ISBN 3878701756

eMail: FoodRheology@lb.tu-berlin.de

© FG Lebensmittelrheologie * 13.05.2009

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Begleitmaterial zu Demonstrationsversuchen im Rahmen der Vorlesung "Spezielle Lebensmittelrheologie" ACHTUNG: Auf dieser Seite werden zum Teil Unicode-Zeichen verwendet, die evtl. nicht in jedem Browser darstellbar sind. Das Rheometer Physica UDS 200 wird bei dieser Art von Untersuchungen im Oszillationsmodus betrieben, das heißt die Probe wird dabei harmonischen Schwingungen unterworfen, die vom Messkörper direkt in die zu untersuchende Substanz übertragen werden.

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- Grundlagen Oszillation
- Abhängigkeiten je nach Fluid
- Begriffe, Definitionen, Formeln
- Versuche (Amplitudentest, Frequentest, Zeit Test)
- Beispiele/Anwendungen
-

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Abstract

Rheological techniques and methods have been employed for many decades in the characterization of polymers. Originally developed and used on synthetic polymers, rheology has then found much interest in the field of natural (bio) polymers. This review concentrates on introducing the fundamentals of rheology and on discussing the rheological aspects and properties of the two major classes of biopolymers: polysaccharides and proteins. An overview of both their solution properties (dilute to semi-dilute) and gel properties is described.

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national center for biotechnology information

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Rheology of biopolymer solutions and gels - PubMed

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Rheological techniques and methods have been employed for many decades in the characterization of polymers. Originally developed and used on synthetic polymers, rheology has then found much interest in the field of natural (bio) polymers. This review concentrates on introducing the fundamentals of r ...

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(Gel, weak Gel, Pseudogel, viskoelastik fluid (Einfluss der Tertiärstrukur/ molekularen Interaktionen)

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(Grundlagen, Modelle, Beispiele)

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Hydrocolloid gels of polysaccharides and proteins

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Hydrocolloid gels of polysaccharides and proteins

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Hydrocolloid gels of polysaccharides and proteins

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Recent developments from 1997 to 2000 in hydrocolloid gels which consist of dispersed phase (polysaccharide or protein) and dispersing medium (water) are reviewed in the present paper. Gels and gelling processes of polysaccharides such as gellan gum, methylcellulose, xyloglucan, curdlan, konjac glucomannan and starch are described.

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Abstract

The structure-property relationship and application of multicomponent protein-polysaccharide and polysaccharide 1-polysaccharide 2 gels are considered. Attention is focused on gels based on mixed solutions of gelatin with dextran, human serum albumin, sodium caseinate, ovalbumin, agarose, methylcellulose, calcium alginate or sodium alginate. The thermodynamic incompatibility of and the formation of complexes by food hydrocolloids greatly affect mechanical and other physicochemical properties of gels. Food hydrocolloid mixtures can display both synergistic and antagonistic effects. Factors such as chemical structure, conformational state and molecular weight of hydrocolloids, as well as the composition of their mixed solution, pH, ionic strength and temperature, are of key importance for the structure of multicomponent gels.

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The structure-property relationship and application of multicomponent protein-polysaccharide and polysaccharide 1-polysaccharide 2 gels are considered. Attention is focused on gels based on mixed solutions of gelatin with dextran, human serum albumin, sodium caseinate, ovalbumin, agarose, methylcellulose, calcium alginate or sodium alginate.

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Rheology of κ-carrageenan and β-lactoglobulin mixed gels

# data[].attributes.subject
Rheology of κ-carrageenan and β-lactoglobulin mixed gels

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Abstract

Gel formation and the melting of κ-carrageenan in the presence of β-lactoglobulin were investigated using dynamic rheological techniques as well as a sequence of experimental sweeps of time-temperature, frequency, and strain. The blends, initially prepared at 45°C, show homogeneous mixtures, which then lead to the formation of a gelled κ-carrageenan network containing inclusions of native β-lactoglobulin during the controlled cooling phase from 45 to 20°C. In its native state, the protein seems to weaken the polysaccharide network, particularly when present in high concentration. Upon subsequent heating to 90°C, mixed gels presented a biphasic profile: the first phase, characterized by a decrease in the storage modulus, involves a heat-induced meltdown of the κ-carrageenan network, whereas the second phase, exhibiting an increase in the storage modulus, corresponds to the build up of a protein network. The DSC analysis showed that each biopolymer undergoes specific conformational changes. These results are highly indicative of the lack of association between the biopolymers and suggest a phase separation and gelation in β-lactoglobulin and κ-carrageenan mixtures. The final cooling phase of the mixed gels, from 90 to 20°C, induces a consolidation of the protein network and a gelation of κ-carrageenan. This rheological behaviour suggests that gelation of κ-carrageenan in the presence of a gelled protein network would lead to the formation of a phase-separated bicontinuous network. The strain sweep results for mixed gels obtained at the end of the experiments support that hypothesis.

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Rheology of κ-carrageenan and β-lactoglobulin mixed gels

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Gel formation and the melting of κ-carrageenan in the presence of β-lactoglobulin were investigated using dynamic rheological techniques as well as a sequence of experimental sweeps of time-temperature, frequency, and strain. The blends, initially prepared at 45°C, show homogeneous mixtures, which then lead to the formation of a gelled κ-carrageenan network containing inclusions of native β-lactoglobulin during the controlled cooling phase from 45 to 20°C.

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Weak and Strong Gels and the Emergence of the Amorphous Solid State

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Weak and Strong Gels and the Emergence of the Amorphous Solid State

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Weak and Strong Gels and the Emergence of the Amorphous Solid State

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Gels are amorphous solids whose macroscopic viscoelastic response derives from constraints in the material that serve to localize the constituent molecules or particles about their average positions in space. These constraints may either be local in nature, as in chemical cross-linking and direct ph…

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Beschreibungen sind vorgegeben und die Studies sollen den Begriffen: Newtonisch, Pseudoplastisch, Dilatant, Plastisch, Thixotrop und Rheopektio zuordnen

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Beschreibungen sind vorgegeben und die Studies sollen den Begriffen: Newtonisch, Pseudoplastisch, Dilatant, Plastisch, Thixotrop und Rheopektio zuordnen