Bisküvilerin Çıtırlığının ve Dokusunun Reometre Üzerinde Analizi

Giriş

Bisküvi veya kurabiye, adı ne olursa olsun, doğru tada ve doğru ısırığa sahip olmaları gerekir. Bunlardan ilki oldukça öznel bir konudur ve uzun tartışmalara yol açabilirken, ikincisi bir reometre ile çok objektif bir şekilde test edilebilir.

Klasik ölçüm parametreleri olan kesme hızı, deformasyon ve stresin yanı sıra modern bir reometre, normal kuvveti tespit etmek için ek bir sensörle donatılmıştır. Böylece, hassas kaldırma özelliği ile birlikte bir reometre doku analizi de yapabilir.

Şekil 1: Thermo Scientific HAAKE MARS iQ Reometre

Materyal ve Metodlar

Bisküvileri test etmek için bir Thermo ScientificTM HAAKETM MARSTM iQ Reometre (Şekil 1), prob olarak 8 mm plaka kullanılarak 3 noktalı bükme aksesuarı [1] ile donatılmıştır (Şekil 2). Diğer problar, 6 mm delikli U1 veya 4 mm delikli U2 evrensel adaptörleri kullanılarak ölçüm kafasına kolayca uyarlanabilir.

Ölçüm protokolü, normal kuvvetin sıfırlanması ve probun, taze bir bisküvinin 3 noktalı bükme aksesuarının alt desteklerine hızlı bir şekilde yerleştirilmesine izin verecek kadar yüksek bir konuma indirilmesiyle başlar. Burada ele alınan testler için bisküvinin üst yüzeyinden yaklaşık 2 mm yukarıda bir konum kullanılmıştır.

3-noktalı bükme aletinin alt destekleri, bisküviyi kenarlarından yaklaşık 0,8 cm destekleyecek şekilde birbirlerinden 5 cm uzakta konumlandırılmıştır. Bisküvi, ortası probun altına gelecek şekilde alt desteklerin üzerine yerleştirilmiştir (Şekil 2).

Şekil 2: Başlangıç pozisyonunda bisküvi kırmak için kurulum

Prob, başlangıç konumundan itibaren 0,1 mm/s hızla bisküviye doğru hareket etmiştir. Ölçüm, bisküvinin yüzeyi 0,1 N’luk bir tetikleme kuvveti ile tespit edildiğinde başlatılmıştır. Karşılık gelen kaldırma konumu, bükülme miktarının ölçüldüğü sıfır konumu h = 0 olarak kullanılmıştır. Bu noktadan itibaren prob 1 mm/s ile aşağı doğru hareket ederken saniyede 200 veri noktası kaydedilmiştir.

Aşağı doğru hareketinin sonunda prob otomatik olarak tekrar başlangıç konumuna yükseldi. Thermo Scientific HAAKE RheoWin Yazılımı daha sonra bir sonraki bisküviyi yerleştirmek ve dokunmatik ekrandan veya bir fare tıklamasıyla bir sonraki ölçümü başlatmak için bir mesaj görüntüledi. Gerekli döngü sayısı RheoWin İşinde programlandı. Her döngünün sonunda, son ölçümden elde edilen veriler otomatik olarak oluşturulan bir dosya adı kullanılarak kaydedildi (Şekil 3). Kullanıcının bir sonraki ölçümü başlatmak için sadece bisküvileri yerleştirmesi ve onaylaması gerekiyordu.

Ölçümler iki oturumda gerçekleştirilmiştir. İlk oturumda, bisküviler kapalı ambalajları açıldıktan hemen sonra test edilmiştir. Daha sonra, kalan bisküviler açılmış ambalajlarıyla laboratuvar tezgahında bırakılmıştır. Beklenebilecek ana değişiklik, genellikle bisküvilerin hafifçe yumuşamasına yol açan ortam havasından nem emilimidir. 14 gün sonra, kalan bisküviler aynı test yöntemiyle test edilmiştir.

Şekil 3: Aynı kırılma testini 5 kez gerçekleştirmek üzere bir döngü oluşturmak için GOTO öğesini kullanan ve her döngü sırasında sonuçları ayrı ayrı kaydeden RheoWin Yazılımı

Sonuçlar

Verileri değerlendirmek için, eksenel kuvvet FN, prob pozisyonunun bir fonksiyonu olarak çizilir h ve eğrinin maksimum değeri belirlenir (Şekil 4, Şekil 5).

Şekil 4: Taze bisküviler üzerinde kırılma testleri (5 tekrar)

Şekil 7: Açılmış ambalajda 14 gün bekletilmiş bisküviler üzerinde kırılma testleri (5 tekrar)

Sonuçlar ortalama bir değer etrafında dağılır, bu da kesinlikle normaldir çünkü hiçbir bisküvi tam olarak aynı yoğunluk dağılımına ve gözenek yapısına sahip değildir. Bu nedenle, istatistiksel olarak sağlıklı bir sonuç elde etmek için aynı ürün üzerinde her zaman belirli sayıda kırılma testi yapılması tavsiye edilir.

Tablo 1: Taze ve yıllanmış bisküvilerin eğilme miktarı ve maksimum eğri kuvveti

Bireysel sonuçlardan, ortalama ve standart sapma karşılaştırma için temel olarak hesaplanmıştır (Tablo 1). Taze bisküvilerle karşılaştırıldığında, yıllanmış bisküviler ortalama olarak %22 daha yüksek bir kuvvetle kırılmıştır. Nem emilimi daha esnek bir yapıya neden olmuştur. Bu varsayım, bisküvilerin maksimum kuvvette ortalama %8 oranında artan eğilmesiyle desteklenmektedir.

Sonuç olarak:

Basit bir aksesuarla desteklenen HAAKE MARS iQ Reometre, bisküvilerin açık pakette depolanmasının dokuları üzerindeki etkisini ölçebilmektedir. Nem emilimi zamanla kurabiyeleri yumuşatır ve bu nedenle gevrekliklerini ve tüketici tarafından algılanışlarını değiştirir.

HAAKE MARS iQ Reometre, hammaddelerin ve bunlardan hazırlanan hamurun reolojik karakterizasyonuna ek olarak, hammaddeden nihai ürüne kadar her adımın tam bir analizini sunarak nihai ürünün dokusunu ölçmeye de olanak tanır.

Kaynaklar: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/MSD/Application-Notes/crunchiness-biscuits-texture-analysis-rheometer-en-v293.pdf