2025年6月17日 星期二

掌握食品的關鍵加工溫度,可以這樣做

果膠加工的神秘數字:相態轉變點溫度

    在果醬、糖果與保健飲品等食品配方中,果膠不僅塑造口感,更扮演穩定質地與控制流變性的關鍵角色,其網路結構對溫度極為敏感,決定凝膠態與溶膠態臨界切換的相態轉變點溫度,一旦掌握,可在儲存運輸與加工過程中精准維持流變特性,避免結塊、吸濕或鬆散,並為噴霧乾燥、熱充填、功能性食品開發等工序提供科學化參數。通過 SMS 多功能物性分析儀的 Sine Wave Test 模式,施加微幅正弦波振動以類比外力影響,可動態觀察樣品表面波型反應,並計算儲能模量(G′,反映彈性結構)與損耗模量(G″,反映黏性行為),進而評估材料在不同溫度下的結構穩定性。當 G′ 與 G″ 發生交叉,即代表材料由凝膠態轉為溶膠態,該溫度即為其相態轉變點。

    以 0.4% 果膠為例,其力學回復與流變模量隨溫度上升呈顯著變化,50 °C時波形規律且振幅高,顯示材料仍具良好彈性與結構恢復能力;而溫度上升至60 °C時波形明顯衰減,振幅減小,顯示網路結構已遭破壞,且能看到震波相位角發生明顯改變。模量分析進一步證實 G′ 隨溫度快速下降,並于54.8 °C時與 G″交叉,明確指出果膠的相態轉變點溫度,為制程設計與品質控制提供關鍵依據。

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