亚硫酸铵法焦糖色的流变性研究（一）

亚硫酸铵法焦糖色是以碳水化合物为主要原料，氨化合物和亚硫酸盐为助剂制成的焦糖色。亚硫酸铵法焦糖色有液体、粉末或颗粒等多种状态，其中液体制品主要用于调味品及软饮料中。

流变性是液体制品的重要性质，也是目前食品加工中必不可少的研究方向。亚硫酸铵法焦糖色的流变学性质直接影响到物料的输送、搅拌、混合以及其他加工工艺，而且亚硫酸铵法焦糖色的流变性能够预测、解释流动和流变以及不同碳水化合物制成的焦糖色在加工时发生的质构变化情况。目前国内外研究焦糖色流变性的报道较少，对亚硫酸铵法焦糖色的流变性更是鲜有研究，本文运用流变学分析方法，对亚硫酸铵法焦糖色的流体性质进行初步研究，以求为液体亚硫酸铵法焦糖色的生产条件控制及设备设计提供理论依据。

一、材料与方法

1、材料与试剂

亚硫酸铵法焦糖色：广州双桥股份有限公司；配制用水：自制超纯水。

2、仪器与设备

DV2T型黏度计、恒温水浴槽：美国博勒飞公司。

3、方法

按照测定20℃固形物含量为70％的亚硫酸铵法焦糖色在剪切速率为0.5s^-1、1.0s^-1、1.5s^-1、2.0s^-1、2.5s^-1、3.Os^-1时的黏度，以及在转速从20r／min(运行10min)变化为50r／min(运行10min)再回到20r／min(运行10min)时黏度的变化，研究确定亚硫酸铵法焦糖色的流体类型。分别测定20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的固形物含量为70％的亚硫酸铵法焦糖色在剪切速率变化范围从0.5s^-1至3.0s^-1时剪切应力的变化，得到亚硫酸铵法焦糖色在不同温度下的流变曲线，分析研究其流体方程。在剪切速率为2.0s^-1时分别测定固形物含量为30％、40％、50％、60％、70％的亚硫酸铵法焦糖色在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃下的黏度，绘制亚硫酸铵法焦糖色黏度与温度的关系图，通过回归分析研究出关系方程。分别设定温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，调节亚硫酸铵法焦糖色的固形物含量为30％、40％、50％、60％、70％，测定各样品在剪切速率为2.0s^-1时的黏度，绘制亚硫酸铵法焦糖色黏度与固形物含量的关系图，通过回归分析研究出关系方程的方法研究分析亚硫酸铵法焦糖色的相关流变性质，所有实验均平行进行3次，所有数据均取平均值。

（1）亚硫酸铵法焦糖色流体类型的研究

测定20℃固形物含量为70％的亚硫酸铵法焦糖色在剪切速率为0.5s^-1、1.0s^-1、1.5s^-1、2.0s^-1、2.5s^-1、3.0s^-1时的黏度，以及在转速从20r／min(运行10min)变化为50r／min(运行10min)再回到20r／min(运行10min)时黏度的变化，研究确定亚硫酸铵法焦糖色的流体类型。

（2）亚硫酸铵法焦糖色流体方程的研究

分别测定20℃、30℃、40℃、50℃、60℃的固形物含量为70％的亚硫酸铵法焦糖色在剪切速率变化范围从0.5s^-1至3.0s-1时剪切应力的变化，得到亚硫酸铵法焦糖色在不同温度下的流变曲线，分析研究其流体方程。

（3）温度对亚硫酸铵法焦糖色黏度的影响

在剪切速率为2.0s^-1时分别测定固形物含量为30％、40％、50％、60％、70％的亚硫酸铵法焦糖色在20℃、30℃、40℃、50℃、60℃下的黏度，绘制亚硫酸铵法焦糖色黏度与温度的关系图，通过回归分析研究出关系方程。

（4）固形物含量对亚硫酸铵法焦糖色黏度的影响

分别设定温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃，调节亚硫酸铵法焦糖色的固形物含量为30％、40％、50％、60％、70％，测定各样品在剪切速率为2.0s^-1时的黏度，绘制亚硫酸铵法焦糖色黏度与固形物含量的关系图，通过回归分析研究出关系方程。

（5）数据处理

本实验所得数据采用Excel及Origin9.1进行处理。

二、结果与分析

1、亚硫酸铵法焦糖色的流体类型

亚硫酸铵法焦糖色的黏度随着剪切速率的变化情况如图1所示。在不同剪切速率下，亚硫酸铵法焦糖色的黏度有明显差异，由此可知，亚硫酸铵法焦糖色属于非牛顿流体。随着剪切速率增大，亚硫酸铵法焦糖色的黏度不断下降，呈现出剪切变稀现象。

从图2看出，从低转速(20r／min)到高转速(r／min)再回到低转速(20r／min)，亚硫酸铵法焦糖色的黏度最终回复到与第一次低转速时测定的读数相同，表明其黏度不随时间而变化，由此可知亚硫酸铵法焦糖色属于时间独立性假塑性流体。

2、亚硫酸铵法焦糖色的流体方程

亚硫酸铵法焦糖色在不同温度下对应的流变特性曲线如图3所示。

流变学分析中常用的两种数学模型为Bingham模型和PowerLaw模型。Bingham模型：

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