融化巧克力的粘度表征

巧克力是一種營養(yǎng)成分比較全面和熱值比較高的食品。巧克力含有多種維生素和礦物質，尤其是較為豐富的黃酮類物質和一定量的生物堿、可可堿和咖啡堿等，它們具有擴張血管，促進血液循環(huán)，緩解情緒低落，提升精神等功能。浪漫情人節(jié)里，粘稠絲滑的巧克力更是表達愛情的選擇。

加工中的巧克力

從生產加工來說，巧克力是指以可可制品（可可脂、可可塊或可可液塊、可可油餅、可可粉）為主要原料，添加或不添加非可可植物脂肪、食糖、乳制品、食品添加劑及食品營養(yǎng)強化劑，經特定工藝制成的在常溫下保持固體或半固體狀態(tài)的食品。巧克力制品是由巧克力與其他食品按一定比例，經特定工藝制成的在常溫下保持固體或半固體狀態(tài)的食品。

從分散體系而言，巧克力是一種以脂肪為分散介質，糖、可可、入固體及少量的水和空氣為分散相的復雜的多相分散體系。融化巧克力的流變學特性及其測量在巧克力生產加工，尤其是巧克力的精練、澆模、涂衣、輸送等工藝過程中，具有重要的意義和作用。在生產加工過程中，如果原料的粘度過大，會導致攪拌困難，輸送管道阻力增加，泵的負荷增大，物料填充成型性能變差，涂衣成型過程中涂層偏厚或涂布量難以控制，供給原料的噴嘴堵塞等弊端；粘度過低，會導致涂布成型過程中涂布量不足，芯體部分外露，增加可可脂的耗用比例，同時也不利于物料的存儲與運輸。

巧克力的表觀粘度

巧克力的表觀粘度與原料的種類和配比有關，引起液態(tài)巧克力表觀粘度變化的因素包括：油脂含量、固體粒子的粒度、原料水分含量、乳化劑用量和種類、油脂的結晶化等。所以，在巧克力的加工工藝中，必須對巧克力漿料的表觀粘度以及流變特性進行表征測定，進而控制產品質量，鑒別產品優(yōu)劣，并為工藝和配方改進提供依據。建議常規(guī)配置如下：DVNext流變儀/DV2T粘度計 + SSA小量樣品適配器。

本文使用HADV2T粘度計配套SSA小量樣品適配器（如圖1所示）測量兩種巧克力的表觀粘度，進而分析其流變學的特性。

圖1 SSA+TC系列水浴循環(huán)系統

TC系列水浴循環(huán)系統用于控制樣品溫度（測試溫度為40℃），Rheocalc T軟件連接主機，進行程序編輯及數據采集，繪制流變曲線，并針對其粘度變化特點進行數學模型擬合。將樣品在50℃下融化，然后再轉移一定量的樣品至小量樣品適配器的樣品杯中，待樣品溫度降至40℃并穩(wěn)定后以剪切率掃描的方法開始進行粘度測量。測試數據如圖2。

根據圖2的測試結果可知：在轉子轉速由5 rpm（剪切率為1.7 1/S）增加至100 rpm（剪切率為34 1/S）時，樣品1的粘度由15400 cP降低至6500 cP，樣品2的粘度由11000 cP降低至4310 cP。這兩個樣品的粘度都具有剪切變稀的特性，屬于典型的非牛頓流體。

Casson方程

大量研究和實踐表明，融化的巧克力漿料的流動規(guī)律符合Casson方程。在巧克力的粘度測量中，通常使用Casson 模型描述其流動行為，確定塑性粘度和屈服應力。

通過粘度測量數據，繪制兩種巧克力的流動曲線圖，并計算其塑性粘度，屈服應力以及線性擬合相關系數，分析結果如下所示：

兩種巧克力樣品的流動規(guī)律均符合Casson方程，線性擬合相關系數均大于95%。屈服應力分別為4.37 Pa，3.73 Pa；塑性粘度分別為4679 cP，2966 cP。屈服應力是決定巧克力制品儲存和涂抹性能的重要流變學參數，塑性粘度則反映了巧克力漿料的流動性能。而這，恰恰是巧克力粘度表征的意義所在。