食品和饮料行业的质量控制只有通过流变学才能实现

您上次在百吉饼上涂抹 奶油奶酪 时，是否注意到涂抹起来有多容易（或多困难）？您是否习惯摇晃沙拉酱以重新混合分离的油和醋？在这两种情况下，您餐点的货架稳定性、分配和质地都通过流变学的核心基础得到了保证。

这门科学学科融合了物理学和化学的原理，旨在研究材料在不同应力水平下变形和流动的方式。在食品生产中，潜在的流变行为对于保持质量、客户满意度和一致性至关重要。

流变学是研究材料流动和变形的学科，用于预测产品的行为并优化配方。对于食品和饮料，流变仪 可以测量和量化产品在被搅拌、挤压、涂抹或摇晃时的反应；它在加热或冷却时如何变化；甚至在食用时如何被感知。

流变学是确保新产品或重新配制产品质量的必备工具。食品配方的改变有多种原因，例如：应对特定成分的供应链问题、扩展以提供新口味、添加植物基或健康替代品，或者更换影响产品分配的环保包装。

无论您开发新产品或新配方的原因是什么，其流变学特性必须满足消费者的期望，才能在商业上取得成功。最终产品需要实现以下特性：

• 诱人的外观——不太稀，也不太结块
• 理想的质地和口感，不会太“稠”或太“稀”
• 顺畅的分配，易于倾倒、挤压或涂抹，且不会滴漏
• 在运输、商店货架和消费者厨房中的货架稳定性

在成功开发或重新配制产品后，食品制造商必须进行大规模生产。原材料或加工条件的变化可能导致批次产品无法满足消费者期望，甚至引发代价高昂的召回。将流变测量集成到生产现场的质量控制测试中，可以确保产品的一致性，并在产品出厂前就避免消费者不满。

对于食品生产设施的质量控制经理来说，流变学数据将有助于回答以下问题：

• 我们的产品在不同批次、不同时间以及不同地区之间是否保持一致？
• 随着新设备或新配料的加入，产品的一致性是否发生了变化？
• 在拒绝某一批次产品之前，我们应认为多大的粘度或屈服应力变化是可以接受的？

对于任何食品或饮料，您都需要四个关键测量指标来了解该产品在生产、运输或消费过程中的表现。

粘度这描述了材料对运动的阻力。粘度存在于从浓稠（蜂蜜）到稀薄（可乐）的连续谱上。然而，许多食品和饮料是非牛顿流体，这意味着它们的粘度会随剪切力而变化。在许多情况下，这种变化是刻意设计的（例如，市场转向使用挤压瓶包装奶油奶酪或蛋黄酱等调味品）。

• 剪切稀化有些食品在静止时保持粘稠，但在咀嚼、搅拌、摇晃或涂抹时会变得相当稀薄。例如，花生酱在容器中时质地浓稠，但搅拌后会变得更软、更易涂抹。

屈服应力：有些食品在达到最低应力水平时会改变粘度。例如，如果您将打开的番茄酱容器倒置，番茄酱可能会根据其原始稠度保持在原位。然而，如果您通过摇晃或挤压对容器施加压力，番茄酱的颗粒就会分解。这使得顾客可以更容易地将番茄酱涂抹在汉堡或薯条上。

• 触变性这描述了产品在受力时粘度可能会先降低，但在应力消除后又恢复其结构的过程。低触变性食品能迅速恢复其原始结构，而高触变性食品则恢复得较慢。产品恢复到原始状态的速度快慢，会对批次一致性和客户满意度产生巨大影响。像蛋黄酱这样零触变性的材料会立即恢复其结构，而像酸奶这样高触变性的食品在搅拌后可能需要几天时间才能恢复其粘度。

温度、压力、摇晃、搅拌以及其他因素都可能影响产品的质地、口感和性能。这些干扰可能会有意（或无意）地永久改变产品在其生命周期每个阶段的行为。在以下四个关键领域使用流变学对于确保从开发到商店货架再到餐桌的产品质量至关重要。

我们都知道食品感觉不对劲是什么样，但您该如何衡量它呢？流变学使食品质量控制经理能够量化和定义他们希望产品具备的特性。通过设定所需的粘度、剪切变稀行为、屈服应力和触变性，您可以确保您的产品每次都保持一致。

食品生产实验室和制造商无需仅仅依赖昂贵且耗时的消费者小组，而是可以利用流变学来验证批次一致性或衡量配方变化的影响。流变学数据甚至可以与消费者小组的数据相关联，从而无需离开实验室即可预测客户满意度。

供应链中断、新法规或口味和质地的微小改进可能会促使您在商业生产过程中调整配方。流变学测量将帮助您更好地了解增稠剂、稳定剂和其他成分的变化如何影响产品的整体质地。这些测量结果将帮助您确定改进后的配方是否仍处于可测量参数的可接受且可预测范围内。

同样的测量结果也可能要求您更改生产过程中使用的工艺和设备。例如，如果您引入一种新的低脂奶油奶酪，其成分具有不同的屈服应力，您可能需要能够施加不同力的混合和灌装设备。

通过进行快速的批次间质量控制检查，流变学测量有助于您确信每天生产线上下线的最后一件产品将与第一件产品具有相同的质量。制造过程中微小且通常不可见的差异可能会对不同批次产生巨大的影响。例如，如果材料在加工过程中混合不足，它可能无法达到最终产品质地所需的正确特性。

最后，您需要确保在实验室中辛苦研发出的产品特性，与消费者在餐桌上体验到的特性保持一致。即使产品口感美味且食用安全，其从容器到餐桌的表现也会影响整体的享用体验。例如，罐装肉汁需要保持足够的粘度，即使在加热时也能“附着”在肉上。

流变学的灵敏测量有助于您在问题演变成代价高昂的召回或消费者放弃您的产品等更严重的问题之前，识别出潜在问题。在产品离开工厂前实施流变学质量控制检查，可为您提供在问题发生前采取主动纠正措施的信息。

为了获得这些重要知识，质量控制经理会使用现场流变仪，例如 Discovery Core Rheometer。

该仪器可帮助您了解悬浮液、凝胶、乳液、糊状物和其他非牛顿食品在不同条件下的变化。Discovery Core Rheometer 的主要功能包括：

1. 能够在各种实际存储和使用条件下获取产品完整粘度曲线的能力。
2. 易于使用的触摸屏，配有说明和插图，让您无需电脑或高级培训即可执行常规测量。
3. 紧凑的设计，比其他型号节省 75% 的台面空间。
4. 可自定义方法，以纳入您程序的每个步骤，并可根据您的规格即时显示“合格或不合格”读数。

如需了解流变仪工作原理的更多信息，请观看此 产品演示。

这是无法避免的。产品离开工厂后，将面临一系列压力因素。它可能会被加热或冷却、轻轻折叠或制成泥、用勺舀或涂抹、或被吸食或咀嚼。为确保您的食品在这些多变的环境中提供一致的效果，了解变形和流动至关重要。

只有流变学原理——以及测量它的仪器——才能定量地保证您始终如一地提供客户所期望的高质量产品。