Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2005, 53(2), 7-18 | DOI: 10.11118/actaun200553020007

O vybraných reologických vlastnostech komerčně distribuovaných kečupů

Libor Severa1, Jana Simeonovová2, Ivo Křivánek1, Jaroslav Buchar1
1 Ústav techniky a automobilové dopravy, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika
2 Ústav technologie potravin, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Česká republika

Práce je zaměřena na zkoumání reologických vlastností komerčně distribuovaných kečupů. Byly testovány čtyři druhy běžně dostupných kečupů a označeny jako K1-K4. Viskozita a smykové napětí byly stanoveny pomocí digitálního viskozimetru Anton Paar DV-3 P. Všechny čtyři kečupy vykazovaly částečně odlišné hodnoty viskozity a smykového napětí při stejných podmínkách zatěžování a stejné rychlosti deformace (rychlosti otáčení vřetene). Experimentální data byla srovnána s různými modely. Jako nejvhodnější se jeví model Hershel - Bulkley, kde hodnota R2 byla vyšší než 0,945. Dále byly sledovány reologické vlastnosti během dlouhodobého zatěžování (3000 s). Kečup se choval jako typická tixotropní kapalina. Smykové napětí a viskozita klesaly s dobou zatěžování. Pokles během prvních 300 s byl výraznější než pokles během dalšího trvání experimentu. Byl též získán vliv rychlosti deformace 0.034-70 s-1 (počet otáček vřetene 0,1-200 rpm) na viskozitu vzorku a smykové napětí. Data velmi dobře korespondují s Carreauovým modelem.
Byla provedena řada dalších experimentů, kromě dříve zmíněných, kdy bylo sledováno chování kečupu při velmi nízkých a relativně vysokých rychlostech zatěžování, zkoumání vlastností rozmíchaných a odstátých kečupů atp. Výsledky byly vyhodnoceny pomocí programu MatLab a výsledné závislosti prokládány vypočtenými křivkami. Korelace vypočtených dat byly velmi uspokojivé a dosahovaly ve většině případů hodnot nad R2 = 0,95.
Dále byla získána závislost viskozity na rychlosti deformace při dvou různých teplotách (7 °C a 22 °C). Hodnota smykového napětí vzorku s nižší teplotou byla v průměru o 2,5 % vyšší oproti vzorku s vyšší teplotou.

rajčatový kečup, viskozita, rychlost deformace, modelování

On the selected rheological properties of commercial ketchups

The rheological properties of four different ketchups were determined. The viscosity, shear rate and shear stress were measured by use of Anton Paar DV-3 P Digital Viscometer and received data can be successfully characterized by several models, primarily by Hershel - Bulkley model. The ketchup was found to be a typical time-dependent thixotropic fluid. Shear stress and viscosity decrease with time of shear. Decrease during first 300 s is more significant than later decrease. The influence of spindle speed, shear rate potentially, on a sample viscosity was observed. The viscosity was rapidly changing during low speeds. The data were compared with Carreau model. Many other dependeces (low and high shear rates, difference between mixed and rested material etc.) were observed and modelled with satisfying results. Dependence of shear stress on shear rate under two temperatures was also examined. The tendency of increasing shear stress with increasing shear rate is evident. The samples were examined under temperature 22 °C and temperature 7 °C.

Keywords: tomato ketchup, viscosity, strain rate, modelling
Grants and funding:

Authors would like to express their grateful acknowledgement for support of this project by the Czech Ministry of Education under contract MSM: 432100001.

Received: October 7, 2004; Published: December 28, 2014  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Severa, L., Simeonovová, J., Křivánek, I., & Buchar, J. (2005). On the selected rheological properties of commercial ketchups. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 53(2), 7-18. doi: 10.11118/actaun200553020007
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. AGUILAR, C., RIZVI, S. S. H., RAMIREZ, J. F. AND INDA, A.: Rheological behaviour of processed mustard. I. Effect of milling treatment, Journal of texture studies 22 (1991 a) 59-84 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1991.tb00006.x Go to original source...
    2. AGUILAR, C., RIZVI, S. S. H., RAMIREZ, J. F. AND INDA, A.: Rheological behaviour of processed mustard. II. Storage effects. Journal of Texture Studies 22 (1991 b) 85-103 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1991.tb00007.x Go to original source...
    3. ALONSO, M. L., LARRODE, O. AND ZAPICO, J.: Rheological properties of infant foods. Journal of Texture Srudies, 26 (1995) 193-202 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1995.tb00793.x Go to original source...
    4. BENEZECH, T., MAINGONNAT, J. F.: Flow properties of stirred yogurt: structural parameter approach in describing time - dependency. Journal of Textuture Studies, 24 (1993) 455-473 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1993.tb00054.x Go to original source...
    5. BIRD, R. B., CARREAU, P. J.: A nonlinear viscoelastic model for polymer solutions and melts. I., 23, 427, 1968 a Go to original source...
    6. BIRD, R. B., CARREAU, P. J.: A nonlinear viscoelastic model for polymer solutions and melts. II., 23, 427, 1968 b Go to original source...
    7. CAMPANELLA, O. H. AND PELEG, M.: Determination of the yield stress of semi - liquid fodds from squeezing flow data, J. Food Science 52 (1987) 214-217 DOI: 10.1111/j.1365-2621.1987.tb14008.x Go to original source...
    8. CHAN MAN FONG, C. F., TURCOTTE, G. AND DE KEE, D.: Modelling steady and transient rheological properties. Journal of Food Engineering, 27 (1966) 63-70 DOI: 10.1016/0260-8774(94)00077-M Go to original source...
    9. DE KEE, D., TURCOTTE, G., FILDEY, K.: New method for determination of yield stress, J. Texture Stud. 10 (1980) 281-288 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1980.tb00254.x Go to original source...
    10. DE KEE, D., CODE, R. K. AND TURCOTTE, G.: Flow properties of time - dependant foodstuffs. Journal of Rheology, 27(6), 581-604, 1983 Go to original source...
    11. DONNEL O', H. J., BUTLER, F.: Time-dependent viscosity of stirred yogurt. Part I: couette flow. Journal of Food Engineering 51 (2002) 249-254 DOI: 10.1016/S0260-8774(01)00064-4 Go to original source...
    12. DONNEL O', H. J., BUTLER, F.: Time-dependent viscosity of stirred yogurt. Part II: tube flow. Journal of Food Engineering 51 (2002) 255-261 DOI: 10.1016/S0260-8774(01)00065-6 Go to original source...
    13. GASPAR-ROSA, A.: Rheological properties of Food Materials under Standard and High Pressure and Temperature Conditions, Engineering and Food for the 21st Century, pp.431-445, edited by CRC Press LLC 2002GENOVESE, D. B., LOYANO, J. E.: The effect of hydrocolloids on the stability and viscosity of cloudy apple juices, Food Hydrocoloids 15 (2001) 1-7 Go to original source...
    14. GOULD, W. A.: Tomato production, processing and technology, CTI Publishing, Baltimore 1992 Go to original source...
    15. HAYES, W. A., SMITH, P. G., MORRIS, A. E. J.: Crit Rev Food Sci Nutr 38 (1998) 537-564 DOI: 10.1080/10408699891274309 Go to original source...
    16. JUSZCZAK, L., WITCZAK, M., FORTUNA, T. AND BANYS, A.: Rheological properties of commercial mustards, Journal of Food Engineering 63 (2004) 209-217 DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2003.07.002 Go to original source...
    17. MISSAIRE, F., QIU, C. G., RAO, M. A.: Yield stress of structured and unstructured food suspensions, J. Texture Stud 21 (1990) 479-490 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1990.tb00495.x Go to original source...
    18. OFOLI, R. Y., MORGAN, R. G., STEFFE, J.F: The generalized rheological model for inelastic fluid foods, J Texture Stud 18 (1987) 213-230 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1987.tb00899.x Go to original source...
    19. RAO, M. A., COOLEY, H. J.: J Texture Stud 23 (1992) 415-425 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1992.tb00031.x Go to original source...
    20. RMASWAMY, H. S., BASAK, S.: Time dependent stress decay rheology of stirred yogurt. International Dairy Journal, 1 (1991) 17-31 Go to original source...
    21. SOBOLÍK, V., ŽITNÝ, R., TOVCIGRECKO, V., DELGADO, M., ALLAF, K.: Viscosity and electrical conductivity of concentrated solutions of soluble coffee, Journal of Food Engineering 51 (2002) 93-98 DOI: 10.1016/S0260-8774(01)00042-5 Go to original source...
    22. STEFFE, J. F.: Rheological Methods in Food Process Engineering, Freeman Press 1996
    23. TANGLERTPAIBUL, T., RAO, M. A.: J Food Sci 52 (1987) 141-145 DOI: 10.1111/j.1365-2621.1987.tb13991.x Go to original source...
    24. TIU, C., BOGER, D. V.: Complete rheological characterization of time dependent food products. Journal of Texture Studies 5 (1974) 329-338 DOI: 10.1111/j.1745-4603.1974.tb01439.x Go to original source...
    25. VALENCIA, C., SANCHEZ, M. C., CIRUELOS, A., LATORRE, A., FRANCO, J.M.,CALLEGOS, C.: Linear viscoelasticity of tomato sauce products: influence of previous tomato paste processing, Eur Food Res Technol 214 (2002) 394-399 Go to original source...
    26. VELEZ-RUIZ, J.: Relevance of Rheological Properties in Food Process Engineering, Engineering and Food for the 21st Century, pp.307-326, edited by CRC Press LLC 2002
    27. WANG, C. F., KOKINI, J. L.: Prediction of nonlinear viscoelastic properties of gluten doughs, Journal of Food Engineering 25 (1995) 297-309 DOI: 10.1016/0260-8774(94)00017-4 Go to original source...

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content