การวิเคราะห์ความหนืดและพฤติกรรมการไหลของอาหารแปรรูปไทย

Analysis of Viscosity and Flow Behaviour of Thai Processed Foods

Abstract

การวิเคราะห์ความหนืดและพฤติกรรมการไหลของอาหารเป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมกระบวนการผลิต คุณภาพผลิตภัณฑ์ และการบริโภค วัตถุประสงค์ของงานวิจัยพื้นฐานนี้จึงเลือกอาหารแปรรูปไทย 27 ชนิดมาจำแนกพฤติกรรมการไหลด้วยแบบจำลอง คณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายการเปลี่ยนแปลงความหนืด โดยปัจจัยที่ศึกษาคือ การแปรผันอัตราเฉือน (0.01 ถึง 100 ต่อวินาที) และอุณหภูมิ (10-60 องศาเซลเซียส) ผลการศึกษาพบว่า อัตราเฉือนที่เพิ่มขึ้นทำให้ความหนืดของผลิตภัณฑ์ 18 ชนิด เช่น ซอสที่ผสมไฮโดรคอลลอย์ แยมและสเปรด มีค่าลดลงซึ่งอธิบายด้วยสมการเฮอร์เชล-บัลค์ลี (Herschel-Bulkley) ในขณะที่การเพิ่มอัตราเฉือน ไม่มีผลต่อความหนืดในผลิตภัณฑ์ 9 ชนิด เช่น น้ำผึ้ง ไซรัป น้ำมันพืช และน้ำส้มสายชูหมัก ซึ่งจัดเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการไหลแบบ นิวโตเนียนและอธิบายการไหลแบบนิวโตเนียนด้วยสมการพาวเวอร์ลอว์ (Power law) ค่าดัชนีพฤติกรรมการไหลของนิวโตเนียนมีค่า 0.9574-1.0607 และซูโดพลาสติก (นอนนิวโตเนียน) 0.0215-0.6244 ตามลำดับ การเพิ่มอุณหภูมิให้กับตัวอย่างที่มีพฤติกรรมการไหลทั้งสองแบบทำให้ความหนืดลดลง และโครงสร้างอาหารเกิดการไหลเมื่อมีพลังงานกระตุ้นสูงพอให้กับโมเลกุลขององค์ประกอบเคมีในอาหาร  Analysis of the viscosity and flow behaviour of foods is essential to control food processing, product quality and consumption. The basic research objective was to analyze the viscosity and flow behaviour of 27 Thai processed foods and then apply mathematical models to describe their viscosity changes. The focus factors were variations in shear rate (0.01-100 1/s) and temperature (10-60 oC). The results showed that the increases in shear rate led to decrease in the viscosity of 18 products such as sauces mixed with hydrocolloids, jam, and spread, which was described by the Herschel-Bulkley equation. However, the viscosity profiles of honey, syrup, vegetable oil and fermented vinegar were independent of shear rate changes. These products were classified as Newtonian flow and described the flow by the Power Law equation. The index of the flow behaviour of Newtonian was 0.9574-1.0607 and pseudoplastic (non-Newtonian) was 0.0215-0.6244. The increases in temperature of both flow behaviours resulted in the decreases of viscosity and flowability of the food structure when the energy was high enough to activate chemical molecules in the foods.