Trạng thái Newton được thể hiện bởi các chất lỏng đơn giản có các phân tử nhỏ không tương tác hay hình thành bất kỳ cấu trúc liên kết nào. Tuy nhiên, cần phải chỉ ra rằng các phân tử polyme mạch dài ở nồng độ thấp cũng có thể biểu hiện trạng thái Newton. Một cách dễ dàng để chứng minh chất lỏng có trạng thái Newton là tăng gấp đôi ứng suất trượt trong quá trình thử độ nhớt và tỷ lệ trượt cũng sẽ tăng gấp đôi. Nếu điều này không đúng thì chất lỏng ở trạng thái phi Newton.

Độ nhớt của một số chất lỏng phụ thuộc vào tốc độ được sử dụng để trượt nguyên liệu, tốc độ trượt cao làm chất lỏng mỏng hơn so với chất lỏng được trượt chậm hơn. Điều này có liên quan đến dòng chảy không thay đổi theo thời gian (trạng thái ổn định) và các nguyên liệu ở trạng thái này được gọi là chất lỏng giả dẻo. Một dạng đặc tính nhớt khác được thể hiện bởi thực phẩm dạng lỏng và cơ chế polyme là thixotropy – độ nhớt của nguyên liệu giảm khi tốc độ trượt càng tăng nhưng đồng thời cũng phụ thuộc vào khoảng thời gian trượt. 

Nồng độ

Độ nhớt cũng phụ thuộc vào nồng độ và mối tương quan thường không tuyến tính. Ví dụ, một sự gia tăng nhỏ trong nồng độ của hydrocolloid có thể làm tăng độ nhớt một chút, nhưng khi vượt quá nồng độ tới hạn thì độ nhớt có thể tăng theo cấp số nhân.

Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng chính đến độ nhớt; độ nhớt giảm đáng kể khi gia tăng nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử trong chất lỏng chuyển động nhiều hơn và vì thế thời gian tiếp xúc với nhau ít hơn. Làm giảm sự ma sát bên trong của chất lỏng.

Cho đến nay, thực phẩm được nghiên cứu nhiều nhất về độ nhớt chính là sô cô la. Trạng thái chảy của sô cô la rất quan trọng cả trong quá trình chế biến cũng như nguyên nhân cảm quan. Sô cô la có các đặc tính chảy khác nhau tùy vào mục đích ứng dụng và các sản phẩm được tạo ra để làm lớp phủ hay làm sô cô ca khối. Tuy nhiên, trạng thái chảy khá phức tạp do một số thành phần, cụ thể là đường, bơ ca cao, hạt ca cao và các sản phẩm sữa cần phải được phân tán mịn. Độ nhớt đóng một vai trò quan trọng vì nó ảnh hưởng đến kết cấu - tức là cách sô cô la tan chảy trong miệng.

Photo by Food Photographer | Jennifer Pallian on Unsplash

Phương pháp Casson

Việc đo độ nhớt sô cô la rất chuyên biệt và yêu cầu cần một loại nhớt kế cụ thể để việc đo lường được diễn ra một cách chính xác. Các đặc tính dòng chảy thường được mô tả bằng đường cong Casson và vì vậy cần phải thực hiện các phép đo ở các tốc độ quay khác nhau để có thể xác định được ứng suất cắt ở các tốc độ cắt khác nhau. Phương pháp Casson sẽ cung cấp thông tin cho chúng ta về giới hạn chảy và độ nhớt dẻo. Giới hạn chảy được định nghĩa là ứng suất cắt cần thiết để bắt đầu chảy sô cô la và từ đó cung cấp thông tin về các tính chất tráng phủ tiềm năng, trong khi độ nhớt dẻo liên quan đến ứng suất cắt cần thiết để duy trì dòng chảy không đổi. Về sau đó có liên quan đến cách sô cô la chảy trong khuôn hoặc trong miệng. Thử nghiệm độ nhớt thường được thực hiện ở nhiệt độ 40°C và việc kiểm soát nhiệt độ trong phạm vi hẹp là rất quan trọng để có thể thực nghiệm một cách chính xác.

Độ nhớt cũng rất quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm bánh được làm từ bột nhào và bột nhão. Các hệ phân loại đặc thù như vậy thường bao gồm một số lượng pha phân tán như bột, chất béo, nước và không khí. Cần đảm bảo có đủ độ nhớt để ngăn quá trình tách pha trong quá trình trộn, nghỉ bột và nướng trong lò. Đối với các hệ như bột nhào bánh mì, thường phải có đủ độ nhớt để ngăn quá trình tách pha, tách và giữ không khí trong quá trình sản xuất bánh mì. Tuy nhiên, đó là một vấn đề khác khi nói đến hệ bột nhão. Các hệ bột nhão ít nhớt hơn như hệ bột xốp và bột nhão thông thường được sử dụng để làm bánh pudding Yorkshire có thể cho kết quả làm mất cả không khí được đánh vào bột trong quá trình trộn cũng như tách khối. Điều này có thể gây thiệt hại cho chất lượng sản phẩm cuối cùng. Bột nhão làm bánh cũng cần đảm bảo có đủ độ nhớt để tránh làm mất bọt khí hợp thành trong quá trình trộn vì những bọt khí này tiếp nhận khí được tạo ra bởi sự tăng các tác nhân môi trường và hơi nước, gây ra sự giãn nở và làm giảm mật độ bột. Nếu các bọt khí này bị mất đi, thì sự giãn nở của bột sẽ bị hạn chế vì không thể tạo ra các bọt khí mới sau khi quá trình trộn kết thúc.

Độ nhớt cũng phụ thuộc vào nhiệt độ, vì thế khi bột được nung nóng trong lò, bột sẽ trở nên mỏng hơn. Khả năng tách pha của các thành phần đặc hơn như hạt tinh bột là lớn hơn và các thành phần này có thể lắng xuống đáy thiếc nướng. Kết quả sẽ là một lớp keo dính ở dưới cùng và một cấu tạo nở giòn ở trên cùng. Các miếng trái cây, nếu được thêm vào công thức, cũng có thể thụt xuống khi bột trở nên mỏng hơn do nhiệt độ tăng trong lò. Do đó, cần phải tránh sự tách biệt của các thành phần công thức bằng cách duy trì một mức độ nhớt nhất định cho đến thời điểm hồ hóa tinh bột xảy ra và cấu tạo bánh được thiết lập.

Image by Pexels from Pixabay

Chất lượng của các loại thực phẩm như súp, nước sốt và nước thịt phụ thuộc nhiều vào đặc tính hình thành cấu trúc của các nguyên liệu điển hình như tinh bột. Sau khi nguyên liệu tinh bột được nấu chín, các hạt sẽ nở ra, trở nên dễ vỡ và có thể bị phá vỡ khi trượt cũng như mất đi độ nhớt. Điều này có thể gây ra những hậu quả tại hại đối với độ nhớt và có thể ảnh hưởng đến chất lượng ăn uống đặc trưng của món ăn. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của thức ăn làm từ tinh bột có thể được nghiên cứu bằng các kỹ thuật như Brabender Amylograph và nó bắt nguồn từ máy đo độ nhớt Rapid Visco Analyser. Cả hai kỹ thuật đều bố trí máy đo độ nhớt quay liên tục ghi lại độ nhớt của mẫu trong khi nhiệt độ được thay đổi một cách có kiểm soát. Lực cản dòng chảy của mẫu thử được đo bằng cách quay cánh khuấy với tốc độ đã biết. Việc tiếp tục đun nóng và trượt bột tác động đến các hạt tinh bột, dẫn đến việc giải phóng nước ban đầu được hạt hấp thụ khi độ nhớt tăng dần lên, sau đó giảm. Độ nhớt nóng tối thiểu đạt được sau đó bắt đầu tăng khi nhiệt độ giảm dần. Tinh bột phải chịu lực cắt liên tục trong suốt quá trình thử nghiệm và điều này cung cấp thông tin hữu ích về độ ổn định trong quá trình chế biến nguyên liệu cho các đặc tính vật lý và chất lượng của tinh bột.

Image by Free-Photos from Pixabay