Snadné a efektivní stanovení bodu měknutí sýru

Bodem měknutí se rozumí teplota, při níž látka měkne a za použití stanovené hmotnosti se protahuje a stéká dolů ve svislém směru ve stanovené délce (délka toku). Coby závaží se zpravidla používá kulička, která zajišťuje tok látky. Při použití této techniky lze studovat jak termické hodnoty, tak reologické vlastnosti, jakými jsou tavitelnost, mez toku a tažnost (souhrn viz tabulku 1) [1].

Sýr se stává stále častější složkou hotových pokrmů. Jelikož s rostoucí teplotou sýr měkne, představuje stanovení bodu měknutí účinný prostředek charakterizace jeho chování. Vědečtí pracovníci v potravinářství proto častěji používají stanovení bodu měknutí k dosažení žádoucích chuťových vlastností.

Tabulka 1: Strukturální vlastnosti roztaveného sýru.

Postup

Tento pokus zkoumal vlastnosti tří druhů sýru za použití systému METTLER TOLEDO Excellence pro stanovení bodu skápnutí. Čedar, ementál a mozzarellu jsme podrobili souběžným, duplicitním testům, přičemž každý vzorek byl změřen třikrát (n=6). Přístroj Excellence umožňuje sledování videa v průběhu měření i po jeho dokončení, jak je vidno na obrázku 1.

V průběhu stanovení bodu měknutí je průběžně sledována vzdálenost toku. Teplotu bodu měknutí lze stanovit v okamžiku, kdy vzorek urazil vzdálenost 19 mm. Příklad grafu vzdáleností je uveden na obrázku 2.

Jelikož vytékání vzorku z kelímku závisí na faktorech, jako je pohyb, celkovou sílu působící na tekoucí vzorek lze matematicky vyjádřit takto:

d = c₀ + c₁*T + c₂*[exp(c₃*T+ c₄)]
(eq. 1)

kde:
d je svislá vzdálenost toku
T je teplota
c₀ a c₁ jsou lineární tvary
c₂, c₃ a c₄ jsou parametry exponenciálního tvaru

Nejdůležitějším parametrem je c₃, protože vyjadřuje rychlost poklesu exponenciální funkce – neboli vyjádřeno v pojmech uvedeného experimentu, jak rychle sýr měkne.

V konvenčním zpracování signálu je c₃ známo jako časová konstanta (τ), kterou lze vyjádřit jako reciproční. Jelikož pracujeme se závislostí na teplotě, nikoli na času, jedná se o teplotní konstantu τ_T. τ_T lze získat po aproximaci křivky a lze je využít k odlišení jednotlivých vzorků použitých ke stanovení bodu měknutí.

Výsledky

Tabulka 2 obsahuje shrnutí výsledků tavení tří sýrů. Výsledky naznačují, že jak pro bod měknutí, tak pro konstantu τ_T platí progrese výsledků s rostoucí teplotou a progrese τ_T od čedaru k mozzarelle a dále k ementálu.

Mozzarella vykazuje nejvyšší bod měknutí 72,5 °C – o celých 10 °C více než zbylé dva sýry. Body měknutí čedaru a ementálu leží velmi blízko sobě: 60,1 °C a 62,7 °C. V případě obdobného bodu měknutí dvou různých sýrů pomohou mezi nimi rozlišit hodnoty τ_T.

Tabulka 2: Výsledky stanovení bodu měknutí a teplotní konstanty (τ_T). Nejistoty vyjadřují směrodatné odchylky (n=6). Výsledky stanovení bodu měknutí ve °C.

Závěry

Zahřívání mění původní mikrostrukturu sýru, a s ní i jeho texturu. Data ze stanovení bodu měknutí ukazují na teplotu, při které dochází k teplotním změnám, zatímco hodnota τ_T vyjadřuje rychlost změny. Měření bodu měknutí fenomenologicky ozřejmuje vztah mezi vlastnostmi, jako jsou tavitelnost, viskozita a tažnost, a poskytuje podrobné informace o vhodnosti konkrétního sýru pro konkrétní receptury.

[1] R.Kapoor, L.E. Metzger, CRFSFS (7), 2008:194–214.