การกำหนดจุดอ่อนตัวของชีสที่ง่ายและมีประสิทธิภาพ

จุดอ่อนตัวหรือ SP คืออุณหภูมิที่สารอ่อนตัวหรือยืดตามน้ำหนักที่กำหนดและไหลลงตามระยะทางที่กำหนด (ระยะทางของการไหล) โดยปกติจะมีการใช้ลูกบอลเป็นตุ้มน้ำหนักเพื่อกระตุ้นการไหลของสาร ซึ่งการใช้เทคนิคนี้จะสามารถศึกษาได้ทั้งค่าความร้อนและคุณสมบัติทางรีโอโลยี เช่น ความสามารถในการหลอมละลาย ความโน้มเอียงของการไหล และความยืด (สรุปอยู่ในตารางที่ 1) [1]

ชีสคือส่วนประกอบที่นำมาใช้กับอาหารปรุงสำเร็จกันอย่างแพร่หลายมากขึ้น เนื่องจากชีสจะยืดหยุ่นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การตรวจวัด SP จึงเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการกำหนดลักษณะเฉพาะของชีส และนักวิทยาศาสตร์การอาหารก็นำ SP มาใช้กันมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าผลที่ได้จะน่าพึงพอใจ

ตารางที่ 1: คุณสมบัติทางเนื้อสัมผัสของชีสละลาย

ขั้นตอนปฏิบัติ

ในส่วนนี้ เราได้ทดสอบชีสละลาย 3 ชนิดโดยใช้ระบบวัดจุดหยดตัวระดับ Excellence ของ METTLER TOLEDO จะมีการทดลองเชดดาร์ เอมมองตัล และมอซซาเรลลาซ้ำพร้อมกัน โดยจะตรวจวัดตัวอย่างแต่ละชนิด 3 ครั้ง (n=6) เครื่องมือ Excellence จะช่วยให้มีการสังเกตทางวิดีโอในระหว่างและหลังการตรวจวัด ดังที่แสดงในภาพที่ 1

ในระหว่างที่ดำเนินการทดลอง SP จะมีการตรวจสอบระยะทางของการไหลอยู่เสมอ ทั้งนี้ ระบบจะสามารถกำหนดอุณหภูมิ SP ได้เมื่อตัวอย่างไหลไปเป็นระยะทาง 19 มม. โดยตัวอย่างแผนภาพของระยะทางจะเป็นดังภาพร่างในภาพที่ 2

เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การเคลื่อนไหว ส่งผลต่อการไหลจากถ้วยของตัวอย่าง แรงโดยรวมที่ตัวอย่างที่กำลังไหลได้รับจะสามารถแสดงเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้

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

โดยให้
d คือระยะทางของการไหลแนวดิ่ง
T คืออุณหภูมิ
c₀ และ c₁ คือพจน์เชิงเส้น
c₂, c₃ และ c₄ คือพารามิเตอร์ของพจน์เลขชี้กำลัง

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดคือ c₃ เนื่องจากเป็นพารามิเตอร์ที่แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันเลขชี้กำลังลดลงรวดเร็วเพียงใด หรือในแง่ของการทดลองจะหมายถึงว่าชีสอ่อนตัวลงได้เร็วเพียงใด

ในช่องการประมวลผลสัญญาณตามรูปแบบ c₃ จะเป็นที่รู้จักในชื่อค่าคงที่เวลา (τ) และสามารถแสดงในรูปส่วนกลับได้ เนื่องจากเรากำลังพิจารณาอุณหภูมิ ไม่ใช่ความสัมพันธ์กับเวลา เราจะเรียกพจน์นี้ว่าค่าคงที่อุณหภูมิ τ_T ทั้งนี้ τ_T สามารถคำนวณหลังจากการปรับเส้นโค้งและสามารถนำไปใช้เพื่อจำแนกความต่างระหว่างตัวอย่าง SP ต่างๆ ได้

ผลลัพธ์

ตารางที่ 2 จะสรุปผลลัพธ์ของชีสละลายทั้ง 3 ชนิด ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ทั้ง SP และ τ_T มีผลลัพธ์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น และ τ_T จะเรียงตั้งแต่เชดดาร์ เอมมองตัล ไปจนถึงมอซซาเรลลา

มอซซาเรลลาแสดงให้เห็นว่ามีค่า SP สูงที่สุดที่ 72.5 °C ซึ่งสูงกว่าตัวอย่างอีก 2 ชนิดอยู่ 10 °C เต็มๆ ค่า SP ของเชดดาร์และเอมมองตัลจะใกล้เคียงกันคือ 60.1 °C และ 62.7 °C ตามลำดับ หากชีสที่ต่างกัน 2 ชนิดมีค่า SP ที่คล้ายคลึงกัน ค่า τ_T จะเป็นตัวช่วยในการจำแนกความต่างระหว่างชีส 2 ชนิดนั้น

ตารางที่ 2: ผลลัพธ์ของจุดอ่อนตัวและค่าคงที่อุณหภูมิ (τ_T) ค่าความไม่แน่นอนจะแสดงความเบี่ยงเบนมาตรฐาน (n=6) ค่า SP มีหน่วยเป็น °C

บทสรุป

การให้ความร้อนจะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคดั้งเดิมของชีส และการได้รับความร้อนจะเปลี่ยนเนื้อสัมผัสด้วย ข้อมูล SP จะบอกอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนนี้ ในขณะที่ τ_T จะบอกว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดขึ้นรวดเร็วเพียงใด การตรวจวัดค่า SP จะช่วยอธิบายเกี่ยวกับความสัมพันธ์กันระหว่างพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความสามารถในการหลอมละลาย ความหนืด และความยืดในเชิงปรากฏการณ์วิทยา ซึ่งทำให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความเหมาะสมของชีสในการทำสูตรเฉพาะต่างๆ

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