酸奶粘度測試方法

前言

關于酸奶的應用分析，我們針對不同的產品以及不同的分析角度已經給出過一些應用建議，參考如下推文。

Food Online - 品牌酸奶的優異質地：質構分析方法測試酸奶的硬度以及粘附性；

應用專題 - 酸奶粘度測定：DV2T標準粘度計配套小量樣品適配器SSA，測試攪拌型酸奶的粘度。

某酸奶品牌一直反映他們使用92#轉子（92#屬于T型轉子，T型轉子也叫T-Bar轉子，標號91-96#）測試酸奶有問題，說粘度測試過程中值不穩定，跳動很大，且批次測試中個體差異大，重現性也不好。他們嘗試過更換多批次的樣品和使用不同的轉子，但一直找不到解決問題的方法，不得已反饋至我們。在和我們的技術工程師詳細溝通后，方才得知他們的測試只是使用了92#轉子，卻并沒有和升降支架（Helipath Stand）配套聯用，這讓我們終于找到了測試出現如此多問題的主要原因。

AMETEK Brookfield的T型轉子（包括92#轉子在內）與其他通用轉子不同，并非單獨轉子進行使用，而是需要在一定的條件下使用的，即：儀器需要加配升降支架一同使用才能夠起到作用。如果僅單獨使用T型轉子而未使用升降支架，在測試凝固型酸奶（軟固體類）或者較稠的未攪拌的攪拌型酸奶（近似于軟固體）時，就會造成類似于空洞的測試問題，從而出現測試過程極不穩定，讀值困難，并且批次測試結果差異較大，重現性不好的一系列困擾。這個情況也正好吻合該酸奶粘度測試中所遇到的問題。

基于此，根據該酸奶品牌的實際應用反饋，并結合不同類型酸奶的特性以及測試需求，我們進一步梳理出酸奶粘度測試的建議方法，供大家分享。
 

方法與建議
 

1、根據酸奶的特性分類

• 凝固型酸奶：類似于瓷瓶老酸奶，屬于軟固體范疇，樣品有較強的內應力，內部的破損不一定會造成整體結構在空間上的變化，從而出現空洞現象；

• 攪拌型酸奶：常見為紙屋形包裝；

• 飲料型酸奶：通常為塑料包裝。

2、測試建議

1）凝固型酸奶及高粘度的攪拌型酸奶（粘度大于3000cP）

• *使用：恒溫下，升降支架與T型轉子（91~96#轉子）聯用進行測試。

  T型轉子本身體型小，適于測試軟固體類樣品或者粘度較高的流體類樣品，但是需要與升降支架聯用才能達到正常的效果。

升降支架


T型轉子
 

• 相關測試方法：

  a) 將T型轉子沒入樣品中，調節好升降支架的上下往復標記位（使轉子的上下移動范圍始終在樣品內部，且不會與容器底部發生接觸；建議在下標記位時轉子與容器有至少1cm的距離，在上標記位時轉子與樣品表面有至少1cm距離）。

  b) 設置轉子。（91~96號，常用為92號轉子，對于較稠的樣品考慮編號更大的轉子）

  c) 設置轉速。通常對于較為粘稠的樣品，應以低轉速為基礎（盡量避免超扭矩等情況的出現），一般設置5RPM以下的轉速。

  d) 運行測試并開啟升降支架的馬達，當讀數穩定后進行讀數。

  e) 建議測試多組數據，再取平均值。

2）比較稀的攪拌型酸奶（粘度100~3000cP）

• *使用：恒溫下，使用LV型通用轉子（61~64#轉子），或小量樣品適配器SSA測試。

  通用轉子或小量樣品適配器SSA本身的測試范圍和適用面比較大。但是對于酸奶而言，由于酸奶本身的特性，相對使用得較少。

LV型通用轉子（61~64#）

小量樣品適配器SSA
 

• 相關測試方法：

  a) 將轉子沒入樣品中，轉子的連接桿上有一個標記位，將標記位置于樣品上平面（液面）即可，樣品應放置于500~600mL燒杯中。

  b) 設置轉子。就通用轉子而言，粘度越低，應選擇其中編號越小的轉子。

  c) 設置轉速。與使用T型轉子的方式相同，盡量先使用低轉速，扭矩不足再適當提高轉速，原則是盡量避免超扭矩情況的發生。

  d) 當測試數據穩定后，讀數即可。

   

3）飲料型酸奶（通常粘度會小于15cP）

• *使用：恒溫下，使用超低粘度適配器ULA測試。

  對于此類酸奶，更確切的說應為乳酸菌型飲料，粘度一般都不會超過15cP。使用通用轉子已無法滿足測試需求，建議使用超低粘度適配器ULA，轉子標號0#。

超低粘度適配器ULA
 

• 相關測試方法：

  a) 將規定量的樣品加入樣品杯中，再將轉子沒入樣品中，固定樣品杯，連接0#轉子。

  b) 設置轉子。在設置轉子中選擇0#轉子。

  c) 設置轉速。由于測試的樣品粘度很低，因此初始轉速建議設置20~30RPM左右，再根據實際情況進行調整。

  d) 當測試數據穩定后，讀數即可。

   

3、備用方法參考

• 攪拌后粘度變動大的攪拌型酸奶

• 此類酸奶的初始粘度較高（粘度大于5000cP），但是剪切變稀明顯，變稀后粘度不到500cP，此類樣品在變稀后再使用T型轉子測試會有一些不穩定，因此可以考慮一些特殊的測試方法。

• 基于攪拌型酸奶屬于一種典型的假塑性流體，受到剪切后有明顯的變稀特性，在變稀的狀態下，可以考慮使用通用轉子或小量樣品適配器SSA進行測試。

• 但是，這樣測量的前提是先將樣品攪動并達到變稀的目的，以適合通用轉子或SSA。由此可知，這樣的測試是在已經改變了樣品初始狀態的條件下進行的，有可能背離了我們測試此類樣品的初衷。因此，一般不建議作為一種通用型方法，而是作為一種備用的方法供選擇。

結論

限于粘度測試本身具有相對性，需要根據樣品本身的流變特性決定；另外，如果改變一種流體的流變性會涉及到具體的產品配方，因此我們無法給出一個固定的測試方法，只能提供一個范圍性的建議，具體的方法（針對于某種樣品具體使用哪支轉子，設定什么轉速等）還是要靠用戶自行摸索和建立，從而形成一個完整的測試體系和方法。