De la-omogenizare cu forfecare înaltă la moara coloidală: caracteristicile reologice de forfecare emulsionante ale PGPR și DMG în sistemele de dressing pentru salate cu fază internă ridicată-în-ulei (W/O)

Emulsiile cu fază internă ridicată de apă-în-ulei (W/O), cu fracții de volum de fază dispersate φₒ mai mari sau egale cu 0,74, constituie baza structurală a sosurilor pentru salate, a alternativelor de maioneză și a tartinelor cu conținut scăzut de grăsimi-. Cu toate acestea, pregătirea lor industrială se confruntă cu o dilemă fundamentală de procesare: modul în care diferențele intrinseci în aportul de energie dintre-omogenizarea cu forfecare ridicată și măcinarea coloidă-cele două tehnologii predominante de emulsionare-se potrivesc cu cinetica de adsorbție interfacială și comportamentul de-construcție a rețelei al emulgatorilor determină în mod direct și stabilitatea emulsificatorilor. Această lucrare analizează sistematic comportamentul interfacial diferențiat și caracteristicile de răspuns la forfecare{10}}poliricinoleatul de poliglicerol (PGPR) și monogliceridele distilate (DMG) în astfel de sisteme dintr-o perspectivă unificată a reologiei de forfecare emulsionante. PGPR, cu cozile sale hidrofobe ale acidului ricinoleic ramificat și grupurile de cap de poliglicerină flexibile, atinge rapid echilibrul de adsorbție la interfața ulei-apă și formează o peliculă interfacială cu modul vâscoelastic de dilatație ridicat, dar prezintă o dependență slabă de istoria forfecare. DMG, în schimb, construiește un schelet de rețea de cristale grase cu proprietăți de recuperare tixotropă prin nucleare in situ și umplere spațială a cristalelor de grăsime la interfață și în faza continuă, dar cinetica sa interfacială este lentă și dependentă puternic de istoria de răcire cu forfecare{{14}cuplată. Sinergia acestor doi emulgatori nu este doar o împerechere complementară a valorilor HLB, ci mai degrabă formarea unei structuri de stabilizare dublă-„film interfacial PGPR (înveliș elastic) + rețea cristalină DMG (schelet de plastic)”-în câmpul curgerii de forfecare. Primul conferă picăturilor o capacitate anti-coalescență, în timp ce cel de-al doilea conferă capacitate de anti-sedimentare și recuperare tixotropă sistemului în vrac. Această lucrare construiește în continuare o diagramă de fază de forfecare emulsionantă folosind densitatea energiei (Eᵥ) și energia de forfecare specifică (SBE) ca parametri duali, dezvăluind granițele aplicabile și relațiile complementare dintre omogenizarea cu forfecare mare (Eᵥ ridicat, timp de rezidență scurt) și frezarea coloidă (timp de rezidență moderat, extensie) în câmpul de curgere {24} compus lung{24} acest sistem, oferind astfel o bază teoretică pentru selecția echipamentelor, proiectarea procesului și optimizarea formulării în producția industrială a sosurilor de salată cu fază internă ridicată W/O.

Emulsiile de fază internă înaltă (HIPE) se referă în mod obișnuit la sistemele de emulsie în care fracțiunea de volum de fază dispersată (φ) depășește 0,74-limita teoretică pentru împachetarea strânsă aleatorie a sferelor rigide uniforme. Dincolo de această fracțiune de volum, picăturile de fază dispersate nu mai sunt unități sferice separate reciproc, ci sunt comprimate și deformate în morfologii poliedrice, cu picăturile adiacente separate doar de o peliculă extrem de subțire a fazei continue. Această geometrie microstructurală unică conferă o suită de caracteristici reologice non-newtoniene-tensiunea de curgere, comportament de forfecare-dițiere și răspuns-ca solid-vâscoelastic, făcând HIPE șabloanele structurale ideale pentru produse alimentare semi{{{9}solide, precum maioneză, maioneze și salate cu conținut scăzut de tartinat.

În cadrul familiei mai largi de HIPE, emulsiile cu fază internă înaltă de apă-în-ulei (W/O) ocupă o poziție distinctă. Spre deosebire de HIPE-urile mai răspândite O/W, emulsiile W/O folosesc apa ca fază dispersată și uleiul ca fază continuă. În industria alimentară, această configurație structurală „apă-în{-ulei” se aliniază bine cu cerințele senzoriale ale sosurilor și tartinelor pentru salate: faza continuă de ulei oferă o senzație în gură bogată,-corpoasă și o eliberare susținută a aromei, în timp ce picăturile de apă dispersate contribuie la o capacitate tactilă răcoritoare la o senzație tactilă răcoritoare și la o capacitate tactilă de împrospătare. formulări. Cu toate acestea, prepararea emulsiilor cu fază internă ridicată W/O este considerabil mai dificilă decât omologii lor O/W. Această dificultate apare din doi factori principali: emulsiile W/O sunt sisteme inerent instabile din punct de vedere termodinamic, iar fracțiunea de volum mare a picăturilor apoase comprimă distanța dintre picături la niveluri sub-micronice, crescând dramatic forța motrice pentru coalescență. În plus, emulgatorii W/O de calitate alimentară nu sunt doar limitati ca varietate, ci sunt predominant surfactanți cu molecule mici-cu rezistență redusă a filmului interfacial, ceea ce face ca stabilitatea pe termen lung în condiții de fază internă ridicată să fie dificil de atins.

În acest context, doi emulgatori ne{0}}ionici-de calitate alimentară-poliricinoleat de poliglicerol (PGPR) și monogliceride distilate (DMG)-au apărut ca o combinație ideală pentru construirea de emulsii stabile cu fază internă ridicată W/O, datorită comportamentului lor interfacial de poziționare complementară. PGPR este unul dintre cei mai importanți emulgatori W/O din industria alimentară, sintetizat prin esterificarea glicerolului polimerizat cu acid ricinoleic condensat. Posedă cozi hidrofobe foarte ramificate și o distribuție largă a grupelor de cap hidrofile. Studiile au demonstrat că PGPR atinge rapid echilibrul de adsorbție la interfața ulei-apă, cu structura sa ramificată-lanțului care conferă filmului interfacial un modul viscoelastic de dilatație interfacial ridicat, capabil să reziste în mod eficient deformării filmului interfacial cauzat de coalescența emulsiei. La o concentrație de PGPR de 4% și fracțiuni de volum de ulei de 0,7–0,8, emulsiile W/O rezultate prezintă un comportament reologic dominant de forfecare-diluare și elastic-, cu procente de recuperare tixotropă de 131,26% și, respectiv, 114,56%.

DMG reprezintă un mecanism de stabilizare complet diferit. Ca monogliceridă distilată molecular cu un conținut de monoester mai mare sau egal cu 90%, DMG are o valoare HLB de aproximativ 3,9–5,3 și posedă activitate interfacială moderată la interfața ulei-apă. Cu toate acestea, capacitatea sa de bază de stabilizare a emulsiilor W/O derivă din comportamentul-constituirii rețelei a cristalelor de grăsime la interfață și în faza continuă. În timpul răcirii, moleculele DMG sunt supuse nucleării și cristalizării in situ la interfața ulei-apă și în faza continuă, formând o structură spațială în care stabilizarea Pickering și stabilizarea rețelei coexistă sinergic. Această rețea de cristale nu numai că previne coalescența picăturilor prin bariere fizice, dar oferă, de asemenea, un stres semnificativ de curgere și o recuperare tixotropă sistemului.

Cercetările anterioare au demonstrat în mod explicit că amestecul PGPR + DMG oferă o stabilitate maximă a emulsiei în sistemele amestecate cu ulei de cocos-ulei de floarea soarelui, cu emulsii stabile W/O formate la o concentrație totală de emulgator de 3%. În sistemele de emulgatori mixte DAG-PGPR, interacțiunea sinergică dintre cristalizarea interfacială și activitatea de suprafață ridicată a PGPR are ca rezultat emulsii cu distribuție uniformă a picăturilor și stabilitate excelentă la îngheț-decongelare. Cu toate acestea, aceste studii s-au concentrat în mare măsură pe parametrii de formulare statică și pe o înțelegere sistematică a modului în care istoricul procesării forfecare-și anume, modul în care caracteristicile câmpului de curgere generate de diferite echipamente de emulsionare afectează cinetica de adsorbție, comportamentul de cristalizare și efectele sinergice ale celor doi emulgatori{{10}.

Această lucrare își propune, dintr-o perspectivă unificată a reologiei de forfecare, să construiască un lanț cauzal complet: echipament de emulsionare → câmp de curgere de forfecare → comportament interfacial → reologie în vrac → stabilitatea produsului. Teza centrală este că sinergia dintre PGPR și DMG nu este o funcție de formulare statică, ci mai degrabă o funcție de răspuns dinamic de forfecare-; alegerea între omogenizarea cu forfecare mare și măcinarea coloidală este, în esență, potrivirea și combinarea „ferestrelor de forfecare” respective ale celor doi emulgatori.

1 Materiale

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (conținut de monoester mai mare sau egal cu 90%, HLB ≈ 3,9–5,3, același furnizor); ulei de floarea soarelui (de calitate alimentară); apă deionizată; sare, zaharoză, gumă xantan (grad alimentar).

2 W/O Sistem de modele de dressing pentru salată

Faza uleioasă: ulei de floarea soarelui cu emulgator mixt PGPR/DMG (concentrație totală 1%–5%, serie de raport PGPR:DMG de la 0:10 la 10:0), dizolvat sub agitare la 70 de grade. Faza apoasa: apa deionizata + sare 1,5% + zaharoza 3% + guma xantan 0,1%, dizolvata sub agitare la 60 de grade. Raportul masei apă-la-ulei: 70:30 (φₒ=0.7) și 60:40 (φₒ {= 0.6), formând două serii.

3 Echipamente de emulsionare și prelucrare

Omogenizarea cu forfecare înaltă (HSH) a folosit un omogenizator digital cu dispersie de-viteză mare (FJ200-SH, Shanghai Huxi), cu parametri de procesare de 8.000-18.000 rpm și durate de 1-5 min. Frezarea coloidală (CM) a folosit o moară coloidă cu recirculare la scară de laborator-(JMS{-50D, Langfang General Machinery), cu decalaj stator-rotor de 100–500 μm, viteza rotorului de 3.000–6.000 rpm și recirculare de 1–5 s. După emulsionare, toate emulsiile au fost răcite rapid la 25 de grade într-o baie de apă cu gheață.

4 Metode de caracterizare

• Morfologia picăturilor:Microscopie optică (BX53, Olympus) la mărire ×400; distribuția dimensiunii picăturilor (d₃,₂) determinată folosind software-ul de analiză a imaginii ImageJ.
• Caracterizare reologică:Reometru rotativ (DHR-2, TA Instruments), geometrie a plăcii paralele de 40 mm (distanță de 1 mm), 25 de grade . Forfecare în stare de echilibru-: 0,01–100 s⁻¹; măturarea amplitudinii: 0,01%–100% deformare la 1 Hz; măturarea frecvenței: 0,1–100 rad/s la 0,1% deformare (în LVR); tixotropie: ciclu de forfecare în trei trepte de 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Reologie dilatativă interfacială:Reometrie interfacială de dilatație bazată pe picătură-pendant (OCA 25, DataPhysics), frecvență de oscilație 5–45 mHz, amplitudine 2%, temperatură 25 grade .
• Analiza cristalizării grăsimii DSC:Calorimetrie diferenţială de scanare (DSC 214 Polyma, Netzsch), viteza de încălzire/răcire 5 grade/min.
• Stabilitate la depozitare:Depozitare la 25 grade/4 grade timp de 30 de zile cu observare vizuală a separării fazelor și coalescenței.

1 Comportamentul interfacial diferențiat al PGPR și DMG la interfața W/O

Măsurătorile reologiei dilataționale interfațale au relevat diferențele esențiale dintre PGPR și DMG la interfața ulei-apă. PGPR atinge rapid echilibrul de adsorbție chiar și la concentrații foarte scăzute (0,1%), modulul său de dilatație interfacial E' prezentând o dependență slabă de frecvență în intervalul de frecvență 5-45 mHz, indicând un caracter elastic-solid al filmului interfacial. Această constatare este în strâns acord cu literatura de specialitate: cozile hidrofobe ale acidului ricinoleic ramificat ale PGPR conferă un modul vâscoelastic de dilatație ridicat peliculei interfaciale, permițându-i să reziste în mod eficient la deformarea interfacială cauzată de coalescența emulsiei. După 15 cicluri de compresie-de expansiune, modulul peliculei interfațale PGPR a prezentat doar o atenuare minoră, confirmând stabilitatea interfațală excelentă-pe termen lung.

DMG a prezentat un comportament interfacial complet diferit. În condiții identice de măsurare, modulul de dilatație al filmului interfacial DMG a fost semnificativ mai mic decât cel al PGPR, cu o dependență pronunțată de frecvență-modulul a crescut rapid la frecvențe înalte și a scăzut la frecvențe joase-indicând un caracter de film dominat de vâscozitate-. Mai critic, atunci când temperatura a fost coborâtă de la 70 de grade la 25 de grade, modulul de dilatație al filmului interfacial DMG a suferit o creștere asemănătoare unui pas, strâns legată de comportamentul său de cristalizare interfacială in situ. Analiza DSC a confirmat această ipoteză: în timpul răcirii, DMG a afișat un vârf exotermic distinct la aproximativ 45-50 de grade, corespunzând nucleării eterogene și cristalizării monogliceridelor la interfața ulei-apă.

Aceste două comportamente interfaciale distincte determină modelele lor de răspuns respective în câmpurile de forfecare. Adsorbția interfacială a PGPR este aproces controlat cinetic: moleculele pot finaliza rapid ajustările conformaționale la sosirea la interfață și pot obține o acoperire de echilibru; în consecință, dependența sa de intensitatea forfeirii este relativ slabă. Comportamentul interfacial al DMG, dimpotrivă, este aproces termodinamic-cinetic cuplat: moleculele trebuie să atingă mai întâi o concentrație critică de suprafață la interfață, urmată de răcire-cristalizată in situ; structura interfacială finală este astfel puternic dependentă de calea istoriei răcirii-de forfecare.

2 Influența tipului de câmp de curgere de forfecare asupra distribuției dimensiunii picăturilor

Omogenizarea cu forfecare ridicată (HSH) și măcinarea coloidală (CM) reprezintă două tipuri fundamental distincte de câmpuri de flux de emulsionare.

HSH aparține categoriei deturbulența inerțială{0}}câmpuri de curgere dominate. Sub rotația cu viteză mare-a rotorului, fluidul suferă fluctuații intense turbulente, cu ruperea picăturilor controlată în primul rând de efortul inerțial turbulent (~ρ(εd)^(2/3)). Caracteristicile de bază ale acestui câmp de curgere sunt: ​​densitatea de energie extrem de mare (10⁶–10⁸ W/m³), timpul de rezidență foarte scurt (de milisecunde până la secunde) și un câmp de curgere dominat de forfecare și turbulențe turbulente.

O moară coloidală, pe de altă parte, aparține categoriei decâmpuri de curgere compuse de forfecare extensiv-. În spațiul rotor-stator, fluidul suferă acțiunea combinată a fluxurilor intense de extensie și forfecare, iar mecanismul de rupere a picăturilor este considerabil mai complex. În comparație cu HSH, CM prezintă o densitate de energie moderată (10⁵–10⁷ W/m³) dar un timp de rezidență substanțial mai lung (de la secunde la minute), cu o componentă semnificativă a debitului extensiv.

Tabelul 1 Comparația caracteristicilor câmpului de curgere: omogenizare înaltă-forfecare vs. moara coloidală

Rezultatele experimentale au demonstrat că atunci când se folosește PGPR singur ca emulgator, HSH la 18.000 rpm timp de 3 minute a dat o distribuție a picăturilor cu d₃,₂ ≈ 8-12 μm, cu morfologie regulată a picăturilor și o distribuție îngustă a dimensiunilor. Când tratamentul CM a fost aplicat la un aport de energie comparabil, dimensiunea medie a picăturilor a crescut la 15-20 μm, dar distribuția dimensiunilor a fost mai largă, prezentând un caracter bimodal distinct-un vârf principal la 10-15 μm și un vârf secundar la 25-35 μm.

Introducerea DMG a schimbat fundamental această imagine. Într-un sistem amestecat PGPR:DMG=7:3 (concentrație totală 3%), diferența de dimensiune a picăturilor dintre HSH și CM sa redus semnificativ: d₃,₂ ≈ 10 μm pentru HSH și ≈ 12 μm pentru CM, reducând raportul de la aproximativ 1,8× (numai PGPR) la aproximativ. Mai important, stabilitatea la depozitare (30 de zile, 25 de grade ) a emulsiei produse de CM-a fost net superioară celei a produsului HSH-indicele de destabilizare al primului a fost doar aproximativ 40% din cel din urmă.

3 Mecanismul de răspuns la forfecare-al structurii de stabilizare duală „PGPR Interfacial Film + DMG Crystal Network”

De ce demonstrează CM un avantaj relativ atât de pronunțat în sistemul mixt PGPR/DMG? Răspunsul constă în răspunsurile diferențiate ale celor doi emulgatori la istoria de forfecare și caracteristicile unice ale câmpului de curgere CM care se potrivesc exact cu „ferestrele de forfecare” respective.

Adsorbția interfacială a PGPR este un proces cinetic rapid. Fie în turbulența la scară de milisecunde-a HSH sau în fluxul de forfecare-extensional-la a doua-scara de CM, moleculele PGPR pot finaliza rapid adsorbția pe suprafețele picăturilor proaspăt generate, formând o peliculă interfacială elastică. Cu toate acestea,capacitatea de auto--vindecare a peliculei interfațale PGPR împotriva deteriorării mecanice este limitată. În condițiile de turbulență extremă ale HSH, picăturile în curs de dezvoltare sunt supuse unor cicluri repetate de rupere-coalescență-re-rupere, filmul interfacial fiind rupt și reconstruit continuu, ceea ce duce la scăderea eficienței emulsionării marginale.

DMG, dimpotrivă, necesită un mediu cuplat fundamental diferit de „răcire prin forfecare-. Condițiile preliminare pentru ca DMG să își exercite funcția de stabilizare la interfață și în faza continuă sunt: ​​(1) moleculele trebuie să aibă suficient timp pentru a atinge o concentrație critică de suprafață pe suprafața picăturilor; (2) picăturile trebuie să mențină stabilitatea morfologică sub forfecare adecvată pentru a oferi șabloane de nucleare pentru cristalizarea interfacială; (3) viteza de răcire trebuie să fie moderată pentru a permite creșterea adecvată a cristalelor fără agregare excesivă.

Caracteristicile câmpului de curgere ale HSH-densitate mare de energie, timp de rezidență extrem de scurt, turbulență puternică-contrad practic toate cerințele DMG.În HSH, durata de viață a picăturilor individuale este extrem de scurtă (milisecunde până la secunde), iar moleculele DMG au timp insuficient pentru a se acumula la interfață, cu atât mai puțin nuclearea interfacială completă și creșterea cristalelor. Căldura de frecare substanțială generată de HSH necesită suplimentar o compensare suplimentară de răcire externă, comprimând și mai mult fereastra de cristalizare a DMG.

Caracteristicile câmpului de curgere ale CM-densitate de energie moderată, timp de rezidență mai lung, componentă de curgere extensivă semnificativă-satisfăcă toate cerințele DMG.În fluxul gol al CM, picăturile suferă o deformare extensivă graduală; creșterea suprafeței are loc sincron cu difuzia de suprafață a DMG, oferind condiții cinetice ideale pentru cristalizarea interfacială. Sub flux extensial, picăturile se sparg printr-un mecanism de alungire-în formă de „halteră-în formă de rupere, producând picături fiice de morfologie obișnuită și dimensiune uniformă, ceea ce facilitează construcția uniformă ulterioară a rețelei cristaline. Mai important, timpul de rezidență mai lung al CM permite DMG o oportunitate ample de a finaliza nuclearea cristalului și creșterea inițială în faza continuă, formând o structură spațială în care stabilizarea Pickering și stabilizarea rețelei coexistă sinergic.

Rezumam acest mecanism ca fiind„Film interfacial PGPR (înveliș elastic) + rețea de cristal DMG (schelet de plastic)” model de stabilizare dublă. În acest model, PGPR oferă primul nivel de protecție-dotând fiecare picătură cu o peliculă interfacială elastică care rezistă coalescenței; DMG oferă al doilea nivel de protecție-construind un schelet de plastic de rețele de cristal între picături, dotând sistemul cu capacitate de anti-sedimentare și performanță de recuperare tixotropă. Existența acestei structuri duale a primit sprijin indirect din literatura de specialitate: studiile asupra sistemelor de emulgatori mixte DAG-PGPR au arătat că interacțiunea sinergică dintre cristalizarea interfacială și activitatea de suprafață ridicată a PGPR are ca rezultat emulsii atât cu distribuție uniformă a picăturilor, cât și stabilitate excelentă la îngheț-; în PGPR-conținând emulsii W/O, grăsimea interfacială face ca picăturile să acționeze ca umpluturi active, întărind rigiditatea și duritatea sistemului.

4 Construcția diagramei fazei de forfecare emulsionante și a criteriilor de selecție a procesului

Pe baza rezultatelor experimentale sistematice, am construit o diagramă de fază de forfecare emulsionantă folosind densitatea energiei (Eᵥ) și energia de forfecare specifică (SBE) ca parametri duali, delimitând granițele aplicabile și relațiile complementare dintre HSH și CM în acest sistem.

Tabelul 2 Diagrama fazei de forfecare emulsionante pentru emulsii cu fază internă ridicată amestecate PGPR/DMG W/O

Fereastra Ieste potrivit pentru sosurile de salată care necesită fluiditate mare și performanțe excelente de extrudare. Aici, PGPR este emulgatorul dominant (mai mare sau egal cu 80%), cu o cantitate mică de DMG care asigură stabilizare auxiliară. Densitatea mare de energie a HSH poate rafina în mod adecvat picăturile, în timp ce conținutul scăzut de DMG asigură că efectele termice ale HSH nu perturbă rețeaua cristalină slabă. Emulsia rezultată are o tensiune de curgere de aproximativ 50–150 Pa și o recuperare tixotropă de aproximativ 80%–100%, potrivită pentru produsele stoarse îmbuteliate.

Fereastra IIreprezintă regiunea optimă de complementaritate între HSH și CM. Conceptul de bază al acestei strategii este utilizarea HSH pentru ruperea eficientă a picăturilor primare, urmată de CM pentru a realiza rafinarea structurală secundară-inclusiv omogenizarea dimensiunii picăturilor și construcția direcțională a rețelei cristaline DMG. Experimentele au confirmat că un proces în tandem de „pre-emulsionare HSH (18.000 rpm, 1 min) + rafinare cu recirculare CM (3.000 rpm, 3 treceri)” poate obține simultan atât finețea picăturilor (d₃,₂ ≈ 10–15 μm3}, cât și stabilitate de depozitare pe termen lung (10–15 μm)3} indice de destabilizare < 5%). Acest proces este potrivit pentru sosurile de salată și pentru produsele de întindere cu cerințe exigente de stabilitate la depozitare.

Fereastra IIIeste regiunea în care efectul de rețea de cristal DMG este pe deplin realizat. Timpul de rezidență mai lung și caracteristicile de curgere extensivă ale CM oferă DMG oportunități ample de a construi o rețea cristalină completă la interfață și în faza continuă. Emulsia rezultată poate atinge o tensiune de curgere de 200–400 Pa, o recuperare tixotropă care depășește 120% și caracteristicile corporale pronunțate din plastic-caracteristicile-menținând forma în condiții statice (cresturi distincte după scoatere) în timp ce prezintă rezistență vâscoasă moderată în timpul împrăștierii dinamice. Această fereastră este potrivită în special pentru produse tartinabile congelate/refrigerate și alternative de unt pe bază de plante-care necesită o capacitate mare-de reținere a formei.

Fereastra IVindică faptul că simpla prelungire a timpului CM sau creșterea vitezei rotorului nu poate compensa deficiențele structurale cauzate de dozarea insuficientă a PGPR sau de condițiile inadecvate de cristalizare a DMG.

5 Analiza cantitativă a comportamentului de recuperare tixotropic și îmbunătățirea sinergică PGPR/DMG

Comportamentul de recuperare tixotropic este un indicator de bază pentru evaluarea calității utilizării sosurilor și tartinelor pentru salate-produsul trebuie să prezinte o bună curgere atunci când este stors dintr-o sticlă sau întins pe pâine, dar trebuie să-și recupereze rapid structura solidă-după extrudare sau răspândire pentru a preveni colapsul și exudarea uleiului.

Emulsiile care conțin numai PGPR au prezentat o recuperare tixotropă de aproximativ 70%–85%, cu o rată de recuperare lentă (timp caracteristic ~120–200 s). Emulsiile care conțin numai DMG nu au putut forma o buclă de histerezis tixotropă completă din cauza picăturilor grosiere și coalescenței severe (recuperare<50%). When the two were blended at a 7:3 ratio, the thixotropic recovery could reach 130%–140%-exceeding the theoretical upper limit of 100% and indicating that the recovered structure was stronger than the initial structure-with a substantially accelerated recovery rate (characteristic time ~20–40 s). This counterintuitive "super-complete recovery" phenomenon suggests that further structural reinforcement occurs during the recovery process: the DMG crystal network continues to evolve toward a more ordered structure under static conditions, while the PGPR interfacial film preserves droplet integrity throughout this evolution.

Din perspectiva unificată a reologiei de forfecare emulsionantă, această lucrare dezvăluie mecanismul sinergetic și caracteristicile de răspuns la forfecare- ale PGPR și DMG în sistemele de sos de salată cu fază internă ridicată W/O, oferind următoarele îndrumări pentru prepararea industrială:

Principii de selecție a echipamentelor:Produsele cu -fluxabilitate ridicată sunt cel mai bine produse prin procesarea HSH într-un singur-pas; Produsele cu stabilitate medie-și-înaltă sunt recomandate pentru procesarea în tandem HSH + CM; Produsele de înaltă formă-holding sunt pregătite optim utilizând procesarea CM-dominantă cu mai multe treceri-.

Principii de proiectare a formulării:Formulările cu raport ridicat de PGPR ar trebui să fie asociate cu densitatea ridicată de energie a HSH; Formulările cu raportul PGPR mediu-și{-scăzut ar trebui să fie corelate cu câmpul de flux de forfecare extensiv-al CM; pentru fiecare creștere cu 10% a proporției DMG, se recomandă prelungirea timpului de rezidență CM cu aproximativ 20% sau creșterea recircularei CM cu o trecere suplimentară.

Direcțiile viitoare de cercetare pot include: extinderea metodologiei diagramei de fază de forfecare dezvoltată în acest studiu la alte sisteme de emulsie alimentare W/O (de exemplu, margarină, smântână pentru frișcă non-); utilizarea tehnicilor de împrăștiere cu unghi mic-in situ și de reflectometrie a neutronilor pentru a elucida cinetica de cristalizare interfacială a DMG în condiții de răcire de forfecare-; și compararea procesului tandem HSH + CM cu tehnologii emergente, cum ar fi emulsificarea microfluidică, pentru a explora precizia maximă de control care poate fi atinsă în prepararea emulsiilor W/O cu fază internă ridicată.

Acțiunea sinergică a PGPR și DMG în sistemele de sos pentru salate cu fază internă ridicată W/O reprezintă un mecanism de stabilizare complementar, dinamic, dependent de-istoria-de forfecare, bazat pe mecanisme fizice fundamental diferite-viscoelasticitatea filmului interfacial față de construcția rețelei de cristal. Alegerea între omogenizarea cu forfecare mare și măcinarea coloidală este, în esență, potrivirea „ferestrelor de forfecare” respective ale celor doi emulgatori: HSH se potrivește cu adsorbția interfacială rapidă a PGPR, în timp ce CM se potrivește cu cristalizarea nucleării interfaciale și construcția rețelei a DMG. Utilizarea în tandem a celor două tipuri de echipamente constituie o soluție de inginerie care împacă eficiența cu calitatea. „Diagrama fazei de forfecare emulsionante” construită în acest studiu oferă o bază teoretică sistematică și îndrumări practice pentru selecția echipamentelor, proiectarea procesului și optimizarea formulării emulsiilor W/O cu fază internă ridicată în industria alimentară.