Influence of temperature and water content on the rheological properties of Polish honeys

• Autorzy: Bakier S.

Warianty tytułu

PL

Wplyw temperatury i zawartosci wody na wlasciwosci reologiczne polskich miodow

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study was aimed at investigating rheological properties of Polish honeys. In particular, the influence of water content and temperature on honey viscosity was analysed. The measurements were conducted within a wide temperature range from 260 K to 330 K. The water mass fraction in all the investigated honeys was 0.146-0.20 g/g. The rheological measurements were carried out using both cone and plate viscometer and the Searle-type system. The shear rates used were in the range of γ˙ ∈ 〈0.1667; 437.4〉 s-1. In the liquid state all the investigated honeys manifested the properties of a Newtonian fluid. It was found out that the temperature was the parameter that had the most significant effect on honey viscosity. An exponential dependence between honey viscosity and temperature and water content was determined. Making use of multiple regression it was possible to create a mathematical model to describe honey viscosity in the function of temperature and water content. The model took the following form: μ = 1.27 · 1022 ·exp(–38.363W – 0.1398T). The obtained dependence was verified based on the data found in literature on the subject.

PL

Badano właściwości reologiczne wybranych polskich miodów pszczelich. Analizowano wpływ zawartości wody i temperatury na ich lepkość W trakcie pomiarów stosowano szeroki przedział temperatury od 266 do 333 K. Udział masowy wody w badanych miodach wynosił od 0.146 do 0.20 g/ g. Pomiary reologiczne prowadzono w wykorzystaniem układu pomiarowego stożek-płytka oraz w przepływie Sarle,a. Stosowano szybkości ścinania zawarte w przedziale γ˙ ∈ 〈0.1667; 437.4〉 s-1. Wszystkie badane miody w stanie płynnym w zakresie badanych parametrów wykazywały właściwości płynu newtonowskiego i krzywe płynięcia analogiczne jak na rys.1. Stwierdzono, że temperatura jest parametrem wywierającym największy wpływ na lepkość miodów. Występuje przy tym wykładnicza zależność pomiędzy temperaturą i zawartością wody a lepkością miodu – rys. 2, rys. 3 i rys 4. Wykorzystując regresję wielokrotną – wyniki zamieszczone w tabeli 1, wyznaczono model matematyczny opisujący lepkość w funkcji temperatury i zawartości wody w postaci równania: μ = 1.27 · 1022 ·exp(–38.363W – 0.1398T). Porównanie przewidywanych wyników wartości lepkości miodu za pomocą uzyskanego modelu z wartościami uzyskanymi na drodze doświadczalnej przedstawiono na rys. 5. Na rys. 6 przedstawiono również efekt porównania wartości lepkości uzyskiwanej na podstawie powyższego równania z wartościami zaczerpniętymi z bibliografii.

Słowa kluczowe

EN

Polish honey; honey; rheological property; temperature; water content; viscosity; Newtonian fluid; Arrhenius model; sensory quality

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Food and Nutrition Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: 57
• Numer: 2[A]
• Opis fizyczny: p.17-23,fig.,ref.

Twórcy

autor

Bakier S.

• Technical University, Wiejska 45C, 15-351 Bialystok, Poland

Bibliografia

• 1. Anklam E., A review of the analytical methods to determine the geographical and botanical origin of honey. Food Chem., 1998, 63, 549-562.
• 2. Abu-Jdayil B., Al-Majeed Ghzawi A., Al-Malah K.I.M., Zaitoun S., Heat effect on rheology of light- and darkcolored honey. J. Food Engin., 2002, 51, 33–38.
• 3. B akier S., Descriptions on phenomena occurring during the heating of crystallized honey. Acta Agrophysica, 2004, 3, 415-424.
• 4. B akier S., Characteristics of water state in some chosen types of honey found in Poland. Acta Agrophysica, 2006, 7, 7-15.
• 5. B handari B., D’Arcy B., Chow S., Rheology of selected Australian honeys. J. Food Engin., 1999, 41, 65–68.
• 6. Cavia M.M., Fernández-Muińo M.A., Gömez-Alonso E., Montes- Pérez M.J., Huidobro J.F., Sancho M.T., Evolution of fructose and glucose in honey over one year, influence of induced granulation. Food Chem., 2002, 78, 157–161.
• 7. Devillers J., Morlot M., Pham-Delčgue M.H., Doré J.C., Classification of monofloral honeys based on their quality control data. Food Chem., 2004, 86, 305-312.
• 8. Ferguson J., Kembłowski Z., Applied Fluid Rheology. 1991, Elsevier, Applied Science, London, pp. 220-236
• 9. Gómez-Díaz D., Navaza J.M., Quintáns-Riveiro L.C., Effect of water content upon the Galician honey viscosity. Electr. J. Environ. Agricult. Food Chem., 2005, 4, 949-955.
• 10. Junzheng P., Changying J., General rheological model for natural honeys in China. J. Food Engin., 1998, 36, 165–168.
• 11. L azaridou A., Biliaderis C.G., Bacandritsos N., Sabatini A.G., Composition, thermal and rheological behaviour of selected Greek Honeys. J. Food Engin., 2004, 64, 9-21.
• 12. Mendes E., Brojo Proença E., Ferreira I.M.P.L.V.O., Ferreira M.A., Quality evaluation of Portuguese honey. Carboh. Polym., 1998, 37, 219-223.
• 13. Mossel B., Bhandari B., D’Arcy B., Caffin N., Use of an Arrhenius model to predict rheological behaviour in some Australian honeys. Lebens. Wiss. Technol., 2000, 33, 545–552.
• 14. Ollett A.L., Parker R., The viscosity of supercooled fructose and its glass transition temperature. J. Texture Stud., 1990, 21, 355–362.
• 15. Popek S., A procedure to identify a honey type. Food Chem., 2002, 79, 401–406.
• 16. Roos Y.H., Phase transitions and Transformations in Food Systems. 1992, in: Handbook of Food Engineering (eds. Heldman & Lund). Marcel Dekker, Inc., New York, USA, pp. 145-197.
• 17. Rodríguez de G.O., Ferrer B.S., Ferrer A., Rodríguez B., Characterization of honey produced in Venezuela. Food Chem., 2004, 84, 499-502.
• 18. Rüegg M., Blanc B., The Water Activity of Honey and Related Sugar Solutions. Leben. Wiss. Technol., 1981, 14, 1-6.
• 19. Sopade P.A., Halley P., Bhandari B., D’Arcy B., Doebler C., Caffin N., Application of the Williams–Landel–Ferry model to the viscosity–temperature relationship of Australian honeys. J. Food Engin., 2002, 56, 67–75.
• 20. Sopade P.A., Halley P.J., D’Arcy B., Bhandari B., Caffin N., Friction factors and rheological behaviour of australian honey in a straight pipe. Int. J. Food Proper., 2004, 7, 393-405.
• 21. STATISTICA System Reference. Version 7.1. StatSoft Polska, 2002, Kraków.
• 22. Terrab A., González A.G., Díez M.J., Heredia F.J., Characterization of Moroccan unifloral honeys by their physicochemical characteristics. Food Chem., 2002, 79, 373–379.
• 23. Williams M.L., Landel R.F., Ferry J.D., The temperature dependence of relaxation mechanisms in amorphous polymers and other glass-forming liquids. J. Am. Chem. Soci., 1955, 77, 3701-‑3707.
• 24. White J.W., Jr. Honey. Adv. Food Res., 1978, 24, 288–374.
• 25. Yanniotis S., Skaltsi S., Karaburnioti S., Effect of moisture content on the viscosity of honey at different temperatures. J. Food Engin., 2006, 72, 372-377.
• 26. Yoo B., Effect of temperature on dynamic rheology of Korean honeys. J. Food Engin., 2004, 65, 459-463.
• 27. Zaitoun S., Al-Majeed Ghzawi A., Al-Malah K.I.M., Abu-Jdayil B., Rheological properties of selected light colored Jordanian honey. Int. J. Food Proper., 2001, 4, 139–148.