せん断変形によるホイップクリームの微視的破壊挙動

抄録

ホイップクリームは部分合一した脂肪球の凝集体が気泡を抱き込むことで形成される。その破壊挙動は脂肪球の凝集状態によって影響を受けると考えられる。本研究では蛍光コロイド粒子をホイップクリーム中に分散させ、せん断変形下においてその運動を追跡することにより、破壊がどのように発生・進行するのか明らかにすることを目的とした。直径0.5μmのコロイド粒子を雪印メグミルク ホイップ 植物性脂肪40%に分散させ、ハンドミキサーを用いてホイップすることによりホイップクリームを得た。顕微鏡上に設置したレオメーターにホイップクリームをセットし、振動せん断変形を与えながらコロイド粒子の運動を顕微鏡下で観察した。コロイド粒子の運動は動画として記録し、ゼロひずみ点におけるコロイド粒子の位置を追跡することにより、振動せん断変形下におけるホイップクリームの破壊挙動を調べた。振動ひずみの増大に伴いコロイド粒子の変位が徐々に大きくなり、同時に複素弾性率における非線形挙動の発現がみられたことから、コロイド粒子の運動がホイップクリームの破壊挙動を反映することがわかった。コロイド粒子の運動には異方性があり、破壊初期にはせん断変形に対し直行方向に大きな変位を示した。このことからホイップクリームの破壊も異方的であることが示唆された。その後、せん断ひずみ増大によりせん断方向にも破壊が進行することが示唆された。