Abstract
The steady shear and small amplitude oscillatory dynamic rheological properties of citrus pectin $([\eta]=3.75\;dL/g)$ were characterized for a wide range of pectin concentrations $({\sim}6%)$. The typical power-law flow was observed above 2.0% concentration, and the shear rate dependence of viscosity increased with pectin concentration. The transition from dilute to concentrated regime, determined from the double logarithmic plot of ${\eta_{sp.o}}\;vs\;C[\eta]$, occurred at a critical coil overlap parameter $C^{*}[\eta]\approx4.0$, at which ${\eta_{sp.o}}$ corresponded to approximately 10.0. The slopes of ${\eta_{sp.o}}\;vs\;C[\eta]$, at $C[\eta]\;at\;C[\eta]C^{*}[\eta]$were 1.1 and 4.5, respectively. The steady viscosity $(\eta)$ displayed a good superposition at ${\eta}/{\eta}_o\;vs\;{\gamma}/{\gamma}_{0.8}$ relation with an exception of high concentration (6%), which arised from the significant deviation of flow behavior index (n values of $\eta_{a}=K\gamma^{n-1}$) at high concentration. Dynamic measurements showed that the loss modulus $(G^{\prime\prime})$ was much higher than the storage modulus $(G^\prime)$for all concentrations studied, indicating predominant viscoelastic liquid-like behavior of pectin solutions. The frequency dependence of $G^\prime$ was higher than that of $G^\prime\prime$ at the same concentration, whose trend was more pronounced with decreasing pectin concentration. The shear viscosity $(\eta)$ was almost identical to the complex viscosity $(\eta^{*})$ at low concentration, following the Cox-Merz rule, but they became increasingly different at high concentration.
고유점도가 3.75 dL/g인 감귤류 펙틴 용액의 전단점도 및 점탄성에 대한 농도의존성을 연구하였다. 전형적인 자수법칙 흐름 현상이 2.0% 이상의 펙틴 농도에서 관찰되었으며, 전단점도의 전단속도 의존성은 농도의 증가에 따라 더욱 뚜렷하게 나타났다. ${\eta}_{sp.o}$ 대 $C[\eta]$를 양대수 좌표에 그렸을 때 묽은 영역에서 진한 영역으로의 전이를 나타내는 $C^{*}[\eta]$는 약 4.0이었으며, 이때 ${\eta}_{sp.o}$의 값은 약 10.0을 나타내었다. 묽은 용액$(C[\eta]과 진한 용액$(C[\eta]>C^{*}[\eta])$에서 ${\eta}_{sp.o}$ $C[\eta]$의 기울기는 각각 1.1과 4.5였다. 전단점도를 ${\eta}/{\eta_0}$ 대 ${\gamma}/{\gamma}_{0.8}$에 대하여 그렸을 때 $2{\sim}5%$의 농도에서는 잘 중첩되었으나, 6%의 고농도에서는 중첩곡선에서 벗어나는 현상을 보였다. 펙틴 용액의 점탄성을 조사한 결과 전 농도범위에서 손실탄성률$(G^{\prime\prime})$의 값이 저장탄성률$(G^\prime)$보다 훨씬 높은 값을 보여 점성이 전체 점탄성을 지배하는 것으로 나타났다. 저 농도에서 전단점도는 복소점도와 거의 비슷한 값을 보여 Cox-Merz 법칙에 잘 부합하였으나, 농도가 높아질수록 두 값은 차이를 보였다.