ساختار ژل در فراورده های غذایی
به طور کلی ساختار های غذایی را می توان به ساختار های سیال مانند شیر، ساختار های نیمه جامد مانند سس ها و ساختار های جامد، مانند پنیر های سخت، دسته بندی کرد. در ساختار های سیال غذایی، ذرات درون مایع به فرم نسبتا پایدار قرار دارند و هنگام مصرف رفتار جریانی نیوتنی یا غیر نیوتنی نشان می دهند. به طور کلی در سیال نیوتنی، ویسکوزیته ثابت است ولی در سیال غیر نیوتنی، ویسکوزیته، تابعی از شدت هم زدن خواهد بود. اگرچه در برخی نوشیدنی ها، مانند نوشیدنی ها، با ساختار های ژل ضعیف پایدار شده است ولی در ساختار های نیمه جامد، الزاما رفتار غیر نیوتنی است و ایجاد چنین ساختاری، در بیشتر موارد نیازمند تشکیل ژل است.
فیزیک ژل آبی
ژل ها، ساختارهایی هستند که به واسطه مولکول های خاصی که آن را تشکیل میدهد، با ایجاد ارتباط بین مولکولی یا بین ذره ای، فضایی را ایجاد می کنند تا مولکول های دیگر مانند آب و مولکول های محلول در آن، در آن قرار گیرد. با این حال، شاید به نظر برسد که ساختار کلوئیدی صمغ گوار در آب نیز، یک ساختار ژل باشد ولی در واقع ویژگی اساسی ژل ها، ایجاد تنش تسلیم یا نیاز به نیروی اولیه برای غلبه بر پیوند های بین ذره ای و مولکولی و ایجاد حرکت است. ساختار هایی مثل کلوئید گوار در آب، تنها با ایجاد ویسکوزیته، قوام ایجاد کرده و رفتار غیر نیوتنی نشان می دهد. از آنجا که ساختار های ژل روغنی با نام الئوژل ها نیز وجود دارد، ژل آبی، ژلی است که بر پایه آب ایجاد شده است (الئوژل و کاهش چربی های اشباع).
ژل های شفاف
ژل شفاف، در ساختار ژل دارای نقاط اتصال مشاهده می شود. این نوع ساختار که عمدتا در اطراف یک هسته یونی ایجاد می شود، به دلیل داشتن ذرات خیلی کوچک و اتصالات نقطه ای، امکان عبور و پراکنش نور از ساختار را فراهم می کند. چنین ساختار هایی در تولید محصولات خاص که به ویژه بایستی دارای جذابیت بصری و اهمیت رنگ باشد، حایز اهمیت است رنگ در فرایند، هدف یا آسیب. کاراگینان های نوع کاپا و یوتا مثال هایی از این نوع ژل هستند. کاپا کاراگینان در غلظت های خیلی پایین، ترجیحا در حضور یون پتاسیم، ساختار ژل شفاف و شکننده را ایجاد می کند. یوتا کاراگینان، در حضور یون کلیسم، ساختار ژل شفاف و نرم را تشکیل می دهد. از دیگر نمونه های این نوع ساختار، صمغ ژلان است. ژلان در هر دو نوع با آسیل کم و آسیل بالا امکان ژل دهی دارد. برای تشکیل ژل ژلان با آسیل کم که از نوع سخت و شکننده است، حضور غلظت مناسبی از کاتیون های مانند سدیم، کلسیم، منیزیم و پتاسیم و یا شرایط اسیدی، لازم است. با این حال ژلان با آسیل بالا، نیاز به کاتیون ها برای تشکیل ژل ندارد. هیدروکلوئید های پکتین با متوکسیل پایین و آلژینات نیز، از جمله پلیمر های تشکیل دهنده ژل شفاف در حضور یون های دو ظرفیتی مانند کلسیم هستند. با این حال، پکتین با متوکسیل بالا نیز به دلیل خواص ژل دهی شفاف، در محصولاتی متعدد کاربرد دارد. احتمالا شناخته شده ترین هیدروکلوئید در این گروه، ژلاتین است. ژلاتین به دلیل خواص ژل دهی با کیفیت ذوب ویژه، در پاستیل ها مورد استفاده قرار می گیرد چالش حذف ژلاتین. خواص الاستیک و شفافیت ژل، این پلیمر را به گزینه ای خاص برای این گروه محصولات تبدیل کرده است. آگار، دیگر هیدروکلوئیدی است که در این گروه قرار می گیرد و میتواند ژل شفاف و از نوع ترد ایجاد کند. انتخاب نوع هیدروکلوئید برای کاربرد های خاص، وابسته به شرایط شیمیایی، فیزیک و هزینه تمام شده محصول است.
ژل های مات یا کدر
ساختار ژل مات، به دلیل تجمع توده های مولکول های متراکم پلیمر است. به دلیل تشکیل ذرات بزرگ در ساختار ژل، امکان عبور نور از این ساختار وجود ندارد و پراکنش نور در سطح، باعث مات شدن ژل می شود. مثال های شناخته شده این نوع ساختار، پنیر و ماست است که به دلیل تشکیل ژل توده ای پروتئین های شیر است. هیدروکلوئید دیگری که در این گروه قرار دارد، انواع نشاسته است که به طور گسترده ای در فرمولاسیون های غیر شفاف مانند سس ها و شیرینی ها مورد استفاده قرار می گیرد. ژل های تشکیل شده بر پایه پروتئین های گیاهی نیز در این گروه قرار دارد (نشاسته، ویژگی های صنعتی و محدودیت ها) و (نشاسته سورگوم، همسویی با تغییرات اقلیمی).
