Технология продуктов общественного питания 3 (стр. 4 из 5)
Рис. 5. График зависимости изменения рН мясного фарша в процессе нагрева до заданной температуры от исходного рН (температура греющей среды 145 °С)Вопрос № 4
Виды и прочность контактов между частицами и тиксотропия
Тиксотропия — способность некоторых дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать структуру, разрушенную механическим воздействием. Она свойственна дисперсным системам и обнаружена у многих полуфабрикатов и пищевых продуктов.
Реологические свойства продукта во многом определяются его структурой и текстурой. Структура — от лат. structura -совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе; текстура - от лат. textura — ткань, связь, строение.
Многие пищевые массы помимо твердого и жидкого состояний обладают структурами, которые по физическим свойствам занимают промежуточное положение. К ним относятся белковые и углеводные студни, суспензии разной концентрации (пасты, эмульсии, пены и др.).
Наличие внутренней структуры придает таким системам определенные механические свойства — упругость, пластичность, вязкость, прочность, которые объективно характеризуют их консистенцию. Механические свойства зависят от природы входящих в систему веществ и их соотношения, а также от сил взаимодействия между ними.
Таб. 2. Типы дисперсных систем пищевых продуктов (по А. В. Горбатову и др., 1982)
| Дисперсион-ная среда | Дисперснаяфаза | Дисперснаясистема | Продукт (в томчисле сырье,полуфабрикаты) |
| Газ | Жидкость | Жидкий аэрозоль | Экстракт кофе при распылительной сушке |
| Твердое тело | Твердый аэрозоль | Мука при пневмо- транспортировании | |
| Жидкость | Газ | Пена | Белковая пена |
| Жидкость | Эмульсия | Молоко, майонез | |
| Твердое тело | Золь | Какао-масса | |
| Суспензия | Фруктовый сок | ||
| Твердое тело | Газ | Твердая пена, пористое твердое тело | Мороженое, безе, сухари |
| Жидкость | Твердая эмульсия, пористое твердоетело, заполненноежидкостью | Масло, маргарин,овощи и фрукты | |
| Твердое тело | Твердая суспензия | Макаронные изделия, шоколад, карамель |
Таб. 3. Сложные дисперсные системы пищевых продуктов (по Ю. А. Мачихину и др., 1990)
| Продукт | Дисперсная фаза | Дисперсионная среда |
| Шоколад | Кристаллы сахара, твердые частицы какао, пузырьки воздуха | Кристаллическая форма какао-масла |
| Мороженое | Пузырьки воздуха, капельки жира, белковые макромоле- кулы | Кристаллическая водянистая фаза |
| Мякиш хлеба | Пузырьки воздуха, частично кристаллические молекулы крахмала, частицы отрубей | Крахмальный и белковый гель |
| Фрукты, овощи, картофель, зерно, масличные семена | Капельки жидкости, пузырьки воздуха, крахмальные зерна | Целлюлоза, белковая оболочка |
| Мясо | Капельки жидкости, кости, капельки жира | Белковые макромолекулы |
В соответствии с представлениями академика П. А. Ребиндера принято различать два основных типа дисперсных структур: коагуляционную и конденсационно-кристаллизационную. Коагуляционные структуры удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, действующими через жидкие прослойки. Основные условия их образования — неоднородность поверхности соприкосновения частиц и наличие гидрофобных участков, на которых возникают точечные контакты — начальные звенья будущей структуры. Эти структуры могут обладать свойствами неньютоновских жидкостей и сильно изменяются при нагреве, введении ПАВ, изменении кислотности и других воздействиях.
Конденсационно-кристаллизационные структуры образуются в процессе конденсации полимеров или кристаллизации их растворов и расплавов; их существование определяется прочными химическими связями, отдельные частицы срастаются, жидкие прослойки между ними отсутствуют. Системы с такой структурой обладают большей прочностью, хрупкостью и необратимостью при разрушении.
Коагуляционные структуры могут переходить в конденсационно-кристаллизационные в процессе обработки продукта, когда создаются условия для удаления жидких прослоек между частицами, например при сушке или прессовании.
| Дисперсная система | Продукт (в том числе сырье, полуфабрикат) | Типичные реологические свойства | Типичные текстурные признаки продукта |
Чистая жидкость | Вода, спирт, масло | Ньютоновская вязкость | Водянистый, жидкий |
Чистый расплав | Расплавленные жиры (какао-масло), расплавленный сахар | Преимущественно ньютоновская вязкость | Жидкий, густой, маслянистый |
Истинный раствор | Солевые и сахарные растворы, экстракты, пиво, напитки | То же | Жидкий, густой |
Коллоидный раствор | Белковые растворы, мутные фруктовые и ягодные соки | Ньютоновская вязкость, возможны вязкоупругость, тиксотропия | Жидкий, густой слизистый |
Жидко-образная | Суспензии (какао, фруктовые и овощные соки, супы), эмульсии (молоко, сливки, майонез) | Ньютоновская и неньютоновская вязкость, тиксотропия, вязкоупругость | Жидкий, густой, кремообразный, тягучий, вязко-текучий, клейкий |
| Пастообразная | Фруктовое пюре (яблочный мусс), ореховый мусс, творог, фарш | Неньютоновская вязкость, тиксотропия, реопексия, вязкоупругость | Густой, клейкий, кашицеобразный резинообразный, слизистый, тягучий |
Связанная мягкая | Масло, пенная масса, желе, тесто, йогурт, суп, паштет, картофельное пюре | Пластичная вязкость, обратимая и необратимая тиксотропия, упругость, вязкоупругость | Мягкий, мажущийся, скользкий кремообразный, пастообразный, клейкий, эластич ный |
Связанная полутвердая | Мякиш хлеба, вареная колбаса, вареный картофель | Упругость, пластичная вязкость, вязкоупругость | Мягкий, крепкий резинообразный вязкий |
Прочная | Свежие яблоки, груши, картофель, огурцы, мясо, хлебобулочные продукты длительного хранения, шоколад, конфеты | То же | Мягкий, прочный хрупкий, ломкий вязкий |
Твердая | Карамель, зерно, ядра орехов, макаронные изделия, морковь | Упругость, твердость, высокая текучесть и прочность, хрупкость | Крепкий, твердый хрупкий, ломкий стекловидный |
Пищевые продукты, включая сырье и полуфабрикаты, в зависимости от состава, дисперсного строения и структуры обладают различными реологическими свойствами и текстурными отличительными признаками (табл. 2 и 3).
Наиболее сложными реологическими свойствами обладают высококонцентрированные дисперсные системы (табл. 4) с пространственными структурами. Образование и изменение структур, обусловленные физико-химическими, биохимическими, коллоидно-химическими или чисто физическими процессами, всегда приводят к изменениям их реологических свойств.
Задача № 1
Приведите уравнение реакции, с помощью которой можно различить глюкозу и сахарозу.
Решение
Отличить: а) глюкозу от фруктозы и б) сахарозу от мальтозы можно с помощью реакции «серебряного зеркала». Глюкоза и мальтоза дают осадок серебра в этой реакции, а фруктоза и сахароза не реагируют.
Реакция «серебряного зеркала»:
Задача № 2
Определите параметры течения сыпучего материала и сделайте вывод о характере его течения. Если известна зависимость между усилием сдвига и нормальным давлением при движении внутри сухого молока (1), по отношению к стальной поверхности (2).
| 1 | Рк, кПа | 1,25 | 1,88 | 2,63 | 3,31 | 4,38 |
| Fτотр.,кПа | 1,88 | 2,25 | 2,75 | 3,19 | 3,75 | |
| 2 | Рк, кПа | 1,13 | 1,88 | 3,25 | 4,38 | - |
| Fτотр.,кПа | 0,5 | 0,88 | 1,38 | 1,88 | - |
Решение
Когда движение сыпучей массы происходит по поверхности разнородных тел, т.е. осуществляется адгезионное движение, то согласно двучленному закону трения его можно представить следующим образом:
Fтотр.= m×(FNад. + Рвд.),
где m – коэффициент внешнего трения.
Результаты измерений можно представить прямыми 3 и 3`, коэффициент внешнего трения равен тангенсу угла наклона этих прямых; т.е.