bannerka.ua

Гидролитические процессы дисперсных систем

Гидролитические процессы дисперсных систем.

Образование пищевых эмульсий и их свойства. Гидролитические процессы. Пены и пенообразного структуры в пищевых продуктах (свойства, образования, применения).

1. Образование пищевых эмульсий и свойства

Эмульсии — Дисперсные системы, состоящие из жидкой дисперсной фазы и жидкой дисперсионной среды. Обязательное условие образования эмульсии — нерастворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Обычно эмульсии получают методом механического диспергирования. Для этого используют различные мешалки, смесители, гомогенизаторы, коллоидные мельницы и ультразвук.

Жидкости, из которых получают эмульсии, нерастворимые друг в друге и, следовательно, отличаются по своим свойствам. Практически одной из жидкостей всегда есть вода, а другой — какой-нибудь неполярная, нерастворимая в воде жидкость, например масло. ~

В зависимости от полярности фаз различают два типа эмульсий: 1) прямые (эмульсии 1-го рода), которые состоят из полярного дисперсионной среды (воды) и неполярной дисперсионной фазы (масла), их обозначают условно м / в, 2) обращены (эмульсии 2-го рода) имеют неполярные дисперсионная среда (масло) и полярную дисперсионную фазу (вода), их условно обозначают в / м.

Зависимости от концентрации дисперсионной фазы эмульсии подразделяют на три группы: 1) разбавленные — с концентрацией дисперсионной фазы не более 0,1% от объема эмульсии, 2) концентрированные — с концентрацией дисперсионной фазы от 0,1 до 74% объема; 3) высококонцентрированные — содержащие дисперсионной фазы выше 74% объема.

От концентрации дисперсионной фазы зависят все основные свойства эмульсий, в первую очередь устойчивость эмульсий и методы их стабилизации.

При концентрациях более 90% эмульсии приобретают свойства гелей, поэтому их называют желатинованимы. Они не имеют текучести и не способны к седиментации.

Высококонцентрированные эмульсии, в которых достигнута максимально возможная концентрация дисперсной фазы, называют предельными или предельно концентрированными.

Эмульсии — неустойчивые системы. Эта неустойчивость проявляется в самотеком слиянии капелек дисперсной фазы — коалесценции, что приводит к разрушению эмульсии и разделение ее на два слоя. Устойчивость эмульсии может добавить только третий компонент — стабилизатор или эмульгатор.

ЭмульгаторыЭто растворимые поверхностно активные вещества (ПАВ) и высокомолекулярные вещества (ВМР) или нерастворимые порошкообразные вещества, добавление которых к эмульсий делает их устойчивыми. Роль эмульгатора в образовании стойкой эмульсии заключается, во-первых, в том, что он адсорбируется на границе раздела фаз масло — вода (м / в) и снижает межфазное поверхностное натяжение, то есть поверхностно активным веществом, а во-вторых, концентрируясь на поверхности капелек дисперсной фазы, эмульгатор образует механически прочный слой (пленку). Наличие такой защитной пленки на поверхности частиц дисперсной фазы препятствует их слиянию, т. е. предохраняет эмульсию от коалесценции.

Природа эмульгатора определяет не только устойчивость, но и тип эмульсии. Эмульгаторы, растворимые в воде, способствуют образованию прямых эмульсий (м / в); эмульгаторы, растворимые в неполярных жидкостях, дают обратные эмульсии (в / м).

К представителям эмульсий относится ряд важнейших жиросодержащих продуктов, например молоко, сливки, сливочное масло, сметана и майонез. Жиры — необходимая составная часть продуктов Питания. Они нерастворимы в воде, поэтому лучше усваиваются в эмульгированном состоянии. При употреблении в пищу жидкие или твердые жиры (растительное масло, животные жиры) является организме сначала переводятся в эмульгированных состояние под действием желчи, а затем усваиваются.

В маргариновой промышленности для обеспечения устойчивости маргарина, предупреждения его от расслоения на исходные компоненты — воду и жировую часть — при достаточно интенсивных тепловых и механических воздействиях в него добавляют пищевые эмульгаторы — органические соединения из класса сложных эфиров молекулы которых состоят из полярной (гидрофильной) части неполярной (лиофильной или гидрофобной). Адсорбируясь на границе раздела фаз масло-вода, они образуют мостики, объединяющие эти два вещества, которые не способны взаимно растворяться, или смешиваться в однородную смесь.

Процессы эмульгирования используются также в ликероводочной промышленности, например при производств эмульсионных ликеров. В состав эмульсионных напитков входят молочные продукты, яичные продукты, алкогольные напитки и др.. Об их изготовлении осуществляется эмульгирования сырья, а для придания эмульсии устойчивости в смесь вводятся стабилизаторы.

В кондитерской промышленности при производстве сахарного печенья для приготовления теста процесс осуществляют путем смешивания предварительно подготовленной эмульсии с мукой крахмалом. Эмульсию готовят из воды и всех видов сырья, а исключением муки и крахмала. В эмульсии жир должен равномерно дисперсий в воде, чему способствуют емульсуючи вещества — лецитин яичного желтка, казеин молока и фосфатидного концентрата. Тесто, которое готовится на эмульсии, имеет более однородную консистенцию и лучше формируется.

Пищевые суспензии: их образование и свойства

Суспензии представляют собой дисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой с размерами частиц выше, чем в коллоидных системах, т. е. в диапазоне 10ь6 — 10 4. К ним относятся фруктовые и овощные пасты, помадные конфетные массы, какао тертое и др..

Способы получения и стабилизации суспензий во многом схожи с подобными для коллоидных растворов — золей. Резкое отличие суспензий от коллоидов проявляется в молекулярно-кинетических и оптических свойствах. Явления диффузии и осмоса не свойственны суспензиям, прохождения света через суспензии не вызывает опалесценции, а проявляется в виде помутнения, потому что световые лучи преломляются и отражаются частицами взвеси, а не рассеиваются.

Седиментационная устойчивость суспензий очень мала вследствие крупных размеров частиц. В суспензиях твердые частицы могут находиться во взвешенном состоянии непродолжительное время, оседая под действием силы тяжести. Процессам агрегации частиц в суспензиях способствуют силы притяжения различной природы (силы Вандер-Ва-Альс, электростатические силы, связывание частиц макромолекулами длинноцепочечных соединений).

Агрегатная устойчивость суспензий является результатом действия сил различной природы. Стабилизацию суспензий можно проводить полимерами. При этом не только повышается агрегатная устойчивость, но и замедляется седиментация, поскольку повышается вязкость дисперсионной среды.

Повышение концентрации дисперсной фазы до максимально возможных высококонцентрированных суспензий приводит к образованию паст. Как и исходные суспензии, пасты агрегативно устойчивы в присутствии достаточного количества сильных стабилизаторов, когда частицы дисперсной фазы в них хорошо сольватированные и разделены тонкими пленками жидкости, которая служит дисперсионной средой. Отсутствие свободной жидкой фазы дает таким системам высокую вязкость и некоторую механическую прочность. За счет многочисленных контактов между частицами в пастах может идти образования пространственных структур и наблюдается явление тиксотропии.

Суспензии имеют ряд общих свойств с порошками; эти системы подобные им за дисперсностью. В пищевой промышленности суспензии образуются при получении крахмала, при осаждении осадков в производстве сахара, пива, вина, в кондитерской промышленности и др..

2. Щелочную нейтрализацию полученной смеси, глубокое сушки рафинированной смеси, смешивания с катализатором и непосредственно процесс переэтерификации. Процесс переэтерификации протекает в течение 0,5-1 ч при температуре 80-90 ° С. Расход катализатора 0,9-1,5 кг на 1 т жира. В качестве катализаторов используют метилат и етилат натрия. После завершения переэтерификации катализатор дезактивируют. Полученный готовый продукт промывают и сушат.

Готовые переетерификовани жиры, предназначенные для получения маргариновой продукции, должны иметь следующие показатели: температуру плавления 25-35 ° С; твердость при 15 ° С 30-130 г / м, содержание твердых триацилглицеринов при 20 ° С 6-20%. Переетерификовани жиры специального назначения применяют в хлебопечении, при производстве аналогов молочного и кондитерского жиров и т. д.

Гидролитические процессы

Гидролитични_процесыПроцессы распада (гидролиза) сложных веществ с участием воды и ферментов гидролаз в простых, влияет на вкус (например, гидролиз крахмала до простых сахаров приводит к появлению сладкого вкуса) или на консистенцию (при гидролизе протопектина плоды и овощи размягчаются). Кроме того, улучшается усвояемость пищевых продуктов, поскольку простые вещества, которые образуются, более легко усваиваются организмом человека. При гидролизе крахмал распадается с участием амилаз до декстринов, а затем-до мальтозы и глюкозы сахароза, лактоза и мальтоза — до моносахара; белки — до протеинов и аминокислот при действии протеиназ, жиры — до жирных кислот и глицерина под действием липаз; протопектина — к пектина под действием протопектиназы и т. п.

Сахароза при нагревании с кислотами гидролизуется, образуя инвертный сахар (смесь равных количеств глюкозы и фруктозы):

Гидролитические процессы дисперсных систем

Характерная особенность сахарозы — исключительная легкость ее гидролиза: скорость процесса примерно в тысячу раз больше, чем скорость гидролиза, при тех же условиях таких дисахаридов, как мальтоза или лактоза.

Гидролиз сахарозы может играть негативную роль, например в сахарном производстве, так как при этом увеличиваются потери сахарозы за счет ее распада. При получении сахара измельченный свеклу обрабатывают горячей водой, получая диффузионный сок, в котором растворены сахароза и другие вещества, которые могут оказывать сока кислую реакцию. Для предупреждения гидролиза сахарозы диффузионный сок на первых стадиях очистки нейтрализуют.

При уваривании яблочно-сахарной смеси в производстве фруктово-ягодного мармелада происходит инверсия сахарозы. Образован инвертный сахар предупреждает осахаривания мармеладной массы и образование грубокристаличнои корочки. Однако гидролиз сахарозы не должен проходить чрезмерно глубоко, так как избыток инвертного Сахара может вызвать намокание поверхности мармелада при его хранении.

Гидролитические процессы характерны для животных жиров. Животные жиры представляют собой сложные смеси, главным компонентом которых является глицериды, преимущественно триглицериды, которые способны к взаимодействию с водой, в результате чего происходит расщепление эфирных связей. Реакция гидролиза протекает ступенчато. Сначала от молекул триглицеридов отщепляется один радикал жирной кислоты, в результате образуются диглицериды и жирная кислота.

Гидролитические процессы дисперсных систем

Затем отщепляется друга радикалами и образуется моноглицерид, потом третий, и получается свободный глицерин.

Процесс гидролиза жира приводит к накоплению свободных жирных кислот. Сложные эфирные связи разрушаются ступенчато с медленным образованием ди — и моноглицеринив. Полного расщепления молекул в обычных условиях не происходит. При гидролизе фосфолипидов наряду с указанными веществами образуются фосфорная кислота и аминоспирты. Гидролитической распад липидов в тканях катализируется липолитичнимы ферментами, и его скорость зависит от степени контакта липидов с водой, величины рН, температуры. Хотя оптимальная температура для действия липазы 35-40 ° С, этот фермент активен и в условиях низких температур.

Скорость гидролитического распада жира возрастает при повышении температуры. Однако увеличение скорости гидролиза, вызывается повышением температуры, имеет практическое значение лишь при температурах выше 100 ° С и при длительном процессе. Например, нагрев свиного жира в автоклаве с водой в течение 7 часов при температуре 125 ° С вызывает повышение кислотного числа на 0,64, а при 130 ° С — на 0,98.

Наряду с действием тканевых липаз гидролиз липидов может быть обусловлен липолитичнимы ферментами, продуцирующие микроорганизмами. Инактивация ферментов и удаления влаги в процессе выделения жиров делают их устойчивыми к гидролитического распада.

В технологической практике особо важное значение имеет ускорение гидролитического процесса Распада жира липолитических ферментов (липазы), которые содержатся в жировой ткани. Так, кислотное число свиного жира, свободного от липазы, при 30 ° С через 75 часа. растет всего на 0,36, тогда как кислотное число того же жира при 22 ° С, но в присутствии липазы, увеличивается на 3,9.

Гидролитические процессы протекают в пищевых продуктах под действием ферментов гидролаз. Интенсивность этих процессов определяется химическим составом продукта, наличием и активностью ферментов, условиями хранения. Они могут оказывать положительное и отрицательное влияние на качество продукта. В начале хранения при созревании плодов и овощей происходит гидролиз крахмала в сахара, с протопектина образуется пектин, что приводит к улучшению вкуса и консистенции продукта. К концу хранения при полном гидролизе протопектина мякоть плодов становится мягкой и дряблой. При хранении продуктов, богатых белками, происходит их гидролиз до аминокислот. Гидролитические процессы приводят к улучшению вкуса и запаха продуктов, но часто является причиной значительных потерь пищевых продуктов.

3. Пены и пенообразного структуры пищевых продуктов: образование, свойства, применение.

Пены — Высококонцентрированные дисперсные системы, в которых дисперсное среда — жидкость, а дисперсная фаза — газ. Пузырьки газа в пеналах имеют большие размеры, форму многогранников и отделены друг от друга очень тонкими слоями дисперсионной среды. Для получения пин применяют интенсивное встряхивание или перемешивание жидкости.

Гидролитические процессы дисперсных системСтойкую пену можно получить только в присутствии стабилизатора — пенообразователя. Это связано с тем, что поверхность жидкости сталкивается с газообразную среду, находится в особых условиях по сравнению с основной массой жидкости. Эти условия возникают потому, что молекулы поверхностного слоя жидкости в отличие от молекул, находящихся в глубине, подвергаются неодинаковой притяжению молекул жидкости и газа. Каждая молекула внутри жидкости со всех сторон привлекается соседними молекулами, расположенными на расстоянии радиуса сферы действия межмолекулярных сил (рис. 5.1). В результате силы тяготения компенсируются и равнодействующая этих сил равна нулю. У молекул поверхностного слоя часть сферы действия межмолекулярных сил находится в газовой фазе, плотность которой меньше плотности жидкости, поэтому равнодействующая всех сил притяжения будет направлена внутрь жидкости перпендикулярно к ее поверхности. Вследствие этого поверхностные молекулы жидкости всегда находятся под действием силы, которая стремится втянуть их внутрь. Это приводит к тому, что поверхность жидкости всегда стремится сократиться. Этим объясняется и шарообразная форма капли жидкости (шар имеет минимальную поверхность), и идеально гладкая поверхность жидкости в широкой посуде. При увеличении поверхности некоторое число молекул из глубины жидкости переходит на поверхность. Процесс переноса молекул из равновесного состояния в особое состояние молекул поверхностного слоя требует затраты внешней работы. Работа по увеличению площади поверхности жидкости переходит в потенциальную энергию молекул поверхностного слоя — поверхностную энергию. Последняя, в свою очередь, отнесенная к единице поверхности, называется Поверхностным натяжением.

Пенообразующие вещества уменьшают поверхностное натяжение, облегчают образования пены и придают ей стабильности, потому что они адсорбируются на границе вода — воздух и образуют высоковязкие структурированную пленку, препятствующую стеканию жидкости (рис. 5.2). В этом случае толщина слоя жидкости между пузырьками воздуха уменьшается медленно и пена может существовать длительное время.

Таким образом, образование пены происходит при продувке газа

Через жидкость. Сущность процесса ценообразования. В том, что пузырьки газа, окружены адсорбционным слоем из молекул ПАВ, поднимаются к поверхности жидкости и встречают на ней пленку. Если пленка прочная, то пузырьки скапливаются на поверхности.

В качестве пенообразователей можно использовать различные ЮАР (в том числе мыла, жирные кислоты, спирты и др..). Пены с этими ЮАР высокостойкие, поскольку на поверхностях раздела образуются прочные желеобразные пленки.

Природные ПАВ — это фосфолипиды, яичный белок, смолы, воски и др.. Существует ряд синтетических ПАВ, используемых в хлебопекарной, кондитерской, макаронной и маргариновому производствах. К типичным их представителей относятся спирты, мыла, белки.

Фосфатидного концентрата наиболее широко применяют при производстве хлеба и хлебобулочных изделий, шоколада, мучных кондитерских изделий, маргариновой продукции моноглицериды позволяют существенно замедлить процесс черствения хлебобулочных и учних кондитерских изделий Эфиры моноглицеридов и диацетилвиннои кислоты застосовуюти для улучшения качества хлеба из муки со слабой клейковы ной.

Пенообразователи используют в производстве зефира пастилы, сбивных масс и мачинок, восточных сладостей, халвы и др.. И качества пенообразующих веществ в промышленности используют белок, гидролизаты молочного белка и мыльный корень.

Гидролитические процессы дисперсных системГидролитические процессы дисперсных системГидролитические процессы дисперсных системГидролитические процессы дисперсных системГидролитические процессы дисперсных систем

Tagged with: , , , , , , ,
Posted in Теоретические основы технологии пищевых производств
Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: