CC BY
43
-4,19%
^мия. —
ни
[02.612
!ршине :ть его [змере-
иняты-
бности
звторя-
сазыва-
харак-
иметру
значе-ше ЧП от 21,9 [от 24,0
цечной части, в этом шмень-ся нео-Ьечной
логиче-:редней шща и шка. о зави-длины теризу-куки и ютовая, меет в
ie каче-
аблица 2
нка гис-?огиче-ской уктуры,
балл
2,00
2,50
2,30
2,12
2,48
а. Уста-:зульта-уры мы-
шечной ткани. Наибольшему ЧП, обнаруженному у сазана, соответствует самая высокая оценка гистологической структуры мышечной ткани, наименьшему ЧП — самая низкая.
Четкой зависимости ЧП и ВУС не обнаружено, что можно объяснить сравнительно низкой чувствительностью метода определения ВУС.
ВЫВОДЫ
1. Установлена зависимость реологических характеристик рыбы от ее геометрических размеров.
2. Показано; что внедрение инструментального метода контроля консистенции мяса рыбы позво-
лит с высокой степенью точности определять качество рыбы-сырца.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сафронова Т.М. Органолептическая оценка рыбной продукции: Справочник. — М.: Агропромиздат, 1985. — 216.с.
2. Рехива Н.И., Агапова С.А. Об определении ВУС рыбного фарша // Рыбное хоз-во. — 1972. — № 5. — С. 67-68.
3. Алтуфьев Ю.В. О возможной оценке степени миопатии русского осетра / / Экологические проблемы реки Урал и пути их решения. Ч. 2. — Гурьев, 1989. —* С. 3-4.
Кафедра технологии рыбных продуктов
Поступила 26.04.95
[635.21.002.3:664.8 ].004.4
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
С.В. МУРАШЕВ, Е.И. КИПРУШКИНА,
B.C. КОЛОДЯЗНАЯ
Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий
При выборе технологических режимов хранения растительной продукции, обеспечивающих минимальные потери и максимальное сохранение пищевой и биологической ценности продукта, важное значение имеет сохранение нативной структуры ткани. Для изучения структурных изменений растительной ткани картофеля выбран метод многократного нарушенного полного внутреннего отражения МНПВО как разновидность инфракрасной спектроскопии. Он позволяет в отличие от спектроскопии на просвет исследовать сильнопоглощающие объекты растительного происхождения независимо от их толщины. За счет усиления полос поглощения в результате многократного отражения излучения от границы раздела элемент МНПВО—исследуемый материал становится возможным анализировать состояние компонентов химического состава растений. В данной работе расшифровываются и интерпретируются спектры паренхимных тканей картофеля в зависимости от физиологического состояния клубней.
Исследования проводили на спектрофотометре марки ”Specord-M80” (Германия) в частотном диапазоне 4000-800 см-1. В качестве элементов МНПВО использовали германиевые призмы с углом падения луча 45 град, время интегрирования составляло 3 с, а ширина щели монохроматора 12 см *. Объектом исследования выбран картофель сорта Детскосельский, выращенный по общепринятой технологии. Для снятия И К-спектров использовали здоровые клубни картофеля и клубни, пораженные грибом Fusarium solani. Образцы вырезали из столонной части клубня. Препарирование тонких срезов здоровых паренхимных тканей картофеля осуществлялось на гильотине, размер срезов составлял 30x10 мм при толщине 0,5 мм. Срез помещали между оптическим элементом и
стальной полированной пластиной и в таком положении подвергали сдавливающему механическому воздействию в прессе с усилием 70,0 кг/см2. Это позволяло получить надежный оптический контакт: элемент—срез. Пораженные ткани механическому воздействию не подвергали. Избыточная влага удалялась как из здоровых, так и из пораженных тканей в вакуумном шкафу при 30°С в течение 30 мин, давление остаточных паров 10 мм рт.ст. Кроме клеточных тканей картофеля исследовали также тканевый сок из растертых в охлажденных фарфоровых ступках здоровых и пораженных клубней, отфильтрованный и вакуумирован-ный при тех же параметрах. Площадь контакта: элемент—исследуемый образец во всех экспериментах была одинаковой и составляла 3 см. При исследовании фильтрата растительных тканей добавляли внутренний стандарт; роданид калия из расчета 2% к сухому веществу.
Рис. 1
На рис. 1 представлены спектры здоровых (а), пораженных (б) образцов картофеля и образцов, взятых из пораженного клубня на переходных участках, где заболевание еще визуально не фиксировалось (в). Сопоставление данных спектров позволяет сделать ряд существенных заключений о структурной деградации паренхимных тканей картофеля в процессе хранения. Как следует из рис. 1, в спектре пораженных тканей в области
обертонных колебаний появляется полоса поглощения при 3660 см-1. Поглощение в этой области спектра, точнее при частотах более 3600 см 1, указывает на появление в конденсированной фазе гидроксильных групп, не связанных водородными связями [1]. Изменение интенсивности данной полосы поглощения труднее объяснить, так как гидроксилы, поглощающие в этом частотном диапазоне, в большом количестве входят в состав полисахаридов и имеют различную ориентацию в молекуле.
Появление свободных гидроксильных групп сопровождается уменьшением поглощения в области 3500-3200 см"1, соответствующего преимущественно поглощению воды. Уменьшение влагоудерживающей способности указывает на разрушение коллоидов картофельных тканей.
В области 1700-1500 см"1 поглощают многие компоненты химического состава клубней: пептиды, сорбированная вода, органические кислоты и некоторые другие соединения. По форме и интенсивности этих полос поглощения можно судить об изменениях, происходящих в тканях растительного объекта. По мере разрушения клеточных тканей происходит образование двух ярко выраженных пиков поглощения белков при 1650 (амид I) и 1550 см~* (амид II) за счет, видимо, дополнительных пептидов грибов, поражающих растительные ткани. В спектрах же фильтрата здоровой паренхимной ткани (рис. 2, а) эти полосы поглощения не проявляются.
Рис. 2
Разрушение структуры растительной ткани сопровождается появлением пика при 1465-1460 см"’1 и ослаблением пика поглощения при 1405 см-1 (рис. 1). Первый диапазон поглощения характерен для деформационных колебаний —С—Н в метальной и метиленовой группах. Так, частоте 1460 см*1 соответствуют, деформационные колебания <5„„„
(С—Н) в —СП,, а частоте 1465 см
(С-Н)
в —СН2—. Эта частота поглощения присутствует в здоровых и пораженных клубнях, только в первом случае она экранируется'более интенсивным поглощением при 1405 см'1, которое ослабевает при разложении ткани. Полосу поглощения при 1405 см~] следует отнести к соединениям, содержащим метиленовую группу с активным атомом водорода, как это имеет место, например, в — ~СН2СО—•. Такие атомы водорода присутствуют во всех углеродах, в частности в крахмале, а также
целлюлозе и пектинах, формирующих стенки клеток. Следовательно, значительное ослабление интенсивности поглощения при 1405 см 1 в спектрах пораженных тканей. связано с разобщением клеточных структур, нарушением мембранного матрикса.
Для пораженных образцов свойственно также усиление интенсивности полосы поглощения при 1250 см \ характеризующее колебания <5(0—Н) во вторичных спиртах, входящих в состав молекул галактуроновой кислоты. Пектины же в свою очередь состоят из молекулярных цепочек галактуроновой кислоты. Увеличение интенсивности данной полосы поглощения свидетельствует о деструкции пектиновых веществ.
При разрушении тканевой структуры ослабевает поглощение в диапазоне частот 1110-1000 см""1, связанном со скелетными колебаниями, в которых участвуют атомы углерода и кислорода. При этом валентные колебания глюкозного и глюкозидного мостика можно представить, рассмотрев группы атомов С[ОС5, С2С3С4 и ^ОС^ как нелинейные трехатомные молекулы. Полосы поглощения при 1035, 1015 и 1000 см* следует рассматривать как проявление взаимодействия С—С. и С—О валентных колебаний, а также СН— и ОН— деформационных колебаний, свой вклад вносит также часть колебаний углеводного кольца. Ослабление всех вышеназванных колебаний указывает на деградацию полисахаридных структур клеточных стенок.
Для спектров МНПВО фильтратов, выделенных из здорового и пораженного картофеля, характерен ряд существенных отличий в сравнении со спектрами клеточной ткани. Так, если в тканях по мере разрушения структуры из одного пика поглощения при 1700-1500 см-1 образуется два пика, то в спектрах фильтратов происходит равномерное уменьшение интенсивности данной полосы поглощения. Видимо, азотсодержащие вещества, поглощающие в этом диапазоне, отделяются при фильтрации. Другое существенное отличие состоит в усилении поглощения при 1405 и 1110—1000 см 1. В процессе хранения происходит превращение протопектина в растворимый пектин, в результате доля последнего значительно возрастает. Увеличение количества растворимого пектина вследствие деградации клеточных стенок связано с усилением указанных полос поглощения.
Проведенные исследования выявили наиболее информативные участки спектра, свидетельствующие об изменениях физиологического состояния клубней картофеля:
в области обертонных колебаний появляется полоса поглощения при 3660 см*1, характеризующая возникновение гидроксилов, не связанных водородными связями;
деградация пектиновых веществ, сопровождающаяся уменьшением влагоудерживающей способности растительной ткани, проявляется ослаблением поглощения в частотном диапазоне 3500-3200 см"1;
при нарушении растительной структуры происходит изменение формы и интенсивности полосы
ПОГЛОІ ИНТЄНІ В СП' П0ГЛ01 трах з сивны активі при клубні при 12 уме
в.п. д
Инститг
Москові
Электре
В ря раство
НИИ 01
ских Зі Изуі отвари когда может наибо,г ванию, исходи ные па довали снижеі этих ф Для ратов нитрат риваш вием л резуль' ную с клеточ: Диффу элемен
ДЛЯ ДВЇ
называ чем бы темпер; разделї дукта ( нем ш через п Проц ность п
где
Если О — к!
№И КЛе-:НИе ИН-:пектрах [ем кле-эго мат-
0 также ния при )—Н) во молекул ЗОЮ оче-лактуро-:ти дан-деструк-
слабева-100 см”1» которых [ри этом
13ИДНОГО
группы 1нейные ния при вать как | валент-юрмаци-«е часть ше всех деграда-стенок. елейных характе-ении со канях по са погло-пика, то омерное :ы погло-а, погложи филь-эстоит в 300 см"1, ращение зультате /величе-педствие илением
ииболее
льствую-
5СТОЯНИЯ
является
геризую-
йзанных
шождаю-[ способ-ослабле-:е 3500-
ы проис-
1 полосы
поглощения 1700-1500 см *: образуются два менее интенсивных пика при 1650 и 1550 см
в спектрах пораженных тканей появляются пики поглощения при 1465-1460 см , которые в спектрах здоровых тканей маскируются более интенсивным поглощением при 1405 См” (колебание активного атома водорода в метиленовых группах);
при изменении физиологического состояния клубней усиливается интенсивность поглощения при 1250 см*1;
уменьшается поглощение при 1110-1000 см ’;
пики поглощения при 1405, 1250 и 1110-1000 см 1 фильтрата из пораженных тканей увеличиваются, что указывает на распад протопектина и увеличение доли растворимого пектина.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кросс А. Введение в практическую йТС-спектроскопию. — М.: Мир. 1961. — 214 с.
Кафедра общей холодильной технологии
Поступила 21.11.94
641.17:546.175
ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ЭКСТРАКЦИИ НИТРАТОВ ПРИ ОТВАРИВАНИИ МОРКОВИ
В.П. ДЕРЯГИНА, Ю.В. ДЕРЯГИН
Институт питания Российской академии медицинских наук
Московский государственный институт электроники и математики
В ряде работ [ 1 -4] переход нитратов (или других растворимых компонентов) в воду при отваривании овощей рассматривается на основе физических законов массопереноса.
Изучали динамику экстракции нитратов при отваривании моркови. Рассматривали ситуацию, когда исходная концентрация нитратов в воде может быть произвольной, тогда как в работе [4], наиболее тесно примыкающей к нашему исследованию, она предполагается нулевой. Наряду с исходными технологическими вводили обобщенные параметры, играющие роль факторов, и исследовали эффективность процесса с точки зрения снижения концентрации нитратов в терминах этих факторов.
Для представления процесса массопереноса нитратов условно предположим, что концентрация нитратов в продукте выше, чем в воде. При отваривании клеточные оболочки моркови под действием повышенной температуры повреждаются, в результате чего она представляет собой гетерогенную среду, в которой жидкой фазой является клеточный сок, твердой — целлюлозный каркас. Диффузия нитратов происходит в жидкой среде, а элементы твердого каркаса служат препятствием для движения молекул нитратов. Такая диффузия называется стесненной и коэффициент ее меньше, чем был бы в свободной жидкой среде при той же температуре [5]. Процесс массопереноса удобно разделить на две стадии: диффузия в толще продукта (приводит к выравниванию концентрации в нем нитратов) и массоотдача нитратов в отвар через поверхность раздела фаз.
Процесс массопереноса нитратов через поверхность площади выражается общим уравнением
АМ = ОБАСМ, (1)
где АМ — масса ’’перенесенных” нитратов;
О — коэффициент массопередачи;
АС — разность концентраций нитратов по обе стороны поверхности;
АI — длина промежутка времени.
Если поверхность проходит внутри продукта, то О — коэффициент диффузии, если совпадает с
поверхностью раздела продукта и отвара, то /) — коэффициент массоотдачи. Диффузия и массоотдача имеют сходную физическую природу (иногда их называют внутренней и внешней диффузией И), а их коэффициенты играют сходную роль факторов, лимитирующих скорость выравнивания концентраций нитратов.
Мы считаем, что высокая температура и сравнительно небольшие размеры частиц, на которые разрезан продукт, даже в условиях стесненной диффузии обеспечивают достаточную скорость выравнивания концентрации нитратов в толще продукта. В отваре происходит нестесненная диффузия, а в условиях нагревания — и интенсивный конвективный массоперенос, так что концентрацию нитратов в отваре можно безусловно считать выравненной. Следовательно, речь идет о системе, состоящей из двух' ’’компартментов” с выравненными концентрациями нитратов, через границу раздела которых происходит их перенос.
Для математического описания процесса на основе принятых допущений обозначим массу т, концентрацию нитратов X индексами: п (продукт), в (вода), о (объединенная система продукт—вода). Для переменных величин аргумент / означает время от начала отваривания. Например, Хп(£) — концентрация нитратов в продукте в момент ?. тп = т + т .
0 п в
Уравнение сохранения количества нитратов имеет вид
тпХп(?) + отвХв(/) = тпХп(о) + твХв(о). (2)
Обозначим через 5П площадь полной поверхности, а через и = 5П/тп — удельную площадь поверхности продукта. Если продукт состоит из конечного числа геометрически одинаковых кусков, то величина а может быть вычислена для одного из них.
Так как — площадь поверхности раздела продукта и воды, то уравнение массопередачи (1) имеет вид
т^йХ^Шг = -Д5п[хп(г) - ха(£)], (3)
где О — коэффициент массопередачи нит-
ратов из продукта в воду.
Решение (2) и (3) имеет вид
Оц.
К(Х) = [Хп(о)-Х0] е-гв‘+ х0 ; (4)
