CC BY
60
(12)
0,5Ьт
где Ц„ -текущее значение скорости пара, отводимого с поверхности фазового перехода внутрь паровой полости; £п - удельная теплота фазового перехода.
Тогда уравнение динамики объема паровой полости можно записать следующим образом:
■ V • ГДЗблГ;. (13)
т
При этом ЬТп представляет собой сложную функцию от Упи Тт, определяемую из (12) с учетом (б)—(10) при заданном значении тТ. Общий вид этой функции не выписывается ввиду ее громоздкости.
Таким образом, в итоге уравнение динамики объема паровой полости принимает вид
%•=£/„ (К, Л^фбпУ*. (14)
(Я
Изменение температуры Тт вязкопластической массы описывается следующим уравнением теплового баланса:
Ст? (У-К,) — = -к \l~36nvj. (15)
т' ^ пУ а т о,5И ^ п
’ т
Здесь К определяется из соотношения (9).
В качестве начальных условий для полученных дифференциальных уравнений могут быть приняты следующие:
при /= 0; Уп = Уп 0: Тт = Тт>0.
Отметим, что значения Т„!>0 и Ущо должны определяться либо экспериментально, либо из решения самостоятельной задачи о течении с учетом теплопереноса вязкопластической массы внутри канала матрицы.
Таким образом, окончательное рассмотрение поставленной зада та сводится к решению системы двух нелинейных дифференциальных уравнений (14) и (15), коэффициенты которых сложным образом зависят от искомых функций: объема паровой полости и средней температуры вязкопластической массы. Реше -ние такой системы и последующий анализ полученных
результатов допустимо проводить лишь численными методами с привлечением ПЭВМ. При этом такое решение, вообще говоря, должно проводиться до того момента времени, при котором температура вязкопластической массы снизится до уровня температуры фазового перехода Тх В качестве подобного условия может быть принято
обеспечивающее, например, отклонение температуры вязкопластической массы от температуры фазового перехода не более чем на 5 %.
Фактором, носящим принципиальный характер и осложняющим решение полученной системы уравнений, является количество центров парообразования (число паровых полостей) в расчете, например, на единицу объема вязкопластической массы. Отсутствие информации об этой величине не позволяет однозначно оценить такой исходный параметр, как пи. Здесь, по-видимому, должна быть использована информация эмпирического характера. Вместе с тем можно ожидать, что после введения некоторых допущений и соответствующих упрощений система уравнений (14)—(15) позволит получить информацию об относительном изменении объема готового продукта по отношению к исходному объему.
ЛИТЕРАТУРА •
1. Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование / Под ред. А.Н.Богатырева. В.П.Юрьева. - М.: Ступени, 1994. - 196 с.
2. Карпов В.Г., Вилок Л.А., Юрьев В.П. Некоторые представления о механизме образования экструзионных продуктов пористой макроструктуры, полученных термической обработкой пеллет // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998. - № 9. -С. 21-23.
Кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Кафедра теоретической мехаштки Кафедра процессов и аппаратов пищевых и химических производств
Поступила 27.12.02 г. .
664.953.002.612
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЫБНЫХ ФАРШЕЙ ПРИ СОЗДАНИИ ПРОДУКТОВ ТИПА СУФЛЕ
В.М. СОКОЛОВА, С.В. ТАЛЛБАЕВА, Л.В. ИОДКОРЫТОВА
Тихоокеанский научно-ис следователь ский
рыбохозяйственный центр (Владивосток) •
Всероссийский научно-исследовательский институт • , ... -
рыбного хозяйства и океанографии (Москва)
В настоящее время создание легкоусвояемых пищевых продуктов, например пастообразных, содержа -
щих полноценные белки, натуральные стабилизаторы и вкусовые добавки, считается приоритетным. При изготовлении консервов, хлебобулочных изделий, напитков, имитированных рыбных и мясных продуктов в качестве стабилизатора и структурообразователя пищевых систем применяют растворимую соль альгино-вой кислоты - альгинат натрия, в качестве источника белка - рыбу или мясо [1-5].
І
юз
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. № 2-3, 2003
93
ИИ
>е-
'ГО
га-
)а-
ю-
зы
1Г0
і и іе-
ІИЯ
Ци-
(ИЄ 14-сь, т ш-зт-15) из-) к
но-
М.:
зые тов ‘кой ). -
>12
ры
ИЗ-
иа-
вв
ш-
ю-
іка
В процессе производства альгинаты, введенные в состав пищевых продуктов, не изменяют функциональных свойств, что предопределяет их использование при получении продукции лечебно-профилактическою назначения [2, 6].
Мясо морских рыб является источником полноценного белка, а также содержит такие важные микроэлементы, как медь, железо, марганец, фосфор и витамины Д, Е, В]2. В связи с этим рыбные продукты, особенно пастообразные, считают легкоусвояемыми и рекомендуют для диетического питания [7].
Цель данной работы - изучение реологических свойств пищевых систем, содержащих рыбные фарши какисточник белка и природный полисахарид- альгинат, применяемый в качестве структурообразователя, а также обоснование технологических параметров при создании пастообразных продуктов с устойчивой структурой нежной консистенции.
Объектом исследований являлись рыбные фарши: из мышечной ткани лососевых (горбуша, кета, нерка); окуня-терпуга, минтая, приготовленные из мороженого сырья 3 мес хранения; пищевые системы, созданные на их основе, с использованием альгината натрия и вкусовых добавок. Пищевые системы пастеризовали при 80 °С или стерилизовшш при 115 °С. После созревания в течение 14 дней проводили их органолептическую оценщ' и определяли реологические показатели.
Вязкость и предельное напряжение сдвига рыбных фаршей и пищевых систем до и после тепловой обработки измеряли на ротационном вискозиметре Рео-тест-2 с использованием измерительных цилиндров с пределом измерения вязкости 0-380 Па.
Изучение реологических характеристик основного компонента пищевой системы - рыбного фарша в зависимости от кратности измельчения и пищевых добавок (соль, соевый белок) показало, что их внесение в измельченный (одно- и двукратно) фарш приводит к созданию структуры с более высокими реологическими показателями (табл. 1). При добавлении соли они возрастают на 30 %, что согласуется с известными данными о влиянии соли на процесс гелеобразования [8].
Таблица 1
Кр атность измельчения Соль, % Соев ый белок, % Вязко сть, Па-с Предел прочноста, Па
Однократное 12,4 180
1,0 - 18,1 240
1,0 5,0 54,9 980
Двукратное - - 53,5 670
1,0 - 69,4 800
1,0 5,0 91,2 1330
Введение соевого белка в фарш увеличивает его вязкостные свойства в 3 раза, предельное напряжение сдвига (предел прочности) - в 4-5 раз по сравнению с рыбным фаршем без добавок.
Полученные результаты исследований пищевых систем, содержащих рыбные фарши-альгинат на-
трия-вкусовые добавки, свидетельствуют о том, что их реологические свойства зависят от содержания фарша и вида рыбы. Наибольшую вязкость и напряжение сдвига имеют пасты из фарша лосося, наименьшую -минтая.
На консистенцию готового продукта оказывает влияние относительное количество рыбного фарша в пищевой системе. Так, при содержании фарша 30-35 % продукт после гомогенизации имеет консистенцию соуса; с увеличением количества фарша до 47-52 % консистенция массы изменяется до сметанообразной, до 65-70 %- структура продукта переходит в пастообразную.
Известно, вкус и консистенция изделия из рыбы зависят от соотношения белка и воды в ней (Б / В): чем выше этот показатель, тем более плотным и су хим оказывается мясо рыбы после термообработки. При малой величине данного коэффициента оно водянистое и дряблое, эта же закономерность наблюдается и у пищевых систем [8]. С учетом сравнительной оценки их консистенции (пастеризация - 80 °С, стерилизация -115 °С) установлено, что при соотношении Б / В в данных пастах 0,27-0,28 (70 % фарша) структура щютная, в то же время при снижении содержания фарша в пасте до 30 % (Б / В 0,18) становится рыхлой, наблюдается отделение жидкости. Консистенция паст при соотношении Б / В 0,24-0,25 (50 % фарша) - нежная, сочная, мягкая.
Органолептическая оценка пищевых систем после тепловой обработки, полученных гомогенизацией фаршей из разных видов рыб с добавлением альгината натрия и вкусовых добавок, показала, что продукты из лосося и окуня-терпуга имеют однородную консистенцию типа суфле, хорошо разрезаются; в изделиях из смеси лосося и минтая - мажущаяся консистенция, но наблюдается крупинчатость структуры (как у минтая), что объясняется различием состава белков последнего, а также лососевых и окуня-терпуга [9].
Тепловая обработка (пастеризация или стерилизация) оказывает значительное влияние на реологические характеристики исследованных пищевых систем. Вязкость и напряжение сдвига возрастают в 5-12 раз, что, скорее всего, связано с процессом коагуляции белков. В то же время возможна частичная деструкция полисахарида в составе пищевой системы под воздействием температуры. Влияние параметров тепловой обработки - температуры и продолжительности - на чистый, без добавок, альгинат натрия и пищевые системы (на примере одной из них, содержащей фарш из лосо-севых-альгината натрия-вкусовых добавок) способствовало тому, что под воздействием температуры происходило изменение реологических свойств как пищевой системы, так и альгината натрия (табл.2).
*
Таблица 2
T емперату-ра, “С Молекулярная масса, кДа Вязкость, Па ■ с Вязкость, Па ■ с Предельное напряжение сдвига, Па
20 114,5 1,55 3,3 48
80 108,3 1,48 7,8 376
115 78.7 1,08 6,6 269
Из анализа полученных данных видно, что притем-пературах ниже 100 °С снижение вязкости раствора чистого альгината натрия составляет в среднем 4,8-5,3 %, выше 100 °С - наблюдается более заметное снижение этого параметра, а при температуре стерилизации пищевой системы 115 °С вязкость раствора альгината снижается на 31 %. С другой стороны, при тепловой обработке пищевой системы происходит значительное возрастание реологических свойств продуктов, по всей вероятности, из-за коагуляции белков, а также связывания альгината с двухвалентными элементами. Эти процессы приводят к увеличению относительной вязкости всей системы. Ее предельное напряжение сдвига (прочность) под воздействием температурной обработки возрастает в 5,6-7,3, вязкость - в 2,0-2,4 раза.
При стерилизации пищевой системы несколько снижаются ее реологические характеристики, но это не оказывает влияния на качество готового продукта.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что консистенция и реологические
свойства готового продукта зависят от источника рыбного белка, вводимого в пищевую систему, который определяется соотношением Б / В, а также вкусовыми и структурообразующими компонентами. Для получения консервов типа суфле рекомендуемое содержание рыбного фарша составляет около 50 %.
ЛИТЕРАТУРА
Т. Биологически активные добавки в питании человека / В.А. Тутельян, Б.П. Суханов и др. - Томок: НТЛ, 1999. - 296 с.
2. Подкорытова A.B., Мирошниченко В.А. Функциональные свойства альгинатов и их использование в лечебно-профилактическом питании // Тез. докл. накошрессе «Природные биостимуляторы и адаптогены. Иммунокорректоры. Препараты на основе морепродуктов».-Владивосток, 1996,-С. 74.
3. Pariser E.R. The potential the problems and the status of using proteins ofaquati с origine as human food / Food Technol. — 1971. — 5. - № 11. - P. 40-48.
4. Ичи Таникава. Продукты морского промысла Японии /Пер с англ. В.М. Быковой. - М.: Пищ. пром-сть, 1975 - 352 с.
5. Богданов В.Д., Сафронова Т.М. Структурообразовате-ли и рыбные композиции. — М.: ВНИРО, 1993. - 172 с.
6. Подкорытова А.В., Соколова В.М.,. Вишневская Т.И. Реологические свойства альгинатсодержащих пищевых систем //Изв. ТИНРО. - 1997, - Т. 120. - С. 219-225.
7. Покровский A.A. Беседы о питании. - М.: Экономика, 1986.-367 с.
8. Технология обработки водного сырья / И.В. Кизеветтер и др. // Пищевая пром-сть. - 1976 - 696 с.
9- Дубровская Т.А. Современное состояние разработок и производства структурированных формованных продуктов на основе гидробионтов. - М*: ЦНИИТЭИРХ, 1987. - Вып.2. - 52 с.
Лаборатория биохимии и технологии морских водорослей
Поступила ¡3.11.01 г. . . . ,
"5 635.656.536.51.001.57
ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРОХА С БЕЛКОВОЙ ДОБАВКОЙ МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО- ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
А.Н. ОСТРИКОВ, И.В. КУЗНЕЦОВА, В.Н. ВАСИ ЛЕНКО
Воронежская государственная технологическая академия
Методы термического анализа эффективно используются для получения информации о кинетике процесса термолиза различных пищевых продуктов.
Экструзия - процесс переработки продуктов путем размягчения или пластификации и придания им формы продавливанием через экструзионную головку, сечение которой соответствует конфигурации изделия. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких температуры и давления происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья (денатурация белков, клейстеризация крахмала и другие биохимические изменения).
Для правильной организации процесса экструзии необходимо изучить характер связи влаги с определе-
нием участков, на которых происходит разложение продукта.
Характерной особенностью термического разложения гороха в процессе экструзии является локализация реакционной зоны на поверхности раздела фаз [1]. Такая поверхность образуется и изменяется в результате самого процесса. Эти изменения обусловливаются необычно сложным характером макрокинетики процесса. При экструдировании смеси гороха с белковой добавкой происходит разогрев исходного сырья до 180 °С.
В результате процесс дегидратации гороха складывается из серии сложных реакций, в ходе каждой из которых можно выделить три стадии: подвод теплоты к поверхности продукта, химическая реакция на поверхности и отвод продуктов реакции от границы раздела фаз [2].
Лимитирующая стадия (самая медленная) определяет скорость протекания всей сложной реакции. Поэтому задача оценки реакционной способности и опре-
