Изменение свойств гидроколлоидов под влиянием электроактивированной воды Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 628.168:66.086.97.6:546.212-026.742

Вшшкова Л. Г., д. т. н., професор, Пронькша К. В., астрант ©

Одеська национальна академия харчових технологий, Одеса, Украгна

ЗМ1НА ВЛАСТИВОСТЕЙ ГВДРОКОЛО1Д1В П1Д ВПЛИВОМ ЕЛЕКТРОАКТИВОАНО1ВОДИ

У роботi розглянуто вплив ггдратацИ фракцгями електроактивованог води на функцгонально-технологгчт властивостг ггдрокологдгв. Дослгдження проводили на карагтанах, целюлозному препаратг та альгтату натрт. Показано можливгсть направленого регулювання рН середовища ггдратацИ, а також рН ггдрокологдгв. Описано вплив електроактивованог води на найважлившг технологгчнг показники ггдрокологдгв, а саме: в'язкгсть, критичну концентрацт гелеутворення, волого- та жироутримуючу здаттсть. Висловлено рекомендаци щодо використання електроактивованог води у якостг ггдратацгйного середовища для ггдрокологдгв.

Ключовi слова: ггдратацгя, католт, анолт, електроактивована вода, ггдрокологди, функцгонально-технологгчнг властивостг, караггнани, целюлоза, альггнат натргю.

УДК 628.168:66.086.97.6:546.212-026.742

Винникова Л. Г., д. т. н., профессор, Пронькина К. В., аспирант

Одесская национальная академия пищевых технологий, Одесса, Украина

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ГИДРОКОЛЛОИДОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ

В работе рассмотрено влияние гидратации фракциями электроактивированной воды на функционально—технологические свойства гидроколлоидов. Исследования проводили на каррагинанах, целлюлозном препарате и альгинате натрия. Показана возможность направленного регулирования рН среды гидратации, а также рН гидроколлоидов. Описано влияние электроактивированной воды на важнейшие технологические показатели гидроколлоидов, а именно: вязкость, критическую концентрацию гелеобразования, влаго- и жироудерживающую способность. Высказаны рекомендации относительно использования электроактивированной воды в качестве гидратационной среды для гидроколлоидов.

Ключевые слова: гидратация, католит, анолит, электроактивировання вода, гидроколлоиды, функционально-технологические свойства, каррагинаны, целлюлоза, альгинат натрия.

UDC 628.168:66.086.97.6:546.212-026.742

Vinnikova L. G., Doctor of Technical Science, professor.

Pronkina K. V., PhD student

Odessa National Academy of Food Technologies, Odessa, Ukraine

THE CHANGES OF HYDROCOLLOIDS PROPERTIES UNDER THE INFLUENCE OF THE ELECTROLYSED WATER

The influence of the hydration by the electrolysed water fractions on the engineering and technical solutions properties of hydrocolloids is considered in this article. The research was conducted in the carrageenans, cellulose preparation and sodium polymannuronate. The possibility of the controlled adjustment of pH hydration mediums and pH hydrocolloids is shown. The influence of the electrolyzed water on the most important technical factors of hydrocolloids is described, and in particular: the viscosity, the critical concentration of jellification, the water- and fat-binding capacity. The recommendations concerning the using of electrolysed water as the hydration medium for hydrocolloids are provided.

© Вшшкова Л. Г., Пронькша К. В., 2016

39

Key words: hydration, catholyte, anolyte, electrolysed water, hydrocolloids, the engineering and technical solutions properties, carrageenans, cellulose, sodium polymannuronate.

Вступ. У сучасному виробнищи харчових продуктов широко! популярное!! набули рiзноманiтнi харчовi добавки, серед яких пдроколо!ди зайняли особливе мiсце. Це пов'язано з !х функцiональними властивостями - регулювання консистенцл, стабiлiзацiя структури, гелеутворення та iнше. Використання пдроколовдв у м'яснш промисловост значно покращуе реолопчш властивостi фаршiв. Це дае змогу покращувати органолептичнi показники готових ковбасних виробiв. Завдяки властивостям пдроколошв можливе зниження синерезiсу, покращення консистенцл та щшьносп ковбасних виробiв [1-4].

Використання пдроколовдв у харчовому виробнищга ускладнюеться !х чутливiстю до змiни рiвня активно! кислотности середовища гiдратацi! та його юнного складу. Проблема якост води, яка використовуеться у харчовому виробнищш, створюе низку технологiчних ускладнень для виробника. До основних проблем технолопчно! води вiдноситься постшна змша рН, тдвищений вмiст iонiв легких метатв, загальна жорсткiсть та !! мiкробiологiчний стан [1-5].

1снуе споаб очищення води, який вирiшуе ланку цих проблем. Таким способом е електроактиващя води, тобто унiполярна обробка води тд дiею електричного струму високо! напруги. У процесi електроактивацл iони легких металiв перетворюються у нерозчинн та слабкорозчинн гiдроокиси i випадають у осад, розпадаються мшробш токсини, вiдбуваеться часткове знезараження води. Продуктами уншолярно! обробки води е двi фракцi!: католiт - лужна фракцiя води с рН=10...11,2 i окисно-водновлюючим потендiалом(ОВП) мiнус 700 мВ; анолгт - кисла фракщя електроактивовано! води з рН=2,6.. .3,2 i ОВП=+1200 мВ [6-8].

Враховуючи характеристики фракцш електроактивовано! води i властивостей гiдроколо!дiв було проведено дослiдження , метою якого було визначення впливу католiту i анолiту на функщонально-технолопчш властивост гiдроколо!дiв, шляхом !х пдратацн. Для досягнення поставлено! мети було виршено наступи! задачi:

- До^дження впливу фракцiй електроактивовано! води на рiвень активно! кислотност пдроколовдв;

- До^дження впливу фракцiй електроактивовано! води на в'язшсть пдроколовдв;

- До^дження впливу фракцiй електроактивовано! води на критичну концеитрацiю гелеутворення пдроколовдв;

- До^дження впливу фракцiй електроактивовано! води на волого- та жироутримуючу здатнють пдроколовдв.

Матерiали та методи дослвдження.

1. Активна кислотнють (рН).

Визначали потеидiометричним методом за допомогою лабораторного рН-метра

2. Вологоутримуюча здатиiсть препарапв(ВУЗ).

Наважку гiдратованого препарату помiщали у термостат з температурою 75±1 °С та витримували 15 хвилин. Шсля цього наважки переносили у центрифужш сгточки та центрифугували 15 хв при 1000об/хв. ВУЗ розраховували за формулою:

м- - мп

ВУЭ= - -М-

де Mi - маса пдратованого препарату, г; М2 - маса сухого препарату,г.

3. Жироутримуюча здатшсть препаратiв(ЖУЗ).

Наважку пдратованого препарату диспергували у 10 мл рослинно! олп на протяз1 1 години. Пот1м стаканчики помщали у термостат з температурою 75±1 °С та витримували 15 хвилин. Шсля цього наважки переносили у центрифужш сгточки та центрифугували 15 хв при 1000об/хв. ЖУЗ розраховували за формулою:

40

ЖУЭ =

ру- Мп

М3

де М] - маса диспергованого препарату, г; М2 - маса гiдратованого препарату,г.

4. В'язшсть сухих препаратов

Визначали за допомогою ротацшного вiскозиметра ВСН-3.

5. Критична концентращя гелеутворення (ККГ).

Визначення ККГ сухих бiлкових препаратов та пдроколовдв проводили за стандартною методикою руйнування гелю свинцевою кулькою масою 0,53г. Методика включала в себе приготування 10 суспензiй для кожного пдратованого препарату згiдно до 1'х гiдромодулiв. 1нтервал концентрацп суспензш дорiвнював 1%. За критичну концентращю гелеутворення приймали мiнiмальну концентращю препарату в якому не вiдбуваeться руйнування гелю тд тиском свинцево! кульки.

Результати дослщження. У ковбасному виробнищш використовують безлiч видiв проколо1дав. Нами була вибрана низка найпоширешших видiв цих функцiональних добавок та проведет до^дження змiни 1'х функцюнально-технолопчних властивостей шляхом 1'х пдратацп фракщями електроактивовано! води. Пдроколо1'ди, як були вибран для проведения дослiджень представлен у таблидi 1.

Таблиця 1

Дослвдт зразки гщроколо'дав та 1'х характеристики

№

Назва

В'язшсть | Рiвень рН (±0,02) | Вологють% (±0,1 %)

Альгiнат натрто

FD157

990 cps

6,68

11,2

Карагшани:

SRC

35 cps

9,6

5,33

RCK

143 cps

9,03

9,4

Целюлознi препарати

КМЦ FH7000

7025 cps

6,99

7,11

1

4

Функцiонально-технологiчнi властивост пдроколовдв залежать вiд багатьох факторiв. Один iз ключових показнишв 1'х функцiональностi - це рН оптимум 1'х гелеутворення. Приближення значень активное' кислотности середовища до оптимального може значною мiрою тдвищити продуктившсть використання пдроколовдв.

Проведено дослiдження змiни рН пдратованих пдроколовдв фракцiями електроактивовано1 води, контрольним показником слугувала гiдратацiя питною водопровщною водою. Результати досл1дження приведет на рисунку 1.

рН

12

|||

■ Контрол ь

■ Кэтол |Т 1И АНОЛ1Т

Ал ьпнат натрГю Караг|нан Карапнан КСК Целюлоза КМЦ

Р0157 РН7000

Рис. 1. Змша рН гщроколо'дав рiзного походження при 1'х пдратащ! фракцiями ЕАВ

Отриман дан змiни активно1 кислотности пдроколовдв свiдчать про можливiсть змiни 1'х рН тд впливом фракцiй електроактивовано1 води. Таким чином, гiдратацiя католюм тдвищила рН альгiнату натрiю на 1,52 од., карагшану SRC на 1,4 од., карагшану ЯСК 1,05 од., целюлозного препарату на 1,8 од. у порiвняннi з контролем. Пдрататя анолтом знизила рН зразшв, а саме: альгiнату натрiю на 1,88 од., карагшану SRC на 0,7 од., карагшану ЯСК 1,85 од., целюлозного препарату на 1,05 од. у порiвняннi з контрольними зразками.

41

Змiни показника активно! кислотности пдроколовдв при пдратаци фракщями електроактивовано! води можуть значною мiрою вплинути на !х функщонально-технологiчнi властивостг Грунтуючись на цьому було проведене визначення змiни найголовшших властивостей гiдроколо!дiв, так1 як: в'язшсть, критична концентрацiя гелкутворення (ККГ), водо- та жироутримуюча здатност (ВУЗ, ЖУЗ).

Змша в'язкосп гiдроколо!дiв може покращити, або навпаки, погiршити плин технолопчного процесу виробництва м'ясних продуктов. Також iз в'язк1стю добавки пов'язанi i деяк1 реологiчнi властивостi фаршiв. В'язшсть пдроколовдв тсля гiдратацi! дослiджували за стандартною методикою, готуючи стандартнi 0,3-вiдсотковi розчини пдрокаловдв. Результата досл1джень представлеш на рисунках 213.

япп

7ТО 600 500 400 300 200 100 ■и

—

| 8000 ■к

; 7500

А

II

/иш

Альпнат натр1ю Р0157

Целюлоза КМЦ РН7000

I КОНТРОЛЬ ■ КЭТОЛГГ

I Аиол1т

I Контроль ИКэтолгг

I Ли ол 1т

Рис. 2. Змiна в'язкостi при пдратаци ЕАВ альгiнату натрiю та целюлозного препарату

Отриманi результати змши в'язкостi альгiнату натрiю вказують на те, що при гiдратацi! католгтом цей показник знизився на 130 Па, а при пдратаци анолгтом п1двищився на 290 Па. на нашу думку такий ефект може бути пов'язаний зi змiною рН середовища в кислу сторону, наближуючи до оптимального значення.

При пдратаци целюлозного препарату п1двищення в'язкосп вщбулось при пдратащ! католпом на 900 Па, а зниження при пдратацп анолгтом на 300 Па.

Карапнан 5КС Карапнан КСК

Рис. 3. Змша в'язкосп карапнашв при пдратацп фракщями ЕАВ.

Аналiзуючи даш з рисунку 3 вщзначено, що тдвищення в'язкосп у карагiнанiв SRC та RCK вiдбулося при гiдратацi! анолгтом ввдповвдно на 20 Па та 12 Па. Пдратащя католiтом навпаки знизила в'язк1сть карагiнанiв вщповщно на 15 Па та 23 Па. Така змша в'язкосп може бути пов'язана з тдкислюванням середовища карапнашв г приближення !х рН до оптимального.

Не менш важливим показником для м'ясопереробно! галузГ е критична концентращя гелеутворення пдроколовдв. Зниження ККГ призводить до скорочення витрат гелеутворюючого агунту, що в свою чергу покращуе економГчний ефект. ДослГдження змши ККГ у дослвдних зразках пдроколовдв представлен! на рисунку 4.

Стосовно альпнату натрто, змши вщбулися при пдратащ!' католгтом: ККГ знизилась на 0,02 %, а при пдратаци анолгтом тдвищилась на 0,04 %. ККГ карапнашв SRC та RCK тдвищилась при пдратаци анолгтом на 0,04 % ! знизилась при пдратаци католГтом на 0,03 % ! 0,04% вщповщно. Результати дослГджень ККГ у целюлозному

42

препарат! вказали на зворотню тенденщю: тд дiею катол^ показник пiдвищився на

0,01 %, а тд впливом анстту також тдвищився на 0,03 %.

■ Контрол ь

■ КатолГт I ДнолГт

Ал ьпнат натрГю Карапнан ЙР^С Караг1нан RCK Цслюлоза КМЦ РР157 РН7000

Рис. 4. Змiна критичноТ концентрацп гелеутворення гщроколоТдав рiзного походження при Тх пдратаци фракщями ЕАВ

У технологи м'ясних продуктов для тдприемщв найбiльш важливими показниками е волого- та жироутримуюча здатност! Висом показники ВУЗ i ЖУЗ забезпечують бiльший вихiд та кращi органолептичш властивост готових м'ясних виробiв. Науковщ галузi пропонують безлiч способiв покращення цих показнишв, але вони потребують додаткових витрат та iнколи не безпечн для здоров'я споживача.

До^дження можливостi змiни показникiв ВУЗ i ЖУЗ пдроколовдв шляхом !х пдратаци лужною та кислою фракцiями електроактивовано! води представлен на зисунках 5 та 6.

25

20

? <® 1 5 О о. -*-э п

<и 10 с

5 О

Ш

■ Контроль

■ К л то л ¡т □ Дно/1 [т

Альпнат Карапнан БР!С Карапнан RCK Целюлоза натр|ю КМЦ РН7000

Рис. 5. Змша ВУЗ гщроколоТдав рiзного походження при Тх гщратащт фракщями ЕАВ

Аналiз отриманих даних свiдчить про пiдвищення ВУЗ у зразках целюлозного препарату при пдратаци католгтом ВУЗ пiдвищився на 12,5 %. У свою чергу при пдратаци анолгтом ВУЗ знизився у целюлозного препарату на 12,5 %. Лише у альпнату натрто та карапнашв ВУЗ пiдвищився при пдратаци анолгтом, ввдповвдно альгiнату натрiю на 11 %, карагiнанiв SRC та RCK на 33 %.

Аналiзуючи дат з рисунюв 3.26 та 3.27 можна сказати, що пiдвищення ЖУЗ ввдбуваеться при пдратаци католiтом i зниження при пдратаци анолiтом лише у целюлозному препарат^ стосовно альпнату натрто i карагiнанiв, ця залежнють зворотньопропорцiйна. Таким чином, пiдвищення ЖУЗ ввдбулося у целюлозного препарату на 20%. альпнату натрто на 12%, карапнашв SRC та RCK на 37% та 42%.

Отримаш результати змши ЖУЗ пдроколовдв при пдратаци ЕАВ повнютю корелюються з результатами до^джень ВУЗ. Це дае змогу стверджувати, що змiна показнишв ЖУЗ i ВУЗ залежить вiд змiни показника активно1 кислотности пдрокаоловдв. Також такий ефект вказуе на доцшьшсть використання фракцш ЕАВ для змiни рН пдроколовдв та покращення !х функцiонально-технологiчних властивостей.

43

Алытнат натр1ю Карапнан SRC Карапнан RCK Целюлоза КМ Ц FD157 FH7000

■ Контроль

■ Католгг □ Анол it

Рис. 6. Змша ЖУЗ гщроколо\дав pi3Horo походження при ix гщратацп фрaкцiями ЕАВ

Ефект покращення властивостей пдроколовдв може бути пов'язаний з приближенням р!вня !х активно! кислотност до оптимального р!вня гелеутворення, а також з! зниженою кондентрацiею юшв легких металiв у фракцiях електроактивовано! води.

Висновок. Пiдсумувавши отриманi результати, можна стверджувати, що тенденцiя покращення властивостей целюлози прослвдковуеться при !! пдратацп католiтом. Стосовно каррагенашв та альгшату натрiю, кращi властивостi проявляються при пдратацп анолгтом. Отриман даинi можуть бути використаш у технологi! м'ясних продукпв.

Л1тература

1. Гурова Н. В. и др. Функциональные свойства гидроколлоидов // Каррагинаны: учеб. изд. «Химия пищевых гидроколлоидов» / Н. В. Гурова. М.: МГУПБ. - 2001.

2. Базарнова Ю. Г., Шкотова Т. В., Зюканов В. М. Гидроколлоидные смеси с заданными свойствами // Кондитерское производство. - 2003. - №. 3. - С. 38-40.

3. Птичкин И. И., Птичкина Н. М. Пищевые полисахариды. Структурные уровни и функциональность. - Саратов. - 2009. - 152 с.

4. Птичкина Н. М. Измерение вязкости реальных и модельных систем: учебно-методическое пособие. - Саратов: СГАУ им. Н.И. Вавилова. - 2004. - 8 с.

5. Филлипс С. О., Вильямс П. А. и др. Справочник по гидроколлоидам. - СПб.: ГИОРД. - 2006. - 536 с

6. Бахир В. М. Электрохимическая активация водных растворов и её технологическое применение в пищевой промышленности: Обзорная информация / В. М. Бахир, Н. Г Цикоридзе, Л. Е. Спектор. - Тбилиси: ГрузНИИНТИ, 1988, вып. 3.- 80 с.

7. В. М. Бахир, Ю. Г. Задорожний, Б. И. Леонов, С. А. Паничева, В. И. Прилуцкий, О. И. Сухова. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. Академия медико-технических наук Российской Федерации. Под ред. В. М. Бахира. - М.: ВНИИИМТ, 1999. - 256 с.: ил.

8. Хацуков С. М. Исследование свойств электроактивированной воды //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - № 3. - С. 14-15.

References

Gurova, N. V. i dr. (2001). Funktsionalnyie svoystva gidrokolloidov // Karraginanyi: ucheb. izd.

«Himiya pischevyih gidrokolloidov»/NV Gurova. M.: MGUPB. (in Russian). Bazarnova, Yu. G., Shkotova, T. V., Zyukanov, V. M. (2003). Gidrokolloidnyie smesi s

zadannyimi svoystvami //Konditerskoe proizvodstvo. 3, 38-40. (in Russian). Ptichkin, I. I., Ptichkina, N. M. (2009). Pischevyie polisaharidyi. Strukturnyie urovni i

funktsionalnost. - Saratov. 152. (in Russian). Ptichkina, N. M. (2004). Izmerenie vyazkosti realnyih i modelnyih sistem: uchebno-

metodicheskoe posobie. - Saratov: SGAU im. N. I. Vavilova. 8. (in Russian). Fillips, S. O., Vilyams, P.A. i dr. (2006). Spravochnik po gidrokolloidam. - SPb.: GIORD. 536. (in Russian).

Bahir, V. M., Tsikoridze, N. G ., Spektor, L. E. (1988). Elektrohimicheskaya aktivatsiya vodnyih rastvorov i eyo tehnologicheskoe primenenie v pischevoy promyishlennosti: Obzornaya informatsiya. - Tbilisi: GruzNIINTI, 3, 80. (in Russian). Bahir, V. M., Zadorozhniy, Yu. G., Leonov, B. I., Panicheva, S. A., Prilutskiy, V. I., Suhova, O. I. (1999). Elektrohimicheskaya aktivatsiya: istoriya, sostoyanie, perspektivyi. Akademiya

44

mediko-tehnicheskih nauk Rossiyskoy Federatsii. Pod red. V. M. Bahira. - M.: VNIIIMT,

256. (in Russian).

Hatsukov, S. M. (2003). Issledovanie svoystv elektroaktivirovannoy vodyi //Mehanizatsiya i

elektrifikatsiya selskogo hozyaystva. 3, 14-15. (in Russian).

Стаття надшшла до редакцп 31.03.2016

УДК 664.34:66.022.36

Галух Б. I., к. т. н., старший викладач (b.halukh@gmail.com) ©

Льегеський национальный утверситет ветеринарног медицины та бютехнологш iмет С. З. Гжицького, м. Льв1в, Украгна.

ОСНОВН1 НАРЯМКИ ФОРМУВАННЯ ЕМУЛЬСШНИХ ЖИРОВИХ ПРОДУКТ1В, ЯК1 ВОЛОД1ЮТЬ ФУНКЦ1ОНАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Матерiали статтi вiдображають основы фактори виготовлення жирових продуктiв функщонального призначення. Проаналiзовано технологiчнi особливостi виробництва емульстних жирових nродуктiв функцюнального призначення.

Проаналiзовано можливють використання сировини Карпатського регюну у виробництвi олтно-жирових nродуктiв, що е важливою умовою для ращонального використання сировини, вибору технологи виробництва, зберiгання, транспортування i реалiзацiг. Обхрунтовано доцтьтсть використання при виробництвi жирових продуктiв даног групи не ттьки коров 'ячого, а й козиного молока виходячи i3 його цтних гтоалергенних i бiологiчних властивостей, та овечого молока, яке вирiзняеться тдвищеним умгстом бтюв та жиру.

Враховуючи регiональнi особливостi, визначено можливi напрямки промислового випуску жирових продуктiв виготовлених з молока рiзних видiв тварин. Встановлено необхiднi кроки для вирШення поставленог проблеми розробки технологш функцюнальних жирових продуктiв, яю мають л^вально—профтактичш властивостi.

Ключов1 слова: технологiя, емульсшш жировi продукти, бiологiчно активш речовини, продукти функцюнального призначення, органолептичш показники.

УДК 664.34:66.022.36

Галух Б. И., старшый преподаватель, к. т. н.

Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С. З. Гжицкого, г. Львов, Украина.

ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЭМУЛЬСИОННЫХ ЖИРОВЫХ ПРОДУКТОВ, ОБЛАДАЮЩИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Материалы статьи отражают основные факторы производства жировых продуктов функционального назначения. Проанализированы технологические особенности производства эмульсионных жировых продуктов функционального назначения.

Проанализирована возможность использования сырья Карпатского региона при производстве масложировых продуктов, что является важным условием для рационального использования сырья, выбора технологии производства, хранения, транспортировки и реализации продукции.

Обоснована целесообразность использования при производстве жировых продуктов данной группы не только коровьего, но и козьего молока исходя из его ценных гипоаллергенных и биологических свойств, и овечьего молока, которое отличается повышенным содержанием белков и жира.

* Науковий консультант - Паска М. З., академж АН ВШ Украши, професор, д. вет. н. © Галух Б. I., 2016

45