Section 8. Food and Beverage
4. Акопян К. В. Способы интенсификации созревания сырокопченых колбас [Текст] / К. В. Акопян, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2014. - №7. - С. 95-98.
5. Нестеренко А. А. Физико-химические показатели сырья после внесения стартовых культур [Текст] / А. А. Нестеренко, К. В. Акопян // Молодой ученый. - 2014. - №8. - С. 219-221.
6. Нестеренко А. А. Функционально-технологические показатели сырья после внесения стартовых культур [Текст] / А. А. Нестеренко, К. В. Акопян // Молодой ученый. - 2014. - №8. - С. 223-226.
7. Акопян К. В. Формирование аромата и вкуса сырокопченых колбас [Текст] / К. В. Акопян, А. А. Нестеренко // Молодой ученый. - 2014. - №7. - С. 93-95.
8. Нестеренко, А. А. Биологическая ценность и безопасность сырокопченых колбас с предварительной обработкой электромагнитным полем низких частот стартовых культур и мясного сырья / Нестеренко А. А., Акопян К. В. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ 2014. - №05(099). - С. 772 - 785. - IDA [article ID]: 0991405052. - Режим доступа:Ьй:р://е].киЬа£;го.ш/2014/05/рб£/52.рб£, 0,875 у.п.л.
9. Нестеренко, А. А., Пономаренко, А. В. Использование электромагнитной обработки в технологии производства сырокопченых колбас // Вестник НГИЭИ. - 2013. - № 6 (25). - С. 74-83.
10. Нестеренко, А. А. Влияние электромагнитного поля на развитие стартовых культур в технологии производства сырокопченых колбас [Текст] / А. А. Нестеренко // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - Мичуринск, 2013. - № 2 - С. 75-80.
Hasanova Svetlana Dzhenishevna, Skobelskaya Sinaida Grigoryevna Moscow State University of Food Production, Moscow E-mail: sh@intersurgicalrus.ru
Studying the mechanisms of binding moisture in sugar fondant in storage
Abstrakt: Die Probleme der Gewährleistung einer hohen Qualität der Bonbons auf Basis von Fondant, Ausweitung ihrer Haltbarkeit, zu reduzieren hohen Zuckergehalt relevant zu dieser Tag für die Süßwarenindustrie zu bleiben. Dies gilt insbesondere für Zuckerfondant, die eine Zwei-Phasen-Dispersion ist. Zucker Fondant, die aus Zucker, Melasse und Wasser besteht trocknet schnell. Durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Lippenstift, was die Rezeptur Molkerei, Obst und Gemüse ergänzt, kann man den Trocknungsprozess zu verzögern.
Stichworte: chemisch gebundene Feuchtigkeit, osmotische Feuchtigkeit, Zucker Fondant, Amaranth Mahlzeit, Thermogravimetrie.
Хасанова Светлана Дженишевна, Скобельская Зинаида Григорьевна Московский государственный университет пищевых производств, г. Москва E-mail: sh@intersurgicalrus.ru
Изучения механизмов связывания влаги в сахарных помадных массах при хранении
Аннотация: Проблемы сохранения высокого качества конфет на основе помадных масс, продление их сроков годности, снижения сахароемкости остаются актуальными по сей день для кондитерской отрасли. Это особенно актуально для сахарной помады, представляющей собой двухфазную дисперсную систему. Сахарная помада, которая состоит из сахара, патоки и воды, быстро высыхает. Изменяя химический состав помады, внося в рецептуру молочные, овощные и фруктовые добавки, можно добиться замедления процесса высыхания.
Ключевые слова: химически связанная влага, осмотически связанняа влага, сахарная помада, шрот амаранта, термогравиметрия.
80
Секция 8. Пищевая промышленность
В настоящей исследовательской работе в помадную массу вносили шрот амаранта (ША) — продукт переработки семян при экстракции масла. Этот продукт содержит значительное количество высокомолекулярных соединений (белки, клетчатка, пектиновые вещества, макроэлементы и микроэлемены, в том числе селен)
Целью данного исследования являлось определение форм связывания влаги, соотношения свободной и связанной влаги при и изменении химического состава сахарной помады.
Характер связывания влаги в помаде осуществляли методом неизотермического анализа на дериватографе системы «Паулик-Паулик Эрдеи» в атмосфере воздуха с постоянной скоростью нагрева 3°С/мин. [1]
Этот анализ широко используется для получения информации о кинетике процессов в различных пищевых продуктах.
Исследования проводили в кварцевых тиглях с общей массой навески 510 мг, в качестве эталона использовали оксид алюминия А12О3. Термоаналитические кривые одновременно регистрируют изменение массы образца, скорости изменения температуры. В процессе нагрева помада претерпевает значительные физико-химические изменения, в результате которых высвобождается вода, определяющая характер протекающих в продукте изменений. За счет испарения влаги и разложения углеводов масса навески в процессе снижается на 82-90%.
На рисунках 1,2 представлены дериватограммы образцов сахарной помады с содержанием шрота амаранта 0% и 5%. На дериватограмме сахарной помады (0% ША) отчетливо видны два эндотермических минимума кривая ДТА — дифференциально-термический анализ (кривая регистрирующая возмущения микротоков термопары во времени), в интервале температур I: 75...105°C и интервале температур II: 128...168 °C, тогда как на дериватограмме помады (5% ША) отчетливо видны три эндотермических минимума: в интервале I: 80...102°C, II: 110...132°C и III: 160...186°C. Проявление эндотермических эффектов соответствует представлениям о наличии в помаде различных форм влаги. 1-й эндотермический эффект в обоих образцах помады имеет пологий ход и является наименее выраженным. Этот пик отражает испарение свободной влаги (механически и осмотически связанной влаги), имеющей невысокую энергию связи с молекулами сухих веществ помады. Эндотермические минимумы соответствуют
максимальной скорости дегидратации частиц помады и сопровождаются интенсивной потерей массы.
Воду, выделяющуюся на второй ступени (2-й эндотермический эффект), можно охарактеризовать как слабосвязанную.
Кроме свободной влаги в помаде есть влага в виде гидратных оболочек вокруг молекул сахарозы. В литературе она встречается под названием близкодиффузной (околодиффузной) влаги [2].
Вода удерживается вокруг молекул сахарозы за счет водородных связей, образующихся при помощи гидрофильных группировок (СО, ОН, СН). В рецептуру сахарной помады вводится шрот амаранта, который содержит высокомолекулярные соединения: белок, крахмал, клетчатка, пентозаны, пектин, обладающие способностью набухать во влажной среде. Набухание, как предварительный этап растворения, характерен для высокомолекулярных соединений. Причиной набухания является диффузия молекул воды (растворителя) в высокомолекулярные вещества. Высокомолекулярные соединения шрота в помадной массе набухают, адсорбируя часть свободной влаги, а часть, связывая осмотически. После введения в помадную массу шрота амаранта происходит перераспределение влаги между молекулами белка, клетчатки, пектина и молекулами сахарозы. Этот процесс определяется силой химической связи молекул воды между гидрофильными группировками молекул сахарозы и молекул белка, пектина, пентозанов, клетчатки. Этим, очевидно и объясняется появление третьего эндотермического пика на ДТА дериватограммы помады со шротом амаранта. На данной стадии нагрева помады происходит высвобождение молекул воды с более прочной физико-химической связью.
Количественную оценку форм связывания влаги осуществляли по экспериментальным кривым (рисунки 1,2), полученных методом термогравиметрии.
[3].
Для этого через каждые пять градусов на кривой TG отмечали изменение массы образца mi, соответствующее массовой доле высвобождающейся воды при температуре Ti. Степень изменения массы а рассчитывали как отношение массы mi к массе общей воды, содержащейся в продукте m, определяемой из кривой TG в конце процесса дегидратации. По данным строили кривую в координатах: (-lg a) — 1000/Ti.
На кривых рисунка 3 определены участки, соответствующие высвобождению влаги различных форм: АВ — нагрев и удаление влаги свободной, разрушение
81
Section 8. Food and Beverage
связи вода-вода, ВС и СД — высвобождение разных форм влаги и частичное разложение вещества с выделением газообразных составляющих.
Полученные кривые имеют S-образный вид, отражающий сложный характер взаимодействия компонентов помады и воды, и предполагает различие в скорости высвобождения влаги на разных участках данной кривой. Следовательно, кривые зависимости степени превращения компонентов помады от температуры позволяют изучить различные, кинетически неравноценные формы связи влаги и предполагают разную скорость дегидратации. Зависимость степени изменения массы а от температуры Т (рисунок 3) в интервале 1000/Т от 2 до 2,5 (от 75 до 176 °C) характеризуется небольшим (а<0.1) индукционным периодом, связанным с наличием лимитирующей стадии внешнедиффузионного торможения, затем происходит ускорение и монотонное нарастание 0.1 <а <0.9, которое отражает значительное изменение массы, связанное с высвобождением воды.
На кривой 1 (помада со шротом амаранта) отчетливо видны три линейных участка АВ, ВС, СД и на кривой 2 (помада без шрота амаранта) два участка А1 В1 и В1 С1, что говорит о ступенчатом удалении воды из помады. Каждой из ступеней дегидратации соответствует процесс удаления влаги с различной энергией связи.
Рассмотрим более подробно виды связей влаги в исследуемых образцах помады. На первой стадии (участок АВ кривой 1 и А1 В1 кривой 2) при температуре 102-105 °C, происходит нагрев и удаление свободной влаги, имеющей невысокую энергию связи с продуктом. Высвобождается вода (капиллярная), образующая ажурную сетку из ассоциатов молекул
воды, связанных между собой водородными связями. При этом десорбция капиллярной влаги характеризуется более низкими значениями энергии активации по сравнению с влагой, которая высвобождается на второй стадии процесса — участки ВС и В1 С1. Эта влага называется слабосвязанной или адсорбционно-связанной, но она более прочно связана с компонентами помады, чем капиллярная. Содержание белка в помаде составляет 1,30%, содержание крахмала и клетчатки соответственно 2, 45 и 0, 46%. В процессе нагрева часть осмотически связанной влаги, которая удерживается в замкнутых ячейках мицелл белка, крахмала и клетчатки, и гидратной влаги вокруг молекул сахарозы, выделяющейся при развертывании молекулярных цепей при температуре испарения адсорбционно-связанной влаги в результате нарушения мицеллярных и гидрофобных взаимодействий белков и углеводов с водой.
На третьей ступени процесса высвобождается химически связанная влага — участок СД 4 — влаги согласно классификации, предложенной Ребиндером П. А. [4]. Предположительно, это вода, которая участвует в клейстеризации крахмала и набухании белков, клетчатки, пентозанов, которые содержит шрот амаранта.
Таким образом, анализ данных позволил определить три основных периода дегидратации воды и преобразования сухих веществ помады со шротом при термическом воздействии на нее, что подтверждает гипотезу о наличии в помаде со шротом амаранта химически связанной влаги. По результатам исследования определены температурные зоны соответствующие удалению влаги с различной формой связи.
Рис. 1. Дериватограмма сахарной помады без шрота амаранта — контроль
82
Секция 8. Пищевая промышленность
Рис. 2. Дериватограмма помады со шротом амаранта 5%.
Рис. 3. Термогравиметрические кривые:
1-помада со шротом амарант 5%, 2-помада без шрота амаранта
Список литературы:
1. Дериватограф системы «Паулик-Паулик-Эрдей»//Теоретические основы.-Будапешт: Венгерский оптический завод, 1974.
2. Вода в пищевых продуктах/Под ред. Р. Б. Дакуорта. - пер. с англ.-М.: Пищевая промышленность, 1986.
3. Уэндландт У Термические методы анализа.//Пер.с англ. - М.: Мир, 1978. - 526 с.
4. Моик И. Б. и др. Термо- и влагометрия пищевых продуктов: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1988. - 304 с.
83