CC BY
99
Таблица 4
+ 0,01 I ± 1,0 1±4,0 5 ± 0,9 ! ±2,3 !± 1,0 ; + 0,7 1 + 0,5 5 ± 3,6 > + 0,8 Г ±0,4 ±1,0 ±0,8 ± 1,1 ±0,18 I ± 2,9 ±0,73
ы МйгоЬт ) методу К, ;а, экстраги-гелем и тит-[К. Фишера, эотекающая
]304СН3 +
пробы рас-юм, с помо-
Еиидоме-лшсуль-этомдяя иютимида-дша вода в ие анализа 1. Это видно горый боль-
титрования шдикация -ютрической щенными в тоянной си-!, необходи-происходит
течение ре-ые требова-ильного вы-шьного зна-ильный вы-
бор рабочей среды (т.е. растворителя или смеси растворителей). в которой растворяется образец и протекает химическая реакция. В рабочей среде должны растворяться продукты реакции, и она должна позволять фиксировать конечную точку титрования. Лишь немногие растворители отвечают этим требованиям. Предпочтительнее использовать в качестве растворителя метанол. Однако нередко метанол смешивается с другими растворителями, но содержание метанола в смеси должно быть ие менее 25%.
Растворимость жиров и углеводородов в метаноле весьма ограничена. Повысить их растворимость можно путем добавления хлороформа, ускоряющего протекание £У-реакции.
На скорость титрования оказывает значительное влияние и температура. Причиной медленного титрования могут быть либо вещества, которые очень медленно растворяются в метаноле, либо рабочая среда, где осуществляется процесс титрования. Первое относится к веществам, прочно удерживающим воду, прежде всего, к пищевым продуктам и веществам растительного происхождения. Титрование при повышенных температурах 50-60°С способствует или растворению образца, или ускорению экстракции из него влаги. Титрование при 50°С не требует каких-либо дополнительных затрат. Простейший прибор должен быть оборудован термоэлементом с регулятором температуры и магнитной мешалкой. Можно создать требуемую температуру, помещая ячейку в водяную рубашку, контроль за температурой осуществляют тогда измеряя ее в ячейке с помощью термометра. Если титрование при повышенных температурах осуществляется достаточно часто, то целесообразно оборудовать ячейку терморубашкой с регулируемой температурой. Мы в своей работе применяли данный тип ячейки.
Результаты исследований по выбору условий титрования для разных групп продуктов с учетом их химического состава представлены в табл. 6.
Установлено, что для большинства пищевых продуктов целесообразно проводить титрование при температуре 50°С. Время экстракции в зависимости от химического состава составило от 120 до 300 с. Оптимальная анализируемая навеска 0,3-1,0 г в зависимости от содержания влаги в образце.
Таблица 6
Продукт Масса пробы, г \У, %
Кондитерский жир 0,3 0,27 ± 0,02
Маргарин Россиянка 0,3 24,28 ± 0,003
Масло сливочное 0,3 16,30 ± 0,04
Мука пшеничная 0,2 13,57 ±0,15
Сахароза ... 5 0,020 ± 0,001
Лактоза . 0,5 5,12 ±0,01
Арахис 0,3 4,98 ± 0,29
Мед 0,2 14,18 ±0,06
Фрутелла 0,5 37,7 ± 0,4
Карамель ,0,3 2,77 ± 0,09
Разработанные способы определения влажности пищевых продуктов по методу К. Фишера сокращают примерно в 10 раз время проведения анализа по сравнению со стандартным методом высушивания, повышают точность полученных результатов. Предлагаемый метод позволяет определять истинное содержание влаги, а не изменение массы за счет суммарной потери влаги и летучих веществ при высушивании.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каплан Б.Я., Пац Р.Г., Салихаджанова Р.М.-Ф. Вольтампе-рометрия переменного тока. - М.: Химия, 1985. - 264 с.
2. Стромберг А.Г. Современное состояние и развитие инверсионной вольтамиерометрии // Вольтамперометрия органических и неорганических соединений. - М.: Наука, 1985.- С. 153-157.
Поступила 07.05.03 г.
664.653.664.641.002.612
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ
В ПРОЦЕССЕ
В.Я. ЧЕРНЫХ, М.А. ШИРШИКОВ, А.С. іМАКСИМОВ
Московский государственный университет пищевых производств
Пищевые продукты обладают разнообразными реологическими характеристиками, которые зависят от технологических свойств сырья и рецептуры изделий, а также от температуры, интенсивности и продолжительности механического и теплового воздействий на структурные компоненты ингредиентов при протекании различных технологических операций производ-
ЗАМЕСА ТЕСТА . ,
ства продуктов питания. Широкий диапазон реологического поведения пищевых продуктов (от твердых и хрупких тел до маловязких жидкостей) требует использования различных инструментальных методов исследования.
Показатели качества пшеничных хлебобулочных изделий в первую очередь определяются хлебопекарными свойствами перерабатываемой муки.
При наметившейся общемировой тенденции снижения количества белка в зерне пшеницы недостаток
I
его в пшеничной муке при производстве хлебобулочных изделий предполагается компенсировать за счет внесения сухой клейковины. Для корректировки таким способом химического состава пшеничной муки, с целью обеспечения выпуска продукции наилучшего качества, необходимо знать оптимальное соотношение белка и крахмала в муке, а для активации или инактивации собственных ферментов муки - учитывать реологическое поведение клейковины и клейстеризован-ного крзхмзльного геля применительно к существую-щим технологическим операциям производства хлебобулочных изделий.
Наибольшей значимостью в определении хлебопекарных свойств пшеничной муки и установлении оптимальных режимов технологических операций производства хлебопродуктов обладают параметры, характеризующие реологическое поведение полуфабрикатов и готовых изделий.
РЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОМ
КЛАССИЧЕСКИЕ
реологические
ПАРАМЕТРЫ
УСЛОВНЫЕ
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ
МОДЕЛЬ УПРУГОСТИ
УПРУГАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
ЖЕСТКОСТЬ
УСИЛИЕ НАГРУЖЕНИЯ
ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ
ПРОЧНОСТЬ (ПРЕДЕЛЬНОЕ УСИЛИЕ НАГРУЖЕНИЯ)
ТВЕРДОСТЬ
ГЛУБИНА ВНЕДРЕНИЯ
КРУТЯЩИМ МОМЕНТ
ПРЕДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СДВИГА
ПЛАСТИЧЕСКАЯ
ДЕФОРМАЦИЯ
АДГЕЗИОННОЕ
НАПРЯЖЕНИЕ
УПРУГОЕ
ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ
УСИЛИЕ ОТРЫВА
ВРЕМЯ РЕЛАКСАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ
Рис. 1
В соответствии с разработанной нами классификацией (рис. 1), параметры, характеризующие реологическое поведение полуфабрикатов и готовых изделий, можно разделить на две группы. Это, прежде всего, классические реологические параметры, которые инвариантны по отношению к конструкции измерительного прибора или устройства, к размерам и форме исследуемого образца. Как правило, это расчетные параметры (нормальное и касательное напряжение или соответствующий модуль упругости, Па, вязкость, Па-с), вычисляемые на основе экспериментальных данных по формулам, полученным в результате теоретического анализа напряженного состояния материала с использованием допущений, касающихся однородности и непрерывности среды, равномерности распределения напряжений в объеме исследуемого материала, линейного характера изменения деформаций и др. В условиях моделирования реального технологического процесса в перерабатываемом материале возникает
сложное напряженное состояние, при котором указанные допущения часто не соблюдаются, т. е. применяемые формулы не являются корректными и определяемые величины реологических параметров не всегда соответствуют действительности.
Каждому' классическому параметру соответствует условный. Условные реологические параметры - это величины, которые непосредственно получают при измерениях, например, упругая и пластическая деформации, мм, усилие нагружения, Н, крутящий момент на валу месильной камеры, Н-м. Условные характеристики, очевидно, зависят от размеров и формы исследуемых образцов, но тем не менее отражают, как это будет показано ниже, изменения реологических свойств в процессе механической обработки модельного или реального материала. Отмеченная неинвариантность может быть компенсирована путем использования в исследовательской практике определенного ряда стандартных приборов и устройств. В этом случае результаты исследований становятся воспроизводимыми и проверяемыми, что обеспечивает их достоверность.
В настоящее время в технохимическом контроле хлебопекарного производства наиболее приоритетными характеристиками, объективно отражающими свойства перерабатываемого сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, являются условные реологические параметры. Абсолютные значения таких реологических параметров являются критическими точками, позволяющими оптимизировать любую стадию процесса производства пищевого продукта с учетом влияния различных технологических факторов.
При этом методология технохимического контроля хлебопекарного производства должна строиться на анализе как динамики, так и кинетики реологического поведения рецептурных ингредиентов, полуфабрикатов и готовых изделий. Такая методология позволяет разрабатывать математические модели технологических операций производства хлебобулочных изделий и создавать информативные технологические критерии управления качеством готовой продукции.
Формализация технологических операций производства хлебобулочных изделий невозможна без исследования реологического поведения модельных систем, содержащих основные структурные компоненты пшеничной муки - крахмал и клейковинные белки.
Для определения реологических характеристик модельных и реальных систем нами предлагается методология оценки состояния их белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов с использованием разработанной информационно-измерительной системы, включающей приборы Бо-Согс1ег Е-330, Структу-рометр СТ-1 и Амилотест АТ-97(ЧП-ТА).
При исследовании реологического поведения модельного теста из пшеничного крахмала (Шаблыкин-ский крахмальный завод, РФ) и сухой пшеничной клейковины с содержанием белка 80% (Мее1ише, Голландия) на стадии замеса (начальной стадии тестопри-готовления) использовался прибор Оо-Согс1сг Е-330
CM WI33*r-гжиснле-ut"
;r-Cf . .M,;l СО -lUiT.lL ГКСТ
ji.pu j, Й
'TOT Гр-rf Г";-
F- пфСуМК.-
*ЗюйВ4 hj
L IlJL/.CU/C-
Л .Ш t'JfJTJ
CflO^CTTs .4
a:o'm ps-пглоль xo-
U KL'* [f ад С Ou-чл; arivai-■
П1Ш.гШД A
№№?!!•.
.1 кг.итрол:
1ГЛ1ТТ2ТЧЪ> •ЯИКЯЩПГГГ L*jh>;u;lii 11 i^Ji I (33 CMS рп^гтгчг-ЯКЭКТГ, гтя-(L' ЦЦСДвиЛ Ld JUilHJIilii
Cl V.TrT.innff :oht.=Ca l\l ^L-JSLKJl'U nyiJi/FviJy^a-; штааллсг
K_Hu.w:LiLJJt-< ГГ-7ДCflnfi VI ;■ крнтслтп
LUjfe LJJ’jLi>
bin iX‘: J.C"
%nbFtTV CKZ-CMr.Ui^HTbl
e б&иш. фггтгк моря MCTO^D-
(ишнпг^ и
j _■ ir.ij.i :i _ i _it;. i
.■ii'JL Cud t -1. Cjp;rLr..:'-
г;.^пм m>
jMi.OkLLUU I-
ijir^OrrHlpK jiLjcis. 1 <j.j-| -tkLt [i-.:?Li
(Brabender, Германия). Прибор позволяет определять изменение величины крутящего момента на приводе месильных органов тестомесильной емкости Мкр., Н-м, по значениям которого рассчитывалась удельная интенсивность замеса 7уц, кДж/(кг-с), и количество механической энергии, затрачиваемой на формирование структуры теста Ауд, кДж/кг, а также число циклов его деформации (х [1].
Для определения реологических характеристик пшеничного теста после замеса и реологических параметров готовых хлебобулочных изделий использовался прибор Структурометр СТ-1 (НПО «Радиус», Россия) [2]. Исследования реологических свойств пробы теста осуществлялись в восьмом режиме «Определение времени релаксации напряжений при заданной величине деформации» при следующих параметрах: усилие касания /7С,=0,05 Н; скорость деформации пробы У= 30 мм/мин; величина общей деформации теста (использовалось тело пенетрации в виде полусферы диаметром 16 мм) Н = 8 мм. Исследования реологических свойств пробы хлебного мякиша осуществлялись в первом режиме «Определение упругих и пластических деформаций» при следующих параметрах: усилие касания Ео=0,5 Н; скорость деформации мякиша V = 30 мм/мин; усилие нагружения мякиша (использовалось тело пенетрации в виде полусферы диаметром 25 мм) /<’= 3 Н. При проведении экспериментов контролировалась динамика усилия нагружения исследуемой пробы продукта при заданной скорости его деформации, а затем определялись реологические параметры: время релаксации напряжений, максимальное усилие нагружения и усилие нагружения после релаксации напряжений, упругая и пластическая деформации.
Исследования реологического поведения пшеничного теста в процессе замеса на приборе Бо-Сог<Зег осуществлялись при различных соотношениях в модельной смеси пшеничного крахмала и сухой клейковины. Тесто замешивалось влажностью 45% при дозировках сухой клейковины 0, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20, 22, 25, 27, 30, 35, и 40% от общей массы модельной смеси (50 г). Замес проводился в течение 10 мин при частоте вращения месильных органов 63 мин”1.
Анализ полученных данных показал, что при формировании структуры теста влажностью 45% содержание клейковины Окл в модельной смеси более 20% ве-
Рис. 2
дет к резкому увеличению значений параметров замеса теста/1 у,: (рис.2), поэтому можно сделать вывод, что оптимальное соотношение крахмала и сухой клейковины в замешиваемом искусственном тесте из модельной смеси - 80 : 20. Именно при этом соотношении происходит формирование особых свойств теста при выбранных режимах замеса. Если перевести содержание клейковины в модельной смеси на содержание белка в пшеничной хлебопекарной муке, то его оптимальное количество будет равняться 15-16%.
Исследования с помощью прибора Структурометр влияния соотношения пшеничный крахмал-сухая клейковина на изменение максимального усилия нагружения модельного теста при заданной деформации и усилия после релаксации напряжений (рис. 3) подтвердили оптимальное соотношение клейковины и крахмала в модельном тесте.
Участок экспериментальной кривой от Fm:iX до ^’релако отражает процесс релаксации напряжений в испытуемом образце после прекращения деформационного воздействия и может быть описан уравнением вида . ■ ■ .
F (т) — (^тах ^релакс) Ехр ( Ат) + /'"релако И* (О
X = 1/7' - величина, обратная времени релаксации, с”1; физический смысл которой определяется отношением модуля упругости G, Па, к динамической вязкости г) дин, Па-с:
Х = Ст /ц№Ш. (2)
Анализ полученных данных показал, что увеличение содержания сухой клейковины в модельном тесте более 35% не оказывает существенного влияния на изменение реологических характеристик теста. Это, очевидно, связано с тем, что в модельной смеси доминирующее влияние на ее реологическое поведение оказывают клейковинные белки. В диапазоне дозировок сухой клейковины от 5 до 35% на графиках наблюдается точка перегиба, соответствующая содержанию сухой клейковины 20% (рис. 3).
Для характеристики реологических свойств теста из модельной смеси нами использовался технологический критерий Г2, с^1:
Рис. 3
0.= Х ((/'тах - /'релахс) / ^релакс), (3)
характеризующий динамику изменения напряжений в модельном тсстс. Было установлено, что при ДОЗИрОБ" ке 20% клейковины этот технологический критерий имеет экстремальное максимальное значение. Именно при таком содержании сухой клейковины система пшеничный крахмал-сухая клейковина имеет стабильные реологические свойства. Отсюда сделано предположе-
НИС, ЧТО ДаНКаЯ ДОЗИрО БКЯ СуХОЙ КЛСИКОБИНЫ ЯБЛЯСТСЯ
оптимальной при производстве хлебобулочных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Черных В.Я. Разработка системы гибкого управления производством пшеничного хлеба: Дис. ... докт. техн. наук. - М, 1992. -68 с.
2. Структурометр. Руководство по эксплуатации, паспорт. - М.:
НПФ «Радиус», 2001. - 25 с.
Поступила 18.07.03 г. ^
, - 543.257.1.637.5
ЭКСПРЕСС-ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРИДА НА ТРИЯ ПРИ СЕРТИФИКАЦИИ МЯСОПРОДУКТОВ
А.М. МАЛЫШЕВ, Н.К. СТРИЖОВ
Кубанский государственный технологический университет
Сертификация - основное средство в условиях рыночных отношений, позволяющее гарантировать соответствие продукции требованиям нормативной документации. Основное место при этом отводится проведению анализа в испытательной лаборатории. Возрастающее число анализов требует совершенствования и внедрения экспрессных методов, основанных на физи-ко-химических измерениях.
Объектом исследований были колбасные изделия, произведенные на мясоперерабатывающих предприятиях Краснодарского края и поступающие в продажу. Поваренная соль, содержащаяся в этих продуктах в измельченном состоянии, легко попадает в водную фазу , что определяет у стойчивую работу хлоридселекгивно-го электрода.
Работы по применению ионоселективных электро- . дов для анализа галогенид-ионов в пищевых продуктах появились в начале 1970-х годов. Наиболее обширный анализ пищевых продуктов провели Шалман и Гольд-смит [1]. Они использовали твердофазные хлоридсе-лективные электроды для исследования различных продуктов в виде растворов и паст с содержанием соли до 2,8%. При этом величина электродной функции Ъ колебалась от 53,0 до 53,8 мВ, а расхождения между потенциометрическим и титриметрическим методами составили от 3,7 до 5,5%. Ранее были опубликованы результаты экспериментов по определению КаС1 в таких сложных для потенциометрии водонерастворимых объектах, как маргарин и мыло [2]. Полученные результаты выгодно отличаются от результатов титри-метрического анализа.
В литературе отсутствуют данные об использовании потенциометрического метода анализа для определения содержания поваренной соли в мясных издели- -ях. Это является задачей наших исследований.
Содержание поваренной соли в колбасных изделиях - важнейший показатель их качества. По действую-
щему Государственному стандарту [3] анализ поваренной соли выполняется титриметричеекм методом с использованием в качестве титранта дорогостоящего нитрата серебра. Кроме того, есть и другие недостатки этого метода: длительность и субъективность анализа, регенерация серебра из отработанного раствора, трудоемкость.
В данной работе предлагается потенциометрический метод анализа поваренной соли в колбасе с использованием серийного хлоридселективного электрода ЭМ-С1-01. Такой метод можно отнести к экспрессным.
Перед измерением потенциала электрода в растворе проводится измельчение объекта исследования и по -следующая экстракция поваренной соли водой. При этом не происходит каких-либо химических изменений в исследуемом материале. Такая подготовка материала к потенциометрическим измерениям не отличается от этой операции в стандартной методике и обеспечивает достаточно полный переход хлорида натрия в водный раствор, несмотря на присутствие в нем неводных биологических компонентов (жиров, белков)
Методик)' разрабатывали на макете анализатора, состоящего из электролитической ячейки и цифрового иономера И-130. Индикаторный электод - мембранный хлоридселекгивный электод ЭМ-С1-01, электрод сравнения - ЭВЛ-1М.3.1 (водный насыщенный КС1). Фоновый электролит ~0,1М КК'Оз . Электрод сравнения отделяли от исследуемого раствора электролитическим ключом, заполненным фоновым электролитом. Так как в инструкции пользования хлоридселектив-ным электродом указано, что контролируемая среда не должна содержать органических веществ, образующих пленки и осадки на мембранах, анализируемый раствор перед погружением в него электрода фильтровали.
Концентрацию поваренной соли в исследуемом объекте находили методом добавок к нему 0,5 мл 0,5М К'аС 1 [2]. Крутизну электродной функции находили
путе
КС1
I
гель
малі
ром
болі
тре£
І
ния
лисі
ВЄСБ
став ной нові рез І фил
1 MJ ВО-Ї І
СЯП
где 0 0,051 роваі
г
в стг
ный
элек
твор
чест:
В
жані нода и стг
і
