Научная статья на тему 'Растворимость натуральных веществ в жидком диоксиде углерода'

Растворимость натуральных веществ в жидком диоксиде углерода Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
268
51
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Касьянов Г. И., Нематуллаев И., Шафтан Э. А., Шапошников В. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Растворимость натуральных веществ в жидком диоксиде углерода»

ИЗВЕС

t, ним

пературе 133— 138°С или кипячении) и гидролизованной молочной сыворотки вместо части солода практически не влияет на качественный состав образующихся летучих продуктов.

ВЫВОДЫ

1. При анализе хроматограмм дистиллятов сусла и молодого пива в процессе брожения и дображи-вания обнаружены следующие летучие продукты: ацетальдегид, пропиловый, бутиловый, изобутило-вый и изоамиловый спирты.

2. Качественный состав летучих продуктов, образующихся в процессе приготовления пива из солодового сырья и с использованием нетрадиционных добавок, идентичен.

ЛИТЕРАТУРА

1. Колпакчи А.П. Основные направления развития производства солода и пива / Тез. докл. Всесоюз. семинара ’’Современные направления интенсификации производства пива и повышение его качества и стойкости”. — М., 1990. — С. 3.

2. Мальцев П.М. Технология солода и пива. — М.: Пищевая пром-сть, 1964. — С. 366.

3. Косминский Г.И., Зубко Г.А. Гидролизованная молочная сыворотка в пивоварении / / Пищевая пром-сть. — 1992. — № 9. — С. 28.

4. Шмидт Л.Г., Рыжова Т.П. Значение высших спиртов для аромата и вкуса пива и газохроматографический метод их определения: Обзор. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1970.

— С. 3-6.

5. Газохроматографический анализ пищевых продуктов. — М.: Пищевая пром-сть, 1965. — С. 236.

6. Uber einige Geschmack ktoren des Bieres / Narziss L // Brauwelt. — 1990. — 130. — № 37. — S. 1554-1556, 1558-1562.

7. Фертман Г.И,, Косминский Г.И. Совершенствование технологии предварительной обработки несоложеного ячменя при затирании. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1971.

— С. 10.

8. Технологическая инструкция по производству солода и пива. ТИ-18-6-47-85. — М., 1985. — С. 65, 67, 68.

9. Косминский Г.И., Сорокина Г.С., Черемнова Т.А.

Оптимальные условия гидролиза лактозы молочной сыворотки для использования ее в производстве пива / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1991. — № 1-3. — С. 92-94.

10. Косминский Г.И. К вопросу снижения кислотности молочной сыворотки методом ионообмена для использования ее в производстве пива / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1991. — № 4-6. — С. 15-17.

11. Косминский Г.И., Зубко Г.А. Влияние гидролизованной молочной сыворотки на углеводный и азотистый состав пивного сусла / / Пищевая пром-сть. — 1993. — № 5. — С. 18-19.

12. Косминский Г.И., Зубко Г.А. Получение пивного сусла с использованием гидролизованной молочной сыворотки // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1992. — № 1. — С. 37-39.

13. Химико-технологический контроль производства солода и пива / Под ред. П.М. Мальцева. — М.: Пищевая пром-сть, 1976.

14. Owades I., Pubin G., Brenner N. Determination of tannins in breerand drewing materials by ultraviolet Spektrophotometry / / American brewer. — 1958. — 9. 41-44.

15. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. — М.: Пищевая пром-сть, 1965. — С. 389.

16. Bestimmung Hucktiger Schwetelverbendungen in Wurze and Beerum ppb-Bereich / Narziss L., Meiduner H„ Kottein U. // Monatsschr Brauwess. — 1983. — 36. — № 1. —

S. 13, 17.

17. Препаративная органическая химия. 2-е изд. —- М.: Госхи-миздат, 1964. — С. 629.

Кафедра технологии пищевых производств

Поступила 29.07.96

Лимон

Феллаї

Пинен

Кадине

Карної}

гс-Цимо

Хамазу

Децило

Гексеш

Линало

Терпи»

66.061.4:546.261.09

РАСТВОРИМОСТЬ НАТУРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЖИДКОМ ДИОКСИДЕ УГЛЕРОДА

Децилоі

Гексиле

Г.И. КАСЬЯНОВ, И. НЕМАТУЛЛАЕВ, Э.А. ШАФТАН,

В.Г. ШАПОШНИКОВ

Краснодарский научно-исследовательский институт

хранения и переработки сельхозпродукции

Кубанский государственный технологический университет

Возможность применения жидкого диоксида углерода в качестве растворителя для натуральных душистых веществ впервые описана в [1]. В России

эти работы [2, 3| были начаты в 30-е гг. нашего века, однако довольно долго разработки по С02-тех-нологиям тормозились из-за сложности осуществления процесса под высоким давлением.

С развитием техники появилась необходимость качественной и количественной оценки экстракционных возможностей жидкого диоксида углерода по отношению к различным классам и группам соединений. Наиболее обширные и глубокие

Цитралі

Таблица

Вещество, его характеристика Формула, Плотность при 20”С, г/см3 Показа- тель Растворимость при соотношении

молекулярная масса прелом- ления вещест- во раство- ритель

1 2 3 4 5 6

Терпеновые углеводороды

Лимонен Моноциклический углеводород с двумя двойными связями, формы й, 1 С10Н16 136.2 0,8419 1,4726 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная 75%

Фелландрен Моноциклический углеводород с двумя двойными связями, формы й, а - р; 1, а - р С10Н16 136,2 0,8410 1,4772 1:0,3 1:0,5 1:1 40% Полная 95%

Пинены Бициклические углеводороды с одной двойной связью, формы 1, а - ($; й, а - Р С10Н16 136,2 0,8585 1,4657 1:0,3 1:0,5 1:1 30% 60% 85%

Сесквитерпеновые углеводороды

Кадинен Бициклический углеводород с двумя двойными связями, формы /?; у; 3 С15Н24 204,3 0,9239 1,5059 1:0,3 1:0,5 1:1 30% 60% 80%

Кариофиллен Бициклический углеводород с двумя двойными связями, формы сг , /3 —; /; ^ — С15Н24 204,3 0,8995 1,4962 1:0,3 1:0,5 1:1 30% 60% 80%

Ароматические углеводороды

п-Цимол Изопропилтолуол С10Н14 134,2 0,8556 1.4903 1:0,3 1:0,5 1:1 40% 70% 90%

Хамазулен СИН16184,3 0,9883 1:0,3 1:0,5 1:1 30% 60% 90

Алифатические спирты

Дециловый СшН220 158,3 0,8297 1,4372 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная Полная

Гексенол С6Н120 100,2 0,8508 1,4380 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная Полная

Терпеновые и сесквитерпеновые спирты

Линалоол Алифатический третичный, формы (1, 1 С10Н18О 154,12 0,8652 1,4638 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная 90%

Терпинеол Моноциклический третичный, с одной двойной связью, формы й, а, у; 1, а, у С10Н18О 154,2 1,4808 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная 95%

Алифатические насыщенные и ненасыщенные альдегиды

Дециловый С10Н2оО 155,3 0,8502 1,4287 1:0,3 1:0,5 1:1 40% Полная 90%

Гексиленовый С,.Н10О 98,1 0,8491 1,4390 1:0,3 1:0,5 1:1 50% Полная 95%

Терпеновые альдегиды

Цитраль Алифатический С10Н1СО 152,2 0,8895 1,4890 1:0,3 1:0,5 40% Полная

1:1

Полная

ИЗВЕС

Продолжение таблицы

1 2 3 4 5 6

Терпеновые кетоны

Карвон Моноциклический с двумя двойными связями, формы СІ, 1 С10Н14О 150,2 0,9659 1,4949 1:0,3 1:0,5 1:1 30% Полная Полная

Камфора Бициклический, формы й, 1 С10Н16О 152,2 0,994 — 1:0,3 1:0,5 1:1 25% 70% 60%

Фенолы и фенолоэфиры

Эвгенол С-кЛгОг 162,4 1,0664 1,5410-1 1:0,3 50%

Тимол С10Н14О 150,2 — 1,5227 1:0,5 Полная

Карвакрол С10Н14О 150,2 — 1,5234- 1:1 95%

Кислоты

Миристиновая

Пальмитиновая

исследования по этому вопросу были проведены американским ученым А. Френсисом [4], который изучил растворимость жидкого диоксида углерода в более чем 260 веществах и растворимость последних в нем. Кроме того, А. Френсисом получены очень ценные сведения по тройным смесям, представляющим интерес с точки зрения организации процесса экстрагирования сложных смесей жидким диоксидом углерода. Однако для своих опытов он использовал в основном синтетические соединения и лишь немногие из них встречаются в природных растительных источниках. Эксперименты по растворимости компонентов в жидком С02 ученый проводил при +25°С.

Как известно, по мере приближения жидкого диоксида углерода к критической температуре (?кр = 31, ГС) растворяющая способность его резко снижается по ряду причин [5]. Это обусловливает необходимость проведения исследований при более низкой температуре при устойчивом состоянии жидкой фазы растворителя.

Применение жидкого диоксида углерода в качестве экстрагента для натуральных душистых и биоактивных веществ возможно и целесообразно только в том случае, когда эти вещества растворимы в нем. Для создания возможности планирования состава получаемых С02-экстрактов и оптимизации режимов их извлечения нами исследована растворимость ряда натуральных терпеноидов и других часто встречающихся в растениях компонентов в жидком диоксиде углерода при температуре +20°С.

Алифатические и циклические соединения, в основном терпенового ряда, были получены из растений в сложной смеси, а затем разделены и очищены методом препаративной газовой хроматографии. Источниками для извлечения натуральных веществ служили зира среднеазиатская, листья чая, ажгон, солодка, плоды шиповника, ромашка аптечная.

с14н28°2 228,2 0,8620

С16Н32О2 256,2 —

1:0,3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1:0,5

1:1

30%

90%

80%

Определение растворимости индивидуальных веществ проводили по методике капиллярных ячеек [6] в модификации [7] для жидкого диоксида углерода. Температура в ходе испытаний поддерживалась неизменной (+20°С).

Анализ полученных данных показывает, что алифатические соединения, как углеводороды, так и кислородсодержащие, хорошо растворяются в жидком диоксиде углерода. Наилучших результатов можно добиться при соотношении вещест-во:растворитель-—1:0,5. Повышение концентрации растворителя более 50% в смеси приводит к незначительному падению растворимости, хотя для спиртов, например, децилового, гексилового и альдегида цитраля, этого падения не отмечалось.

Моноциклические углеводороды и спирты при 50% растворителя в смеси также дают пик растворимости с последующим ее уменьшением по мере роста концентрации жидкого диоксида углерода. Моноциклические кетоны при соотношении веще-ство:растворитель—1:0,3 растворяются незначительно. Однако с ростом доли диоксида углерода в смеси они полностью переходят в раствор.

Полученные результаты согласуются с наблюдениями А. Френсиса о пике растворимости при 40-50% содержания растворителя в смеси и падении ее при дальнейшем росте доли жидкого диоксида углерода.

Несколько иначе ведут себя бициклические соединения. Во-первых, они в условиях опыта полностью ни разу не смешивались с диоксидом углерода. Во-вторых, их растворимость нарастает с увеличением концентрации растворителя в смеси постепенно, не давая каких-либо всплесков. Максимальная растворимость бициклических углеводородов и кислородсодержащих соединений (камфоры) находится в пределах 60-80%.

Ароматические углеводороды (я-цимол и хама-зулен) в жидком диоксиде углерода также полно-

стью і они н Фен ряютс твори вещее твори Сво +20°С ходят мальн ся на

І.Й

тичес:

ские,

И ЖИ!

разли 2

чески| 3. 1 ноидь мост^ имеет 4.1 моної пик в 50%.

твори

5—10“

С.Я. I Краснс

Це.1

рецеп

овоїШ

изуча

ПИХ0Е

турно

ХИМЙ>

тима^ туры Обі вый з| хи, СІ сахар; в раз^

СТВО 1 ГИЧЄС]

ли на! скоро дел ЯЛ!

той с]

НОСТЬ

раств^ ты пе] ее ВЫ()

Й 2-3,1997

е то,блицы

6

30%

Полная

Полная

25%

70%

60%

50%

Полная

95%

30%

90%

80%

уальных ных яче-|иоксида поддер-

[ет, что рды, так потея в езульта-Ъещест-лрации [т к не-отя для о и аль-рсь.

|>ты при раство-по мере Ьерода. и веще-езначи-ерода в

^блюде-ш при и паде-

0 диок-

кие со-га пол-И угле-тает с смеси . Мак-таево-

1 (кам-

хама-

полно-

стью не растворяются, по кинетике растворимости они напоминают бициклические соединения.

Фенолы и фенолоэфиры в общем хорошо растворяются в жидком диоксиде углерода, но пик растворимости, как и у ряда других испытанных веществ, наблюдается при 50% концентрации растворителя в смеси.

Свободные жирные кислоты при температуре +20°С полностью не растворяются, но также проходят через пик растворимости. Очевидно, максимальная растворимость жирных кислот приходится на более низкую температурную область.

ВЫВОДЫ

1. В жидком диоксиде углерода при +20°С практически растворяются все испытанные алифатические, моно- и бициклические терпеноиды, фенолы и жирные кислоты, но степень их растворимости различается.

2. Растворимость алифатических и моноцикли-ческих соединений выше, чем бициклических.

3. Углеводороды и кислородсодержащие терпеноиды практически мало различаются по растворимости, гораздо более важное значение при этом имеет цикличность соединения.

4. Растворимость большинства алифатических и моноциклических терпеноидов возрастает и дает пик в области концентрации растворителя в смеси 50%. При дальнейшем повышении последней растворимость данной группы веществ снижается на 5-10%.

5. Увеличение растворимости бициклических терпеноидов проходит параллельно росту концентрации жидкого диоксида углерода в смеси, однако полного смешивания компонентов не достигается. Исключение составляет камфора, кинетика растворимости которой идентична с моноциклическими углеводородами.

6. Фенолы и фенолоэфиры по своей растворимости близки к моноциклическим терпенам.

7. Для растворения свободных жирных кислот температура +20°С не является оптимальной.

ЛИТЕРАТУРА

1. Landry £., Derroy J,, Rennotte I. — Fran. Plat. № 477267,1915.

2. Алаев EX. Применение новых видов растворителей при экстракции растительных масел вместо бензина. — М., 1958.

3. Аксельруд Г.А. Массообмен в системе твердое тело—жидкость. — Львов, 1970.

4. Francis A.W. Ternary systems of loguid carbon dioxids / / J. of Phys. chem. — 1954. — 58. — № 12. — P. 1099-1114.

5. Экстракция под высоким давлением индивидуальных веществ из растительного сырья / (Пер. ст. Bork М. // Chem. Ind. — 1990. — 113.) — №5. — P. 100, 102-104.

6. Белобородов В.В. // Журн. прикл. химии. -— 1956. — Вып. 24.

7. Александров Л.Г, Исследование процесса экстракции веществ из растительного сырья сжиженным углекислым газом: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. —"Краснодар, 1973.

Кафедра технологии консервирования пищевых

продуктов

Поступила 19.01.96

664.859.002.611

ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ДОБАВОК НА КАЧЕСТВО БЕЛКОВЫХ КРЕМОВ

С.Я. КОРЯЧКИНА, Л.Г. ЕРМОШ Красноярский коммерческий институт

Цель работы — создание научно обоснованных рецептур белковых заварных кремов с ягодными и овощными наполнителями. В соответствии с этим изучали влияние клюквенного, брусничного, облепихового, морковного, свекольного пюре на струк-турно-механические, органолептические, физикохимические показатели качества, определяли оптимальное количество вносимых добавок в рецептуры кремов для замены части основного сырья.

Объектами исследования служили крем белковый заварной, пюре из клюквы, брусники, облепихи, свеклы и моркови. Пюре вводили в горячий сахарный сироп для заваривания белковой массы в различных концентрациях. Анализировали качество крема сразу после его приготовления. Реологические характеристики всех образцов определяли на ротационном вискозиметре ”Реотест-2” при скоростях сдвига 0,1667-4,5 с~ . Плотность определяли как отношение определенной массы взбитой смеси к ее объему, пенообразующую способность — как отношение высоты пены к высоте раствора, стойкость пены — как отношение высоты пены по истечении времени к первоначальной ее высоте [1]. Органолептическую оценку осущест-

вляли согласно методическим указаниям по проведению органолептического анализа, утверженным приказом МТ СССР № 294 1981 г. Физико-хими-ческие показатели исследовали согласно ОСТ 10-060-95 по содержанию сухих веществ СВ, массовым долям общего сахара и сахарозы в водной фазе крема.

Наилучшей пенообразующей способностью обладали взбивные массы с добавлением клюквенного и брусничного пюре. При внесении их в концентрациях 10-20% от массы готового крема пенообразующая способность увеличилась по сравнению с контрольным образцом в 1,4-1,99 раза для клюквенного, в 1,4-1,83 раза для брусничного пюре; эффективная вязкость возросла в 2,8-4,6 и в 2,7-4,1 раза соответственно. С увеличением концетрации клюквенного и брусничного пюре до 20% заметно уменьшилась плотность. Кремы представляли собой легкую пышную массу, хорошо удерживающую форму. Стойкость пены на протяжении всего срока хранения составила 100%. Добавление облепихового пюре дало положительный результат при введении его не более 1% от массы крема. При добавлении 3% пюре плотность увеличилась на 27%, эффективная вязкость уменьшилась в 1,7 раза, стойкость пены через 24 ч составила 75%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.