Реологические свойства ячменно-солодового экстракта Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

663.443.002.612:532.517.2

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯЧМЕННО-СОЛОДОВОГО

ЭКСТРАКТА

Е. И. КОВАЛЕВСКАЯ, Н. А. ЕМЕЛЬЯНОВА, М. И. СЕРБОВА, О. А. БАБИЧ

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Солодовые экстракты широко используются при производстве продуктов диетического и детского питания [1]. Наибольшее распространение в нашей стране и за рубежом получил ячменно-солодовый экстракт ЯСЭ. Для разработки более совершенных аппаратурнотехнологических схем производства ЯСЭ необходимы данные о физико-химических характеристиках как готового продукта, так и полупродуктов. В литературе такие данные отсутствуют.

Важные физико-химические характеристики продукта — реологические свойства определяют его деформационное поведение под действием приложенного напряжения сдвига, например, при перемешивании, перекачке или расфасовке.

Мы определяли реологические свойства ЯСЭ ротационным методом, основанным на измерении вязкости системы, помещенной между двумя соосными поверхностями и подвергнутой деформации сдвига. Для этого использовали прибор Реотест-2 с измерительной системой цилиндр — цилиндр [2]. В ин-гервале*концентраций 5—30% ЯСЭ измерения проводили на цилиндрах Ы/Ы, а при концентрации 40—70% — на цилиндрах З/Эь

Исследовали влияние концентрации, температуры и продолжительности выдержки на реологические свойства ЯСЭ.

На рис. 1 показана зависимость вязкости г] и скорости деформации О, от приложенного напряжения сдвига тг.

Для образцов ячменно-солодового экстрак-

11 н ї ї: "І

]

н г6::-лг-і

Ч(:;‘КЧТ | 1Ї ПККН"(

щ

иьи-ия і ухиныг] Н кгг.1 чл ч’пеккр і:ґ:їтрлпч ■ Гг-ующ

СТТ'.'-К”'--

И' -: р їимения ігик К>1 уіі^лнчн: г.тп. и

течение л

с

Г-Н

ч

СКЧ'.'

:К'

0'а; ^ ш а Кисгн:

рамі Й-кдиС'

10

рай и. к При кп1: ноги те. I

|и.чНОІ:

Рис. 1

|

: М2. зі 7.2 ГО

|н:чы -ґі ца ипіциніїиіі ІПТН'ЛН к

|л я ЇІ'ІЛ и

МГ’ІНГи.і»-І]--,. І і :Ш-

ігзииренин г к:ін и-і іТ ■ М-

Нн, тчіміи?

нн:ікииі і-^ожініг.и.и

і> ?кст:і£к-

р? & /Ъ

V

та с концентрацией 5—70% при наложении небольших напряжений сдвига на реологических кривых вязкости отсутствует горизонтальный участок—рис. Ха. Течение начинается в области разрушенных структур, эффективная вязкость с ростом приложенного Тг уменьшается, что свидетельствует о наличии аномалии вязкости и разрушении пространственной структуры. При больших хг на кривых появляется горизонтальный участок, соответствующий области предельно разрушенной структуры С ВЯЗКОСТЬЮ Т),п.

Из рис. 16 следует, что характер кривых течения зависит от концентрации ЯСЭ. С ростом концентрации кривизна и наклон их увеличиваются, возрастают пределы текучести, и для достижения выхода системы на течение с постоянной скоростью требуются большие напряжения сдвига. В образцах с концентрацией выше 50% резко проявляется явление гистерезиса, что указывает на наличие тиксотропии.

Из экспериментальных кривых вязкости и течения определены следующие реологические характеристики: Рк , Рк — соответственно условный статический ^ динамический пределы текучести: Рт — предел прочности; Р, — условная граница практически неразрушенной структуры; т]о, т]о — соответственно наибольшая и наименьшая пластические вязкости; (г)0 — г\п)—аномалия вязкости [3].

Значения перечисленных реологических параметров приведены в таблице, из которой видно, что реологические свойства ЯСЭ сильно зависят от концентрации. Так, при концентрации 5—15% ЯСЭ проявляют свойства структурированной жидкости, для них Рк= 0. При' концентрации 30-- -70% ЯСЭ проявляют, свойства псевдопластического твердообразного тела, так как для начала течения им необходимо преодолеть напряжение сдвига, равное Рк . Для этих ЯСЭ Рк ^>0. Повышение

концентрации вызывает усиление структуро-образования в ЯСЭ, что проявляется в возрастании всех прочностных и вязкостных характеристик.

На рис. 2 показано увеличение Рт (кривая 1) и Рк„ (кривая 2) при повышении концентрации ЯСЭ.

Р,Па Г

600---------------------------------------Т

7

500---------------------------------------І-

ш

10 20 3О 40 50 60 С.%

Рис. 2

Значения аномалии вязкости т)о — цт характеризуют интенсивность процессов структуро-образования и прочность образованных надмолекулярных структур коагуляционно-тиксо-тропного типа.

Экспериментально установлено, что реологические характеристики ЯСЭ высокой концентрации (60% и выше) практически не изменяются на протяжении месяца (таблица, строки 6 и 8). Постоянство реологических характеристик во времени весьма ценное ка-

Таблица

Но- Кон- цент- Тем- пера- Про- дол- *і Рк 2 Рг Ло ті™ Л* Лт |по + Л-» Реологи- ческий тип

мер ра- ция, °/ /о тура, ° С жи- тель- ность, сут Па Па-с

1 5 20 0 0 0,8 1,3 0,033 0,0035 0,035 0,030 структурированная жидкость

2 15 20 0 0 1,3 3,4 — 0,074 0,0044 — 0,043 0,030 то же

3 30 20 0 0,066 1,5 6,5 0,076 0,015 0,014 0,051 псевдо-пластиче-ское твердообразное тело

4 40 20 0 0,070 4.5 16,0 — 0,135 0,040 0,137 0,041 0,095 то же

5 50 20 0 0,58 20,0 75,0 5,2 0,386 0,135 0,39 0,125 0,251 »

6 60 20 0 1,66 ”100,0 ' 350,0 50,0 1,10 0,44 1,32 0,43 0,66

7 70 20 0 2,35 315,0 ■ 630,0 125,0 2,39 0,74 2,45 0,52 0,85

8 60 20 30 1,74 100,0 400,0 60,0 1,16 0,45 1,40 0,43 - 0,71 »

9 50 3 30 0,116 24,0 86,0 10,0 0,257 0,123 0,23 0,12 0,134 »

10 50 60 30 0,10 9,0 38,0 4,0 0,11 0,07 0,13 ' " 0,05 " ' 0,04

3 Заказ 052

чество ЯСЭ, особенно при его транспортировании и хранении.

С повышением температуры (таблица, строки 9 и 10) уменьшаются прочность и вязкость ЯСЭ. Это связано с тем, что с увеличением температуры возрастает кинетическая энергия и увеличиваются средние расстояния между структурно-кинетическими единицами (агрегатами) всех компонентов ЯСЭ и, следовательно, облегчается преодоление сил меж-молекулярного взаимодействия.

Учитывая, что в небольшом интервале температур функция ^т]=/(у) линейна, рассчитывали «эффективную» энергию активации ЯСЭ по уравнению [4]:

= Я 2,3 /? а,

“(у)

где Я — газовая постоянная; а — угол наклона прямой;

Т — температура, К.

Полученная величина энергии активации вязкого течения Еп ЯСЭ составляет 11,5 КДж/моль. Близкие значения Ец получены нами ранее [5] для концентрата квасного сусла ККС. Следовательно, образованные надмолекулярные структуры в ЯСЭ и ККС имеют одну и ту же природу и относятся к коагуляционно-тиксотропному типу.

выводы

1. В ЯСЭ образуются коагуляционно-тиксо-тропные структуры, реологические свойства которых зависят от концентрации, температуры и приложенного напряжения сдвига.

2. Прочностные и вязкостные свойства ЯСЭ практически не изменяются в течение месяца.

3. Рассчитанная энергия активации вязкого течения ЯСЭ близка по величине энергии активации вязкого течения ККС, что указывает на однотипность надмолекулярных структур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология полисолодовых экстрактов в СССР и за рубежом/Емельянова Н. А., Кошевая В. Н., Данилевская А. В. и др.—М.: ВАСХНИЛ АгроНИИТЭМП, 1990,— Вып. 1,— 24 с.

2. Р е б и н д е р П. А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика.— М.: Наука, 1979.— 382 с.

3. Овчинников П. Ф. Виброреология.— Киев: Нау-

кова думка, 1983.— 271 с.

4. Виноградов Г. В., Малкин А. Я. Реология полимеров.— М.: Химия, 1977.— 488 с.

5. Ковалевская Е. И., Емельянова Н. А., Сербова М. И., Бабич О. А. Влияние температуры на реологические свойства концентрата квасного сусла//Изв. вузов, Пищевая технология.—1989.— № 5,— С. 84.

Кафедра физической и коллоидной химии Кафедра биотехнологии

продуктов брожения, экстрактов Поступила 18.04.91

664.87.002.611:547.915.5

жирнокислотный И ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ЛИПИДОВ ВАРЕНО-СУШЕНОЙ РИСОВОЙ КРУПЫ

Е. В. ЗАЛЕССКАЯ, А. Ф. ДОРОНИН, М. Н. ВАНИНА Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

В литературе последних лет мы не обнаружили сведений об изменениях, происходящих в липидном комплексе рисовой крупы при технологическом производстве варено-суше-ных пищевых концентратов.

Цель нашей работы — изучение состояния липидного комплекса на стадиях технологического процесса получения варено-сушеной рисовой крупы. Для проведения таких исследований на производстве были отобраны следующие образцы: исходный (сырая крупа), крупа после варки (вареная), после сушки (варено-сушеная).

Вареную крупу, имеющую высокую влажность, лиофилизировали. Липиды извлекали из измельченных образцов крупы гексаном. Полученные вытяжки отгоняли на ротационном испарителе.

Жирнокислотный состав липидов изучали методом газожидкостной хроматографии. Ре-

зультаты приведены в табл. 1. Как видно, наибольшее содержание в липидах сырой ри-

Таблица I

Жирная кислота

Жирнокислотный состав липидов в образце крупы

іисходном

вареном

варено-

сушеном

Лауриновая С120 1,63 0,81 . 1,42

Миристиновая С 4,65 2,66 3,23

Пальмитиновая С]б-о 23,12 22,91 23,14

Пальмитинолеиновая С16.| 0,14 1,12 0,89

Стеариновая С|8.0 4,46 3,31 3,96

Олеиновая С18.і 35,97 37,98 36,73

Линолевая С|8.2 29,43 31,09 30,42

Линоленовая С18.3 0,40 0,17 0,21

Арахидоновая С2о о 0,20 следы следы

Сумма насыщенных 34,06 29,69 31,75

Сумма ненасыщенных 65,94 70,31 68,25

СОВО

ноле

От

сост.

НОШІ

табл

варк

возр

Обр,

кр>

В а р с !-Варен шеь

Варен

Варен

шеи

1

при палы соде{ Коли \ растг I на 3, обра: такор сушк , Соде;

I обра:

| 0,21 ^ I ных ; коли1

I НИИ £

! стеар

при Е сушк: тинов почти (23, Ь ! резко

21,43' I Мь:

нокис

Поляр]

Моног.

Стерол

Диглш

Свобо;

Тригли

Высши

Воски,

стер