CC BY
18
Таблица 3
Бо, м2' 1020 при 1, °С
Группа фосфолипидов 2 0 45 60
1 2 1 2 1 2
Гидратируемые
Фосфатидилхолины 105.93 88,17 102,05 87,19 101.90 86,74
Фосфатидилэтанол амины 115,48 95,02 114,05 92,28 113,58 91,52
Фосфати дилсерииы 120,14 101,31 119,48 99,26 117,45 96,86
Фосфатиди л инозитолы 134,49 102,85 130,52 100,97 124.45 100,19
Фосфатидные кислоты 132,81 103.92 130,40 101,90 126,32 101.41
Негидратируемые
Ф ос ф ати ди л э т а и о л а м и ыы 148,52 117,09 145,13 114,54 141,45 111,12
Фосфатидилсерины 160,28 122.59 159,45 118,65 158,57 117,39
Фосфат иди л инозитолы 188,15 Л36.16 187,80 128,65 187,15 126.71
Фосфатидные кислоты 187,49 136,46 187,35 128,28 186.89 125,56
Примечание. 1—до ЭМ-активации; 2 — после ЭМ-активацип.
зультате возникновения межмолекулярных координационных и водородных связей.
Таким образом можно сделать вывод, что для нарушения устойчивости системы фосфолипиды—триацилглицеролы с целью более полного выведения фосфолипидов из указанной системы наряду с методом химической поляризации достаточно эффективным является и метод электромагнитной активации.
ВЫВОДЫ
1. Электромагнитная активация системы масло — фосфолипиды позволяет увеличить поверхностную активность фосфолипидов, в том числе и их негидратируемых форм, на границе раздела фаз с водой, а также увеличить максимальную адсорбцию фосфолипидов в межфазном слое. Все это в целом
приводит к повышению степени гидратируе-мосги фосфолипидов.
2. Для нарушения устойчивости системы фосфолипиды—триацилглицеролы с целыо более полного выведения фосфолипидов из указанной системы достаточно эффективным является метод электромагнитной активации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Характеристика межфазного слоя системы фосфолипиды—триацилглицеролы—вода /Е. Н. Москвина, И. Б. Кривенко, Е. П. Корнена и др. //Изв. вузов, Пищевая технология. — 1991. — № 1—3.
2. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. — М.:
Химия, 1976. — 512 с.
Кафедра технологии жиров
Поступила 24.04.89'
664.8.037.1
СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ ПРИ КРИОКОНСЕРВИРОВАНИИ
Т. Д. ПИЛИПЕНКО, в. в. мднк
Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова Институт коллоидной химии и химии воды АН УССР
В последние годы благодаря введению в строй новых и увеличению объема имевшихся холодильных камер, прежде всего на предприятиях консервной промышленности, увеличились возможности применения замороженных плодов и овощей для производства консервов, в общественном питании, розничной торговле.
Известно, что в процессе технологической обработки о состоянии объектов судят по изменению показателей пищевой ценности, не учитывая при этом состояние воды в них и степень связи ее с биокомпонентами клеток.
Нами изучено состояние воды в объектах исследования: баклажанах — в процессе замораживания и зеленом горошке — в процессе замораживания и размораживания образцов по спектрам протонного магнитного резонанса (ПМР).
В настоящее время в области холодильной технологии имеются исследования состояния воды в пищевых продуктах методом «спиновое эхо» [1, 2], — по времени спин-спи-новой и спин-решеточной релаксации.
ИЗВЕСТІ
В даі метод 3 тервале се замо] .размора хранеии У ста и непосре. протоны являете; ной под водных В заві спектра иметь р тые без ширину для КОЛІ Площ, жна бы ющих П] зовать г щади си чество и На фо вают су внешние
ХИМІІЧЄСІ
цессе э При мал ного маї сигнала высокочг женності растет уменьша ление на сыщение щади си щению, :
ми ЧИСЛ]
можно п нию вре: парамап происход ЯМР. В магнитно О17, всег, заметныл Обмен молекулі лекулой приводит быстром кий СИГНІ Явлені использоі лов от кислот. I ляли тяж деляли п воды Н2< но, чтебі .сигналы роксиль» сливаютс Образі
[
М Н. :учг;
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИШЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1990
25
,ц|}£1'£р ;е-: 1-.1 |гс-1ы
С
Екдзь л'А и-
Лчрй .чн-
■м; ||-[I П1
иТГ.--. £.у. * 1-3. к^. - .4.:
1г №0 '..8а
СЙ $Щ71
* Г1МТ-.Р.¥:ГЙЛ
Гпцесс* ^а-
Г-. Г.}с-
Ьгшч оС-л а]|£1Кшго
тл полиль
№ц г.:.:т^:г-зл егодой
12 йткйгн^г-
я.
В данной работе применен стационарный метод записи спектров ПМР в широком интервале температур от 20 до —30°С в процессе замораживания-размораживания образца и размораживания после определенных сроков хранения в холодильной камере при —20°С.
Установлено, что метод ПМР регистрирует непосредственно в процессе записи спектра протоны подвижных молекул воды и поэтому является идеальным для изучения молекулярной подвижности и фазовых превращений в водных системах.
В зависимости от объекта и условий записи спектра кривая поглощения ПМР может иметь различный вид. Спектры веществ, снятые без вращения образца, имеют большую ширину линии, что позволяет использовать их для количественных определений.
Площадь под кривой поглощения ПМР должна быть пропорциональна числу резонирующих протонов. Это свойство можно использовать при анализе спектров ПМР. По площади сигналов ПМР можно подсчитать количество исследуемого вещества.
На форму линии ПМР и ее площадь оказывают существенное воздействие некоторые внешние факторы, такие как насыщение и химический обмен, действие которых в процессе эксперимента стараются уменьшить. При малых значениях напряженности переменного магнитного поля площадь и амплитуда сигнала пропорциональны напряженности высокочастотного поля. С увеличением напряженности интенсивность сигнала вначале растет до определенного предела, а затем уменьшается вплоть до нуля. Описанное явление называется насыщением. Поскольку насыщение зависит от времени релаксации, площади сигналов в условиях, близких к насыщению, могут оказаться непропорциональными числу ядер. Для уменьшения насыщения можно прибегнуть к искусственному уменьшению времени релаксации путем добавления парамагнитных веществ. При этом, однако, происходит существенное ушпренпе линии ЯМР. В растительных объектах роль парамагнитной добавки играет изотоп кислорода О17, всегда находящийся в тканях растений в заметных количествах.
Обмен протонов может происходить внутри молекулы исследуемого вещества и между молекулой и растворителем. Медленный обмен приводит к уширению сигналов ПМР, при быстром обмене наблюдается один общий узкий сигнал.
Явление обмена протона и дейтерия было использовано нами для идентификации сигналов от протонов воды, сахаров и органических кислот. К образцу растительной ткани добавляли тяжелой воды ЭгО и после обмена определяли по спектрам ПМР площадь сигнала воды Н20 или ЙГОО. При этом необязательно, чтобы обмен прошел полностью, так как .сигналы групп с подвижным водородом (гидроксильной, карбоксильной, аминогруппой) сливаются с сигналом воды.
Образцы растительной ткани в стеклянной
ампуле диаметром 5 мм помещали между полюсными наконечниками электромагнита. Спектр записывали без вращения образца, температура поддерживалась автоматически с точностью +0,5°С. Образец выдерживали 30 мин перед каждым измерением для стабилизации температуры. Момент, когда прекращалось уширение спектра на осциллографе спектрометра за счет понижения температуры, принимался нами за момент стабилизации температуры во всем объеме образца. Так как спектрометр регистрирует подвижные молекулы воды, то уширение спектров в процессе понижения температуры отражает процесс кристаллизации влаги, а стабилизация спектра — момент равновесия между незамерзшей водой и льдом, сохраняющего температуру системы постоянной (рис. 1а, в).
На рис. 1 а показаны спектры ПМР воды зеленого горошка, полученные при +2 и — 1°С, а на рис. 16 — спектры ПМР воды баклажанов—при+4 и —4°С.
б
Рис. 1
Понижение температуры осуществлялось непосредственно на приборе при помощи паров жидкого азота, подаваемых к ампуле с образцом.
в
Рис. 1
На рис. 1 в приведен спектр ПМР воды баклажанов при —10°С с разделением основного сигнала на составляющие: 1 — свободной воды; 2 •— углеводов методом нормировки, который оказался наиболее удобным, доступным и достаточно точным.
Кривые поглощения ПМР переносили на бумагу с однородной плотностью и толщиной (кальку), затем вырезали контур и взвешивали на аналитических весах. Площадь контура прямо пропорциональна его массе. Разница в параллельных взвешиваниях практически не сказывалась на результатах расчета [3].
В результате вычислений были получены кривые температурной зависимости количества невымороженной или подвижной воды.
та
|
\
Т 1
1
1 П
•1 1 г
1 б\ !
1 /4 ч I *
Г I I
\\ 1 I 1 1 /, !
! 1- и ■* / ! * |
■
-20 + .с 1
Рис. 2
На рис. 2 представлено изменение содержания подвижной воды зеленого горошка, по данным ПМР: а — при замораживании-раз-
мораживании; б — при размораживании после 8 мес хранения; в — при разморажива-
нии после замораживания в жидком азоте. Из рис. 2а видно, что вымерзание свободной влаги в горошке заканчивается при —1°С, затем вымерзает влага: слабосвязанная —■ до —14°С, прочносвязанная — до —30°С. Вымерзание влаги идет немонотонно, с образованием на кривой седлообразных участков, каждый из которых отражает вымерзание слоя воды в мицелле, образованной молек^ лой белка или полисахарида. Кривая размораживания повторяет кривую замораживания, однако величина седлообразных участков на кривой размораживания уменьшается, что говорит об уменьшении размеров мицелл до образования более мелких ассоциатов. Кривая размораживания после 8 мес (2 б) хранения имеет монотонный характер, который свидетельствует о полном разрушении мицелл коллоидной системы внутриклеточного геля. Невымороженной остается только особо прочносвязанная, или гидратная вода, гидратирующая ионы.
Кривая размораживания после замораживания в жидком азоте (2 в) имеет ярко выраженные седлообразные участки, свидетельствующие о наличии полностью сохранившейся при замораживании мицеллярной систем внутриклеточного геля в зеленом горошке.
Изменение содержания подвижной воды при замораживании баклажан, по данным ПМР (рис. 3), имеет иной характер. Повышенное содержание микроэлементов по сравнению с другими растительными продук-
и азоте. :вободной ри — ГС, иная — о -30°С. ), с обра-участков, шерзание молеку-1я размо-іживания, астков на я, что го-лл до об-Кривая хранения >ІЙ свиде-целл кол-геля. Не-о прочно-іратирую-
аморажи-ярко вы-м.ідетель-эанившей-ІЙ систем рошке.
ной воды ю данным ;р. Повы-ентов по ии продук-
тами [4] обусловливает увеличение содержания гидратной воды, имеющей меньшую подвижность при понижении температуры вследствие ее прочной связи с макро- и микроэлементами. Мицеллы внутри клетки при этом не образуются, и влага вымерзает монотонно, седлообразные участки на кривой температурной зависимости не появляются.
Кривые температурной зависимости подвижной воды перца аналогичны кривым зеленого горошка [5]. В перце в процессе замораживания образуются мицеллы внутриклеточного геля благодаря наличию большого количества пектиновых веществ. Они вымерзают и оттаивают постепенно, образуя седлообразные участки на кривых замораживания-размораживания.
Приведенные в работе 15] кривые замораживания моркови показывают, что мицеллы внутриклеточного геля не образуются в процессе понижения температуры благодаря большому количеству сахарозы, способной связывать водородными связями молекулы воды.
Таким образом, из приведенных экспериментальных данных можно сделать вывод, что предлагаемый метод исследования дает полное представление о степени дисперсности коллоидной системы растительной клетки и состоянии воды в ней.
Метод исследования можно применять при производстве консервированных продуктов из
замороженного сырья для установления рациональных сроков хранения плодов и овощей, а также в других областях пищевой промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Степанова Е. В., Я з о в А. Н. Изменения структурных свойств воды в корнеплодах моркови в процессе холодильного хранения //Холод, обработка и хранение пищевых продуктов. — Л., 1979. — С. 36— 40.
2. Головкин Н. А., Бабкин А. Ф., С а г д у л л а-е в X., Я з о в А. Н. Применение методов ядерного магнитного резонанса ЯМР для исследования состояния воды в растительных продуктах //Холод, обработка и хранение пищевых продуктов. — Л., 1978.— С. 116—129.
3. Burke M.J., Brayant R. G., Weiser С. J. Nuclear Magnetic Resonance of Water in Cold Akklimating Red Osier Dog Wood Stem. //Plant Physiology. — 1974.— 54. — № 3. — P. 392.
4. Химический состав пищевых продуктов /Ред. Покровского А. А. — М.: Пищ. пром-сть, 1976. —
228 с.
5. 3 а г и б а л о в а Т. Д., М а н к В. В. Закономерности изменения воды при холодильном консервировании по данным ЯМР //Изв. вузов, Пищевая технология. — 1984. — № 2. — С. 48—52.
Кафедра аналитической химии Отдел физической химии
дисперсных минералов Поступила 22.03.89.
663.452.2.004.8
ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА, УТИЛИЗИРУЕМОЙ ИЗ ГАЗОВ БРОЖЕНИЯ И ДОБРАЖИВАНИЯ
ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
3. В. МИШИНА, Ю, 3. ЗАДНЕПРЯНЫЙ, В. А. КУЗЕНКОВ, А. Е. МЕЛЕТЬЕВ
Всесоюзный НИИ новых видов пищевых продуктов и добавок Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности
Утилизация двуокиси углерода С02 в пивоваренном производстве, где в настоящее время получают около 8% С02, вырабатываемой * в пищевой промышленности республики [1], является одной из важных технико-экономических задач. Утилизация не используемых в полном объеме газов пивоваренных произ-> водств позволит увеличить производство СОг в пищевой промышленности. Это тем более актуально в связи со снижением ее выработки на спиртовых заводах, доля которых в общесоюзном балансе составляла 40%.
Основное количество газообразной С02 выделяется на стадии главного брожения при сбраживании экстрактивных веществ пивного сусла. Ее утилизация требует полной герметизации аппаратов брожения, что позволяет одновременно улучшать качество пива. Значительно улучшается санитарное состояние цеха брожения, исключается возможность инфицирования пива из помещения. Пиво «за-
крытого брожения» имеет также лучшее ценообразование и насыщенность С02, что обеспечивает более высокие дегустационные показатели.
Наряду с двуокисью углерода, образуются этиловый спирт, органические кислоты, альдегиды, эфиры, которые в определенных количествах уносятся газовым потоком. Однако газообразная С02, используемая в производстве безалкогольных напитков, должна соответствовать требованиям ГОСТ 8050—85, который предусматривает полное отсутствие органических и неорганических примесей.
Нами исследован состав и характеристики двуокиси углерода, утилизируемой в пивоваренном производстве с целью обеспечения потребностей в ней предприятий, вырабатывающих одновременно пиво и газированные напитки.
При определении соответствия двуокиси углерода нормам ГОСТ, обоснования необхо-
