CC BY
29
7. Levy, Y. Water and proteins : a love-hate relationship [Text] / Y. Levy, J. Onuchic // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2004. - Vol. 101, Issue 10. - P. 3325-3326. doi: 10.1073/pnas.0400157101
8. Bender, C. J. Computational and Instrumental Methods in EPR, in Biological Magnetic Resonance [Text] / C. J. Bender, L. J. Berliner. - Springer Verlag, 2006 -. - 387 p. doi: 10.1007/978-0-387-38880-9
9. Water Activity [Electronic resource] / Available at : \http://www.wateractivity.org/free-vs-bound-water - 04.06.2013. - Title from the screnn.
10. Is there "Bound Water" in Foods? [electronic resource] / Decagon Devices, Inc. - Available at : \http://www.aqualab.com/educa-tion/is-there-bound-water-in-foods - 12.08.2013. - Title from the screen.
11. Погожих, М. I. Характеристики приладу для визначення вшьно! та зв'язано! вологи низькотемпературним калориметрич-ним методом [Текст] / М. I. Погожих, М. М. Цуркан, А.О. Пак // Обладнання та технологи харчових виробництв: Темат. зб. наук. пр. - 2005. - Вип.13. - С. 177-185.
12. Пат. 87562 UA : МПК G 01 N 24/10 Споаб дослщження динамiчноi поведшки вологи в катлярно-пористих колощних ма-терiалах методом ЕПР-стнових мггок тд час сушшня [Текст] / Погожих М. I., Ромоданов I. С., Пак А. В., Пак А. О. - заяв-ник та патентовласник ХДУХТ. - № u201310871; заявл. 10.09.2013; опубл. 10.02.2014, Бюл.№ 3 - 4 с.
13. Пат. 87368 UA : МПК G 01N 13/00, 24/12. Споаб визначення коефщента самодифузй' молекул води у харчових продуктах методом ЯМР з використанням еталонного зразка [Текст] / Торяник О. I., Дьяков О. Г., Чеканов М. А. - заявник та патентовласник ХДУХТ. - №u201307754; заявл. 18.06.2013; опубл. 10.02.2014, Бюл. №3 - 4 с.
14. Погожих, М. I. Дослщження системноi вологи крохмалю зеронових культур методом ЕПР [Текст] / М. I. Погожих, А. О. Пак, А. В. Пак, М. В. Жеребюн // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - Т 5, № 6 (59). - С. 62-66. -Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/4594/4255
Представлено аналiз експериментальних даних щодо формування мiжфазних адсорбцшних шарiв в тнах i емульЫях. Визначено вид та концентра-ци поверхнево-активних речовин, що дозволяють регулювати мщтсть мiжфазних адсорбщшних шарiв в дисперсних системах на основi сухого знежире-ного молока. Визначено ращональний склад сумiшi поверхнево-активних речовин, який регулюе мщтсть мiжфазних адсорбщшних шарiв, що дозволяе отрима-ти тноемульсшт системи з високою птоутворюю-чою здаттстю, стштстю тни, пластичтстю
Ключовi слова: пта, емульыя, стштсть, мiж-фазний адсорбцшний шар, птоемульсшна система,
поверхнево-активна речовина
□-□
Представлен анализ экспериментальных данных формирования межфазных адсорбционных слоев в пенах и эмульсиях. Определен вид и концентрации поверхностно-активных веществ, позволяющих регулировать прочность межфазных адсорбционных слоев в дисперсных системах на основе сухого обезжиренного молока. Определен рациональный состав смеси поверхностно-активных веществ, которыйрегулиру-ет прочность межфазных адсорбционных слоев, что позволяет получить пеноэмульсионные системы с высокой пенообразующей способностью, стойкостью пены, пластичностью
Ключевые слова: пена, эмульсия, стойкость, межфазный адсорбционный слой, пеноэмульсионная
система, поверхностно-активное вещество -□ □-
УДК 664.3.032:544.77.051
|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.28009]
ВИВЧЕННЯ М1ЖФАЗНИХ АДСОРБЦ1ЙНИХ ШАР1В З МЕТОЮ РОЗРОБКИ ТЕХНОЛОГИ МОЛОЧНОТ ПРОДУКЦП
С. Б. Омельченко
Здобувач* E-mail: gonch_sveta@mail.ru А. Б. Горальчук
Кандидат техычних наук, доцент* E-mail: abgora@gmail.com *Кафедра технологи харчування Хармвський державний ушверситет харчування та торгiвлi вул. Клочмвська, 333, м. Хармв, УкраТна, 61051
1. Вступ цп при одночасному зниженш соб1вартост1 i зб1льшен-
m термшу придатность
Висока конкуренщя серед виробниюв кондитерсь- На сьогодш виробництво оздоблювальних натв-
ких виробiв визначае висок вимоги до якост продук- фабрикапв для оздоблення кондитерських виробiв
©
полягае у створент нових видiв оздоблювальних на-пiвфабрикатiв на основi рослинних олш з високи-ми технолопчними властивостями. Для пiдвищення конкурентоспроможностi актуальним е тдвищення технологiчних властивостей, зокрема зб^ьшення т-ноутворюючо! здатностi, стшкост пiни, пластичностi, що визначае можлившть 1х використання в широкому асортименп харчово! продукцii.
В умовах сьогодення актуальною е розробка пшоемульсшних напiвфабрикатiв, якi е основою для при-готування оздоблювальних напiвфабрикатiв на осшж рослинних олiй, що вимагае наукового обгрунтування технологи виробництва, обгрунтування виду i кон-центрацп поверхнево-активних речовин (ПАР) для отримання пшоемульсштл продукцii. Отримання оздоблювальних натвфабрикапв з пiноемульсiйною структурою з високими показниками якост дося-гаеться за рахунок реалiзацii функщонально-техно-лопчних властивостей бiлкiв та поверхнево-актив-них речовин. Отже, актуальним е дослщження фор-мування мiжфазних адсорбцiйних шарiв (МАШ) в емульсiях i пшах як показника який регулюе стшюсть системи в результатi чого можна отримати пшоемуль-сiйну систему з високою пiноутворюючою здатнiстю, стiйкiстю тни та пластичнiстю.
2. Аналiз лкературних даних i постановка проблеми
Вичизняними та зарубiжними вченими проводять-ся дослщження з МАШ в тнах та емульаях з викорис-танням cyM^i ПАР (бiлкiв та низькомолекулярних ПАР).
Однак у лiтератyрi не виявлено дослщжень направ-лених на вивчення поведшки МАШ в системах з вико-ристанням бiлоквмicних харчових продукпв таких як, сухе знежирене молоко, що характеризуемся рiзним фракцшним складом бiлкiв з рiзною поверхневою активнicтю. Вiдcyтнi cиcтематизованi доcлiдження направлен на цiлеcпрямоване регулювання МАШ як показника стшкост пiноемyльciйних систем та регулювання пластичност як юлькост деcтабiлiзованоi емyльcii. Основи отримання емульсш з використаням cyмiшi ПАР та б^юв, якi здатнi за певних технолопч-них операцiй до дестабШзацп пiд час пiноyтворення закладенi в роботах. Однак керуючись принципами тдвищення харчовоi цiнноcтi та безпечноcтi харчовоi продyкцii необхiдним е використання ПАР, що мають статус GRAS.
Метою дослщжень е вивчення шляхiв регулювання мщносп МАШ в пiнних та емульсшних системах вiд вмicтy ПАР, б^юв молока для обгрунтування ращо-нального вмicтy основних рецептурних компоненпв, що забезпечують отримання пiноемyльciйних плас-тичних систем.
Вичизняними вченими: 1змайловою В. М. [1], Дя-кiною Т. А. [2], 1змайловою В. М. та Ребшдер П. А. [3] та зарyбiжними вченими Dickinson E. та Hong S. [4], Dickinson E. i Tarai S. [5], Copirus Peereboom J. W. [6] проводяться доcлiдження з МАШ в тнах та емульиях з використанням cyмiшi ПАР (бiлкiв та низькомолекулярних ПАР).
Однак у лiтератyрi не виявлено дослщжень направ-лених на вивчення поведшки МАШ в системах з вико-
ристанням б^оквмшних харчових продукпв таких як, сухе знежирене молоко, що характеризуемся рiзним фракцшним складом б^юв з рiзною поверхневою ак-тивнiстю [7]. Вiдсутнi систематизоваш дослiдження направленi на цiлеспрямоване регулювання МАШ як показника стшкост пшоемульсшних систем та регулювання пластичностi як юлькост дестабШзо-вано1 емульсп [8]. Основи отримання емульсш з використаням сумiшi ПАР та б^юв, яю здатнi за певних технолопчних операцiй до дестабiлiзацii пiд час т-ноутворення закладенi в роботах [9]. Однак керуючись принципами тдвищення харчовоi цшност та безпеч-ност харчовоi продукцп необхiдним е використання ПАР, що мають статус GRAS.
3. Мета та задачi дослщження
Метою дослщжень е вивчення шляхiв регулювання мiцностi МАШ в пшних та емульсiйних системах вiд вмкту ПАР, бiлкiв молока для обгрунтування ращо-нального вмiсту основних рецептурних компоненпв, що забезпечують отримання пшоемульсшних плас-тичних систем.
Задачами дослщження, виршення яких необхщно для досягнення цiеi мети, обрано:
- визначення процеав, яю вiдбуваються пiд час емульгування систем за участю б^юв молока;
- визначення процеав, якi вiдбуваються тд час емульгування систем за участю б^юв молока i однiеi ПАР;
- визначення процеав, якi вiдбуваються тд час емульгування систем за участю б^юв молока i сумiшi ПАР.
4. Результати дослщження законом1рностей формування м1жфазних адсорбцшних шар'|в в емульиях i тнах на основ1 сухого знежиреного молока i поверхнево-активних речовин та i'x обговорення
Попереднiми дослщженнями [10] встановлено, що вiдновлене знежирене молоко характеризуемся високою тноутворюючою здатшстю, але низькою стш-юстю пiни, що не дозволяе використовувати лише знежирене молоко в рецептурному складi оздоблювальних натвфабрикапв на основi рослинних олiй з високою температурою плавлення, що представляють собою тноемульсшт системи. Введення жиру в вщ-новлене знежирене молоко призводить до зниження пiноутворюючоi здатностi та незначному зб^ьшенню стiйкостi пiни на фот невисокоi пластичностi. Данi системи не вщповщають вимогам щодо оздоблювальних натвфабрикаив, через низьку пiноутворюючу здатшсть, стiйкiсть пiни та пластичнiсть. Виршення зазначених недолiкiв можливо шляхом використання ПАР, що потребуе вивчення мехашзму iх поведiнки, зокрема, регулювання мщносп МАШ емульсiй i пiн.
На осшж попередньо проведених дослiджень ni-ноутворюючоi здатностi (ПЗ) i стшкосп пiни (СП) [11] залежно вщ виду i концентрацп ПАР встановлено, що для забезпечення високих показниюв ПЗ i СП не-обхщним е використання трьох емульгаторiв - Е472е (ефiри глiцерину i диацетилвинтл та жирних кислот
DATEM) з ГЛБ 8-10, E472b (ефiри глщерину молочноï та жирних кислот LACTEM) з ГЛБ 3-5 та Е322 (лецитин) з ГЛБ 4, що дозволяють отримати тно емульсшну систему з високою тноутворюючою здатнiстю, стшю-стю та пластичшстю.
З метою визначення поведiнки кожноï ПАР в утво-реннi тноемульсшних систем та '¿х ролi в утвореш МАШ проведенi дослiдження ГНЗ МАШ, що сформо-ванi на роздШ фаз за t =20±1 °С протягом 4x3600 с., тобто часу, необхщного для дифyзiï, адсорбцп та фор-мування МАШ за участю б!люв.
Для визначення процеив, якi вiдбyваються пiд час емульгування систем за участю б!люв молока вивчено вплив вщновленого знежиреного молока на ГНЗ МАШ на межi розд!лу фаз вода-ол!я та вода-повiтря. Встановлено, що збiльшення вмкту вщнов-леного знежиреного молока сприяe збiльшенню ГНЗ МАШ. Так, зi збiльшенням вмiстy молока з 2,5 % до 4,5 % ГНЗ збiльшyeться з (1,00±0,05)x10-3, Н/м до (3,00±0,15)х10-3, Н/м на межi розд!лу фаз вода-олiя (рис.1, крива-o) та з (0,150±0,007)х10-3, Н/м до (0,57±0,02)x10-3, Н/м на межi розд!лу фаз вода-по-вiтря (рис. 1, крива-A) вiдповiдно. Збiльшення ГНЗ МАШ iз збiльшенням вмiстy молока можна пояснити зб!льшення кiлькостi адсорбованого б!лка на м!ж-фазнiй поверхнi. Вщсутшсть максимуму говорить про неповне заповнення мiжфазного адсорбцiйного шару. Слiд вщмиити, що одержання пiни так само як i одержання емульсп на основi вiдновленого знежи-реного молока можливе, але з низькими показниками стiйкостi в област! зазначених концентрацiй, ймов!р-но через неповне заповнення адсорбцшного шару. На основi одержаних даних можна констатувати, що за температури вище температури плавлення жиру т-ноутворення емyльсiï не представляeться можливим так як мщшсть МАШ на межi роздiлy фаз вода-олiя вище в 5,3 рази. Така гшотеза базyeться на правилi Ре-бiндера вирiвнювання полярностi. Тобто ПАР адсор-буються на тш поверхнi роздiлy фаз на якш рiзниця полярностi вища. Тому пiноyтворення в такiй систем! практично не вiдбyваeться. Тому лопчно припустити, що зб!льшивши поляршсть жирово! фази можна тд-вищити адсорбщю б!люв на роздШ фаз вода-повиря у присутност жирово! фази. Зб!льшення полярност жирово! фази досягаeться використанням ПАР.
3.5 3 2.5 2 1,5 I
0,5 О
P^IO-VH M p -ч103.Н M
i ;
i A
i
! JuT
c,%
1
0.8 0,6 0.4
- 0,2
0
Рис. 1. Залежнють ГНЗ МАШ вщ вмюту вiднoвлeнoгo знeжирeнoгo молока за температури 20±1 °С на мeжi рoздiлу фаз: o — вoда-oлiя; A — вода-пов^ря
На першому етапi дослiджень визначено вплив однieï ПАР на ГНЗ МАШ систем «молоко-ПАР» з метою визначення механiзмiв поведiнки кожно! з ПАР окремо, зафiксyвавши вмкт знежиреного молока на р!вш 3,5 %.
Встановлено, що введення 0,1 % ПАР Е472е при-зводить до зниження ГНЗ МАШ тобто мщшсть МАШ зменшyeться. Збшьшення концентрацп з 0,1 до 0,8 % Е472е приводить до збiльшення ГНЗ МАШ з (0,60±0,02)x10-3 до (1,50±0,07)х10-3Н/м на межi розд!лу фаз вода-олiя (рис. 2, крива - □). Видно, що лише за вмкту 0,8 % Е472е мщшсть МАШ вiдповiдаe мщност МАШ системи на основ! знежиреного молока. Таку по-ведшку можна пояснити тим, що введення ПАР Е472е призводить до десорбцп б!люв молока з мiжфазноï по-верхнi вода-олiя. За високих концентрацш, ймов!рно, утворюються комплекси «бiлок-Е472е».
Залежнiсть ГНЗ МАШ на межi розд!лу фаз вода-по-виря носить лшшний характер. Встановлено, що введення Е472е у присутност! б!люв молока сприяe зб!ль-шенню стшкосп систем. Таку р!зну поведiнкy Е472е в залежностi вщ контактуючих фаз можна, ймов!рно. Пояснити тим, що утворення комплекав «б!лок-ПАР» на межi роздшу фаз визначено видом контактуючих фаз та поверхневою актившстю ПАР, що приймають участь в утворенш м!ж фазного шару. Так з! збшьшен-ням концентрацп ПАР Е472е з 0,1 до 0,8 % ГНЗ МАШ збiльшyeться з (0,43±0,02)х10-3 до (1,00±0,06)х10-3Н/м на меж! роздшу фаз вода-повиря (рис. 2, крива - ◊). Тобто мщшсть МАШ за введення Е472е у дозованих концентращях збiльшyeться в 2,2...5 раз!в.
Таким чином мщшсть МАШ на меж! роздшу фаз вода-ол!я вище шж на меж! фаз вода-повиря, що дозволяe констатувати, що утворення тни на основ1 емульсп, що мштить вщновлене знежирене молоко та Е472е у якост емульгатор!в та тноутворювач!в не ращонально однак дозволяe зменшити р!зницю поперечностей м!ж р!зними формами. Слщ вщмиити можлив!сть одержання стшких тн на основ! знежиреного молока та Е472е за умов вщсутност жиру, що пiдтверджyeться зб!льшенням ГНЗ МАШ для в«х концентрацш Е472е систем «молоко-Е472е». Отримаш законом!рност на роздШ фа вода-повиря погоджу-ються з [9].
1.6 1.4
1,2 1
0.8 0.6 0.4
0.2
0
/м
I
t
г*""****"' :
0— ; i
; i i
C,% j
о
0,2
0.4
0.6
0,8
Рис. 2. Залежжсть ГНЗ МАШ вщ концентрацп Е472е системи «молоко-Е472е» за температури 20±1 °С на мeжi роздту фаз: □ — вoда-oлiя; ◊ — вoда-пoвiтря
Встановлено, що ГНЗ МАШ вщ концентрацiï ПАР Е472Ь на меж! розд!лу фаз вода-ол!я носить екстре-
мальнии характер з максимумом, що вщповщае концентрацИ Е472Ь 0,6 % та становить (3,60±0,18)х х10-3 Н/м (рис. 3, крива - ◊), тобто мщшсть зб1льшу-еться в 2,4 рази, що, Имов1рно, обумовлено утворенням змшаних адсорбцшних шар1в, зб1льшенням концентрацИ ПАР Е472Ь до 0,8 % призводить до зменшення ГНЗ МАШ, що Имов1рно, пов'язано з десорбщею б1лк1в з м1жфазно1 поверхш.
Встановлено, що ГНЗ МАШ вщ концентрацИ ПАР Е 472Ь системи «молоко-Е472Ь» на меж1 розд1лу фаз вода-пов1тря зб1льшуеться з ростом концентрацш. Так, за концентрацИ ПАР Е472Ь 0,6 % ГНЗ МАШ становить (0,56±0,02)х10-3 Н/м (рис. 3, крива - □) подальше зб1льшення концентрацИ до 0,8 % Е472Ь призводить до незначного зменшення ГНЗ МАШ до (0,55±0,02)х х10-3 Н/м. Введення Е472Ь сприяе пщвищенню стшкоя ст1 як емульсш так 1 тн. Мщшсть МАШ на меж1 вода-повиря нижче в 6,5 раз1в, таким чином збивання тако! емульсИ, що м1стить вщповщно знежирене молоко та Е472Ь недощльно.
4
3,5 3
2.5
1 Ля
1,5 1
0.5 0
х-—}
! /
- -к- С, %
1
0.9 0.8 0.7 0.6 0,5 0,4 0.3 0.2
о
о.:
0.4
0.6
0,8
Рис. 3. Залежнють ГНЗ МАШ вщ концентраци Е472Ь системи «молоко-Е472Ь» за температури 20±1 °С на межi роздiлу фаз: ◊ — вода-олiя; □ — вода-повiтря
При визначенш впливу ПАР Е322 встановлено, що залежност1 носять екстремальниИ характер з максимумом, що вщповщае концентрацИ Е322 0,4 %, як на меж1 вода-ол1я, так 1 на меж1 вода-повиря. ГНЗ МАШ зб1льшуеться з ростом концентрацИ до 0,4 % на меж1 розд1лу фаз вода-ол1я 1 досягае максимального значення (3,40±0,17)х10-3, Н/м (рис. 4, крива - □) тобто мщшсть зб1льшуеться в 2,3 рази. На меж1 розд1лу фаз вода-пов1тря максимальне значення ГНЗ МАШ становить (0,83±0,04)х10-3 Н/м (рис. 4, крива - ◊). Тобто мщшсть МАШ на меж1 розд1лу фаз вода-пов1тря нижче в 4,1 раз1в.
Екстремальш залежност ГНЗ МАШ в системах «молоко-Е322», Имов1рно, обумовлено утворенням комплекс1в «б1лок-Е322», екстремуми, яких вщповщають ращональним стввщношенням «б1лок:Е322», як1 забезпечують рацюнальне стввщ-ношення гщроф1льних та гщрофобних груп у комплекс^ зб1льшуючи к1льк1сть зв'язюв м1ж молекулами в поверхневому шар1 тим самим сприяючи зб1льшенню мщност1 МАШ. Зб1льшення к1лькост1 Е322 може призводити до десорбцп комплексу «б1лок-Е322», так як Е322 волод1е вищою поверх-невою актившстю, шж комплекс «б1лок-Е322» або надлишок Е322 утворюе мщели у розчиш в утво-ренш яких включаються б1лки, що шдтверджуеться
екстремальним характером криво! ГНЗ МАШ вщ концентрацИ Е322.
3.5 3 2.5
1.5
Р£:х)0лН.м
;
1
Ч
-0
0
0,2
0.4
0.6
Рис. 4. Залежжсть ГНЗ МАШ вщ концентраци Е322 системи «молоко-Е322» за температури 20±1 °С на межi роздiлу фаз: □ — вода-олiя, ◊ — вода-повНря
Використання лише одного з ПАР на ряду з баками молока не дозволяе отримати тно емульсшно! системи з використанням пшоутворюючою здатностю, стшюстю пши та пластичшстю. Використання об-Грунтованих сумшеИ ПАР з високим та низьким ГЛБ дозволяють досягти кращих результат1в.
Встановлено, що використання двох ПАР Е472Ь та Е472е сприяе зб1льшенню пшоутворюючо'! здат-ност (ПЗ) та стшкост1 пши (СП) шноемульсшних систем [11]. Тому, нами дослщжено вплив систе-ми «молоко-Е472Ь-Е472е» на ГНЗ МАШ (рис. 5). Встановлено, що за низького вм1сту Е472Ь 0,2 % залежшсть ГНЗ МАШ на меж1 розд1лу фаз вода -ол1я носить екстремальниИ характер з максимумом, що вщповщае вм1сту Е472е 0,4 % та становить (5,7±0,3)х10-3 Н/м (рис. 5, крива - □) за вищих концентраци Е472Ь 0,4-0,6% зб1льшення вм1сту Е472е сприяе зб1льшенню ГНЗ МАШ. Так, за вм1сту Е472Ь 0,4 % з! зб1льшенням Е472е з 0,2 до 0,8 % ГНЗ МАШ зб1льшуеться з (4,5±0,2)х10-3 Н/м до (7,7±0,3)х10-3 Н/м (рис. 5, крива - ◊), за вм1сту Е472Ь 0,6 % з1 зб1льшен-ням вм1сту Е472е з 0,2 до 0,8 % ГНЗ МАШ зб1ль-шуеться з (6,3±0,3)х10-3 Н/м до (9,5±0,4)х10-3 Н/м (рис. 5, крива - А).
Пор1вняння величини ГНЗ МАШ в молочних системах з двома ПАР та систем, що м1стять одну ПАР на границях розд1лу фаз вода-ол1я (рис. 2, 3, 4) видно, що введення двох ПАР сприяе значному зростанню мщ-ност м1жфазних адсорбцшних шар1в на меж1 розд1лу фаз вода-ол1я.
Так, максимальна мщшсть МАШ за введення ПАР Е472Ь 0,6 % становить (3,6±0,1)х10-3 Н/м, за введення Е472е - (1,5±0,03)х10-3 Н/м, а за одночасного введен-ня Е472Ь 0,6 % та Е472е 0,8 % ГНЗ МАШ становить (9,5±0,4)х10-3 Н/м, тобто мщшсть зб1льшуеться в 2,6 та 6,3 раз1в вщповщно.
Залежност ГНЗ МАШ на меж1 розд1лу фаз во-да-пов1тря (рис. 6) носить аналопчниИ характер, але абсолютш значення ГНЗ менш1 близько в 10 раз1в. Так, за вм1сту ПАР Е472Ь 0,2 % максимальне значення досягаеться за вм1сту Е472е 0,6 % та становить (0,68±0,03)х10-3 Н/м, за вмшту Е472Ь 0,4 % та Е472е 0,6 % - (0,81±0,04)х10-3 Н/м; за вмшту Е472Ь 0,8 % та Е472е 0,8 % - (0,98±0,04)х10-3Н/м. Мщшсть зб1льшу-еться в 1,2...1,4 рази.
РдХ 1 О3 ДМ . ____Я-£
"¿Г -С
с. %
о
0,2
0.4
0.6
0.8
Рис. 5. Залежжсть ГНЗ МАШ вщ концентраци Е472е системи «молоко- Е472b-Е472е» за температури 20±1 °С на межi роздiлу фаз вода-олiя за вмiсту Е472Ь, % : □ - 0,2; ◊ - 0,4; А - 0,6
0,8 0,6 0.4 0,2 0
_.___ ____О-^
о
0,2
0.4
0,6
0.8
Рис. 6. Залежнють ГНЗ МАШ вщ концентраци Е472е системи «молоко-Е472Ь-Е472е» за температури 20±1 °С на межi роздту фаз вода-повiтря за вмкту Е472Ь, %: □ - 0,2; ◊ - 0,4; А - 0,6
З попередшх дослiджень встановлено, що сумiш
ПАР Е472е i Е472Ь не забезпечують пластичнiсть тноемульсшних систем, характерним недолiком таких систем е низька формостiйкiсть, ймовiрно, через низький вмiст дестабiлiзованоi емульси. Введення ПАР Е322 забезпечуе кристалiзацiю та агломерацiю жиру. Додавання ПАР Е322 забезпечуе пластичшсть пiно емульсшних систем. Дослiджено ГНЗ МАШ систем «молоко-Е472е-Е472Ь-Е322». Видно, що залеж-нiсть ГНЗ МАШ вiд концентраци Е322 системи «мо-локо-Е472е-Е472Ь-Е322» носить лшшну залежнiсть (рис. 7). Так, зб^ьшення концентрацii Е322 з 0,05 до 0,5 % за вмкту Е472е 0,6 % та Е472Ь 0,4 %, сприяе збшь-шенню ГНЗ МАШ з (4,1±0,2)х10-3 Н/м до (7,3±0,3)х
х10-3 Н/м (рис. 7, крива - ◊). За вмшту Е472е 0,6 % та Е472Ь 0,6 % в системi «молоко-Е472е-Е472Ь-Е322» зi збiльшенням концентрацi'i Е322 з 0,1 до 0,5 % ГНЗ МАШ збшьшуеться з (4,7±0,2)х10-3 Н/м до (9,3±0,4)х10-3 Н/м (рис. 7, крива - А).
Однак порiвнюючи абсолютнi значення ГНЗ МАШ на межi роздiлу фаз вода - олiя системи «мо-локо-Е472е-Е472Ь-Е322» з ГНЗ МАШ на межi роздiлу фаз вода - олiя системи «молоко-Е472е-Е472Ь», видно, що введення ПАР Е322 в iнтервалi концентрацш 0,05...0,5 % не дозволяе досягти значень ГНЗ систем з двома ПАР, що дозволяе стверджувати, що Е322 при-зводить до зниження мщносп МАШ на межi роздту
фаз вода - олiя, тобто за визначених технолопчних параметрiв це сприятиме дестабiлiзацii емульсii.
10
4 ■
Р^Ю3 ,Н/м
: :
1 1
—иы
0
0.1
0.2
0,3
0.4
0.5
Рис. 7. Залежжсть ГНЗ МАШ вщ концентраци Е322 системи «молоко- Е472е-Е472Ь-Е322» за температури 20±1 °С на межi роздiлу фаз вода-олiя за вмюту: ◊ - Е472е 0,6 %, Е472Ь 0,4 %; А - Е472е 0,6 %, Е472Ь 0,6 %
Встановлено, що зi зб^ьшенням концентрацii Е322 в системi «молоко-Е472е-Е472Ь-Е322» ГНЗ МАШ на межi роздту фаз вода-повiтря збiльшуеться (рис. 8).
3,5 3 2.5
1.5 1
0,5 0
р,м1с1 :н м
______^ -&--о
: ;
1~/ \ | |
I/ ; ;
! ;
т -Г С, % -1
0
0,1
0.2
0.4 0,5
Рис. 8. Залежжсть ГНЗ МАШ вщ концентраци Е322 системи «молоко- Е472е-Е472Ь-Е322» за температури 20±1 °С на межi роздту фаз вода-пов^ря за вмiсту: ◊ - Е472е (0,6 %), Е472Ь (0,4 %); □ - Е472е (0,6 %), Е472Ь (0,6 %)
Так, за вмiсту Е472е 0,6 %, Е472Ь 0,4 % залежшсть ГНЗ МАШ носить екстремальний характер з максимумом, що вщповщае концентраци Е322 0,4 %, та становить (2,75±0,10)х10-3, Н/м (рис. 8, крива - ◊). За вмкту Е472е 0,6 %, Е472Ь 0,6 % не спостерНаеться екс-тремуму та зi збiльшенням концентрацii Е322 з 0,05 до 0,5 % ГНЗ МАШ збшьшуеться з (1,80±0,09)х10-3 Н/м до (3,2±0,1)х10-3Н/м (рис. 8, крива - □), тобто мщшсть МАШ зб^ьшуеться в 3,4 разiв. Можна стверджувати, що використання в молочних системах трьох ПАР дозволяе значно тдвищити мщшсть МАШ на меж1 роздту фаз вода-повiтря.
5. Висновки
Проведет дослщження дозволяють визначити мехашзми стiйкостi дисперсних систем, що мштять сумiш бiлкiв молока та деюлька ПАР, що е техноло-гiчно необхiдним для забезпечення високих показ-
ниюв якостп Встановлено, що використання ПАР з низьким ГЛБ Е322 у концентрацп 0,05...0,5 % та Е472Ь у концентрацп 0,2.0,8 % дозволяють збшь-шити мiцнiсть МАШ на межi роздiлу фаз вода-олiя в 2,3.2,4 рази. Використання ПАР з високим ГЛБ Е472е у концентрацп 0,2.0,8 % сприяе зб^ьшенню мщноси МАШ на межi роздiлу фаз вода-повиря в 2,2.5 разiв, але зниженню мiцностi МАШ на межi роздiлу фаз вода-олiя.
Установлено, що використання сумiшi з двох ПАР з високим ГЛБ Е472е у концентрацп 0,6.0,8 % та низьким ГЛБ Е472Ь 0,4.0,8 % дозволяють пщвищити мщшсть МАШ на межi з олieю в 2,6.6,3 разiв у порiвняннi з системами з одшею ПАР та в 1,2..1,4 рази на межi з повирям.
Введення Е322 в iнтервалi концентрацiй 0,05.0,5 % до системи молоко-Е472е-Е472Ь дозволяе знизити мщшсть МАШ на межi роздiлу фаз вода-олiя, для збшь-шення мщност МАШ вода-повiтря в 3,4 разiв
Лiтератyра
1. Измайлова, В. Н. Поверхностные явления в белковых системах [Текст]: учеб. / В. Н. Измайлова, Г. П. Ямпольская, Б. Д.Сумм. - М.: «Наука», 1985. -270 с.
2. Дякина, Т. А. Свойства межфазных слоев желатины с лецитином и реологические свойства концентрированных эмульсий [Текст]: дис. ... канд. хим. наук: 02.00.11 / Т. А. Дякина. - М.: РГБ, 2006. - 150 с.
3. Измайлова, В. Н. Структурообразование в белковых системах [Текст]: учеб. / В. Н. Измайлова, П. А. Ребиндер. - М.: Наука, 1974. - 268 с.
4. Dickinson, E. Influence of an anionic surfactant on the rheology of heat-set p-lactoglobulin-stabilized emulsion gels [Text] / E. Dickinson, S. Hong// Colloids Surfaces A: Physicochemical and Engeneering Aspects. - 1997. - Vol. 127, Issue 1-3. -P. 1-10. doi: 10.1016/s0927-7757(96)03891-5
5. Dickinson, E. Temperature dependence of the competitive displacement of protein from the emylsion droplet surface by surfactants [Text] / E. Dickinson, S. Tarai // Food Hidrocolloid. - 1992. - Vol. 6, Issue 2. - P. 163-171. doi: 10.1016/s0268-005x(09)80357-3
6. Copirus Peereboom, J. W. Theory on the renaturation of alkaline milk phosphates from pasteurized cream [Text] / J. W. Copirus Peereboom // Milch wissens chaft. - 1969. - Bd. 24, Vol. 5. - P. 266-269.
7. Dickinson, E. Orthokinetic destabilisation of a protein-stabilised emulsion by a water-soluble surfactant [Text] / E. Dickinson, R. Owusu, A. Williams // Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. - 1993. - Vol. 89, Issue 5. - P. 865. doi: 10.1039/ ft9938900865
8. Pelan, B. On the stability of aerated milk protein emulsions in the presence of small molecule surfactants [Text] / B. Pelan, K. Watts, I. Campbell, A. Lips. - Dairy Sci., 1997. - 80 р.
9. Barfod, N. Effects of emulsifiers on protein - fat interaction in jee cream mix during ageing. Quantitative analyses [Text] / N. Barfod, N. Krog, G. Larsen, W. Buchheim // Fett Wissenschaft Technologie. - 1991. - Vol. 93, Issue 1. - P. 24-29. doi: 10.1002/ lipi.19910930104
10. Омельченко, С. Б. Обоснование рецептурного состава молочных пеноэмульсионных продуктов с использованием растительных жиров [Текст]: сб. науч. трудов / С. Б. Омельченко, А. Б. Горальчук // материалы Международной научно-практической конференции. - Саратов, 2013. - Вип. 1. - С. 141-147.
11. Omel'chenko, S. B. Argumentation of emulsifier part in the recipe of foam and emulsion dairy products containing vegetable fats [Text] / S. B. Omel'chenko, A. B. Goralchuk, O. O. Goralchuk // The Science Advanced. - 2014. - Vol. 2014, Issue 7. - P. 28-32. doi: 10.15550/asj.2014.07.028
