CC BY
53
-6,2001
►
641.52
блица l
іка
З
З
)
к изде-.ствует ua расах при &ЦИИ и рвание рмерат ртвами ¡ia, вы-[ pH, и казате-
[ пока-а с pH кцион-ткани, зрушення их ду ми-ТО сре-шшеч-
[ЄННОЙ
ЄСТВОМ
аруше-
іблица 2
сть, Па
'00
!00
¡00
>00
РН 6,0 ли мы-
■орыми вах от-IX бел-[ ниже мяса с
Увеличение количества растворенного в дисперсионной среде белка приводит к большей связанности частиц в фарше, что отражает повышение его структурно-механических показателей (табл. 2).
При большей концентрации растворенного белка в дисперсионной среде фарша, что в данном случае соответствует значениям его предельного напряжения сдвига 670 Па, полуфабрикаты в процессе тепловой обработки деформируются, что снижает их органолептическую оценку. Это связано, видимо, с тем, что в процессе тепловой обработки, когда изменение структурных свойств фарша происходит фронтально от поверхности к центру по мере распространения тепловой волны, из-за резких различий структурно-механических свойств поверхностных и центральных слоев в полуфабрикате могут возникать напряжения, приводящие к деформации поверхности. Оптимальные значения предельного напряжения сдвига для фарша составляют 600-650 Па.
ВЫВОДЫ
1. На структурно-механические и технологические показатели качества фарша и готовых изде-
лий существенно влияет pH мяса. С его увеличением потери массы и продолжительность тепловой обработки изделий при жарке в гриле снижаются. При pH 6,3 и выше эти показатели стабилизируются.
2. На основании данных электронной микроскопии и реологических исследований выявлены существенные различия в структуре фарша в зависимости от pH.
3. Для стабилизации качества натуральных рубленых изделий рекомендуется использовать мясо с pH 6,3 и выше или искусственно смещать pH в желаемую область значении.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания. — М.: Экономика, 1982.
— 720 с.
2. Соколов А.А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов. — М.: Пищевая пром-сть, 1965. — 490 с.
3. Косой В.Д. Совершенствование процесса производства вареных колбас. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983.
— 272 с.
Кафедра товароведения и организации торговли
Поступила 05.02.01 г.
664,841.002.612
ВЛИЯНИЕ АКТИВНОЙ КИСЛОТНОСТИ НА ПЕНООБРАЗУЮЩИЕ И ЭМУЛЬГИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА
СИСТЕМ САПОНИНОВ
Е.Н. АРТЕМОВА
Орловский государственный технический университет
Существующая на сегодняшний день научная точка зрения на пенообразующие и эмульгирующие свойства растительных добавок в основном рассматривает последние с позиций присутствия в их химическом составе белков и пектиновых веществ. Однако анализ химического состава растительных добавок свидетельствует о широкой распространенности в растительном мире сапонинов — тритерпеновых и стероидных гликозидов, обладающих высокой поверхностной активностью [1-4].
Согласно литературным экспериментальным данным, естественно предполагать, что в пищевых продуктах с растительными добавками активная кислотность меняет условия взаимодействия протеинов с полисахаридами и гликозидами растительных добавок [5-8].
Многообразие растительного сырья, используемого в качестве добавок для приготовления пищевых продуктов, требует установления общих закономерностей влияния pH среды на формирование структуры этих продуктов. Поэтому сочли целесообразным исследовать влияние pH на пенообразующие и эмульгирующие свойства систем сапонинов и овощных соков с целью оптимизации процесса взбивания.
При выборе овощных соков исходили из того, чтобы они широко использовались в технологии пищевых продуктов, были схожи по технологиче-
И овощных соков
ским свойствам и химическому составу и отличались наличием или отсутствием сапонинов. Таким условиям наиболее полно удовлетворяют соки столовой и сахарной свеклы, как сапонинсодержащие добавки, а также соки моркови и капусты, в химическом составе которых сапонины отсутствуют.
В выборе показателей пенообразующих и эмульгирующих свойств объектов исследования опирались на структурно-механический фактор устойчивости. Активную кислотность pH определяли потенциометрическим методом на приборе рН-340; кинематическую вязкость — с помощью капиллярного вискозиметра ВПЖ-2; поверхностное натяжение — методом максимального давления пузырька; прочность межфазного адсорбционного слоя МАС на границе с воздухом и маслом — на приборе Ребиндера—Трапезникова; пенообразующую и эмульгирующую способности — методом взбивания и с помощью лабораторного прибора-пенооб-разователя; устойчивость пен и эмульсий — по количеству выделившейся жидкой фракции, для эмульсий — после центрифугирования.
Значения pH среды систем сапонинов и овощных соков задавали 0,1%-ми растворами соляной кислоты и гидроксида натрия в пределах от 1,0 до
11,0. На рис. 1-4 представлены зависимости пенообразующей и эмульгирующей способностей и устойчивости пен и эмульсий систем сапонинов (а: фирмы Мегс'к 0,05% — кривая /; из конских каштанов 0,05% — кривая 2) и овощных соков (б: свеклы столовой — кривая /, сахарной — кривая
2, капусты — кривая 3, моркови — кривая 4) от
значений pH среды, определенных при температуре 20°С.
Системы сапонинов обладают высокой способностью к пенообразованию и эмульгированию в широком диапазоне значений pH среды — от 2,0 до 9,0, полученные при этом пены и эмульсии достаточно стабильны. Такой широкий диапазон проявления способности к пенообразованию и эмульгированию объясняется тем, что сапонины являются неионогенными ПАВ, для которых характерна небольшая зависимость от активной кислотности.
Максимальные значения пенообразующей и эмульгирующей способностей, а также устойчивости пен и эмульсий исследуемые системы сапонинов имеют при pH среды 3,0-5,0. В этих пределах системы сапонинов имеют наиболее низкие значения поверхностного натяжения и, напротив, наиболее прочные МАС на различных границах раздела.
Рис. 1
Рис. 2
Причиной снижения способности к пенообразованию и эмульгированию исследуемых систем в областях pH среды ниже 2,0 и выше 9,0 является соответственно кислотный и щелочной гидролизы сапонинов, которые, согласно литературным данным, наиболее интенсивно протекают при значениях pH среды 1,0 и 11,0. Очевидно, что упрочи-вание МАС происходит за счет подавления степени диссоциации молекул сапонинов в кислой области и снижения их взаимоотталкивания в силу электронейтральности на границах раздела с воздухом или маслом. Результатом этих процессов является образование больших по объему и более стабильных пен и эмульсий.
Свекольные соки сохраняют высокие пенообразующие и эмульгирующие свойства при pH среды 4,0-8,0, соки моркови и капусты — 5,0-7,0. В то же время максимальные объемы наиболее стабильных пен и эмульсий свекольные соки образуют в более узком диапазоне pH среды — 5,0—7,0.
рНгреды
1244*678» 11
рНсрмм
Рис. 3
рНсрмк»
Рис. 4
Сиск Сиск Сок ( Сок ( Сок ] Сок ]
Сист
Сист
Сок
Сок
Сок
Сок
Сист
Сип
Сок
Сок
СОК;
Сок
Сие
Сие
Сок
Сок
Сок
Сок
Сис
Сис
Сок
Сок
Сок
Сов
Сис
Сис
Со*
Со(
Сот
Со1
I
ібразо-|СТЄМ в Іляется ролизы їм дан-значе-[прочи-тепени Ібласти элект-іздухом іляется габиль-
Прочность МАС на границе с маслом, Н/м
Система сапонина фирмы Мегск
Система сапонина из конских каштанов
Сок столовой свеклы
Сок сахарной свеклы
Сок капусты
Сок моркови
¡/=0,001 3*3-0,0329*2+0,2143х-0,1442 у=0,0008д:3-0,02л:2+0> 1308.Ї-0.0976 ¡/=0,0017х3-0,0551 л2+0,441 х-0,399 у=0,0021 х3-0,0633л:2+0,4863л:-0.308 7 ¡/=0,0001л:3-0,0245л:2+0,2785*-0,4453 ¡/=0,0003л:3-0,0282л:2+0,3027.г-0,4481
Таблица
Системы сапонинов 0,05 % и овощные соки Уравнения регрессии /г-
Пенообразующая способность, мм
Система сапонина фирмы Мегск у= 1,4225АзЗ,904х2+215,29*-127,74 0,94
Система сапонина из конских каштанов ¡/=0,6406л3-14,315х2+84,802^-32,848 0,91
Сок столовой свеклы ¡/=-0,551 1л:3+0,5563х2+73,632л:-96,89 0,88
Сок сахарной свеклы 1/=-0,4901 а'3-1,3252х2+90,483х-104,05 0,91
Сок капусты ¡/=0,5431л3-19,068х2+172,19^-288,83 0,89
Сок моркови ¡/=0,271х3-9,6212л:2+87,547л:-144,6 Устойчивость пены, % 0,94
Система сапонина фирмы Мегск у=0,1 645*3-3,8432*г+24,024л:- 13,508 0,89
Система сапонина из конских каштанов ¡/=0,1 382х3-3,233л:2+20,245х- 12,859 0,85
Сок столовой свеклы ¡/=0,0049л:3- 1,5661 х2+18.305*-16,421 0,88
Сок сахарной свеклы у=0,0227л:3-1 ,9476*2+20,707*-16.032 0,91
Сок капусты ¡/=0,0643х3-2,3826*2+21,355*-30,826 0,79
Сок моркови у=-0,0168*3-0,9526*2+13,548*-20,271 Поверхностное натяжение, мН/м 0,80
Система сапонина фирмы Мегск у=0,374 7*2-3, 1483х+64,517 0,88
Система сапонина из конских каштанов ¡/=0,5508*2-4,9334*+60,899 0,91
Сок столовой свеклы у=0,166 7х2-1,41Зх+70,155 0,89
Сок сахарной свеклы ¡/=0,1679*2-1,3654*+71,548 0.81
Сок капусты ¡/=0,3855*2-4,001 1*+70,699 0,90
Сок моркови ¡/=0,8326*2-8,7662*+65,65 Относительная вязкость 0,91
Система сапонина фирмы Мегск ¡/=0,0004л:2-1 £-05*+1,0008 0,79
Система сапонина из конских каштанов у=0,0004л:2-1 £-05*+1,0008 0,80
Сок столовой свеклы ¡/=0,0011х2-0,0018х+1,7122 0,87
Сок сахарной свеклы ¡/=0,0018*2-0,0091*+2,3501 0,79
Сок капусты г/=0,0008*2+0,0034*+1,3275 0,89
Сок моркови ¡/=0,0011*2-0,0002*+1,2753 0,94
Прочность МАС на границе с воздухом, Н/м
Система сапонина фирмы Мегск ¡/=0,0001*3-0,0032*2+0,017*+0,0053 0,85
Система сапонина из конских каштанов ¡/=6£-05*3-0,0014*2+0,0088*+0,0002 0,87
Сок столовой свеклы ¡/=0,0006х3-0,0168*2+0,1257*-0,1198 0,91
Сок сахарной свеклы ¡/=0,0006х3-0,0167*2+0,1242*-0,0936 0,92
Сок капусты ¡/=0,0003*3-0,0108х2+0,0947*-0, 1497 0,88
Сок моркови ¡/=-0,0005*3+0.0032*2+0,0174*-0,041 0,91
0.9!
0,93
0,88
0,79
0,89
0,92
Система сапонина фирмы Мегск
Система сапонина из конских каштанов
Сок столовой свеклы
Сок сахарной свеклы
Сок капусты
Сок моркови
Система сапонина фирмы Мегск
Система сапонина из конских каштанов
Сок столовой свеклы
Сок сахарной свеклы
Сок капусты
Сок моркови
Эмульгирующая способность, мм
t/=0,1262л3 -2,7779л2+16,54 Зл-9,3179 . ¿/=0,0604л3-1,3937л2+8,7116л-5,3777 у=0,1075л3-3,8154л2+32,814х-21,864 к , „ . г/=0,Ю9л3-3,8748л2+33.327л-17,629 . г/=0,0285л3-2,0752л2+22,048л-18,952 г/=0,0516л3—2,5683л2+25,016л-18,о52 Устойчивость эмульсии, %
г/=0,0597л3-1,4001л2+9,0726х-3,9906 1/=0,491л3-1,1905л2+7,9497л-4,6445 у=0,1498л3-5,2275л2+44,65л-37,503 г/=0,1706л3-5,7062л2+47,658л-33,211 ¡/=0,1151л3-4,427л2+39,488л-39,355 у=0,1342л3-4,8526лг+42,08л-38,4
Окончание таблицы
; 0.94
0,90 0,88 0,89 0,94
0,89
0,94
0,88
0,91
0,79
0,93
В пределах pH среды от 4,0 до 5,0 овощные соки имеют минимальные значения поверхностного натяжения и на границах с воздухом и маслом образуют наиболее прочные МАС. При значениях pH среды ниже 4,0 и выше 8,0 наблюдается рост поверхностного натяжения и снижение прочности МАС на различных границах раздела. При этом соки образуют небольшие объемы нестабильных пен и эмульсий.
Зависимости показателей пенообразующих и эмульгирующих свойств систем сапонинов и овощных соков от pH среды описаны полиноминальны-ми уравнениями второй и третьей степени (таблица).
В кислой области pH среды, ниже 4,0, ухудшение пенообразующих и эмульгирующих свойств овощных соков связано с образованием белковопектиновых и белково-сапониновых комплексов, поскольку создаются условия для электростатического взаимодействия этих веществ. При более низких значениях pH среды, менее 2,0, очевидно, имеет место и кислотный гидролиз сапонинов. В щелочной области pH среды, особенно выше 9,0, создаются условия для щелочного гидролиза пектиновых веществ и сапонинов, денатурационных и гидролизных изменений белков с образованием продуктов омыления.
Более широкий диапазон проявления высоких пенообразующих и эмульгирующих свойств свекольными соками по сравнению с морковным и капустным, очевидно, обеспечивается наличием в них сапонинов.
Широкий диапазон значений pH среды, в котором системы сапонинов проявляют пенообразующие и эмульгирующие свойства, включает в себя значения pH среды большинства пищевых продуктов. Диапазон значений pH среды, в котором овощные соки максимально проявляют способность к пенообразованию и эмульгированию, совпадает с оптимальным для традиционных пенообразователей и эмульгаторов — яичного белка и яичного желтка.
ВЫВОДЫ
1. Присутствие кислот способствует снижению активной кислотности композиций и соответственно созданию условий для комплексообразования
между основными ПАВ, что нежелательно перед взбиванием.
2. Образование комплексов ПАВ целесообразно на заключительной стадии взбивания, после того как пена или эмульсия в основном сформированы и образовавшиеся в межпленочных пространствах комплексы исполняют роль стабилизаторов этих систем.
3. Кислоты, используемые в технологии пищевых продуктов, следует рассматривать не только как вкусовые или консервирующие добавки: варьируя активной кислотностью композиций традиционных пенообразователей и эмульгаторов с растительными добавками, можно формировать структуру продуктов и соответственно повышать их качество.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артемова Е.Н., Василенко З.В. Взаимосвязь пенообразующих и эмульгирующих свойств овощных соков с их химическим составом / / Агропанорама (Республика Беларусь). — 1998, — № 2. — С. 5-7.
2. Реутов В.А., Розанова О,И., Горбунова К ,Ф. Об использовании свекольных экстрактов в качестве пенообразователей в кондитерском производстве. — М.: Нарком-пищепром, 1936. — Вып. 66 а. — С. 7-22.
3. Composition and content of saponins in soybean seed according to variety, cultivation year and maturity / Shiraiwe Masakazu, Harada Kyuya, Okubo Kazuyashi / / Agr. and Biol. Chem. — 1991, 55. — № 2. — P. 323-331.
4. David Oakenfull Saponins in food — a review / / Food Chemistry. — 1981. — № 6. — P. 19-40.
5. Артемова E.H. Динамика пенообразующих и эмульгирующих свойств овощных соков во время взбивания / / Экономика и технология: Межвуз. сб. науч. тр. — М.: Изд-во РЭА, 1996. — С. 11-13.
6. Артемова Е.Н., Василенко З.В. Изменение пенообразующих и эмульгирующих свойств овощных соков при взбивании / / Там же. — № 5. — С. 7-9.
7. Артемова Е.Н., Василенко З.В. Теоретические аспекты пенообразующих и эмульгирующих свойств растительных добавок / / Вестн. АН Республики Беларусь. — 1998. — № 1. — С. 18-20.
8. Артемова Е.Н., Василенко З.В. Участие сапонинов, белков, пектинов в образовании пен овощных соков // Качественные преобразования социально-ориентированной рыночной экономики: Тез. науч.-практич. межвуз. конф. — Орел: Изд-во ОКИ, 1998. — С. 258.
Кафедра товароведения и технологии продуктов питания
Поступила ¡2.02.01 г. . ,,, .
