Влияние СВЧ-обработки пищевых продуктов на содержание свободных радикалов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

При нагреве в воде Рс фарша возрастает с уверением концентрации соли более 0,4%.

Хранение фарша с концентрацией соли 1,5% ю технологическим требованиям на готовую проекцию) изменяет Р незначительно при обоих гтодах термообработки, что позволяет сохранять [данную структуру продукта.

ВЫВОДЫ

1. ЭМП СВЧ приводит к значительному увели-нию прочности структуры фарша в сравнении кондуктивным нагревом.

2. Влияние соли не изменяет характерное воз-йствие на усилие среза при энергоподводе.

3. ЭМП СВЧ позволяет расширить область воз->жного получения продукта с различными СМХ, е. задавать усилие среза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Леванидов И. П. Структурно-механические свойства фаршей рыбы//Рыбн. хоз-во.— 1967.— № 1.— С. 66.

2. Маслова Г. В., Маслов А. М. Реология рыбы

и рыбных продуктов.— М.: Лег. и пищ. пром-сть,

1981,— 214 с.

3. Н a m m R., Riesuer К. Zur Rheologie des Flei-sches das Fleipverthatten von modelgendes Fleisches// Fleischwirtschaft.— 1968.— 48.— № 2.— P. 192.

4. Д у x и н С. С. Электрофорез.— М.: Наука, 1976.— 328 с.

Кафедра товароведения

продовольственных товаров Поступила 03.05.90

641.7:621.365

ВЛИЯНИЕ СВЧ-ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ НА СОДЕРЖАНИЕ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

С. С. ПАНЧЕНКО, А. И. КАШЛИНСКИЙ Московский ордена Трудового Красного Знамени институт прикладной биотехнологии

Содержание свободных радикалов СР в пище-х продуктах, значительно превышающее фоно-й уровень естественно присутствующих во огих биологических объектах растительного и [вотного происхождения СР, нежелательно, так к они инициируют химические и биохимические акции и активно участвуют в них.

3 процессе термообработки в пищевых продук-< возникают стабильные и нестабильные СР. рвые существуют весьма продолжительно, и шентрация их не изменяется при механической эаботке, сушки (при температуре менее 60° С); эрые — по окончании термообработки постепенно 1езают. Суммарная концентрация СР первого второго вида имеет максимальное значение не-:редственно после обработки и может во много i превышать фоновое содержание. С течением :мени она снижается за счет рекомбинации :табильной составляющей. Поскольку употребле-; готовых продуктов происходит обычно в теше 15—30 мин после их приготовления, важно гнить содержание СР именно в этот промежуток ;мени.

(онцентрацию СР определяли методом элек-жного парамагнитного резонанса. Исследование [ючало в себя этапы подготовки проб продукта

1 снятия спектров ЭПР, снятие спектров полу-[ных проб и эталона с известным содержанием паренных электронов, определение параметров ктральных линий исследуемых проб и эталона, :чет концентрации СР.

'ак как СР характеризуются наличием неслабого элетронного спина, то концентрация их кет быть выражена количеством спинов на мм (сп/г) исследуемого вещества.

1ясо свинины, говядины, баранины, кур, рыбы али на куски массой 50—70 г, солили, помети 2—3 куска в тарелку, подливали 20—30 г ы, накрывали сверху радиопрозрачной крыш-и производили термообработку в СВЧ-печи 1ектроника» в двух режимах — полной и поло-ной мощности. В каждом из режимов продукты

Таблица 1

Продукт Полная мощность СВЧ Половинная мощность СВЧ

кулинарная готовность, мин «ожог», мин кулинарная готовность, мин «ожог», мин

Г овядина 5—6 8—10 12 18—20

Свинина 5—6 10—12 12 18—20

Баранина 6—8 12—14 14 24—26

Куры 5—6 10—12 12 18—20

Рыба 4 8 8 14

обрабатывали до кулинарной готовности и до состояния «ожога» поверхности продукта. Время приготовления указано в табл. 1. В целях сравнения этот же ассортимент продуктов термообраба-тывали на сковороде до кулинарной готовности.

Пробы для снятия спектра брали из сырья и термообработанного продукта сразу после обработки. При этом пробы вырезали из центрального, верхнего и нижнего поверхностных слоев продукта. Пробы массой 0,3 г помещали в кварцевые тонкостенные ампулы диаметром 4 мм, запаянные с одного конца. Ампулу погружали в миниатюрный сосуд Дьюара с жидким азотом и устанавливали его в резонатор спектрометра. После снятия спектра ампулу заменяли следующей, а данную выдерживали в воде комнатной температуры 20—30 мин. Затем, погрузив ее в сосуд Дьюара, снова производили снятие спектра.

Ампулу с эталоном (монокристаллом парамагнитного иона СиБ04 X 5Н20) помещали в резонатор так, чтобы монокристалл был в центре резонатора и фиксировали следующие параметры: Рэ — уровень мощности СВЧ, подаваемой в резонатор; Аэ — коэффициент усиления сигнала ЭПР\ /И, — амплитуда модуляции магнитного поля. По снятому спектру определяли значения ширины ДНэ и интенсивности Гоэ спектральной линии. В случае продукта фиксировали параметры Рх, Ах, Мх,

аказ 0266

ДНх, 1'ох■ Концентрацию СР определяли по формуле [I [:

рлмл* Шы,

РэАэМЛАН'1т*

где Сх — концентрация СР в пробе, сп/г\ тх — масса исследуемой пробы, г;

А/а — количество СР в эталоне, сп.

При анализе спетров ЭПР в мясных и рыбных продуктах следует учитывать неоднородность их состава (строения) — различные типы тканей,’ кровь, жир, сухожилия и т. д. В некоторых из компонентов состава могут образовываться СР, в других нет. Таким образом, поскольку пробы для анализа берутся из разных частей куска продукта, получается усредненная картина. На образование СР и их тип сильно влияет температура обработки. Так при обработке на сковороде поверхностная часть продукта, соприкасающаяся с дном, имеет наиболее высокую температуру, при которой происходит карбонизация продукта с образованием довольно больших концентраций СР с ^-фактором, близким к ^-фактору свободного электрона, а ширина линий колеблется от 1 до 100 Гс [ 1 ].

Следует отметить, что СР органического происхождения имеют очень близкие ^-факторы, т. е. они располагаются почти в одном и том же резонансном магнитном поле. Это означает, что они налагаются друг на друга. При этом получается суммарный спектр, часто принимающий сложную форму, что затрудняет разделение спектральных линий и идентификацию радикалов. Если ширины линий у разных радикалов близки и близки ^-факторы, то интенсивность суммарной линии равна сумме интенсивностей составляющих. Фоновый спектр от кварцевого сосуда Дьюара (рис. I) иллюстрирует случай наложения спектров в виде двух одиночных линий: / шириной 2,5 Гс и

' Рис. 2

2— шириной 10 Гс, которым соответствует двг разных типа СР.

Приводим качественное описание спектров иссле^ дованных видов продуктов. На рис. 2 показана спектрограмма, характерная для продукта из говядины кулинарной готовности в режимах полной и половинной СВЧ мощности. Можно отметить три типа линий: узкую 1 (ДЯ ~ 2,7 Гс), широкую

2 (ДЯ ~ 10 Гс) и триплет с расстоянием между составляющими ДЯ ~ 17 Гс. Радикалы, соответствующие этим спектральным линиям, условно

Таблица 2

Продукт и способ его приготовления Максимальная концентрация радикала, сл/г Продукт и способ его приготовления Максимальная концентрация радикала, сп/г

1 2 3 1 2 3

Мясо говядины Мясо курицы

сырое 3,7-1013 1,7- 10й — сырое 4,0-1013 2,5- 10й —

приготовленное: приготовленное:

в СдУ-печи — кулинар- в СВЧ-печи — кулинар-

ная готовность — — 2,8-101* ная готовность 4,7-10‘3 3-Ю1'

в Сб^-печи— «ожог» 1,4-10 -- 7,0-10м в СВЧ-печи — «ожог» 4,7» 1013 4,3-Ю1'

на сковороде — кули- на сковороде — кули-

нарная готовность 1,9- 10" — 7,7-1014 нарная готовность 9,3-10 9,4-10'

Мясо баранины Мясо рыбы

сырое 0.5- Ю13 3,1 1014 сырое — 3-Ю1 —

Продолжение таблицы 2

Продукт и способ его Максимальная концентрация радикала,сп/г Продукт и способ его приготовления Максимальная концентрация радикала, сп/г

1 2 3 1 2 3

приготовленное: в СВЧ-печи — кулинарная готовность 0,5-1013 8,7-101' приготовленное: в СВЧ-печи — кулинарная готовность 0,7- ЮЭД 6,3-10

в СВЧ-печи — «ожог» — 2,8-1013 2,0-101" в СВ ¥-печи — «ожог» 1,3- 104 8,3-10

на сковороде — кулинарная готовность 3,6-1013 СО на сковороде — кулинарная готовность 1,7-10" О 00

Мясо свинины сырое

приготовленное: в СВЧ-печи — кулинарная готовность в СВЧ-печи — «ожог» на сковороде — кулинарная готовность

5.1013 4-Ю'3

Уз ю14

1,3-10'

1,7 -1014 3.1014

2,7-1014

обозначим: радикал 1, радикал 2, радикал 3. Следует отметить, что узкая линия 1 и слева от нее широкая линия 2 практически совпадают с фоновым спектром. Поэтому при оценке концентрации СР по этим двум линиям необходимо учитывать вклад фоновых линий спектра. Из рисунка следует также, что спектры верхнего, нижнего и центрального слоев одинаковы.

Для говядины с явлением «ожога» поверхности (рис. 3) поверхностные слои имеют выраженный триплет и более интенсивную узкую линию 1 фонового спектра. Центральный слой имеет только фоновую компоненту.

Спектры верхнего, нижнего и центрального слоев мяса, рыбы и кур, термообработанных в СВЧ-печи в режимах половинной и полной мощности до стадий кулинарной готовности и «ожога», подобны фоновому спектру, т. е. содержат линии 1 я 2.

Для всех видов продуктов интенсивность спектров, снятых после термообработки и далее через 30 и 60 мин, постепенно снижается, достигая 30—40% за 60 мин.

Спектры проб продуктов, термообработанных традиционным способом (на сковороде), отличаются от соответствующих спектров, полученных после СВЧ-обработки, интенсивностью и составом линий. Так, спектр из центрального слоя пробы говядины имеет триплет. Фоновый спектр загружен третьей компонентой. Для поверхностных слоев триплетный спектр сохраняется, но на последнюю компоненту накладывается интенсивная узкая линия 1, совпадающая с узкой линией фонового спектра. Можно предположить, что ее происхождение связано с процессом карбонизации (поджаренная корочка). Сравнение концентраций СР в поверхностных и центральных слоях, обработанных в СВЧ-печи до кулинарной готовности, показывает, что различие их несущественно. В случае термообработки до стадии кулинарной готовности на сковороде и в СВ^-печи до появления «ожога» концентрация СР в поверхностных слоях по сравнению с центральным слоем существенно выше. - Данные о максимальных значениях концентраций СР в исследованных продуктах приведены в табл. 2. Анализ показывает, что содержание СР в продуктах, термообработанных в СВУ-печи «Электроника» до явления «ожога» сравнимо с содержанием СР в продуктах, термообработанных

Рис. 3

традиционным способом до стадии кулинарной готовности. Содержание СР в продуктах, термообработанных в СВЧ-печи до кулинарной готовности, в 2—3 раза меньше, чем в продуктах с явлением «ожога».

ВЫВОДЫ

1. Образование СР при термообработке пищевых продуктов в СВЧ-печи «Электроника» обусловлено тепловым, а не специфическим действием микроволн, и концентрация их ниже концентр-ации СР в этих же продуктах традиционной обработки.

2. Влияние интенсивности СВУ-нагрева на содержание СР не обнаружено.

ЛИТЕРАТУРА

1. Блюменфельд Л. А., Воеводский В. Е

Семенов Л. Г. Применение электронного парома нитного резонанса в химии.— Новосибирск: изд-1

Сибирск. отд. АН СССР, 1962.— 240 с.

2. И н г р е м Д. Электронный паромагнитный резона! в свободных радикалах.— М.: Иностранная литер тура, 1961.— 346 с.

Проблемная научно-исследовательская лаборатория электрофизических методов обработки

пищевых продуктов Поступила 02.04.!

637.146.21:532.517

РОТАЦИОННАЯ ВИСКОЗИМЕТРИЯ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

В. С. КОЧЕТОВ, В. И. КАРНАУХ

Ставропольский политехнический институт

Структурированные жидкие пищевые продукты (кефир, сметана, простокваша и др.) при технологической обработке проявляют тиксотропные свойства. Известно, что тиксотропные жидкости (среды) обладают супераномальной вязкостью, а их равновесные кривые течения характеризуются немонотонностью и выполаживанием [1].

Это связано с образованием в зазоре ротационного вискозиметра двух или более слоев с различными тиксотропными состояниями, которые, развиваясь, изменяют свои размеры и проскальзывают друг по другу. Расслоение может иметь место и при движении тиксотропной среды в трубах, вследствие чего у их стенок образуется менее вязкий, чем в основной массе, слой. Поэтому изучение тиксотропных свойств структурированных жидких пищевых продуктов, а также способов обработки результатов ротационной вискозиметрии имеет не только теоретический, но и практический интерес.

Рассмотрим течение произвольной линейно-тик-сотропной среды в зазоре ротационного вискозиметра с вращающимся внутренним цилиндром и неподвижным внешним. Так как тиксотропные среды можно отнести к жидкостям, обладающим памятью, то уравнения их реологического состояния приобретают форму интегральных уравнений наследственного типа [2]. Для рассматриваемого случая:

т(0 = Пот(0 — Ло \<P{t — T)y[T)dT,

(1)

где т (t) и у (t) — напряжение и скорость сдвига в момент времени наблюдения — /; Т — время, предшествующее моменту наблюдения; Ф (t—Т) — функция влияния, убывающая по мере возрастания Т; т)о = const — начальная тиксотропная вязкость при t =0 является одной из физических констант, характеризующих среду.

При постоянной угловой скорости вращения подвижного цилиндра и достаточно малой величине зазора можно считать, что поле скорости сдвига в зазоре не зависит от времени и уравнение (1) примет вид:

=T|0V*[1 - \<P(T)dT}. (

о

Преобразуем уравнение (2) к безразмернол виду:

-iW =2Щ- = \ — \ф [Г) dT = f (t), '(;

т(°) Лої* о

где т(^)/т(0) — отношение измеренного текущего н; пряжения к его значению в момент ВКЛЮЧ! ния вискозиметра при / = 0; к — подстрочны индекс, указывающий на постоянное значі ние данной физической величины; f(t) — нек< торая функция, характеризующая состояв структуры в зависимости от времени.

Для линейно-тиксотропной среды зксперименталі ные кривые т(/)/т(0), полученные для различнь у = const, должны налагаться друг на друга, тг как в правой части уравнения (3) функция f( всегда определена единственным образом. Такс наложение может служить признаком линейні тиксотропных свойств среды. Так как r]o=cons то кривые т(/) также должны налагаться друг н друга. Функция Ф(Т) определяет скорость измі нения в тиксотропной среде напряжений, связаі ных с разрушением ее первоначальной структурі Интеграл от Ф(Т) определит степень изменени структуры — X за время і по сравнению с ее перв< начальным состоянием. Из уравнения (3) легк получить:

т(0) — x(t) ,

Ці)

т(0)

Уравнение (4) позволяет рассчитать степеї изменения структуры тиксотропных сред по р зультатам измерений т.

На рис. 1 представлены результаты вискоз] метрии зрелого 2,5% жирности кефира, получеі ного с помощью вискозиметра Реотест-2. Кривь течения расположились в виде двух узких пучко Отклонение крайних кривых от средней линии I превышает в горизонтальной части 4%. Кефі^ можно считать линейно-тиксотропной средой с дв; мя сменяющимися устойчивыми состояниями струї туры, для каждого из которых должна быть ш