CC BY
13
В cmammi визначено, що какао-олiя та пальмоядрова олiя е ньютотвськими риди-нами при ecix температурах дослиджень, яким при додаванш до них дiетuчноi добавки «Гемовтал» притаманна неньютотвсь-ка течiя. Подpiбнення частинок дiетuчноi добавки «Гемовтал» в оли веде до збшь-шення когези мiж частинками та утворен-ня стабiльноi суспензи. Встановлена рациональна масова частка дiетuчноi добавки «Гемовтал» для глазуpi
Ключовi слова: какао-олiя, пальмоядрова олiя, дiетuчна добавка «Гемовтал» □-□
В статье определено, что какао-масло и пальмоядровое масло являются ньютоновскими жидкостями при всех температурах исследований, которым при добавлении к ним диетической добавки «Гемовитал» свойственно неньютоновское течение. Измельчение частиц диетической добавки «Гемовитал» в масле ведет к увеличению когезии между частицами и образованию стабильной суспензии. Установлена рациональная массовая доля диетической добавки «Гемовитал» для глазури
Ключевые слова: какао-масло, паль-моядровое масло, диетическая добавка
«Гемовитал»
□-□
The article stipulates that the cocoa butter and palm kernel oil is Newtonian at all temperatures studies that when you add to them a dietary supplement «Gemovital» typical non-Newtonian flow. Breakage of particles dietary supplements «Gemovital» in oil leads to an increase cohesion between particles and the formation of a stable suspension. The rational mass fraction of dietary supplements «Gemovital» for the glaze
Keywords: cocoa butter, palm oil, a dietary supplement «Gemovital»
УДК 663.911:663.916.3
ВПЛИВ Д1£ТИЧНО1 ДОБАВКИ «ГЕМОВ1ТАЛ» НА РЕОЛОГ1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ГЛАЗУР1 ДЛЯ КОНДИТЕРСЬКИХ ВИРОБ1В
М.Т. Малафеев
Кандидат фiзико-математичних наук, доцент* Контактний тел.: 349-45-00 E-mail: ntmal@ukr.net
М.1. Погожих
Доктор техшчних наук, професор, завщувач кафедри***
Контактний тел.: 349-45-86 *Кафедра енергетики та фiзики**
В. В. £ в л а ш
Доктор техшчних наук, професор** Контактний тел.: 349-45-80
А.В. Гаври ш
Науковий ствроб^ник** **Кафедра ппени харчування та мкробюлопТ*** ***Хармвський державний ушверситет харчування та
торгiвлi
вул. Клочмвська, 333, м. Хармв, УкраТна, 61051 Контактний тел.: 349-45-80 E-mail: aquaaqua2@yandex.ru
Яюсть глазурi залежить вщ таких важливих по-казниюв, як реолопчш характеристики. За сво!ми властивостями глазурi являють собою структуроваш високодисперсш системи, в яких дисперсшним се-редовищем е олiя, а дисперсною фазою - часточки какао-порошку, цукру та шших рецептурних компонент. Реолопчш властивост тако! висококонцен-тровано! суспензи визначаються з одного боку, властивостями плинноси розплавлено! жирово! фази, а з шшого - кiлькiстю, видом та гранулометричним складом компоненпв дисперно! фази.
Дослвдження реологiчних характеристик здшсню-вались в науково-дослвднш лабораторii кафедри енергетики та фiзики ХДУХТ. В якост об'екта дослщжен-ня була обрана шоколадна глазур (масова частка жиру 57%) з замшою какао-порошка дiетичною добавкою «Гемовггал» в кiлькостi 25%.
Замшу какао-порошка на дiетичну добавку «Ге-мовиал» проводили з метою придання глазурi анти-анемiчних властивостей. Це було можливо, осюльки дiетична добавка «Гемовггал» мае порошкоподiбну структуру з дисперсшстю 25-30 мкм.
Дослщжували в'язюсть для систем какао-олп i дieтичноi добавки «Гемовиал» та пальмоядровоi олii i дieтичноi добавки «Гемовиал» на ротацiйному вь скозиметри з керованою швидкiстю зсуву (у) та з термостатним блоком. Вимiрювання проводились за температур 50 i 35°С та у додаткових вимiрюваннях - за рекомендованоi в лiтературi температури 40°С. Однак якiсних змiн за рiзних температур у системах не спостер^алось. Вимiрювання проводились двiчi: при прямому ходi регулювання швидкостi зсуву (зб^ь-шення швидкостi зсуву) та при зворотному ходi (змен-шення швидкостi зсуву). Для дослiдження взаемодш мiж частинками систем було проведено розрахунок пстерезису в'язкостi. Для цього розраховувалось вщ-ношення в'язкостi у зворотному ходi до прямого за тiei же величини швидкостi зсуву.
Проведет дослвдження показали, що какао-олiя за температури t = 35°С е ньютонiвською рiдиною, а для пальмоядровоi олii спостерiгалось деяке збшьшення в'язкостi при у < 1с-1 при t = 35...40°С, яке е на межi точностi вимiрювань. При додаваннi дiетичноi добавки «Гемовиал» в кiлькостi С = 25% до маси олш спостерi-галась сильно виражена так звана «неньютоновська» поведшка для систем (рис. 1), коли в'язюсть залежить вiд швидкостi зсуву. При цьому у зразках, де юльюсть дiетичноi добавки «Гемовiтал» менше за 21%, була слабо виражена неньютоновська поведiнка при у < 1..3 с-1 (рис. 2). У координатах ц - у (рис. 1,а) спостер^аеться гшер-болiчний характер поведшки в'язкостi вiд швидкостi зсуву. У логарифмiчних координатах (рис. 1,б) шфор-мацii бiльше: при швидкосп зсуву у < 1..3 с-1 напевно лшшна залежнiсть ц = ^у), що вiдповiдае ступенневоi залежност в'язкостi за моделлю Освальда. Для швид-костей у > 3 с-1 - крива асиметрично наближаеться до сталого значення в'язкосп, тобто до величини в'язкосп зруйнованоi структури, отже при у >10 с-1 спостер^а-еться штенсивне руйнування структури за рахунок механiчноi енергii ввдносно руху шарiв рiдини.
З рис. 3 видно, що спостер^аеться суттеве змшення в'язкостi для систем, що дослщжувалися, в залежностi вiд юлькосп дiетичноi добавки «Гемовiтал» при швид-костi зсуву у = 9,3 с-1. Зазначено, що додавання дiетич-ноi добавки «Гемовiтал» структурно суттево впливае на структурно-мехашчш властивостi систем, як на основi какао-олiii так i на основi пальмоядровоi олп.
ц, Па с
25
-50
а)
50-зворот
0,1 -36
Якщо при додаваннi дiетичноi добавки «Гемовиал» в кiлькостi < 20% система ближче поводиться як нью-тошвська родина, то збiльшення юлькосп дiетичноi добавки «Гемовiтал» призводить до неньютошвського характеру течii рiдини. Цей факт ймовiрно обумовле-ний взаемодiею часток суспензii (дiетичноi добавки «Гемовиал») мiж собою шляхом електростатичних та дисперсних сил. Тобто кнуе певна об'емна густина роз-подiлу часток у май, коли '¿х взаемодiя спричиняе утво-ренню певного опору вщносному зсуву шарiв системи.
ц, Па с
4
♦ 1
Г 2 7/А 3
11/1 4 /Л/лп лДит 9
с,%
Рис. 2. В'язкють глазурi для систем пальмоядровоТ оли i дieтичноТ добавки «Гемов^ал» в залежностi вiд вмiсту дieтичноТ добавки «Гемовiтал» при температурi 35°С при рiзних швидкостях зсуву: кривi 1, 2,...9 — 0,46, 0,83, 1,46, 2,6, 4,6, 5,2, 9,3, 16,5, 29,2 с-1
ц, 1
3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0
*-Т"
с, %
0
10
20
30
Рис. 1. В'язкють системи какао—олп i дieтичноТ добавки «Гемов^ал» при рiзних швидкостях зсуву: а) у звичайних координатах, б) у логарифмiчних координатах при температурах 36 та 50°С
Рис. 3. В'язкюль систем какао—олп i дieтичноТ добавки
«Гемов^ал» (-♦-) та пальмоядровоТ оли i дieтичноТ добавки «Гемовiтал» (-■-) при швидкостi зсуву 9,3 с-1 i температурi 35°С
Крiм того, для дослщженних систем спостертеть-ся рiзна поведiнка при прямому ходi регулювання швид-костi зсуву (зб^ь-шення швидкостi зсуву) та зворотно-му ходi (зменшення швидкосш зсуву) (рис. 4). Ощню-вання пстерезшу проводили шляхом вiдношення величин в'язкоси прямого та зворотного ходу.
-100,0
-ье- --- -1 • У , С
Зб-зворот б)
3
2
0
0
ё у
/ \ К
(1)
Рис. 4. Пстерезис в'язкостi залежно вщ швидкостi зсуву для системи пальмоядровоТ оли i 20% дieтичноT добавки «Гемов^ал» при температурi 50 (-♦-) i 35 °С (-■-)
Для зразкiв з максимальною концентращею дiетич-но' добавки «Гемовиал» та для системи пальмоядрово' олii i дiетичноi добавки «Гемовиал» спостерiгалась звичайна тиксотропна поведiнка, тобто при зворотно-му ходi пiсля руйнування структури на великих швид-костях зсуву спостертеться зменшення в'язкостi (рис. 4). Найб^ьш швидке руйнування структури спостерь гаеться в дiапазонi швидкостей зсуву 1...20 с-1.
Для систем на основi какао-олп з невеликою юль-кiстю дiетичноi добавки «Гемовиал» (<10%) спосте-рiгалася реопексна поведiнка в'язкосп (рис. 5), тобто збiльшення в'язкосп при зворотному ходi у порiвняннi з прямим.
8у
и □ А ♦ А^Г^Т
- ф °,5- -1 У, с
0,1 1 — — цикл 1. ~
цикл 2,
100 - цикл 3
Рис. 5. Пстерезис в'язкосп для какао—оли залежно вщ швидкостi зсуву при температурi 50°С пiд час повторних циклiв
Для встановлення причини тако' поведiнки були дослщжеш зразки з нерозмеленими частинками дiе-тично' добавки «Гемовиал». Поведшка тако' системи була незвичною. За невеликих швидкостей зсуву та напруг на електродвигуш реометру спостертлися рiзкi зростання швидкостi обертiв двигуна. Це по-яснюеться заклинюванням зазору мiж цилiндрами, пов'язаним iз розмiрами частинок дiетичноi добавки «Гемовиал» i рiзким зростанням напруги на двигунi, внаслщок роботи автоматики, що пiдтримуе постшну швидкiсть обертiв двигуна. При цьому, спостер^аеть-ся подрiбнення частинок дiетичноi добавки «Гемовь тал» i зб^ьшення внаслiдок цього в'язкостi розчину на 10...20%. Поблизу максимальноi швидкостi зсуву i на-
пруги зсуву (у >20 с-1 та т >10 Па) спостертеться до-сить швидке зб^ьшення в'язкостi з часом (до 20...50%) протягом 3...10 хв. При зворотному ходi i зменшеннi швидкостi зсуву система веде себе вже як звичайна ньютошвська. Тому можливо зробити висновок, що на максимальнш швидкосп зсуву спостерiгаеться штенсивне руйнування часточок дiетичноi добавки «Гемовггал» внаслiдок '¿х розшарування, що i веде до збiльшення в'язкостi при цьому. Шд час повторних циклiв вимiрювання напруження зсуву в'язкiсть та и гiстерезис стабiлiзуються за '¿х найбiльших значень при загальнiй ньютошвськш поведiнцi (рис. 5).
Таким чином, реопексна поведшка для системи какао-олп i дiетичноi добавки «Гемовiтал» зумовлена неповним розшаруванням великих частинок дiетичноi добавки «Гемовиал» в процесi тдготовки натвфа-брикатiв до виробництва глазурь Цей ефект вщсутнш для системи та пальмоядровоi олп i дiетичноi добавки «Гемовiтал», що свiдчить про те що для пальмоядровоi олп процес розшарування йде бiльш штенсивно що може бути пов'язано з б^ьш сильною взаемодiею мiж молекулами олп та частинками системи. Тобто треба очжувати, що для системи пальмоядровоi олп i дiетич-но' добавки «Гемовiтал»не лише скоротиться процес технолопчного приготування системи, але й вона буде б^ьш стабiльною за властивостями у чась
Висновки
1. Встановлено, що обидва види олп (какао- та пальмоядрова олiя) е ньютошвськими рвдинами при всiх температурах дослщжень.
2. Дослiджено, що додавання до системи дiетичноi добавки «Гемовиал» в кiлькостi С > 20% веде до сутте-вих змш у реологiчнiй системi: спостерiгаеться чико виражена неньютонiвська течiя.
3. Встановлено, що подрiбнення частинок дiетичноi добавки «Гемовиал» в олп веде до зб^ьшення когезп мiж частинками та утворенню стабiльноi суспензii.
4. Встановлена рацюнальна масова частка дiетич-но' добавки «Гемовiтал» для глазурi з антитианемiч-ною дiею, яка забезпечуе найкрашд функцюнально-технологiчнi та фiзiологiчнi властивостi продукту.
Лiтература
1. Малафаев М.Т. Широкод1апазонний ротацшний вюкози-
метр / М. Т. Малафаев, М. I. Погожих // Прогресивш техшка та технологи харчових виробництв ресторанного господарства 1 торпвлг Зб. наук. праць / Харк. держ. ун-т харчування та торпвль - Вип. 2 (6), Харгав, ХДУХТ-2007.- с. 87-95.
2. Евлаш В. В. Теоретические предпосылки и эксперимен-
тальные проверки механизмов стабилизации гемового комплекса / В. В. Евлаш, Н. И. Погожих, Н. Т. Малафаев // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2008. - № 1/3 (31). - С. 18-22.
3. бвлаш В.В. Науков1 основи технологи д1етично1 добавки 1
харчових продук™ антианем1чного спрямування з1 ста-бшзованим гемовим зал1зом: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня доктора техн. наук : 05.18.16. / В. В. бвлаш. - Харюв. - 2009. - 42 с.
»
-1
0,1
10
100
