Термодинамічні показники водного режиму: активність води, хімічний та водний потенціали. Методи визначення водного потенціалу
Енергетичний рівень молекул даної речовини, що виражається у швидкості їх дифузії наз-ют хімічним потенціалом цієї речовини(ψ). Хімічний потенціал чистої води називають водним потенціалом. (ψh2o) Він характеризує здатність води дифундувати, випаровуватися чи поглинатися і виявляється у Паскалях. Найвища величина водного потенціалу – у хім. Чистої води, ця величина прийнята за нуль. Тому водний потенціал будь-якого розчину та біологічної рідини має негативне значення. Водний потенціал складається з осмотичного потенціалу ψs, потенціалу тиску ψp, гравітаційного потенціалу ψg, потенціалу набухання біоколоїдів.
Для оцінки ступеня участі води в різних хімічних, біохімічних та мікробіологічних реакціях широко застосовують показник активність води aw, Який визначається як відношення парціального тиску парів води над продуктом до парціального тиску пари над чистою водою. Показник «активність води» було запропоновано У. Скоттом 1953 р. і в даний час широко застосовується на практиці.
Методи визначення водного потенціалу: Метод Шардакова заснований на доборі розчину, питома вага, а відповідно і концентрація якого не змінюється після перебування у ньому рослинних тканин протягом 20 хвилин. У цьому випадку величина осмотичного потенціалу розчину дорівнює модулю потенціалу рослини.
Сподобалася стаття? Додай її в закладку (CTRL+D) і не забудь поділитися з друзями:
Яку вологу кількісно характеризує показник активності води?
Показник «активність води» (aw) є важливим показником при розробці технологічних процесів та виробництві продукції громадського харчування, а також забезпечення високої якості та збільшення термінів зберігання харчових продуктів. Розроблено лінійку кисневмісних продуктів на основі молочної сироватки з харчовими волокнами: кисневий коктейль, кисневі смузі (смусі) та кисневе морозиво. Заміна існуючих стабілізаторів на харчові волокна в кисло-родсодержащих продуктах не збільшує значення показника активності води, у разі кисневих смузі і кисневого морозива даний показник знижується через знижені значення рН і заміни частини цукру на фруктозу. Харчові волокна є хорошими вологозв'язуючими агентами. Нові компоненти не змінюють терміни зберігання продуктів і не впливають на мікробіологічні властивості.
1. Арсеньєва Т.П. Довідник технолога молочного виробництва Технологія та рецептури. Т. 4. Морозиво. - СПб.: ГІОДР, 2002 - 184 с.
2. Грошева В.М., Невинних Н.В., Птічкіна Н.М. Смуссі: нові рішення у створенні коктейлів // Молочна річка. - 2013. - № 1 (49) - С. 62-63.
3. Ляйстнер Л., Гоулд Р. Бар'єрні технології: комбіновані методи обробки, що забезпечують стабільність, безпеку та якість продуктів харчування. - М.: ВНДІМП, 2006. - 236 с.
4. Невинних Н.В., Грошева В.М., Птічкіна Н.М. Використання біополімерів для стабілізації білкової кисневої піни // Вісник ВДУІТ. - 2013. - № 4. - С. 197-199.
5. Птічкін, І.І. Харчові полісахариди: структурні рівні та функціональність / І.І. Птічкін, Н.М. Птічкіна. - Саратов: ГУП "Друкарня № 6", 2012. - 96 с.
6. Семенова А.А., Трифонов М.В., Холодов Ф.В.Новий погляд на виробництво заморожених напівфабрикатів // Все про м'ясо. - 2008. - № 1. - С. 17-19.
7. Фатьянов Є.В. Алейніков А.К., Мокрецов І.В. Аналіз кріоскопічного методу виміру активності води в харчових продуктах // Вісник Саратовського держагроуніверситету. - 2011. - № 3. - С. 36-39.
8. Фатьянов Є.В., Те Р.Є., Царьков І.В. Активність води розчинів вуглеводів// Молочна промисловість. - 2011. - № 12. - С. 52-53.
9. Цуканов М.Ф., Чорноморець А.Б. Технологічні аспекти показника «Активність води» та її роль у забезпеченні якості продукції комунального харчування // Техніко-технологічні проблеми сервісу. - 2010. - № 1 (11). - С. 58-63.
10. Скотт W.J. Water relations of Staphylococcus aureus на 30 ºC // Aust. J. Biol. SCI. - 1953. - № 6. - P. 549-564.
Всі природні харчові продукти містять у своєму складі воду, у різних кількостях та станах, від цього багато в чому залежать їх технологічні властивості та термін зберігання [9].
Показник "активність води" (aw) є важливим при розробці технологічних процесів та виробництві продукції громадського харчування, а також забезпечення високої якості та збільшення термінів зберігання харчових продуктів.
Показник активності води, вперше запроваджений щодо харчових продуктів ще п'ятдесятих роках минулого століття Скоттом (Scott W.J.) [10], характеризує енергію зв'язку вологи у продукті. За його зниження зменшується можливість використання вологи для метаболізму мікроорганізмів.
При зниженні активності води збільшується енергія зв'язку вологи з матеріалом та мікроорганізмами, як правило, стає складніше використовувати присутню вологу для своїх біологічних потреб.
Крім активності води як бар'єри для розвитку мікроорганізмів використовуються знижена (холодильна обробка) та підвищена (термічна обробка) температура, знижені значення рН, окисно-відновного потенціалу, використання консервантів, наявність конкуруючої мікрофлори та інші [3].
Мета роботи: дослідити активність води в основах кисневмісних продуктів з харчовими волокнами (ПВ).
Матеріали та методи дослідження. Відповідно до метою роботи матеріалами дослідження служили інгредієнти, що входять до складу розроблених основ кисневмісних продуктів: молочна сироватка (ГОСТ Р 53438-2009), ПВ - комерційні зразки полісахаридів (ПС) рослинної (каробан, високоетерифікований пектин (ВЕП), низькое ), гуаран) та мікробної природи (ксантан) (фірма Danisko, Франція), натуральні цитрусові ПВ Citri-Fi різного ступеня помелу (FiberstarInc., США), фруктово-ягідні соки «Золота Русь», «Придонні сади» (відповідні вимогам ТУ 9163-005440 -2001), натуральний цукрозамінник - фруктоза (ТУ 911-101-54904577). За показниками безпеки та мікробіологічними показниками вся сировина відповідала вимогам СанПіН 2.3.2.1078-2001.
Активність води визначалася кріоскопічним методом за температурою замерзання за допомогою пристрою типу АВК, розробленого фахівцями ВДБОУ ВПО «Саратовський ГАУ» та використовуваного для наукових досліджень у низці вузів та НДІ РФ. Досліди проводились у 5-кратній повторності, результати оброблялися методами математичної статистики за допомогою стандартної програми Microsoft Excel. Розрахунок активності води проводився за формулою 1:
-ln aw = 27,622 - 528,373*(1/T) - 4,579 ln T (1)
де Т – кріоскопічна температура, До.
Вищезазначений метод визначення активності води має високу роздільну здатність і нечутливість до зовнішніх факторів та забруднення датчика летючими компонентами [7].
Результати дослідження та їх обговорення
Розроблено лінійку кисневмісних продуктів на основі молочної сироватки з харчовими волокнами: кисневий коктейль [4], кисневі смузі (смуссі) [2] та кисневе морозиво.
У кисневому коктейлі зроблено заміну стабілізатора піни, сиропу кореня солодки, на некрохмальні ПС [5], частину натурального фруктово-ягідного соку замінили на молочну сироватку у співвідношенні 1:1. Сироватка не чинить побічних негативних впливів на організм і практично не має протипоказань до використання. Вона надає активний стимулюючий вплив на секреторну функцію травних органів: шлунка, кишечника, підшлункової залози, печінки – і може застосовуватися з лікувальною метою. Хімічний склад сироватки різноманітний. Він містить понад 200 компонентів.
У технології приготування кисневих смузі зроблено заміну стабілізатора піни, желатину на некрохмальні ПС та натуральні цитрусові ПВ Citri-Fi різного ступеня помелу, молочну основу замінено на сироваткову.
При розробці технології приготування м'якого кисневого морозива з ПС та ПВ Citri-Fi за основу було обрано відому рецептуру кисневого морозива «Бадьорість», що відноситься до морозива спеціального призначення [1].
Морозиво "Бадьорість" за традиційною технологією виробляють на основі сирної освітленої сироватки з додаванням цукру-піску, лимонної кислоти (ЛК) і пюре чорної смородини.Як стабілізатор використовують метилцелюлозу (E461).
В даний час метилцелюлоза (МЦ) в харчовій промисловості використовується обмежено у зв'язку з можливістю розладу кишечника. Людям, які мають захворювання шлунка та кишечника, вживання продуктів із вмістом добавки Е461 протипоказано. Добавка Е461 не має дозволу на застосування при виробництві продуктів дитячого харчування, тому в кисневому морозиві зроблено заміну метилцелюлози на ПС та ПВ Citri-Fi, частину цукру замінено на фруктозу.
Харчові волокна у поєднанні із сироватковими білками дозволяють формувати стійкі гетерогенні харчові системи, активують процеси утворення стійкої кисневої піни за рахунок утворення так званих інтербіополімерних комплексів на основі білків сироваткових і харчових волокон.
Використання полісахаридів і харчових волокон в залежності від основи кисневмісного продукту дозволяє досягти в готовому продукті необхідну консистенцію, високу збитість і стійкість піни, а також покращують смак і можуть надавати продукту функціональні властивості. Рецептури розроблених кисневмісних продуктів з харчовими волокнами представлені в табл. 1-3.
Рецептура кисневого коктейлю
