Піни та піноподібні структури харчових продуктів

Піни та піноподібні структури харчових продуктів.

Піни — висококонцситровані дисперсні системи, у яких дисперсне середовище — рідина, а дисперсна фаза — газ. Пу­хирці газу в пінах мають великі розміри, форму багатогран­ників і відділені один від одного дуже тонкими шарами дис­персійного середовища. Для одержання пін застосовують пасивне струшування або перемішування рідини.

Стійку піну можна отримати тільки у присутності стабілізатора — піноутворювача. Це зв’язано з тим, що поверх­ня рідини, що стикається

з газоподібним середовищем, знахо­диться в особливих умовах у порівнянні з основною масою рі нині Ці умови виникають тому, що молекули поверхне­вого шару рідини на відміну від молекул, що знаходяться в глибині; піддаються неоднаковому тяжінню молекул ріди­ни і газу. Кожна молекула усередині рідини з усіх боків при* г. пується сусідніми молекулами, розташованими на відстані радіуса сфери дії міжмолекулярних сил (рис. 5.1).

Піна ~- це двохфазна система газ — рідина. У даному ви­падку дисперсною фазою є газ — повітря, а дисперсійним сере­довищем — напіврідкий розчин цукру, кислоти і пектину. Цей розчин утворює оболонку дисперсних часток газу (повітря), яка відокремлює одну фазу від іншої. Сила поверхневого натя­гу завжди прагне скоротити до мінімуму загальну поверхню поділу всієї системи, зробити її найменшою. При дії цієї сили окремі пухирці повітря в піні прагнуть з’єднатися в одну масу. Процес самоплинного руйнування піни й емульсії називається коалесценцією. У пінах процес коалесценції йде досить інтен­сивно завдяки близькому розташуванню крапельок однієї щодо іншої.

Щоб зробити піну більш стійкою, стабілізувати її, в якості піноутворюючого засобу зазвичай використовують білок ку­рячого яйця, який перешкоджає прориванню плівки пухирців і агрегуванню останніх.

Під час примусового збільшення поверхні розділу фаз створюється надлишок поверхневої енергії, тому утворені дисперсні системи нестійкі. Для стабілізації емульсій та пін застосовують харчові поверхнево-активні речовини. Молекули ПАР мають дифільну природу, за рахунок чого вони позитивно адсорбують на поверхні розділу фаз та знижують поверхневий натяг. Орієнтація молекул ПАР на поверхні часточок дисперсної фази така: гідрофільні групи (NH2, COOH, OH) спрямовані у бік полярної рідини, неполярні гідрофобні (метильні, фенольні, радикали жирних кислот) – у бік неполярної рідини або масла.

Співвідношення гідрофільних і гідрофобних частин в молекулі ПАР визначає її характер і може служити критерієм для отримання різних видів емульсії. Тому ефективність ПАР з 1949 р. характеризують за допомогою спеціального числа – гідрофільно-ліпофільного балансу – ГЛБ. Значення ГЛБ коливається ся в межах від 1 до 40. Якщо число ГЛБ лежить в межах 3-6, утворюється емульсія типу вода в маслі (в/м), а піна взагалі не утворюється, ПАР з числом ГЛБ 8-13 дають емульсію масло у воді (м/в) і водночас є добрими піноутворювальними речовинами.

Значення ГЛБ будь-якої ПАР можна підрахувати за допомогою відповідних довідників.

За малих концентрацій ПАР у дисперсійному середовищі на поверхні розділу фаз утворюється мономолекулярний адсорбційний шар з горизонтальною орієнтацією молекул.

У міру насичення адсорбційного шару молекули ПАР все більше орієнтуються вуглеводневими ланцюгами до поверхні і змінюють стійкість утворених систем.

Основою сучасної класифікації ПАР є хімічна структура сполук, що дає можливість виділити чотири основних класи ПАР: аніоноактивні, катіоноактивні, неіоногенні і амфотерні.

За стабільністю дисперсних систем ПАР поділяють на дві групи:

– ПАР першого роду – сполуки, що в об’ємі розчину та в адсорбційному шарі перебуваютьв молекулярно-дисперсному стані та утворюють швидко руйнівні системи;

– ПАР другого роду – що утворюють в розчині колоїдні системи, емульсії та міни які мають високу стійкість.

У харчовій промисловості застосовують головним чином ПАОР другого роду неіоногенного типу. Всі харчові ПАР можна класифікувати таким чином: природні речовини (білкові речорвини тваринного, рослинного та бактеріального походження, фосфоліпіди. Екстракти деяких речовин) та синтезовані речовини (ефіри багатоатомних спиртів та продукти конденсації оксикислот з вищими жирними кислотами).

Оскліьки дія різних ПАР дуже специфічна і залежить від їх молекулярної будови, частіше за все хаорчові ПАР застосовують у вигляді композиційних сумішей. Причини цього можуть також мати економічний характер: будь-який дефіцитний ПАР можна частково замінити дешевшою композиційною сумішшю. В інших випадках додавання до ПАР мінеральних та органічних продуктів підсилює їх дію. У літературі взаємовплив різних ПАР в композиціях часто називають синергетичним або антагоністичним. Синергетичний взаємовплив різних ПАР в композиції надає їй універсальних властивостей, дає можливість цілеспрямовано підсилювати піноутворювальні, емульгувальні та стабілізувальні властиовсті сумішей в ширшому діапазоні рН, температури, іонної сили, за різнизх концентрацій рецептурних компонентів.

Стійкість емульсій та пін поділяють на стійкість до осадження. Або спливання дисперсної фази, та стійкість до коагуляції її часточок. Стійкість дисперсних систем змовлена рядом факторів.

Фактори стікості дисперсності систем

Термодинамічні фактори стійкості

Електростатичний фактор, що зумовлюється виникненням подвійного електричного шару на поверхні розподілу фаз за рахунок дії електролітів. Адсорбційно-сольватний фактор, що зменшує поверхневий натяг під час взаємодії часточок дисперсноїфази з дисперсійним середовищем за рахунок адсорбції та сольвації. Ентропійний фактор проявляється за рахцунок теплового руху, за якого дисперсна фаза прагне до рівномірного розподілу в обємі системи.

Кінетичні фактори стійкості.

Структурно-механічний фактор, обумовлдений виникненням на поверхні розподілу фаз плівок, що мають пружність та механічну міцність. Гідродінамічний фактор, обумовлений різною вязкістю змішуваних фаз.

Проте під час стабілізації дисперсних систем жоден з факторів не відіграє вирішальної ролі. На практиці системи стабілізуються тільки за рахцунок впливу змішаних факторів.

Література:

1. П. П. Пивоваров, Д. Ю. Прасол. Теоретичні основи технології харчових виробництв. Х.: Харківський державний університет харчування та торгівлі, 2000. – 118 с.

2. Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л. П. -М.: Колос, 1993. -384с.

3. Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 360 с.

4. Технология пищевых производств /Поду ред. Ковалевской Л. П. – М.: Колос, 1997.-707 с.

Реферати

Реферати :

Вам буде цікаво:

Ви прочитали: "Піни та піноподібні структури харчових продуктів"
Читати далі