Читайте также:
|
|
Цель работы: приобрести практический навык в получении и анализе студней.
В коллоидной химии гелями называют твердообразные дисперсные системы, внутри которых распределена жидкость. В отечественной литературе за гелями, образованными из растворов органических высокомолекулярных соединений, установилось название студней. В соответствии с этими названиями иногда термин структурообразование заменяют на гелеобразование или студнеобразование.
Склонностью к образованию коагуляционных структур обладают асимметричные (нитевидные или лентовидные) частицы с высоким, более 100, осевым соотношением (отношение длины к ширине). Даже в небольших концентрациях они способны образовать сплошной рыхлый пространственный каркас в виде единого агрегата благодаря неравномерному распределению центров коагуляции по концам частиц. В петлях образующегося каркаса фиксируется дисперсионная среда. Такое структурообразование называется застудневанием, а образующаяся дисперсная система - лиогелем, или студнем.
Переход жидкости в лиогель сопровождается изменением структурно-механических свойств системы: возникает жесткость, обусловленная наличием в системе непрерывного каркаса, в котором цепные частицы соединены локальными связями в центрах наибольшей лиофобности.
При напряжении выше предела прочности структурный каркас деформируется в результате смещения частиц относительно друг друга и контактов между ними, что внешне выражается в течение всей системы.
Эмульсионная природа мясных фаршей обусловливает высокую концентрацию белков в адсорбционных стабилизирующих слоях. Как правило, концентрация белка достаточно высока и превышает критическую концентрацию гелеобразования. Это предопределяет возможность формирования гелевых структур в межфазных слоях и обусловливает физическую и химическую стабилизацию жира и воды в мясопродуктах из тонкоизмельченного фарша, обеспечивая тем самым качество продукта. Готовые продукты приобретают свойства гелей, в которые включены капельки жира. При этом гелеобразование включает формирование непрерывной белковой сетки, имеющей определенную степень упорядоченности.
Среди белков животных тканей основную роль в формировании структуры мясных эмульсий и последующем термотропном гелеобразовании играет миозин.
При достаточно высокой степени измельчения и под воздействием термообработки коллаген хорошо гидролизуется с образованием глютина и желатоз, которые обладают выраженной водосвязывающей и застудневающей способностью, что позволяет частично стабилизировать свойства готовых мясных изделий при использовании коллагенсодержащего сырья в виде белковых препаратов, эмульсий, гидролизатов.
Все белки плазмы крови способны образовывать гели при нагревании. Фибриноген имеет выраженную гелеобразующую способность, переходя в фибрин под воздействием внешних факторов и образуя пространственный каркас. Введение в плазму неплазменных белков, клетчатки, пектина существенно увеличивает прочность гелей.
Белки яйца обладают высокими гелеобразующими свойствами, особенно в присутствии альбуминов сыворотки крови и других компонентов.
Растительные белковые добавки в комбинированных пищевых системах проявляют свойства, аналогичные структурообразующим мышечным белкам нежирного мяса. Знание механизмов образования, способов практического получения и анализа свойств студней необходимы в технологической практике.
Объекты исследования: фракция миофибриллярных белков мышечной ткани; продукт гидролиза коллагена – желатин пищевой; плазма крови; образцы растительных белковых препаратов различной степени очистки и технологических форм на основе сои, чечевицы или других культур; агар (или агароид); пектин.
Оборудование и реактивы: солевой раствор Вебера; поваренная соль; марлевый фильтр; сахар; плитка электрическая; воронки лабораторные; вата; прибор Валента; прибор Тарр-Бейкера; ватерпас; стеклянный сосуд; прокаленный песок; грибовидная насадка; медицинский шприц; поршень; спирт этиловый; резервуар; груз (100 – 500 г).
Подготовка проб:
1. Экстракцию миофибриллярной фракции белков проводят солевым раствором Вебера или раствором поваренной соли эквивалентной молярной концентрации. Масса образца мышечной ткани - 100 г.
2. Готовят исходный раствор образца желатина с массовой долей 10, 15 или 25 % в пересчете на обеззоленное сухое вещество (в соответствии с полученным заданием).
Массу навески желатина (X, г) для приготовления 1000 г исходного стандартного раствора с заданной массовой долей абсолютно сухого обеззоленного вещества вычисляют по формуле:
Х = m 1000 / [100 - (w + с)],
где w – массовая доля влаги; с – массовая доля золы в образце желатина, %.
Навеску, взвешенную с погрешностью не более ±0,01 г, помещают в колбу с пришлифованной пробкой, приливают необходимый объем дистиллированной воды, плотно закрывают колбу пробкой и оставляют для набухания в течение 1 – 2 ч. Колбу с набухшим желатином помещают в термостат, повышая температуру от 40 до 75°С в целях полного растворения. Для ускорения растворения колбу с содержимым периодически встряхивают. Приготовленный раствор фильтруют через два слоя марли.
3. Плазму крови получают сепарированием или центрифугированием цельной стабилизированной крови в течение 5 – 8 мин при частоте вращения барабана 25 – 42 с-1. Плазму (надосадочная жидкость) отделяют декантацией.
4. Сухие растительные белковые препараты предварительно гидратируют в условиях: соотношение белковый препарат – вода, равное 1:(2 – 2,5) для муки, 1:3 для концентрата, 1:4 для изолята, температура воды 15 – 25°С, продолжительность обработки в куттере или мешалке – 1 – 3 мин.
5. Растворы агара готовят следующим образом: к навеске сухого агара массой 1,7 г (анфельция) или 2,5 г (фурцелларан), взвешенной с точностью ±0,001 г, добавляют объем дистиллированной воды из расчета, чтобы общая масса раствора была 200 г, и оставляют для набухания не менее чем на 1 ч, после чего нагревают на водяной бане с обратным холодильником до полного растворения агара.
Для агара из фурцелларана готовят раствор с сахаром, добавляя в смесь после полного растворения агара 140 г сахара, и нагревание продолжают, доводя всю массу до кипения. Массу кипятят в течение 2-3 мин, затем взвешивают и нагревание продолжают до тех пор, пока масса агарно-сахарного раствора не будет доведена до 200 г.
Если раствор содержит нерастворимые примеси, его фильтруют в горячем состоянии через воронку с сухой ватой.
Ход работы:
Для получения гелей миофибриллярных белков раствор миофибриллярных белков помещают в лабораторные стаканы и нагревают на водяной бане, визуально фиксируя температуру и время формирования геля.
Растворы желатина с различной массовой долей (0,5 – 5%) помещают в соответствующую лабораторную посуду, оставляют для гелеобразования при заданной температуре из рекомендуемого температурного интервала (0 – 10 – 20 – 30°С). Через каждые 20 – 30 мин визуально фиксируют образование геля.
Готовят смесь из плазмы крови и натурального (морковного или тыквенного) сока с мякотью при соотношении компонентов 1:1 по объему, оставляют для гелеобразования при температуре 16 – 22°С. Каждые 20 – 30 мин визуально фиксируют образование геля.
Приготовленный раствор агара, агароида или агарно-сахарный раствор разливают в подготовленные сухие стаканы. Стаканы с горячим раствором агара помещают в горизонтально установленный сосуд с плоским дном (например, кристаллизатор), заполненный водой температурой 20°С. Стаканы с агарно-сахарным раствором термостатируют при 30 – 60°С. Уровень воды должен быть немного выше уровня раствора в стаканах. Стаканы с раствором выдерживают в сосуде при температуре 20°С, поддерживая ее добавлением холодной или теплой воды. Визуально фиксируют образование геля и промежуток времени, прошедший до гелеобразования.
Рисунок 19. Прибор Валента: 1 – ватерпас; 2 – штатив; 3 – сосуд для груза; 4 – площадка для сосуда; 5 – шток; 6 – передвижной кронштейн; 7 – стакан; 8 – насадка для испытуемого студня; 9 – основание; 10 – регулировочный винт
Образцы гелей для исследования готовят в пяти стаканах диаметром 4,0 – 4,5 см вместимостью по 100 см3, на которые наносят метки, соответствующие объему 30 см3, и далее используют для определения прочностных характеристик на приборе Валента (рис. 19).
Стаканы с образовавшимся студнем ставят на основание прибора Валента, горизонтально установленного при помощи ватерпаса, и на поверхность студня осторожно опускают грибообразную насадку. Поверхность, на которую давит насадка, имеет площадь 2 см2. В сосуд, помещенный на площадку, медленно насыпают сухой, промытый и прокаленный песок до тех пор, пока насадка, надавливая на студень, не прорвет его. Масса подвижной системы, состоящей из грибовидной насадки, штока, площадки и сосуда для груза, должна находиться в пределах 90 – 100 г. Насадка должна быть изготовлена из антикоррозионного металла с полированной шаровой поверхностью. Нагрузку следует подавать равномерно, приблизительно 10 – 12 г/с.
Перед опытом рекомендуется проверить равномерность подачи нагрузки. Для этого в стакан в течение 1 мин насыпают песок с принятой скоростью, затем взвешивают стакан с нагрузкой. При отклонении от рекомендуемых значений проверку повторяют, соответственно изменив скорость подачи груза (песка).
Прочность студня при измерении показателя на приборе Валента (Св, г/см2):
Св = m/S,
где m – масса всей нагрузки песка, сосуда и стержня с насадкой и площадкой, г; S – площадь поверхности насадки; S = 2 см2.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |