Стабильность мясных эмульсий. Разрушение мясных эмульсий - криминг, флокуляция, коалесценция. Физико-химические факторы влияющие на реологию и стабильность мясных эмульсий. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Стабильность мясных эмульсий. Разрушение мясных эмульсий - криминг, флокуляция, коалесценция. Физико-химические факторы влияющие на реологию и стабильность мясных эмульсий.



Стабильность эмульсий - это понятие кинетическое. С течением времени ряд самопроизвольных процессов приводит к следующим основным видам разрушений эмульсий: кримингу,флокуляции, коалисценции. Скорость криминга хорошо описывается уравнением Стокса,для скорости движения незаряженной изолированной капли в Ньютоновской среде:

Vs=2A²│ρ-ρ0│g/9η

A- радиус капли, см; ρ-плотность дисперсной среды,гр/см3

ρ0-плотность дисперсионной фазы,гр/см3; g-ускорение свободного падения,м/с2

η-динамическая вязкость среды, Па с

Уравнение Стокса указывает 3 пути замедления криминга в разбавленныхэмульсиях-1-это уменьшение размеров капель эмульсии, нр при гомогенизации под давлением. Поскольку пищевые эмульсии являются полидисперсными, размер наибольших капель является критическим, т.е. определяющим скорость всего процесса. На практике даже после сильной гомогенизации, частичный криминг происходит из-за наличия в эмульсии капель, диаметр которых более 5мкм. Величина А2 рассчитывается

А² =ΣniAi5степени/ΣniAi3cтепень, где N - число капель с радиусом А. Число таких капель можно измерить с помощью специальных счетчиков. Такие испытания чаще всего проводят при подборе рецептур, либо для определения характеристик определенного оборудования, нр штуцеров Теоретически криминг может быть устранен выравниванием плотностей дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поскольку разность плотностей растительного масла и воды составляет 102 кг/м3 эту разницу можно сократить на 50%.При создании условий, соответствующей кристаллизации масел,а т ж добавлением сахара и спирта (при этом происходит выравнивание плотностей)Процесс криминга можно увеличить увеличивая вязкость основной фазы, если позволяют требования,предъявляемые к эмульсии.

Флокуляция. Это самопроизвольный процесс, сопровождающийся уменьшением свободной энергии системы. Благодаря снижению поверхностной энергии в местах контакта капель при сохранении общей поверхности раздела.

Исследование агрегации капель затруднено, поскольку это явление не сопровождается макроэффектами. Кроме того эмульсии являются полидисперсными системами: получение много компонентов и разные размеры эмульсии. Отследить эти системы можно только статистически. Для начальной скорости флокуляции применяют светорассеивание, если при разбавлении образцов свойство эмульсии не изменяется. Для исследования флокуляции в грубых эмульсиях применяют оптическую, а более тонко измельченных электронную спектроскопию. Однако все получаемые данные не вполне однозначно отражают флокуляционные процессы, поскольку при приготовлении образца, процесс флокуляции видоизменятся, не отражает действительную картину процесса.

Физических тестов для определения агрегативной устойчивости эмульсии не существует, но изучение этой стадии очень важно, поскольку она предшествует коалисценцию и влияет на реологические свойства эмульсии.

Коалисценция. Это необратимый процесс окончательного разрушения эмульсии уменьшение свободной в результате коалисценции обеспечивается площади поверхности раздела (S) при постоянстве межфазного натяжения. Экспериментальное разделение флокуляции и коалисценции во времени не возможен,для низкомолекулярных ПАВ поскольку эти 2 процесса следуют один за другим накладываясь во времени и в пространстве друг на друга. Для высокомолекулярных ПАВ (какими являются белки) интервал времени между флокуляции и коалисценции может быть значительна.

Влияние рН на коалисценцию.

Это один из параметров, который оценивается при стабилизации эмульсий с участием белков. При этом рассматривается 4 основных факторов влияния рН на стабильность эмульсии.

1.не полная растворимость некоторых белков в их изоэлектрической точке.

2. при PI (где I –электростатическое отталкивание между молекулами белка) минимальном жесткость слоев межфазных адсорбционных слоев максимальна. Это может способствовать стабилизации капель, против их деформации и разрушения.

3. поверхностный потенциал белковых пленок = 0, при рН=РI, при этом электростатическое отталкивание припятствует разрыву белковых межфазных адсорбционных слоев.

4. электростатическое отталкивание между отдельными частями молекулы адсорбированного белка – минимальна при рН=РI, что приводит к формированию более компактной конфигурации, следовательно снижается эффективность сферической стабилизации.

В настоящие время не существует обобщенной теории стабильности эмульсии, которую могли бы применить в практических целях. Эмпирическим путем выделено ряд физических факторов, влияющих на реогичность и стабильность эмульсии.

На креминг существенно влияют: размер капель, характер распределения капель на размерам, разность плотности дисперсионной фазы и дисперсионной среды, вязкость динамической фазы.

На флокуляцию существенно влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, электростатическое и макромолекулярное взаимодействие между каплями.

На коалисценцию существенно влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, вязкость дисперсионной среды и адсорбционных слоев, толщину межфазного адсорбционного слоя, кристаллизацию масляной фазы.

На реологию эмульсии влияют: характер распределения капель по размерам, вязкость динамической среды, кристаллизацию масляной фазы. В меньшей степени влияют: вязкость адсорбционных слоев, толщину межфазного адсорбционного слоя, макромолекулярное взаимодействие между каплями, кристаллизация водной фазы, размер капель, вязкость дисперсионной среды, электростатическое между каплями.

21. способы и методы получения эмульсии. Термотропные, ионотропные и лиотропные гели. Вклад разлизных белков в образование термотропного геля.

Наиболее распространен метод диспергирования, сущность которого заключается в растягивании капель жидкости до цилиндрической формы и в момент, когда длина цилиндра превышает периметр его основания, он распадается на несколько капель меньшего размера.

При получении пищевой эмульсии в качестве эмульгаторов чаще всего выступают высокомолекулярные вещества, в основном белки. При их адсорбции из-за избытка свободной энергии на границе раздела фаз происходит конфирмационные изменения макромолекул в следующей последовательности:

- сначала поверхностная денатурация

- затем развертывание молекулы белка под влиянием действующих у поверхности раздела сил

- затем ориентация полярных групп к воде, а неполярных к маслу (жиру),т. Е. образование межфазного адсорбционного слоя. Эластичные и механические свойства этого слоя определяют стабильность мясных эмульсии и как следствие качество мясных эмульсии.

Во время 1ой базисной фазы куттерования из птицы мышечные ткани быстро уменьшаются в размерах, их поверхностная площадь растет, свободная влага становиться поверхностно связанной, давая рост новым структурам. При обработке мяса на куттере в течении первых 2хминут преобладают механическое разрушение тканей, выход белков, их интенсивное набухание, взаимодействие между собой и водой с образованием белковой пространственной матрицы, внутри которой находится полуразрушенные мышечные волокна, фрагменты соединительной ткани и др. морфологические элементы мяса и жировые клетки. Конец этой фазы процесса куттерования характеризуется изменением экспериментальных значении в структруных и механических своиств, таких как вязкость, предельное напряжение сдвига и др.

Во 2ой фазе процесса куттерования происходит коллоидные и химические изменения всех компонентов мяса. Дальнейшая гомегенизация сырья приводит к диспергированию жира, уменьшению линейных размеров морфологических элементов эмульсии, перемешиванию компонентов фарша. Это обеспечивает получение стабильной водо-белково-жировой эмульсии с высокой липкостью.

Часто в технологии пищ. продуктов используют способность пищевых систем к гелеобразованию. Перевод систем в гелеобразующее состояние возможен различными способами. Наиболее распространенными являются:

1 образование термотропных гелей – нагрев или охлаждение жидкой системы

2 образование ионотропных гелей – изменение ионного состава системы, обычно в результате изменения рН или взаимодействия с ионами металлов.

3 образование лиотропных гелей – это концентрация жидких растворов или дисперсных систем, содержащих гелеобразователь.

При выработке продуктов на основе мясного сырья наиболее часто используется термотропный способ для перевода пищевой системы в гелеобразное состояние. Когда при термическом воздействии на такую пищевую систему белки претерпевают денатурацию, образуется пространственный каркас – термотропный гель, прочность которого зависит от количества и степени взаимодействия миофибриллярных белков.

При воздействии температуры на коллаген образуется желатин.Основной технологической характеристикой желатина является его способность к образованию гелей. Гелеобразование желатина зависит от его относительной молекулярной массы, а также от состава и свойств жидкой среды.

важную роль в гелеобразовании, кроме желатина играют белки плазмы крови(альбумины, глобулины, а также фибриноген) эти белки относятся к глобулярным и обладают свойством ограниченно обводнятся без растворения. Для них характерно образовывать монодисперсные водные растворы, в которых белок находиться в виде частиц одинаковой молекулярной массы. В воде полипептидные цепи свертываются так, что гидрофобные участки цепей образуют внутреннее ядро глобулы. Цепь главных пептидных валентностей спирально располагаются по поверхности, так образуется сетчатая структура. Способность глобулярных белков к взаимодействию с водой определяется величиной заряда на поверхности глобулы и величиной удельной поверхности белковых частиц, т. Е. степени дисперсности, следовательно, стабильность их в растворе зависит от 2х взаимосвязанных факторов: гидратации и электрического заряда.


22. Факторы, используемые для регулирования гелеобразования пищевых систем.

Применение белков и полисахаридов. При создании эмульсий в мясных технологиях применяют варьирование вида мяса, такие как говядина, свинина, мясо птицы, т.е. вводят массовую долю белковых препаратов животного происхождения массовой долей 5-30%. Иногда вводят в рецептуру массовую долю растительных белковых препаратов различной степени очистки. Напр. Муку, концентраты,изоляты 5-25%. При использовании в качестве добавок растительных объектов в форме муки необходимо провести дополнительную гидратацию белка в условиях соотношения белковый препарат:вода 1:2-2,5 для муки, 1:3 для концентрата, 1:4 для изолята и использованием воды температурой 15-25С. Продолжительность обработки в куттере или мешалке 1-3 мин. При введении в мясопродукты цельного яйца или меланжа его добавляют массовой долей 1-4% поскольку эта добавка активно модифицирует цвет и консистенцию готового продукта. Кроме того она иеет высокую себестоимость. При использовании в качестве белковой добавки казеината натрия расчет компонентов ведут при соотношении белковый препарат:вода:жир 1:3-4:1,2-1,5.

Воздействие температуры. Температура мясного сырья является важным фактором, определяющим эффективность эмульгирования, а затем гелеобразования. Основные белки мяса актин и миозин являются термолабильными. Их температура денатурации лежит в интервале 42-50С. В случае локального нагрева фарша при куттерировании белки могут денатурировать раньше, чем начнется эмульгирование. Экстракция этих белков наиболее эффективно происходит при температуре вблизи точки замерзания около -2С. В связи с этим при куттерировании сырья целесообразно использовать подмороженное мясо либо добавить лед или ледяную воду. Температура сырья перед началом куттерирования не должна превышать 1±1С.

Влияние рН. Основными эмульгаторами мясных эмульсий являются солерастворимые белки, доля которых в тканях составляет более 50%. Изменение рН среды вызывает конформационные изменения структуры белка, что приводит к изменению его растворимости и гидрофобности, соотношение которых необходимо учитывать при оценке эмульгирующей способности белков. Для водорастворимых белков при рН далеких от их ИЭТ обеспечиваются высокие значения электрического заряда молекул и их растворимость. Молекулы в этом случае имеют развернутую конфигурацию, что приводит к формированию компактного адсорбционного слоя, хотя скорость адсорбции в этом случае снижается. Скорость адсорбции и скорость снижения межфазного натяжения больше при рН близком к ИЭТ белка, т.к. в этом случае молекулы компактнее и способны легче проникать к межфазной поверхности.

Для разных белков существуют оптимальные значения рН, обеспечивающие достижение максимальных эмульгирующих свойств. Напр. Оптимальное достижение эмульгирующих свойств водорастворимых белков наблюдается при рН 5,2 и уменьшается с изменением рН. Для солерастворимых белков эта величина рН соответствует 6,0-8,0.

Введение катионов и анионов солей. Стабильность мясной эмульсии зависит от ионной силы среды. Добавляемое в состав рецептуры мясных продуктов поваренная соль повышает экстракцию солерастворимых белков, тем самым создавая условия для лучшего эмульгирования жира. Влияние соли обусловлено воздействием хлорид-ионов на структуры, формирующие мясные белки (гель) путем связывания с ними при рН выше ИЭТ белков. При этом происходит увеличение суммарного отрицательного заряда белка и соответственно возрастает сила отталкивания. При этом молекулы воды лучше проникают в белковую сетку и растворимость белка растет. Оптимальная массовая доля соли для стабильного гелеобразования составляет 2-4%.

Влияние ионной силы среды на эмульгирующую способность белков мяса проявляется в различной степени. Так эмульгирующая способность водорастворимых белков при различных рН возрастает с ростом массовой доли поваренной соли в системе. Введение поваренной соли и низкомолекулярных фосфатов улучшает эмульгирующую способность солерастворимых белков и повышает стабильность эмульсии. Кроме этих добавок для улучшения эмульгирующих свойств белков применяют соли винной, уксусной, молочной кислот, эмульгаторы различной природы, в том числе фосфаты и полисахариды.

Влияние режима обработки. Продолжительность куттерирования и степень измельчения сырья предопределяет уровень стабильности мясных эмульсий. В зависимости от числа ножей и скорости их вращения и вида сырья рекомендуемая скорость куттерирования составляет 7-9 минут. Сокращение периода куттерования не обеспечивает необходимой степени гомогенизации сырья, выхода белка в систему фарша и эффективного перемешивания. При более длительном куттрировании частицы сырья чрезмерно измельчаются, что требует дополнительного введения в эмульсию солерастворимых белков, напр. соевого изолята. Кроме того при более длительном куттеровании происходит повышение температуры фарша, что ухудшает стабильность эмульсии.

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; просмотров: 584; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.209.66.87 (0.034 с.)