Вода продовольчої сировини і харчових продуктів

Вода – найбільш розповсюджений компонент продуктів рослинного і тваринного походження. Вона складає основну масу тіла людини, тварин, рослин і мікроорганізмів. Найбільш високий вміст води мають плоди і овочі, молоко, м'ясо, риба. Значно менше води знаходиться в маргарині, вершковому маслі, крохмалю, зерні, борошні, макаронних виробах, сушених плодах, овочах і грибах. Мінімальна кількість води утримується у сухому молоці, кухонній солі, кулінарних жирах, рослинній олії і цукрі.

У тканинних і рослинних тканинах вода є найбільш рухливим компонентом хімічного складу. Нормальні функції організму тварин і рослин здійснюються тільки при достатні кількості води. Плоди та овочі при втраті 5-7 % води в’януть і втрачають свіжість. Втрата води тваринами у кількості 15-20 % призводить до їх загибелі. Вода необхідна для хімічних і колоїдних процесів, які протікають у тваринних і рослинних тканинах під час переробки. За своїм станом вода поділяється на вільну і зв’язану. Вільна вода служить середовищем для хімічних, фізико-хімічних і мікробіологічних процесів. Вода необхідний компонент для забезпечення життєдіяльності всіх біологічних організмів. Добова потреба у воді у дорослої людини – 2,5-3 літри. Майже на 90 % вона задовольняється за рахунок харчових продуктів – рідких і твердих. А на 10 % – за рахунок внутрішніх джерел води. Що утворюються при окисленні жирів, білків і вуглеводів.

Вміст води в харчових продуктах відіграє важливу роль при формуванні і збереженні їхньої якості. Вода впливає на консистенцію продуктів, на стан поверхні і внутрішньої будови ряду продуктів. Значна кількість процесів. що відбувається при зберіганні, протікають за участю води – випаровування води, гідролітичні та мікробіологічні процеси. Вода має велике значення для збереження харчових продуктів. особливо співвідношення вільної і зв’язаної води, яке характеризує активність води. Активність водиобумовлюється відношенням тиску водяних парів над продуктом до їхнього тиску над поверхнею чистої води при одній і тій же температурі. Цей показник означає доступність води для фізичних, хімічних. Фізико-хімічних і мікробіологічних процесів. Активність води збільшується зі зростанням вмісту вільної води. Чим нижче активність води в харчових продуктах, тим краще вони зберігаються.

Властивості продуктів залежать не тільки від кількості води, що утримується в них, але і від форми її зв’язку з компонентами продукту. Вода має три форми зв’язку з харчовим продуктом – фізико-механічна (волога змочування, волога макро- і мікрокапілярів), фізико-хімічна (волога набрякання, адсорбційна) і хімічна (іонний і молекулярний зв’язки). Переважають перші два види зв’язку, хімічний зв'язок зустрічається дуже рідко.

Фізико-механічний зв'язок обумовлений утриманням вологи, яка знаходиться в проміжках харчового продукту (імобілізаційна), у мікро- і макрокапілярах і на поверхні продукту (змочування) у невизначених співвідношеннях; волога, яка з матеріалу випаровується або видаляється механічним способам – шляхом віджимання, центрифугування та ін. Основна маса води знаходиться у вільному стані.

Волога змочування – волога у вигляді дрібних крапель утримується силами поверхневого натягу на поверхні продукту. Вона досить легко видаляється з продукту, тому що слабко зв’язана з продуктом.

Макрокапілярна волога – це волога, що знаходиться в капілярах понад
10^{-5 см, мікрокапілярна волога – це волога, яка знаходиться у капілярах менше ніж 10-5 см. Макро- і мікрокапілярна волога являє собою вологу, яку містять мінеральні і органічні речовини продукту. Вона утримується в проміжках структурно-капілярної системи продуктів. При нарізанні м’яса, риби, плодів, овочів може відбуватися часткова втрата структурно-капілярної вологи у вигляді соку, який має велику харчову цінність.}

Капілярна волога зв’язана з речовинами продукту механічно. Мікрокапілярна волога з продукту видаляється важче, ніж макрокапілярна.

Фізико-хімічний зв'язок обумовлений вологою, яка міститься в гідратних оболонках, або за рахунок осмотичного утримання в клітинах. Ця волога видаляється з матеріалу випаровуванням. Адсорбційна волога має властивості інші, ніж вільна вода, вона сприяє диспергуванню часток і пластифікації харчових систем. Вона властива структурам коагуляційного типу. Осмотична волога викликає набрякання продукту. Вона властива нативним і дисперсним клітинним структурам. Волога набрякання називається осмотичноутриманою, знаходиться у мікропросторах, які утворені мембранами кліток, фібрилярними молекулами білків та ін.

Адсорбційно зв’язана вода знаходиться на поверхні поділу колоїдних часточок з навколишнім середовищем. Вона міцно утримується молекулярним силовим полем і входить до складу міцел різних гідрофільних колоїдів, з яких найбільше значення мають водорозчинні білки. Тому цей вид вологи називають вологою гідратаційною. Вона не розчиняє органічні речовини і мінеральні солі, замерзає при температурі (-71^оС). Насіння рослин і спори мікроорганізмів переносять низькі температури, тому що вода в них гідратаційна і не утворює кристалів льоду, які можу зашкодити клітини тканини.

До зв’язаної води з хімічною формою зв’язку відносять кристалізаційну вологу, яка входить до складу молекул у певній кількості, наприклад, молочного цукру або глюкози. Її видаляють прокалюванням.

У рослинній і тваринній тканині переважає вільна вода. Тому у м’язах тварин і риб основна частина води зв’язана з гідрофільними білкамиза рахунок осмотичних і капілярних сил. У плода і овочах вільної води міститься 95 %.

При переробці і зберіганні, вода може переходити з вільної у зв’язану і навпаки., що призводить до зміни властивостей товарів. Наприклад, при випіканні хліба, варінні картоплі, виробництві мармеладу, пастили, драглів і желе, відбувається перетворення частини вільної води у адсорбційно зв’язану з колоїдними частинами білків, крохмалю і інших речовин. а також зростає кількість води, яка осмотично утримується. У соках плодів, ягід, овочів міняються форми зв’язку вологи у порівнянні з вихідною сировиною. Внаслідок процесів ретраградації крохмалю, старіння драглів, при відтаванні замороженого м’яса і картоплі спостерігається перехід частини зв’язаної води у вільну.