Теоретические основы обезвоживания растительных продуктов
Растительное сырье как объект сушки, его структура и химический состав. Вода - основной компонент растительных клеток. Виды связи влаги в материале. Особенности химической, физико-химической и механической связей. Условия удаления влаги при сушке.
| Рубрика | Кулинария и продукты питания |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2015 |
| Размер файла | 24,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Контрольная работа
Теоретические основы обезвоживания растительных продуктов
Содержание
- 1. Растительное сырье как объект сушки
- 2. Виды связи влаги в материале
- 2.1 Химическая связь
- 2.2 Физико-химическая связь
- 2.3 Механическая связь
- Список рекомендуемой литературы
1. Растительное сырье как объект сушки
Пищевые продукты в процессе хранения претерпевают различные микробиологические, биохимические и ферментативные изменения, которые приводят к их порче. Одним из средств подавления роста микроорганизмов и ферментативной активности является удаление влаги путем естественной или искусственной сушки.
Минимальное содержание влаги, при котором развиваются бактерии - 25-30 %, плесневые грибы - 10-15 %. При высушивании влажность чаще всего доводят до 8-20 %, т.е. до уровня, который препятствует развитию микроорганизмов.
Растительное сырье, как объект сушки, характеризуется большим количеством воды и малым содержанием сухих веществ. Основная часть воды находится в свободном виде и только около 5 % связано с клеточными коллоидами и прочно удерживается. Этим объясняется легкость высушивания плодоовощного сырья до влажности 12-14 % и затрудняет удаление остаточной влаги.
Растительное сырье имеет капиллярно-пористую структуру. Химический состав его представлен углеводами, белками, липидами. В небольших количествах содержатся биологически активные вещества, которые определяют вкус и биологическую ценность сырья: полифенолы, витамины, органические кислоты, минеральные вещества. Эти компоненты наиболее подвержены неблагоприятным изменениям при подготовке материала к сушке, а также в процессе самой сушке, что и приводит к снижению биологической ценности готового продукта.
Растительное сырье состоит из клеток. Гидрофильные вещества в клетке находятся в виде водных растворов, годрофобные - в виде эмульсий и коллоидных растворов. Вода в клетке является средой, в которой протекают все реакции. Распределена она неравномерно. Наибольшее количество воды содержится в паренхимных тканях, меньше в покровных и совсем мало - в семенах. Поэтому очищенное, подготовленное к сушке сырье содержит больше воды, чем исходное.
Большую часть сухих веществ растительного сырья составляют углеводы. Они обусловливают вкусовые качества, консистенцию, технологические особенности переработки сырья. Картофель и бобовые из углеводов содержат преимущественно крахмал, овощи и фрукты - моно - и дисахара: глюкозу, фруктозу, сахарозу. Высокое содержание моносахаров приводит при сушке к реакции меланоидинообразования и потемнению продукта. Кроме этого, высокое содержание сахаров в плодах и ягодах приводит к увеличению продолжительности процесса сушки.
Целлюлоза, гемицеллюлоза, - основные компоненты, которые образуют каркас растительной клетки, в воде не растворяются и при сушке практически не изменяются.
Пектиновые вещества - обладают способностью связывать влагу и увеличивают продолжительность сушки.
Белки при сушке денатурируют, частично гидролизуются, изменяется аминокислотный состав сушеной продукции.
Полифенольные вещества обладают высокой биологической активностью, играют роль в формировании вкуса, цвета, запаха. При технологической обработке часто являются причиной ферментативного потемнения.
Органические кислоты легко растворяются в воде и при мойке (особенно очищенного и нарезанного сырья) наблюдаются значительные их потери.
Витамины являются очень лабильными и чувствительны к изменению температуры и воздействию кислорода. Это необходимо учитывать, как при подготовке сырья к сушке, так и в процессе самой сушки.
Минеральные вещества при сушке практически все сохраняются. Но во избежание их потерь нельзя долго держать в воде очищенное и нарезанное сырье.
Таким образом, растительное сырье представляет собой сложный структурный объект сушки и обезвоживание его без потерь пищевых качеств является очень трудной задачей.
2. Виды связи влаги в материале
Влажные пищевые продукты, подвергаемые сушке, состоят из твердого сухого каркаса, воды, небольшого количества воздуха и паров. Процесс удаления влаги сопровождается изменением физико-химических показателей продукта, его теплофизических характеристик и структурно-механических свойств.
Вода - основной компонент растительных клеток, на ее долю приходится от 75 до 90 %. Различают свободную и связанную влагу.
Свободная влага - не связана с молекулами вещества, может свободно перемещаться из клетки в клетку. Она используется для питания и поддержания жизнедеятельности клетки. Это основное количество влаги.
Связанная влага - образуется в результате взаимодействия с молекулами вещества и характеризуется следующими физико-химическими свойствами:
· слабо, либо совсем не растворяет вещества, которые растворимы в свободной воде;
· имеет удельную теплоемкость ниже обычной и примерно равной теплоемкости льда;
· замерзает при низких отрицательных температурах
· обладает повышенной плотностью по сравнению со свободной влагой;
· не электропроводна, в отличие от чистой воды, так как не содержит растворимых веществ.
По своим свойствам связанная влага приближается к упругому твердому телу.
В пищевых продуктах одновременно содержатся, как связанная, так и свободная влага. Количественное соотношение между ними зависит от природы продукта. Но даже в одном продукте это соотношение может изменяться при измельчении, внесении добавок, тепловой обработке и т.д.
Удаление влаги из материала при сушке зависит от общего содержания влаги и формы связи влаги с материалом. Связь влаги с материалом характеризуется величиной свободной энергии изотермического обезвоживания - работой, необходимой для удаления 1 моля воды при постоянной температуре без изменения состава вещества при данном влагосодержании. Энергия, затраченная на удаление 1 кг/моль воды из влажного материала, определяется по уравнению (1.1):
А = - R*T*lnц (1.1)
где: А - энергия связи влаги, Дж/моль;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/ (моль*К);
Т - температура, 0С
ц - относительная влажность воздуха.
При наличии в материале свободной влаги А=0. По мере удаления влаги прочность ее связи с материалом увеличивается и энергия связи А возрастает. Чем меньше влагосодержание материала, тем больше величина энергии связи.
Ребиндер П.А. классифицировал формы связи влаги с материалом на 3 группы: химическую, физико-химическую и механическую.
2.1 Химическая связь
Химически связанная влага подразделяется на воду, связанную в виде гидроксильных ионов и воду, заключенную в кристаллогидраты. Первая образуется в результате химического взаимодействия воды с материалом в определенном соотношении, при котором вода, как таковая, исчезает. Удалить эту влагу можно только в результате химического взаимодействия, реже при прокаливании.
Кристаллогидратная влага входит в структуру кристалла и удаление ее возможно только при прокаливании. Эта влага характеризуется количеством молекул воды, которые входят в состав кристалла.
Химическая связь самая прочная, химически связанная влага при сушке практически не удаляется и на процесс сушки не влияет. Энергия связи химической влаги самая высокая (1-100*105 Дж/моль).
2.2 Физико-химическая связь
Эта связь менее прочная. К этой группе относится адсорбционно и осмотически-связанная влага.
Адсорбционно-связанная влага. Эта влага удерживается у поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой, благодаря молекулярно-силовому взаимодействию поверхности мицелл и гидрофильных центров белков, углеводов и липидов.
Большинство растительных продуктов - гидрофильные коллоиды с высокой молекулярной массой, высокой степенью дисперсности (размер частиц 10 - 7-10 - 9 м), большой поверхностью раздела, а это приводит к появлению значительной поверхностной энергии. Под действием избыточной энергии на внутренней и внешней поверхности материала происходит поглощение молекул воздуха и водяного пара из окружающего пространства. Это явление называется адсорбция. Кроме этого, на поверхности может происходить обычное растворение влаги с проникновением внутрь вещества. Это явление называется абсорбция. Или же может происходить химическое взаимодействие между влагой и поверхностными веществами. Это явление называется хемосорбция. Все эти процессы в совокупности называются сорбцией. Но так как преобладает в растительных продуктах адсорбция, то связанную таким образом влагу называют адсорбционной.
сушка растительный продукт связь
Адсорбционно-связанная влага, особенно первый слой молекул - мономолекулярный слой, является наиболее прочно связанной с веществом. Последующие слои связываются с веществом менее прочно, энергия связи уменьшается, и свойства такой влаги приближаются к свойствам обычной воды. При образовании мономолекулярного слоя происходит выделение теплоты адсорбции, это связано с уменьшением поверхностной энергии. Происходит сжатие объема (явление контракции - объем набухшего тела меньше суммы объемов материала и поглощенной влаги).
Удаление этой влаги при сушке связано с дополнительным расходом энергии на теплоту адсорбции и обязательным превращением воды в пар.
Осмотические связанная влага. Эта влага отличается от адсорбционной тем, что соединение с материалом не сопровождается выделением теплоты и связь менее прочная.
Высокая растворяющая способность воды объясняется дипольным характером ее молекул и их способности к образованию водородных связей. Свойства водных растворов зависят от сил взаимодействия между молекулами воды и растворенных веществ. Осмос - процесс диффузии растворителя через полупроницаемую мембрану под действием кинетической энергии молекул. А оболочки соединений, входящий в состав продукта, являются полупроницаемыми. Диффузия растворителя (воды) происходит из области с более высоким парциальным давлением (меньшей концентрации раствора) в сторону меньшего парциального давления (большей концентрации раствора). В результате этого процесса возникает осмотическое давление - сила, которая обусловливает диффузию молекул.
Для растворов величина осмотического давления (Росм) равна:
Росм. = С*R*T (1.2)
где: С - молярная концентрация раствора;
R - универсальная газовая постоянная, Дж/ (моль*К);
Т - температура, 0С.
В результате этого вода в клетке находится в состоянии тургора (связана осмотическими силами). Так как клеточные оболочки эластичные, то они выдерживают такое напряжение. Такое состояние создает опору тканям. Поэтому качество многих плодов и овощей зависит от состояния их тургора. При избытке влаги тургор усиливается, это может привести к растрескиванию плодов и овощей. При недостатке влаги наступает плазмолиз - цитоплазматическая мембрана сморщивается и отделяется от клеточной оболочки.
Осмотически связанная влага находится внутри клеток как бы в полупроницаемом мешочке, не отличается от обычной воды, при сушке перемещается внутри материала без фазового превращения в виде жидкости. Процесс удаления этой влаги из клеток аналогичен и противоположен осмотическому ее проникновению внутрь клеток.
Энергия связи осмотически-связанной влаги определяется уравнением (1.3):
А = - R*T*ln n0 (1.3)
где: n0 - молярная доля воды в растворе (n0 = 1 - n1);
n1 - молярная доля растворенного вещества.
2.3 Механическая связь
Механически связанная влага самая слабая, удерживается за счет заполнения макро- и микрокапилляров. Растительные ткани имеют в зависимости от размера пор микро- или макрокапиллярное строение. Поэтому эту влагу также называют капиллярно-связанной.
Капиллярно-связанная влага обусловлена поверхностным натяжением и капиллярным давлением. Под действием давления происходит поднятие влаги в капиллярах. Высота поднятия воды зависит от радиуса капилляра: при радиусе 10 - 1 см, высота подъема равна 1,5 см; при 10 - 6 см - высота подъема 1,5 км. В зависимости от размера капилляры делятся микрокапилляры (радиус меньше 10 - 7 м) и макрокапилляры (радиус больше 10 - 7 м).
Капилляры с меньшим радиусом имеют меньшее поверхностное давление, чем более широкие, поэтому вода в них поднимается на большую высоту. В процессе сушки вода из макрокапилляров перемещается в более мелкие и оттуда испаряется. При этом уровень влаги в крупных капиллярах уменьшается, а в мелких - остается постоянным.
Вода, находящаяся в микрокапиллярах, отличается от свободной меньшей вязкостью и поверхностным натяжением и большей теплоемкостью. Температура замерзания такой влаги меньше 00С. Энергия связи в микрокапиллярах определяется по уравнению (1.4):
А = 2*у*V0/r (1.4)
где: у - поверхностное натяжение на границе воды с паровоздушной смесью, Н/м;
V0 - удельный объем кг/м3;
r - радиус капилляра, м
Это уравнение указывает на увеличение энергии связи с уменьшением радиуса капилляров.
Механически связанная влага практически не отличается от свойств свободной воды, ее можно рассматривать как свободную влагу, которая при сушке легко удаляется в первую очередь.
Свободная влага находится на поверхности продуктов, в крупных порах и макрокапиллярах, она легко удаляется механическим путем (отжатием, прессованием).
Список рекомендуемой литературы
Размещено на Allbest.ru
1. Аминов, М.С. Технологическое оборудование консервных и овощесушильных заводов / М.С. Аминов, М.С. Мурадов, Э.М. Аминова. - М.: Колос, 2006. - 432 с.
2. Атаназевич, В.И. Сушка пищевых продуктов /В.И. Атаназевич. - М.: ДеЛи, 2010. - 295 с.
3. Бачурская Л.Д. Технология пищевых концентратов / Л.Д. Бачурская, В.Н. Гуляев. - М.: Пищевая пром-сть, 1970. - 312 с.
4. Бурич, О., Берки Ф. Сушка плодов и овощей / О. Бурич, Ф. Берки. - М.: Пищевая пром-сть, 1978. - 280 с.
5. Воскобойников В.А. Сушеные овощи и фрукты /В.А. Воскобойников, В.Н. Гуляев, З.А. Кац, О.А. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 187 с.
6. ГОСТ 6882-88. Виноград сушеный. ТУ.
7. ГОСТ 28501-90. Фрукты косточковые сушеные. ТУ.
8. ГОСТ 28502-90. Фрукты семечковые сушеные. ТУ.
9. ГОСТ 26832-86. Картофель свежий для переработки на продукты питания. ТУ.
10. Гуляев В.Н. Технология пищевых концентратов / В.Н. Гуляев. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 207 с.
11. Гуляев, В.Н. Технология крупяных концентратов /В.Н. Гуляев, Т.С. Захаренко, В.И. Кондратьев, Т.Ф. Роенко. - М.: Агропромиздат, 1989. - 200 с.
12. Ильченко С.Г. Технология и технохимический контроль консервирования / С.Г. Ильчено, Т.А. Марх, А.Ф. Фан-Юнг. - М.: Пищевая пром-сть, 1974. - 424 с.
13. Марх, Т.А. Технологический контроль консервного производства /А.Т. Марх, Т.Ф. Зыкина, В.Н. Голубев. - М.: Агропромиздат, 1989. - 304 с.
14. Семенов, Г.В. Сушка сырья: мясо, рыба, овощи, фрукты, молоко /Г.В. Семенов, Г.И. Касьянов. - Ростов н/Д: Издательский центр "МарТ", 2012. - 112 с.
...Подобные документы
Основы термодинамики необратимых процессов. Законы Фика, Щукарева и дифференциальное уравнение конвективного массопереноса. Массообмен - основа сушки пищевых продуктов. Характеристики влажных твердых дисперсных материалов. Классификация форм связи влаги.
курсовая работа [246,1 K], добавлен 22.09.2011Денатурация белков: сущность процесса, изменение свойств белка, виды денатурации. Углеводов, входящие в состав клеточных стенок растительных продуктов, при воздействии тепловой обработки. Антоцианы, их изменения при кулинарной обработке плодов и овощей.
контрольная работа [24,2 K], добавлен 21.05.2014Сырье и основы технологии производства муки, крахмала, сахара. Масложировая продукция пищевая и технологии ее получения. Основы производства хлебопекарных дрожжей, растительных масел. Способы и общие технологические приемы консервирования плодов и овощей.
презентация [955,6 K], добавлен 28.09.2013Определение влаги в пищевых концентратах методом высушивания до постоянной массы. Расчет погрешностей приборов. Определение влаги на приборе ВЧ. Расчет погрешности прямых измерений. Определение общей погрешности между прямым и косвенным измерением.
курсовая работа [74,7 K], добавлен 28.03.2013История развития масложировой промышленности в Российской Федерации. Роль и значение масличных семян и растительных масел в народном хозяйстве. Комплексное использование растительного сырья. Перспективы развития производства растительных масел в стране.
контрольная работа [26,6 K], добавлен 21.10.2013Классификация и ассортимент растительного масла. Экспертиза растительных масел, основные методы испытаний, показатели качества и безопасности. Жирнокислотный, триглицеридный состав и биологически активные вещества. Пищевая ценность растительных масел.
реферат [29,5 K], добавлен 28.03.2013История использования мяса и рубленных полуфабрикатов. Рассмотрение основных требований, предъявляемых сырью при приготовлении рубленных полуфабрикатов. Рецептура и технология приготовления рубленных полуфабрикатов с добавлением растительных компонентов.
дипломная работа [607,5 K], добавлен 14.09.2022Биохимические процессы, происходящие при обработке молока. Пастеризация сливок, посолка сыра. Физико-химические и биохимические показатели масла при его выработке и хранении. Концентраты сывороточных белков. Техника определения влаги в сухом молоке.
контрольная работа [658,2 K], добавлен 04.06.2014Химический состав и пищевая ценность кисломолочных продуктов. Сырье, используемое для производства кефира. Органолептические и биохимические методы исследований выпускаемой продукции. Проверка состояния упаковки и соответствия маркировки требованиям ГОСТ.
курсовая работа [65,3 K], добавлен 19.04.2011Разработка технологических режимов производства молочно-жировой эмульсии из обжаренных и измельченных ядер фундука. Особенности химического состава ядер фундука современных сортов. Оценка органолептических, физико-химических показателей продуктов.
автореферат [1,0 M], добавлен 07.12.2013Свойства и пищевая ценность продуктов питания. Энергетические, биологические, физиологические и органолептические показатели, усвояемость и доброкачественность. Виды, классификация и ассортимент сахара, его химический состав, условия и сроки хранения.
контрольная работа [23,9 K], добавлен 05.10.2010Химический состав пищевых веществ: свойства воды, макро- и микроэлементов, моно-, олиго- и полисахаридов, жиров, липидов, белков и небелковых азотистых веществ, органических кислот и витаминов. Химический состав и пищевая ценность продуктов питания.
контрольная работа [66,3 K], добавлен 21.12.2010Молоко как биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих, его состав и физико-химические свойства. Бактерицидная активность молока. Источники обсеменения молока микроорганизмами. Молоко как сырье для молочной промышленности.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 24.11.2014Товароведная характеристика кондитерских изделий, вин и виноматериалов, растительных масел и масложировых продуктов, кисломолочных и яйцепродуктов, рыбы. Оценка качества продовольственных товаров, виды сырья и способы получения, требования к маркировке.
учебное пособие [341,8 K], добавлен 31.08.2012Польза и химический состав овощей и плодов. Характеристика минеральных веществ и компонентов, входящих в их состав. Групповое разнообразие овощей и плодов, их место в питании человека. Причины вредного воздействия этих продуктов на организм людей.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 18.04.2011Рассмотрение деятельности Государственной лаборатории ветеринарно-санитарной экспертизы на продовольственном рынке. Изучение порядка ветеринарно-санитарного контроля и экспертизы мясных, молочных, растительных продуктов и меда, рыбы и рыбопродуктов.
реферат [33,1 K], добавлен 13.02.2015Характеристика составляющих качество сырья и факторы его формирующие. Технохимическая характеристика гидробионта. Понятие и критерии пищевой ценности. Химический состав непищевых и пищевых продуктов из гидробионтов. Классификация непищевых продуктов.
курсовая работа [135,2 K], добавлен 06.08.2015Проблемы безопасности пищевых продуктов. Модификация, денатурализация продуктов питания. Нитраты в сырье для пищевых продуктов. Характеристика токсичных элементов в сырье и готовых продуктах. Требования к санитарному состоянию сырья и пищевых производств.
курсовая работа [87,0 K], добавлен 17.10.2014Комбинированные пищевые продукты: общие принципы разработки продуктов питания с заданным соотношением составных частей. Разработка технологии производства комбинированных мясных продуктов с добавлением растительных компонентов (технологическая схема).
курсовая работа [55,8 K], добавлен 19.03.2011Исследование структуры и физико-химических свойств воды. Содержание воды в организме человека. Вода как компонент теста. Анализ влияния жесткости воды на свойства теста. Воздействие количества воды в тесте на процессы, происходящие при замесе и брожении.
реферат [20,9 K], добавлен 10.11.2014
