Изучение состояния влаги в тесте с криопротекторами, методом ядерно-магнитного резонанса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кубанский государственный аграрный университет

ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВЛАГИ В ТЕСТЕ С КРИОПРОТЕКТОРАМИ, МЕТОДОМ ЯДЕРНО-МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

Кенийз Надежда Викторовна

Сокол Наталья Викторовна д.т.н., профессор

Краснодар, Россия

В статье представлены результаты исследования влияния пектина как криопротектора на реологические свойства теста и физико-химические показатели качества хлеба. Полученные данные позволяют рекомендовать пектин в технологии хлеба из замороженных полуфабрикатов

Ключевые слова: КРИОПРОТЕКТОР, ПЕКТИН, ДРОЖЖИ, ТЕСТОВЫЕ ПОЛУФАБРИКАТЫ, ХЛЕБ

Важным компонентом пищевой пирамиды, всегда остаются хлебобулочные изделия. Потребители хлебобулочных изделий предпочитают свежеиспеченные изделия, в любое время суток, в широком ассортименте, произведенные традиционным способом, обладающие полезными свойствами, гипоаллергенные, а самое главное - вкусные. Но возникают проблемы с удовлетворением данного спроса - квалифицированные кадры и дорогостоящие торговые площади и решением этой проблемы являются «полуфабрикатные технологии». Но при замораживании хлебобулочных полуфабрикатов, возникает проблема, связанная с жизнеспособностью дрожжевых клеток [1]. пектин криопротектор полуфабрикат хлеб

Вода является неотъемлемой частью теста и от состояния влаги, находится она в связанном или свободном состоянии, напрямую зависит состояние дрожжевых клеток. С целью определения состояния влаги в тесте, был проведен ЯМР-тест, который проводился во Всероссийском научно-исследовательском институте масличных культур имени В. С. Пустовойта, в отделе физических методов исследований совместно с доктором технических наук С. М. Прудниковым, на приборе ЯМР-анализатор АМВ-1006М [2, 3].

В основе метода ЯМР-спектроскопии лежит определение величины времени протонной магнитной релаксации. Релаксация _ это переход между энергетическими состояниями, восстанавливающий обычное больцмановское распределение. Такой переход, как правило, не сопровождается радиочастотным излучением. Существуют различные типы и механизмы релаксации [4, 5].

На исследуемое вещество, находящееся в магнитном поле, через определенные промежутки времени накладывают кратковременные электромагнитные импульсы в области резонансного поглощения, а в приемной катушке появляется сигнал спинового эха, максимальная амплитуда которого связана со временем перехода ядра водорода из возбужденного состояния, в нормальное. Время протонной магнитной релаксации позволяет судить о подвижности молекул воды в исследуемом образце [5].

При поглощении ядром кванта электромагнитного излучения оно переходит на более высокий энергетический уровень _ т.е. имеет место поглощение излучения, которое регистрируется ЯМР-спектрометром. Поглощение электромагнитного излучения происходит не точно при определенной частоте, а в пределах некоторого интервала частот - т.е. реальные линии поглощения в спектрах ЯМР являются уширенными.

В трубку для измерения ЯМР помещали пробирку с равномерно распределенным образцом и сразу измеряли спин-спиновую релаксацию протонов Т₂ в диапазоне 0,1-150 мс. Проводилось исследование водопоглотительной способности теста, в различных вариантах: после замеса, через 15 мин и через 30 мин после замеса. Исследовались по четыре образца: контроль, с добавлением пектина, сорбита и фруктозы в каждом варианте [4, 6].

Получаемые данные обрабатывали по уравнению с несколькими экспонентами, методом наименьших квадратов с использованием средневзвешенных значений. Экспериментальные огибающие сигналов спинного эха протонов исследуемых образцов описывали многоэкспоненциальными функциями и определяли значения времен спин-спиновой релаксации (Т₂) и амплитуд сигналов ЯМР (А).

На основании анализа, характера зависимостей спадов интегральной интенсивности протонов воды, в исследуемых образцах определяли группы протонов воды с различными значениями времени спин-спиновой релаксации: Т2₁ = 0,1 - 10 мс (W₁), Т2₂ = 10 - 100 мс (W₂), Т2₃ =100 - 500 мс (W₃), которые рассматривали как фракции влаги с различной прочностью связи. Выделенные формы связи влаги в исследуемых образцах были охарактеризованы как W₁ - осматически удерживаемая, связанная влага, W₂ - влага слабосвязанная полезная (обеспечивает оптимальную консистенцию теста), W₃ - влага слабосвязанная избыточная (которая при понижении температуры образует кристаллы) [7].

Характер зависимостей спадов интегральной интенсивности протонов воды, в образцах теста анализируемых после замеса, через 15 и через 30 мин представлены на рисунке 1 (а, б, в).

а

б

в

Рисунок 1 а) водопоглотительная спобоность теста после замеса с добавлением пектина, сорбита, фруктозы, б) водопоглотительная спобоность теста через 15 мин после замеса с добавлением пектина, сорбита, фруктозы, в) водопоглотительная спобоность теста через 30 мин после замеса с добавлением пектина, сорбита, фруктозы

Было установлено, что поглощение воды, в тесте с добавлением пектина, идет интенсивнее в сравнение с контролем, фруктозой и сорбитом [8, 9]. Связывание влаги, в случае добавления пектина при замесе теста, начинается впервые минуты после замеса теста. В случае добавления сорбита, связывание влаги начинается через 15 мин после замеса теста и в образце с фруктозой через 30 мин. Полученные результаты доказывают, что пектин, внесенный в тесто, обладает лучшей водопоглотительной способностью, в сравнении с контролем, сорбитом и фруктозой. Такой результат по ВПС показывает преимущество пектина по сравнению с другими криопротекторами, так как влага в связанном состоянии препятствует образованию кристаллов льда, что предотвращает гибель дрожжевых клеток.

Из рисунка 1 (в) видно, что в случае добавления в тесто криопротекторов, влага в системах находится преимущественно в W₁ _ форме и W₂ - форме в отличие от контрольного образца, где свободной влаги содержится до 15 %, через 30 мин после замеса, что является нежелательным фактором при замораживании теста.

Список литературы

1. Сокол, Н.В. Биологическая и пищевая ценность хлеба с пектином из муки сорта веда / Н.В. Сокол // Новые технологии. 2009. № 4. С. 49-52.

2. Антиоксидантная пищевая добавка из ягодной кожуры красного винограда / Садовой, В.В., Щедрина, Т.В., Шлыков, С.Н., Трубина, И.А., Селимов, М.А. // Пищевая промышленность. 2013. № 12. С. 68-70.

3. Сокол, Н.В. Пектиновые вещества как улучшитель хлебопекарных свойств муки и качества хлеба/ Н.В. Сокол // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2003. № 4. С. 37-38.

4. Кенийз, Н.В., Сокол, Н.В. Разработка технологии хлебобулочных полуфабрикатов с применением криопротектора / Н.В. Кенийз, Н.В. Сокол // Новые технологии. 2013. № 1. С. 19-24.

5. Kenijz, N.V., Sokol, N.V. Pectic substances and their functional role in bread-making from frozen semi-finished products / N.V.Kenijz, N.V. Sokol // European Online Journal of Natural and Social Sciences. 2013. Т. 2. № 2. С. 253- 261.

6. Нестеренко, А.А. Использование пектина в производстве мясопродуктов / А.А. Нестеренко, А.И. Решетняк, Ю.В. Потокина, Н.. Потрясов // Вестник НГИЭИ. 2012. № 8. С. 30-36.

7. Кенийз, Н.В. Влияние пектина как криопротектора на водопоглотительную способность теста и дрожжевые клетки / Н.В. Кенийз // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2013. Т. 3. № 29. С. 67-69.

8. Кенийз, Н.В., Сокол, Н.В. Влияние дефростации в технологии хлеба из замороженных полуфабрикатов на качество готового продукта / Н.В. Кенийз, Н.В. Сокол // Вестник НГИЭИ. 2011. Т. 2. № 2 (3). С. 92-101.

9. Кенийз, Н.В., Сокол, Н.В. Технология производства хлеба из замороженных полуфабрикатов с использованием пектина в качестве криопротектора / Н.В. Кенийз, Н.В. Сокол // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2011. № 2-2. С. 92-94.

Размещено на Allbest.ru