Материалы и оборудование

Самостоятельная работа

План

Определение массовой доли влаги в мясных и молочных продуктах

Тема 7 Формы связи влаги в пищевых продуктах.

1. Влажность пищевых продуктов.

2. Типы взаимодействий воды с растворенными веществами в продуктах.

3. Структура, физические и химические свойства воды и льда.

4. Определение массовой доли влаги в мясных и молочных продуктах.

5. Определение рН и жесткости воды.

1. Изотермы сорбции. Связь между содержанием влаги в пищевом продукте с активностью воды при постоянной температуре. Характеристика процессов концентрирования и дегидратации для оценки стабильности пищевого продукта.

Для определения влаги в продуктах: образцы мяса, колбасы вареной и полукопченой, сыр, творог;прибор АПС-1; пакеты пергаментные бумажные с вкладышами из фильтровальной бумаги; электронные лабораторные весы модели BL 220 Н.

Для определения общей жесткости воды. Колбы конические вместимостью 250 см³, устройство для титрования, аммоний хлористый (NH₄Cl), аммиак водный 25 %-ный раствор, натрий хлористый, хромоген черный (индикатор).

Раствор трилонаБ (комплексон III, двунатриевая соль этилендиамин тетрауксусной кислоты)0,05 н. Реактив трилона Б массой 9,31 г растворяют в дистиллированной воде и доводят до 1 дм³. Если раствор мутный, то его фильтруют. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.

Приготовление буферного раствора. 10 г хлористого аммония (NH₄Cl) растворяют в дистиллированной воде, добавляют 50 см³ 25 %-ного раствора аммиака и доводят до 500 см³ дистиллированной водой.

Приготовление индикатора эриохрома черного. Применяется в виде сухой смеси (0,25 г индикатора и 25 г КС1 или NaCl) тщательно растирают в ступке.

Для определения рН воды. рН-метр модель 2696.

Практические задания

1. Вода в пищевых продуктах присутствует как _________________

__________________________________________________________________

обуславливая их ___________________________________________________

__________________________________________________________________

2. Изучите содержание влаги (%) в пищевых продуктах __________

Продукт	Влажность, %	Продукт	Влажность, %

Многие виды пищевых продуктов содержат большое количество влаги, что отрицательно сказывается на их стабильности в процессе хранения. Какие методы используют для связывания влаги в продуктах____________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Почему пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Опишите строение молекулы воды и ее свойства

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Высокая полярность молекул воды обеспечивает ее активность при растворении_______________________________________________________________и образовании водородных связей с __________________________________

__________________________________________________________________

4. Современной науке известно несколько моделей воды, опишите их:

1)_______________________________________________________________

2)_______________________________________________________________

3)___________________________________________________________________________________________________________________________________

при температуре 0°С в воде присутствуют в основном ____________(______), при температуре около 4°С - _________________(_______), а в газообразном состоянии вода содержит главным образом ______________________(_____).

5. Сколько молекула воды может связать одна молекула воды при кристаллизации ____________________________________________________

Из каких молекул состоит лед? ______________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Перечислите специфические свойства воды, которые не присущи не одному химическому соединению __________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Изучите физические свойства воды и характеристику фазовых переходов от льда к пару ____________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________

Точка при 101,3 кПа (1 атм), °С замерзания (плавления) __________________

кипения _______________________________

Тройная точка температура, °С __________________________________

давление, Па (мм рт. ст.) ________________________________

Теплота, кДж/моль (ккал/моль): плавления при 0°С _______________

парообразования при 100°С _________

сублимации при 0°С ________________

Сделайте выводы___________________________________________________

8. Опишите такое физическое свойство воды как теплопроводность

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Изучите влияние температуры на некоторые свойства воды и льда

Показатели	Вода при температуре, °С	Лед при температуре, °С
			-20
Плотность, г/см^3
Давление водяного пара, Па (мм рт. ст.)
Вязкость, Па · с
Поверхностное натяжение, Н/мм
Теплоемкость, Дж/кг • К
Теплопроводность, Дж/м • с • К
Температуро- проводность, м^2/с
Диэлектрическая постоянная

10. Что понимают под фазовой диаграммой, что она из себя представляет? _________________________________________________________

__________________________________________________________________На примере диаграммы состояния воды в области невысоких давлений опишите значение трех кривых, соответствующих льду, жидкости и пару.

__________________________________________________________________ Что обозначает Кривая OA и отложенная на ней точка Е?________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Почему на диаграмме кривая ОС направлена вверх и влево? _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Кривая ОВ отражает равновесное состояние____________________________

__________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Под тройной точкой понимают _______________________________________

__________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Какому физическому состоянию воды соответствует на диаграмме точка D –

__________________________________________________________________

отрезок DE ________________________________________________________

__________________________________________________________________

11. Классификацию форм связи воды в материалах с учетом природы образования связи и энергии взаимодействия предложил П.А. Ребиндер. Свободная вода содержится __________________________________________

_______________________________в виде _____________________________

в ней растворены___________________________________________________

характеризуется ____________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

активизирует процессы ______________________________________________

удаляется при ______________________________________________________

Дайте характеристику функциональных свойств свободной воды в составе молока_______________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Кефира и простокваши ______________________________________________

___________________________________________________________________

Сыра и масла_______________________________________________________

__________________________________________________________________

Связанной называют воду, молекулы которой _____________________

__________________________________________________________________

она обладает следующими свойствами: ________________________________

__________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

в молоке ее _______%.

Вода при производстве продуктов может переходить из одного состояния в другое, например: ____________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

12. В последнее время для характеристики состояния влаги в продукте наряду с влагосодержанием, влагоемкостью, водосвязывающей способностью чаще начали применять интегральную характеристику - активность воды (a_w). С помощью этого показателя производят оценку степени участия воды в различных химических, биохимических и микробиологических реакциях, протекающих в продукте, как в процессе изготовления, так и в процессе его хранения: окисление липидов, ферментативную и неферментативную активность, гидролитические реакции, развитие микроорганизмов.

a_w- это отношение______________________________________________

__________________________________________________________________,

порядок расчета активности воды __________________________

13. Влияет ли влажность продуктов на развитие в них микроорганизмов? ___________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выпишите некоторые пороговые значения активности воды для различных микроорганизмов в пищевых продуктах ______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Приведите параметры подразделения пищевых изделий по значению активности воды, приведите примеры

1)_______________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

2)_______________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

3)_________________________________________________________________ __________________________________________________________________

__________________________________________________________________

15. Перечислите технологические приемы используют для снижения активности воды____________________________________________________

__________________________________________________________________

16. Влагоудерживающий агент – это ____________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. Информация предоставляемая изотермами сорбции заключается ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рассмотрите и опишите зоны изотермы сорбции представленной на рисунке

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зона I — соответствует ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вода в зоне II состоит __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вода в зоне III изотермы состоит из __________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

18. Приведите отличия использования в процессе производства пищевых продуктов технологической и технической воды, требования к их качеству____________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Чем обоснована необходимость предъявления жестких требований к водоподготовке при производстве соков___________________________________ __________________________________________________________________каким требованиям должна удовлетворять вода, используемая в молочном производстве______________________________________________________

19. Объясните, с какой целью на каждом предприятии пищевой промышленности рекомендуется проводить дополнительный анализ качественных характеристик питьевой воды? ____________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

20. Первым и необходимым этапом подготовки воды является механическая фильтрация, целью которой__________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

после чего технологическая вода должна иметь следующие органолептические показатели___________________________________________________

__________________________________________________________________

реакция воды должна быть_________, ГОСТ регламентирует рН _________, а фактически ______________________________________________________

21. Для технологии мясопродуктов контроль за уровнем рН воды, имеет весьма существенное значение особенно в современных условиях, когда отечественные предприятия вынуждены работать на мясном сырье, имеющим признаки PSE, RSE и DFD. В чем опасность использования в низких значениях рН воды в колбасном производстве_______________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Почему не рекомендуется использовать технологическую воду с повышенными значениями рН в технологии мясопродуктов_______________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

В технологии производства напитков_________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

22. Содержание каких макроэлементов обуславливает вкусовые качества воды? _______________________________________________________

__________________________________________________________________

При этом содержание солей жесткости должно быть в пределе __________

Почему для производства продуктов и напитков жесткая вода непригодна? __________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Использование жесткой воды нежелательно:

при производстве мясопродуктов, так как ________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

при производстве молочных продуктов, так как ___________________

__________________________________________________________________

при восстановлении сухого обезжиренного молока и сухих молочных продуктов, так как _________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

желированнии фруктовых и овощных соков ______________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________

Повышенное содержание ионов железа, кальция, магния, марганца в воде может привести к появлению следующих пороков у мясных изделий:

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

у напитков_________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Для доведения состава воды до соответствующих требований производства используют разные способы дополнительной обработки. Умягчение воды проводят путем удаления солей жесткости следующими способами:

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

23. Почему к технологической воде предъявляют высокие требования относительно ее микробиологической чистоты_____________________

_________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Почему в качестве дезинфектанта микрофлоры при обеззараживании питьевой воды применяют макроэлемент хлор? _____________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

является ли этот способ обработки, на Ваш взгляд, безопасным?__________

__________________________________________________________________

Известно, что озонирование приводит к окислению и коагуляции комплексных соединений и преобразует растворимые соли в нерастворимые. Опишите, каким образом осуществляется водоподготовка с помощью озонирования

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Самым эффективным способом подготовки технологической воды в пищевой промышленности является мембранный. Мембранным разделением называют процесс отделения определенного компонента или компонентов из смеси с помощью полупроницаемой мембраны. Смесь разделяется на концентрат (содержит компоненты, которые удерживаются мембраной) и пермиат компоненты, которые проходят сквозь нее). Принцип водоподготовки заключается в следующем: __________________________________________

__________________________________________________________________

Фильтрование воды обратимым осмосом освобождает ее от _______________

Ультрафильтрацией _________________________________________________

Микрофильтрацией_________________________________________________

24. Практически все отечественные стандарты на пищевые продукты предусматривают определение количественной характеристики массовой доли влаги, которая отражает важную роль воды в таких сложных гетерогенных и биологических активных системах, какими являются мясные и молочные продукты.

Для определения массовой доли воды в отечественной лабораторной практике обычно используют стандартные методы высушивания до постоянной массы. Предварительно подготовьте пакет из пергамента (10х7 см) и вкладыш в него из фильтровальной бумаги. Вкладыш перед анализом высушите и взвесьте. Навеску исследуемого продукта массой (2,00±0,01) г равномерно распределите по фильтровальной бумаге и поместите в пергаментные пакеты, а затем в аппарат для высушивания АПС-1, предварительно прогретый до 165°С, и сушите в течение 3-5 мин. Пакеты после высушивания охладите в эксикаторе и взвесьте вкладыш с высушенным продуктом на электронных аналитических весах BL 220 Н с точностью 0,001 г. Результаты зафиксируйте. Массовую долю влаги Х, %, вычислите по формуле:

где m₀ -масса высушенного вкладыша из фильтровальной бумаги, г; m₁-масса вкладыша из фильтровальной бумаги с навеской до высушивания, г; m₂ - масса вкладыша из фильтровальной бумаги с навеской после высушивания, г.

Сделайте выводы.______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

25. Определитеобщую жесткость водыкомплексонометрическим методом.

Жесткость воды обусловлена наличием в ней главным образом растворенных солей кальция и магния, присутствующих во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником ионов Сa²⁺ и Mg²⁺, могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на органы пищеварения. Порог вкуса для иона Сa²⁺ лежит в диапазоне 2 - 6 мг-экв/л, для магния еще ниже. Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 10,0 мг-экв/л. В то же время Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека.

Однако диетологами точно установлено, что в жёсткой воде с трудом развариваются пищевые продукты, связано это с тем, что соли жёсткости вступают в реакцию с животными белками, образуя нерастворимые соединения, что приводит к снижению усвояемости белков, а сваренные в в жёсткой воде овощи невкусны. Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами происходит образование «мыльных шлаков» в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств.

Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН>8,3) солей кальция и магния, и некарбонатную - концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой, она составляет до 70-80% от общей жесткости. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной.

Если вода содержит только ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, то значение Ж_О связано с концентрациями этих ионов по формуле:

Ж_О = С_Сa²⁺/20,04 + С_Mg²⁺/12,16

Жёсткость воды измеряется в миллиграммах эквивалент на литр(мг-экв/л). Вода с жесткостью менее 4 мг-экв/л cчитается мягкой, от 4 до 8 мг-экв/л - средней жесткости, от 8 до 12 мг-экв/л - жесткой и выше 12 мг-экв/л - очень жесткой.

Метод основан на образовании прочного комплексного соединения трилона Б с ионами кальция и магния. Применяя в качестве индикатора эриохром, можно определить суммарное содержание магния и кальция в воде по изменению окраски.

Порядок выполнения работы. В коническую колбу на 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл буферного раствора (NH₄Cl+ +NH₄OH), для поддержания pH смеси в интервале 9-12, и на кончике шпателя индикатора (эриохрома черного), при котором раствор окрасится в фиолетовый цвет.

Раствор перемешивают и сразу медленно титруют 0,05 н раствором трилона Б до изменения окраски индикатора (перехода фиолетовой окраски в розовую).

Расчет общей жесткость производят по формуле:

где: Ж_О – жесткость воды, мг-экв/л

V - объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, мл.

N - нормальность раствора трилона Б г-экв\л.

V₁- объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.

Сделайте выводы.______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

26. Активная реакция воды обусловлена концентрацией водородных ионов. Практически пользуются не самой концентрацией водородных ионов, а водородным показателем рН. Водородный показатель равен отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов в воде, т.е. рН = - Lg[H+]. Значение рН характеризует активную кислотность воды: при рН=7 и температуре 25°С вода нейтральна; при рН<7 - вода кислая; при рН>7 - вода щелочная.

Опишите, какое отрицательное влияние оказывает использование при производстве пищевых продуктов технологической воды с повышенными значениями рН ___________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Определите водородный показатель воды разных проб. Портативный переносной рН- метр модели 2696 основан на измерении электродвижущей силы и состоит из стеклянного индикаторного электрода, потенциал которого обусловлен концентрацией водорода в испытуемой воде, и металлического датчика температуры. Измерьте величину рН путем погружения двух электродов в испытуемый образец воды и фиксирования рН на шкале прибора.

Сделайте выводы.______________________________________________

__________________________________________________________________

Дата добавления: 2017-02-01