Формы вязи воды с пищевыми веществами и ее роль в формировании структуры продукта

Методические указания к проведению лекционного занятия

Раздел 2. Функционально-технологические свойства основных веществ пищевых продуктов и их изменение под влиянием кулинарной обработки

Тема № 10 «Изменение содержания воды и сухих веществ в продуктах при их кулинарной обработке. Свободная и связанная влага, активность воды»

План:

1. Вода: физические и химические свойства, структура и свойства.

2. Формы связи воды с пищевыми веществами и структурными элементами продуктов.

3. Активность воды и стабильность пищевых продуктов.

4. Изменение содержания воды при кулинарной обработке продуктов.

5. Механизм образования мясных, рыбных бульонов, овощных отваров.

1. Вода: физические и химические свойства, структура и свойства

Вода не является питательным веществом, однако ее роль неоценима, поскольку она выступает переносчиком пищевых веществ, реагентом и реакционной средой, стабилизатором конформации биополимеров и др. жизненноважные функции.

Вода – важнейшая составляющая пищевых продуктов растительного и животного происхождения как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель. Благодаря взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный вклад в текстуру пищи.

Вода может существовать в состоянии жидкости, пара или льда, имеет значительную теплопроводность. Каждая молекула воды тетраэдрически координирована с четырьмя другими молекулами воды благодаря водородным связям.

Взаимодействие воды с присутствующими в продукте компонентами обусловливает его сроки хранения. Общая влажность продукта указывает на количество влаги в нем, но не характеризует его причастность к химическим и биологическим изменениям в продукте. В обеспечении его устойчивости важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги.

Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с различными компонентами – белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.

Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций.

Например, при влажности зерна 15-20% связанная вода составляет 10-15%, при большей влажности появляется свободная влага, способствующая усилению биохимических процессов, например, прорастанию зерна.

Плоды и овощи содержат 75-95% влаги, в основном свободной и только 5% – связанной. Поэтому плоды и овощи легко высушить до 10-12%, но сушка до более низкой влажности требует применения специальных методов.

«Связывание воды» и «гидратация» – определения, характеризующие способность воды к ассоциации с различной степенью прочности с гидрофильными веществами.

Таким образом, связанная вода характеризуется следующими показателями:

– характеризует равновесное влагосодержание образца при некоторой температуре и низкой относительной влажности;

– не замерзает при низких температурах (-40ºС и ниже);

– не может служить растворителем для добавленных веществ;

– существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, значительно отличающиеся от свойств всей массы воды в системе.

Физическую сущность связанной воды позволяет дать определение: «Связанная вода – это вода, которая существует вблизи растворенного вещества и других неводных компонентов, имеет уменьшенную молекулярную подвижность и другие свойства, отличающиеся от свойств всей массы воды в той же системе, и не замерзает при -40ºС».

Связанная вода бывает:

– органически связанная, представляет очень малу часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится. Например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов;

– близлежащая вода, представляет собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента, является наиболее прочно связанным типом близлежащей воды;

– мультислойная вода (вода полимолекулярной адсорбции) примыкает к монослою, образуя несколько слоев за близлежащей водой. Это менее прочно связанная влага, однако она все еще достаточно тесно связана с неводным компонентом, и поэтому ее свойства отличаются от чистой воды.

В пищевых продуктах имеется также вода, удерживаемая макромолекулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани при небольшом количестве органического материала могут физически удерживать большое количество воды. Структура этой воды в макромолекулярной матрице еще точно не установлена, но ее поведение в пищевых системах и важность для качества пищи очевидна. Это вода не выделяется из продукта даже при большом механическом усилии. С другой стороны, в технологических процессах обработки она ведет себя почти как чистая вода (ее можно удалить при высушивании или превратить в лед при замораживании). Изменение количества этой воды существенно влияет на качество пищевых продуктов. Например, явление синерезиса – потеря воды при хранении гелей.

Дата добавления: 2014-01-07