close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1373.Влияние рН на пенообразующие и эмульгирующие свойства систем сапонинов и овощных соков

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Влияние рН на пенообразующие и эмульгирующие
свойства систем сапонинов и овощных соков
Д-р техн. наук Е.Н.АРТЕМОВА
Орловский государственный технический университет
В настоящее время пенообразующие и эмульгирую­
щие свойства растительных добавок рассматриваются в
основном с позиций наличия в них белков и пектино­
вых веществ. Вместе с тем анализ химического состава
растительных добавок свидетельствует о широкой рас­
пространенности в растительном мире сапонинов —
тритерпеновых и стероидных гликозидов, обладающих
высокой поверхностной активностью [2, 6-8].
Основываясь на результатах анализа литературных и
собственных экспериментальных данных, естественно
предполагать, что в пищевых продуктах с растительны­
ми добавками активная кислотность меняет условия
взаимодействия протеинов с полисахаридами и гликозидами растительных добавок [1, 3-5].
Многообразие растительного сырья, используемого
в качестве добавок для приготовления пищевых про­
дуктов, требует установления общих закономерностей
влияния рН среды на формирование структуры пище­
вых продуктов. Поэтому сочли целесообразным иссле­
довать влияние этого важного технологического факто­
ра на пенообразующие и эмульгирующие свойства сис­
тем сапонинов и овощных соков с целью оптимизации
процесса взбивания.
При выборе овощных соков исходили из того, чтобы
они широко использовались в технологии пищевых про­
дуктов, были сходны по технологическим свойствам и
химическому составу и отличались наличием или отсут­
ствием сапонинов. Таким условиям наиболее полно
отвечают соки столовой и сахарной свеклы как сапонинсодержащие добавки, а также соки моркови и капусты, в
химическом составе которых сапонины отсутствуют.
В выборе показателей пенообразующих и эмульгиру­
ющих свойств объектов исследования опирались на
структурно-механический фактор устойчивости. Ак­
тивную кислотность (рН) определяли потенциометрическим методом на приборе рН-340; кинематическую
вязкость — с помощью капиллярного вискозиметра
ВПЖ-2; поверхностное натяжение — методом макси­
мального давления пузырька; прочность межфазного
адсорбционного слоя (MAC) на границе с воздухом и
маслом — на приборе Ребиндера, Трапезникова; пенообразующую и эмульгирующую способность — методом
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 9, 2002
взбивания и с помощью лабораторного прибора-пено­
образователя; устойчивость пен и эмульсий — по коли­
честву выделившейся жидкой фракции, для эмульсий —
после центрифугирования.
Значения рН среды систем сапонинов и овощных со­
ков задавали 0,1%-ным раствором соляной кислоты и
0,1%-ным раствором гидроксида натрия в пределах от
1,0 до 11,0. На рис. 1-7 представлена зависимость по­
верхностного натяжения, прочности MAC на границах
раздела с воздухом и маслом, пенообразующей и эмуль­
гирующей способности и устойчивости пен и эмульсий
систем сапонинов и овощных соков от значений рН
среды, определенных при температуре 20 °С.
Системы сапонинов обладают высокой способнос­
тью к пенообразованию и эмульгированию в широком
диапазоне значений рН среды — от 2,0 до 9,0; получен-
4
5
6
7
8
9 10 11
рН среды
Система сапонина (0,05) ): / - фирмы Merck; 2- из конских каштанов
9
рН среды
Сок:/- столовой свеклы; 2- сахарной свеклы; 3 - капусты; 4- моркови
Рис. 1. Зависимость поверхностного натяжения системы
сапонинов и овощных соков от активной кислотности
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9 10 И
рН среды
Система сапонина (0,05 %): 1 - фирмы Merck; 2 - из конских каштанов Система сапонина (0,05 %): 1 - фирмы Merck; 2 - из конских каштанов
рН среды
5 6
9 10 11
рН среды
Сок: 1- столовой свеклы; 2- сахарной свеклы; 3 - капусты; 4- моркови
1
2
8
9 10
рН среды
Сок;/- столовой свеклы; 2 - сахарной свеклы; 3 - капусты; 4- моркови
Рис, 6. Зависимость эмульгирующей способности систем са­
Рис. 7. Зависимость устойчивости эмульсии систем сапони­
понинов и овощных соков от активной кислотности
нов и овощных соков от активной кислотности
при значениях рН среды 1,0 и 11,0. Очевидно, что упроч­
нение MAC происходит за счет подавления степени дис­
социации молекул сапонинов в кислой области и сни­
жением их взаимоотталкивания вследствие электроней­
тральности на границах раздела с воздухом или маслом.
Результатом этих процессов'является образование боль­
ших по объему и более стабильных пен и эмульсий.
Свекольные соки сохраняют высокие пенообразующие и эмульгирующие свойства при рН среды от 4,0 до
8,0, соки моркови и капусты — при рН среды от 5,0 до
7,0. В то же время максимальные объемы наиболее ста­
бильных пен и эмульсий свекольные соки образуют в
более узком диапазоне рН среды — от 5,0 до 7,0.
В пределах рН среды 4,0-5,0 овощные соки имеют
минимальные значения поверхностного натяжения и на
границах с воздухом и маслом образуют наиболее проч­
ные MAC. При значениях рН среды ниже 4,0 и выше 8,0
наблюдаются рост поверхностного натяжения и сниже­
ние прочности MAC на различных границах раздела.
При этом соки образуют небольшие объемы нестабиль­
ных пен и эмульсий. Зависимости показателей пенообразующих и эмульгирующих свойств систем сапонинов
и овощных соков от рН среды описаны полиноминаль­
ными уравнениями второй и третьей степени (табл. 1).
В кислой области рН среды, ниже 4,0, ухудшение пенообразующих и эмульгирующих свойств овощных со­
ков связано с образованием белково-пектиновых и
белково-сапониновых комплексов, поскольку созда­
ются условия для электростатического взаимодействия
этих веществ. При более низких значениях рН среды,
менее 2,0, очевидно, имеет место и кислотный гидро­
лиз сапонинов.
В щелочной области рН среды, особенно выше 9,0,
создаются условия для щелочного гидролиза пектино­
вых веществ и сапонинов, денатурационных и гидро­
лизных изменений белков с образованием продуктов
омыления.
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 9, 2002
Более широкий диапазон проявления высоких пенообразующих и эмульгирующих свойств свекольными
соками по сравнению с морковным и капустным, оче­
видно, обеспечивается наличием в них сапонинов.
Широкий диапазон значений рН среды, в котором
системы сапонинов проявляют пенообразующие и
эмульгирующие свойства, включает в себя значения рН
среды большинства пищевых продуктов. Диапазон зна­
чений рН среды, в котором овощные соки максимально
проявляют способность к пенообразованию и эмульги­
рованию, совпадает с оптимальным для традиционных
пенообразователей и эмульгаторов — яичного белка и
яичного желтка.
В целом, представленные результаты исследований
влияния активной кислотности на системы сапонинов
и овощные соки позволяют сделать следующие выводы:
— присутствие кислот способствует снижению ак­
тивной кислотности композиций и соответственно со­
зданию условий для комплексообразования между ос­
новными ПАВ, что нежелательно перед взбиванием;
— образование комплексов ПАВ целесообразно на
заключительной стадии взбивания, после того как пена
или эмульсия в основном сформированы, образовав­
шиеся в межпленочных пространствах комплексы ис­
полняют роль стабилизаторов этих систем;
— кислоты, используемые в технологии пищевых
продуктов, следует рассматривать не только как вкусо­
вые или консервирующие добавки: варьируя активной
кислотностью композиций традиционных пенообразо­
вателей и эмульгаторов с растительными добавками,
можно формировать структуру продуктов и соответст­
венно повышать их качество.
Литература
1. Артёмова ЕЖ Динамика пенообразующих и эмульгиру­
ющих свойств овощных соков во время взбивания / Эконо53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Уравнения регрессии показателей пенообразующих и эмульгирующих свойств систем сапонинов
и овощных соков в зависимости от рН среды (1-11)
Системы сапонинов 0,05 % и овощные соки
Уравнения регрессии
Пенообразующая способность, мм *
Система сапонина фирмы Merck
у = 1,4225х3-33,904х2+215,29х~127,74
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,6406х3-14,315х2+84,802х-32,848
Сок столовой свеклы
у = -0,5511х3+0,5563х2+73,632х-96,89
Сок сахарной свеклы
у = -0,4901x3-1,3252х2+90,483х-104,05
Сок капусты
у=-0,5431х 3 -19,068х 2 +172,19х-288,83
Сок моркови
у = 0,271х3-9,6212х2+87,547х-144,6
Устойчивость пены, %
Система сапонина фирмы Merck
y = 0,1645x3-3,8432x2+24,024x-13,508
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,1382х3-3,233х2+20,245х-12,859
Сок столовой свеклы
у =-0,0049x3-1,566х 2 +18,305х-16,421
Сок сахарной свеклы
у = 0,0227x3-1,9476х2+20,707х-16,032
Сок капусты
у=0,0643хЗ-2,3826х 2 +21,355х-30,826
Сок моркови
у=-0,0168хЗ-0,9526х 2 +13,548х-20,271
Поверхностное натяжение, мН/м
Система сапонина фирмы Merck
y = 0,3747x2-3,1483x+64,517
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,5508х2-4,9334х+60,899
Сок столовой свеклы
у = 0,1667х2-1,413х+70,155
Сок сахарной свеклы
у = 0,1679х2-1,3654х+71,548
Сок капусты
у = 0,3855х2-4,0011х+70,699
Сок моркови
у = 0,8326х2-8,7662х+65,65
Относительная вязкость
Система сапонина фирмы Merck
у =0,0004х 2 -1Е-05х+1,0008
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,0004х2-1Е-05х+1,0008
Сок столовой свеклы
у = 0,0011х2-0,0018х+1,7122
Сок сахарной свеклы
у = 0,0018х2-0,0091х+2,3501
Сок капусты
у = 0,0008х2+0,0034х+1,3275
Сок моркови
у = 0,0011х2-0,0002х+1,2753
Прочность MAC на границе с воздухом, Н/м
Система сапонина фирмы Merck
у = 0,0001хЗ-0,0032х2+0,0178х+0,0053
Система сапонина из конских каштанов
у = 6Е-05хЗ-0,0014х2+0,0088х+0,0002
Сок столовой свеклы
у = 0,0006хЗ~0,0168х2+0,1257х-0,1198
Сок сахарной свеклы
у = 0,0006x3-0,0167х2+0,1242х-0,0936
Сок капусты
у = 0,0003хЗ-0,0108х2+0,0947х-0,1497
Сок моркови
у=-0,0005хЗ+0,0032х 2 +0,0174х-0,041
Прочность MAC на границе с маслом, Н/м
Система сапонина фирмы Merck
у = 0,0013хЗ-0,0329х2+0,2143х-0,1442
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,0008x3-0,02х2+0,1308х-0,0976
Сок столовой свеклы
у = 0,0017x3-0,0551х2+0,441х-0,399
Сок сахарной свеклы
у = 0,0021хЗ-0,0633х2+0,4863х-0,3087
Сок капусты
у = 0,0001x3-0,0245х2+0,2785х-0,4453
Сок моркови
у =0,0003x3-0,0282х2+0,3027х-0,4481
Эмульгирующая способность, мл
Система сапонина фирмы Merck
у = 0,1262хЗ-2,7779х2+16,543х-9,3179
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,0604x3-1,3937х2+8,7116х-5,3777
Сок столовой свеклы
у = 0,1075x3-3,8154х2+32,814х-21,864
Сок сахарной свеклы
у = 0,109x3-3,8748х2+33,327х-17,629
Сок капусты
у = 0,0285хЗ-2,0752х2+22,048х-18,952
Сок моркови
у = 0,0516хЗ-2,5683х2+25,016х-18,852
Устойчивость эмульсии, %
Система сапонина фирмы Merck
у = 0,0597x3-1,4001х2+9,0726х-3,9906
Система сапонина из конских каштанов
у = 0,0491x3-1,905х2+7,9497х-4,6445
Сок столовой свеклы
у = 0,1498хЗ-5,2275х2+44,65х-37,503
Сок сахарной свеклы
у = 0,1706хЗ-5,7062х2+47,658х-33,211
Сок капусты
у = 0,1151хЗ-4,427х2+39,488х-39,355
Сок моркови
у = 0,1342хЗ-4,8526х2+42,08х-38,4
R2
0,94
0,91
0,88
0,91
0,89
0,94
0,89
0,85
0,88
0,91
0,79
0,80
0,88
0,91
0,89
0,81
0,90
0,91
0,79
0,80
0,87
0,79
0,89
0,94
0,85
0,87
0,91
0,92
0,88
0,91
0,91
0,93
0,88
0,79
0,89
0 д2
0,94
0,90
0,88
0,89
0,94
0,88
0,89
0,94
0,88
0,91
0,79
0,93
* На рис. 4 указана вм.Тоже-в№7, 2002, рис. 5 (с. 44) и табл. 3 (с. 45) - ред.
мика и технология: Межвуз. сб. науч. тр. — М.: Изд-во РЭА. венные преобразования социально-ориентированной ры2. Артёмова Е.Н., Василенко З.В. Взаимосвязь пенообра- ночной экономики: Тез. науч.-практич. межвуз. конф. зующих и эмульгирующих свойств овощных соков с их хи- Орел: Изд-во ОКИ, 1998.
мическим составом // Агропанорама (Республика Бела6. Реутов В.А., Розанова О.И., Горбунова К.Ф. Об использорусь). 1998, № 2.
вании свекольных экстрактов в качестве пенообразовате3. Артёмова Е.Н., Василенко З.В. Изменение пенообразую- лей в кондитерском производстве. — М.: Наркомпищещих и эмульгирующих свойств овощных соков при взбива- пром, 1936, вып. 66а.
нии // Агропанорама (Республика Беларусь). 1998. № 5.
7. Composition and content of saponins in soybean seed accor4. Артёмова Е.Н., Василенко З.В. Теоретические аспекты ding to variety, cultivation year and maturity / Shiraiwe
пенообразующих и эмульгирующих свойств растительных
Masakazu, Harada Kyuya, Okubo Kazuyashi // Agr. and Biol,
добавок// Вестник АН Республики Беларусь. 1998, № 5.
Chem. 1991. 55. № 2.
5. Артёмова Е.Н., Василенко З.В. Участие сапонинов, бел- 8. Oakenfull D. Saponins in food — a review // Food Chemistry,
ков, пектинов в образовании пен овощных соков / Качест1981. № 6.
54
«ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ», № 9, 2002
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
16
Размер файла
415 Кб
Теги
пенообразующие, овощные, влияние, система, свойства, 1373, сокол, сапонинов, эмульгирующие
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа