Материал: Д6038 Иванченко ОБ Пищевая химия Метод указ к практич занятиям

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра пищевой биотехнологии продуктов из растительного сырья

Пищевая химия

Методические указания к практическим занятиям для студентов специальностей 260202, 260204 и бакалавров направления 260100 всех форм обучения

Санкт-Петербург 2008

УДК 663.14

Иванченко О.Б. Пищевая химия: Метод. указания к практическим занятиям для студентов спец. 260202, 260204 всех форм обучения и бакалавров направления 260100. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2008. – 24 с.

Рассмотрены вопросы оценки продуктов питания на основе расчета основных показателей качества продуктов, макро- и микронутриенов хлебо-булочных, кондитерских изделий и пиво-безалкогольной продукции. Каждому заданию предшествует краткое изложение теоретического материала рас-cматриваемого вопроса.

Методические указания рекомендованы для студентов всех форм обу-чения специальности 260202 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий», 260204 «Технология бродильных производств и виноделие» и бакалавров направления 260100 «Технология продуктов питания».

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Ж.В. Белодедова

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных

и пищевых технологий, 2008

Практическое занятие 1 пищевые добавки

К пищевым добавкам относятся вещества различного химического строения природного или искусственного происхождения, в нормальных условиях не употребляемые как пища или типичные ингредиенты пищи, но преднамеренно добавляемые в пищевой продукт по техническим со­ображениям с целью улучшения или обеспечения производственного процесса или отдельных операций, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продук­та или намеренного изменения органолептических свойств.

В соответствии с этим определением все методы анализа разре­шенных пищевых добавок (добавок с установленными критериями безопасности) могут быть подразделены на три группы:

1) методы определения критериев качества пищевой добавки (со­держание основного вещества, регламентируемых примесей, показа­телей химической и микробиологической безопасности);

2) методы определения технологической эффективности добавки в пищевом объекте в соответствии с целью введения (эмульгирующая спо­собность, эффективность стабилизации окраски, эффект антиоксидантного действия, гелеобразование, консервирующее действие и т. п.);

3) методы качественного и количественного определения конкрет­ной добавки в составе пищевого продукта.

В зависимости от цели исследования для решения конкретной практической задачи могут использоваться различные методы.

При решении практических задач, связанных с определением эф­фективности пищевых добавок, широко применяются методы реоло­гических исследований, описанные в специальных руководствах.

Эмульгаторы – пищевые добавки, обеспечивающие образование и сохранение однородной дисперсии двух или более несмешивающихся веществ (эмульсий, суспензий, пен и др.), благодаря способности ад­сорбироваться на поверхности раздела фаз с образованием моно- или полимолекулярного слоя ориентированных молекул и снижать по­верхностное натяжение, обусловленное нескомпенсированным полем межмолекулярных сил на межфазной поверхности.

Типичный эмульгатор является поверхностно-активным вещест­вом (ПАВ), молекула которого имеет дифильное строение, опреде­ляемое наличием гидрофильной (липофобной) и гидрофобной (липофильной) частей.

Гидрофильная часть молекулы ПАВ обладает электрическим дипольным моментом и содержит одну или несколь­ко полярных групп – гидроксильную, карбоксильную и другие, име­ющие в своем составе азот, фосфор, серу, полиоксиэтиленовую цепь и др. Липофильная часть молекулы представляет собой обычно угле­водородный радикал, лишенный заметного дипольного момента, что обусловливает сродство молекулы к неполярным или малополярным средам. Эффективность эмульгатора тем выше, чем больше поляр­ные и неполярные части его молекул соответствуют природе обеих фаз эмульсии.

Наибольшее распространение в технологиях пищевых продуктов по­лучили несколько видов пищевых эмульгаторов, которыми являются:

♦ моно- и диглицериды жирных кислот (Е471) – эфиры глицерина и высших жирных кислот, получаемые глицеролизом пищевых жиров;

♦ эфиры моно-, диглицеридов и пищевых кислот – уксусной, мо­лочной, лимонной, винной, диацетилвинной (E471a...E471d);

♦ фосфатиды – сопутствующие жирам и маслам вещества, выде­ляемые из них гидратацией, получившие коммерческое наименова­ние «Лецитины» (Е 322);

♦ синтетические аналоги фосфатидов – аммониевые фосфатиды (Е 442), получаемые химическим путем;

♦ эфиры сахарозы и жирных кислот (Е 473);

♦ эфиры молочной и стеариновой (олеиновой) кислот – лактилаты (Е481).

Эмульгирующая способность эмульгатора зависит от особеннос­тей химического строения его молекул и характеризуется гидрофильно-липофильным балансом – ГЛБ (соотношением размеров поляр­ной и неполярной частей молекулы). Примерное значение ГЛБ эмульгатора можно рассчитать по формуле:

ГЛБ = (M₁/М₂) 20,

где М₁ – молекулярная масса гидрофильной части молекулы; М₂ – общая молекулярная масса молекулы.

Другой расчетный метод ГЛБ учитывает особенности различных функциональных и ассоциированных групп в формировании гидрофильно-липофильного баланса (табл. 1), который определяют по формуле:

ГЛБ = ∑₁ – ∑₂ + 7,

где ∑₁ – сумма чисел гидрофильных групп; ∑₂ – сумма чисел липофильных групп.

Таблица 1

Числа функциональных групп в гидрофильно-липофильном балансе

Изучение свойств пищевых эмульгаторов

Основной технологической функцией эмульгатора в пищевой сис­теме является диспергирование, проявляющееся в его способности образовывать и сохранять однородную дисперсию двух или более несмешивающихся веществ. В случае диспергирования несмешивающихся жидкостей процесс называется эмульгированием и приводит к образованию эмульсии. Агрегативная устойчивость эмульсий коли­чественно характеризуется скоростью их расслоения или временем жизни отдельных капель в контакте с другими. В отсутствие эмульга­тора устойчивость эмульсий минимальна. Образование и стабилиза­ция эмульсий с помощью эмульгатора обеспечивается благодаря ад­сорбции и определенной ориентации на границе раздела фаз его молекул, имеющих дифильное строение и проявляющих поверхностно-активные свойства. Эмульгирующая способность эмульгатора ха­рактеризуется гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ): прямые эмульсии образуются в присутствии эмульгаторов, имеющих ГЛБ 8...13, обратные – при величине ГЛБ 3...6.

Цель работы: исследование эмульгирующей способности пищевых эмульгаторов.

Реактивы и материалы:

Объекты исследований: масло подсолнечное рафинированное дезодорированное.

Вода дистиллированная.

Коммерческие образцы эмульгаторов: моноглицериды дистил­лированные (Е471), эфиры лимонной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот (Е472с), соевый лецитин (Е322), лактилат на­трия (Е481).

Методика проведения анализа. В химическом стакане вместимос­тью 100 см³ взвешивают 0,02...2,0 г испытуемого эмульгатора с пог­решностью не более 0,0001 г и приливают 30 см³ растительного мас­ла. Содержимое стакана перемешивают стеклянной палочкой до полного растворения эмульгатора в масле, подогревая при необхо­димости на водяной бане.

В охлажденный до комнатной температуры масляный раствор эмульгатора вносят 10 см³ дистиллированной воды и гомогенизируют смесь течение 5 мин при скорости вращения мешалки гомогенизатора примерно 2000 об/мин.

25 см³ приготовленной эмульсии переносят в мерный цилиндр со­ответствующей вместимости и исследуют агрегативную устойчивость эмульсии по скорости ее расслаивания на две макрофазы. С этой це­лью через каждые 15 мин в течение часа замеряют объем стабиль­ной фазы и вычисляют ее процентное отношение к общему объему эмульсии (25 см³). Результаты определений вносят в табл. 2.

Одним из расчетных методов, описанных выше, определяют ГЛБ эмульгатора. Полученное значение вносят в табл. 2 и делают предположение о типе включающей его эмульсии. С целью экспериментального под­тверждения типа эмульсии используют метод разбавления капли, ко­торую помещают в пробирку с водой (5...7 см³). Равномерное распре­деление капли эмульсии в воде указывает на принадлежность последней к эмульсиям первого рода (прямым); капля обратной эмульсии водой не разбавляется.

Таблица 2

Влияние концентрации эмульгатора на свойства эмульсии

Название эмульгатора ______________________

Расчетное значение ГЛБ ____________________