Определение стойкости эмульсии (майонез) и суспензии (сок с мякотью) пищевых продуктов

Цель работы

Научиться определять стойкость эмульсии майонеза, суспензию сока с мякотью.

 

Общие положения

Важная роль в пищевой промышленности принадлежит дисперсным и коллоидным системам и их свойствам.

Дисперсные системы гетерогенны и состоят из двух фаз – дисперсионной среды и дисперсной фазы.

Большинство продуктов питания, сырья и полуфабрикатов являются дисперсными системами, частицы дисперсной фазы имеют различные размеры и форму.

Раздробленность частиц характеризуется дисперсностью Д=1/а, где а - наименьший размер частиц, удельной поверхностью S_уд= S/V, где S-площадь межфазной поверхности и V - объем тела.

Все дисперсные системы классифицируют по степени дисперсности:

1) грубодисперсные – с размерами частиц более 10^-3см.  Это наиболее распространенные системы); продукты питания – крупы, сахар, крахмал и т.д.;

2) микрогетерогенные – с размерами от10^-5 до 10^{-3 см.} Это – суспензии, эмульсии, пены, порошки, имеющие большое значение в химической, пищевой и других технологиях;

3) ультрамикрогетерогенные (коллоидные) – с размерами от 10^-7 до 10^{-5 см.} Это системы с высокоразвитой поверхностью раздела. Золи: твердые золи, лиозоли, аэрозоли;

4) молекулярно-дисперсные – с размерами менее 10^{-7 см.} Это гомогенные системы, не имеющие поверхности раздела.

Классификация по агрегатному состоянию фаз

Это наиболее общая классификация. Три агрегатных состояния фаз (Т, Ж, Г) позволяют иметь девять типов комбинаций (табл. 8)

Согласно этой классификации дисперсные системы обозначаются дробью: числитель – агрегатное состояние фазы, а знаменатель – дисперсионная среда.

Кроме простых дисперсных систем могут быть сложные, которые содержат две, три и более дисперсных фаз или дисперсионных сред.

Пример, система Т,Ж/Г содержит две дисперсионные фазы и называется смогом.

Изменение типа дисперсной системы может происходить в технологическом процессе. Так, при выпечки хлеба из муки система Т/Г (это мука) превращается в систему Г/Т (это хлеб).

Таблица 8

Агрегатное состояние фаз

Дисперсная фаза	Дисперсная среда	Условное обозначение системы	Название системы и примеры
Твердая	Твердая	Т/Т	Твердые гетерогенные системы (шоколад, кристаллический рис)
Жидкая	Твердая	Ж/Т	Капиллярные системы  (мармелад, жидкое тесто)
Газообразная	Твердая	Г/Т	Пористые тела, твердые пены (пастила, зефир, пористый шоколад)
Твердая	Жидкая	Т/Ж	Суспензии или лиозоли (пасты, взвеси, помадные массы)
Жидкая	Жидкая	Ж/Ж	Эмульсии (кремы, молоко, масло, сметана)
Газообразная	Жидкая	Г/Ж	Газовые эмульсии и пены (шампанское, пиво)
Твердая	Газообразная	Т/Г	Аэрозоли (пыли, дымы, порошки, мучная пыль, крахмал)
Жидкая	Газообразная	Ж/Г	Аэрозоли (туманы) (распыленные для высушивания молока, сои)
Газообразная	Газообразная	Г/Г	Коллоидная система не образуется

 

Коллоидные системы характеризуются двумя путями: диспергирированием и конденсацией (кристаллизацией). Устойчивость коллоидных систем зависит от наличия стабилизатора (например, ПАВ), который создает вокруг частицы защитный слой, препятствующий их агрегатированию.

Диспергирование используют при дроблении зерна в муку, какао – в порошок, сахара – в пудру, при гомогенизации плодово-ягодных пюре и т.п.

 Конденсация возникает в ректификационных аппаратах, при кристаллизации сахара, выпаривании растворов, обработке вин холодом. На коллоидные частицы в дисперсионной среде действуют две противоположные силы: сила тяжести и сила диффузии. Сила тяжести способствует седиментации частиц, силы диффузии – равномерному распределению частиц по объему. Способность системы сохранять определенное распределение частиц по объему называется седиментационной или кинетической устойчивостью.

Майонез представляет собой мелкодисперсную сметанообразную эмульсию типа «масло в воде», приготовленную из рафинированных дезодорированных растительных масел с добавлением белковых, вкусовых компонентов и пряностей. Майонез один из наиболее потребляемых (практически повседневных) продуктов на столе россиян, применяется в качестве приправы для улучшения вкуса и усвояемости пищи, а также в качестве добавки при приготовлении различных блюд.

Массовая доля жира в высококалорийном майонезе составляет более 55%, среднекалорийном — 40—55%, низкокалорийном — менее 40%. Массовая доля влаги, поваренной соли, сорбиновой кислоты, кислотность определяются техническим описанием конкретного вида майонеза. Стойкость эмульсии высококалорийного и среднекалорийного майонеза должна быть не менее 98%, низкокалорийного — не менее 97%. Значение рН — 4,0—4,7. Эффективная вязкость — 5,0-20,0 Па∙с.

Майонез является мультикомпонентной системой, а качественный и количественный состав ингредиентов определяет его функции и свойства. Кроме растительного масла и воды, в состав майонеза входят эмульгаторы, стабилизаторы, структурообразователи, а также вкусовые, функциональные и другие пищевые добавки, придающие майонезу различный вкус, аромат, пищевую и физиологическую ценность и позволяющие создать большой ассортимент этих продуктов.

 При производстве майонеза чаще всего используются различные комбинации эмульгаторов, позволяющие при их низком расходе получить высокоустойчивые эмульсии. В качестве эмульгаторов при приготовлении майонеза используют природные пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ). Как правило, природные ПАВ представляют собой белково-липидные комплексы с различным составом, как высоко-, так и низкомолекулярных эмульгирующих веществ. Различные комбинации натуральных эмульгаторов позволяют увеличить эмульгирующий эффект и снизить их общий расход.

В качестве основных эмульгирующих компонентов используются следующие разновидности яичных продуктов: яичный порошок, продукт яичный гранулированный, яичный желток сухой. Содержание яичных продуктов в майонезе в зависимости от рецептуры колеблется от 2 до 6%.

Очень важной проблемой при производстве майонеза является стабилизация эмульсии. Для устойчивости высококалорийных майонезов в отдельных случаях достаточно только эмульгатора. А чтобы придать менее устойчивым средне- и низкокалорийным майонезным эмульсиям долговременную устойчивость и предохранить их от расслоения (при длительном хранении, при изменении температурных режимов, при транспортировке) в рецептуры вводят стабилизаторы. Они должны повышать вязкость дисперсионной среды, препятствуя агрегации и коалесценции масляных капель, т. е. должны быть по своей природе гидрофильными.

При производстве майонеза используют гидроколлоиды, стабилизирующее действие которых обусловлено образованием трехмерной сетчатой структуры с повышением вязкости непрерывной фазы. Кроме того, гидроколлоиды могут взаимодействовать с эмульгаторами, ассоциироваться с ними с образованием стабильных пленок на границе раздела фаз. По химической природе гидроколлоиды являются полисахаридами. Горчичный порошок является вкусовой добавкой, а содержащиеся в нем белки также обеспечивают эмульгирование и структурообразование.

 Из природных стабилизаторов в производстве майонеза наиболее широко применяют крахмал и модифицированный крахмал.