Биополимерлер, ауын езбесі жне сзбе негізіндегі таамды сірнелерді реологиялы асиеттері
Автор: Тюсюпова Б.Б., Артыкова Д.М., Тажибаева С.М., Мусабеков К.Б.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Техника и технологии
Статья в выпуске: 3 (120), 2018 года.
Бесплатный доступ
Определено влияние количества творога с пониженной жирностью на структурно-меха-нические свойства структурированных систем на основе концентрата дыни. Рост прочности системы обоснован формированием сетки Н-связей между белковой сывороткой и кальциевыми солями в твороге и пектинами дынный мякоти, стабилизированных гидрофобными взаимо-действиями между их неполярными участками. Показана возможность увеличения модуля уп-ругости, равновесного модуля, истинного предела текучести, пластичности, а также, значения коэффициента устойчивости, текучести, добавлением творога в систему, полученных на осно-ве дынного концентрата.
Короткий адрес: https://sciup.org/140237829
IDR: 140237829
Текст научной статьи Биополимерлер, ауын езбесі жне сзбе негізіндегі таамды сірнелерді реологиялы асиеттері
Кіріспе
Қазіргі уақытта табиғи қоспаларды тағам ретінде қолдану қарқынды дамуда. Тағамтану адам ағзасының қалыптасуына және денсаулы-ғының қалыпты жағдайда болуына үлкен әсерін тигізеді. ХХI ғасырда адамның өмір сүру сал-тымен бірге, тағамтану құрылымы да өзгере бастаған. Қазіргі заманғы адамдардың ағзасын-дағы энергияны қалыпты ұстау үшін, тағам өнімдерінің мөлшері сәйкес келу керек. Соңғы уақытта тірі ағзаға кері әсер ететін экологиялық жағдай аз мөлшердегі синтетикалық ингре-диенттері бар тағам өнімдерін арттыруды қажет етеді. Мұндай өнімдердің біріне - табиғи сүттен дайындалған сүзбені жатқызуға болады. Сүзбе-нің құрамы дәрумендер, минералды заттар, ақ-уыздар және т.б. компонеттермен байытылған. Сүзбенің құрамында адам ағзасының қызметі үшін маңызды макро-микро элементтердің барлығы бар. Сүзбе құрамындағы кальций тұз-дарының мол болуына байланысты одан дайын-далатын тағамдар балаларға және диабетик-терге ұсынылады [1].
Сонымен бірге, синтетикалық қоспалар-ды диеталық талшықтары, органикалық қыш-қылдары және басқа да көптеген табиғи затта-ры бар, биополимерлермен, бақшалық жеміс-термен алмастыруға болады. Айта кететін жайт, адам ағзасының ең үлкен тапшылығы -диеталық талшық, оның күнделікті тұтыну мөлшерлемесі 25-30 г. Дегенмен, бүгінгі күні талшықтың тұтынылуы орта есеппен 10-13 г құрайды [2,3]. Адам рационында диеталық тал-шықтың айтарлықтай жетіспеушілігін ескерсек, азық-түлік талшықтарының негізі полисаха-ридтермен байытылған тағамдардың ауқымын кеңейту өте өзекті мәселе. Жоғары сапалы тағам өнімдеріне қажеттілікті қанағаттандыру казiргi куннщ непзп элеуметык-экономикалык езеки мэселелерiнiн бiрi болып отыр.
Осыған орай, жұмыстың мақсаты табиғи талшыктармен кунарлантан кауын концентраты, биополимерлер - агар-агар, желатин жэне дәрумендермен байытылған сүзбеден алынған ciрнелердiн курылымдануын зерттеу жэне ку-рылымдык-механикалык сипаттамаларын аныктау, олардын нэтижесiнде таFамнын кун-дылыFы арттырылFан диеталык аспаздык сiр-нелер алу.
Зерттеу нысандары мен әдістері
Зерттеу барысында курылым тYзгiш ком-понеттер ретiнде биополимер агар-агар, желатин, майлылыFы 1,8% (майлы сYзбеге караFан-да, майлылығы төмен сүзбеде кальций мөлшері жоғары болады), ал дәмдік қасиет беретін және пектиндік заттар көзіне байытылған диеталық талшык ретiнде кауыннын концентраты кол-данылды [5]. ^урылымданFан жYЙелердiн бе-рiктiгi мен реологиялык касиеттерiн Вейлер-Ребиндер курылFыларында тангенциалды жылжымалы табакша бойынша жэне конустык пластометр эдiстерiмен елшендi [4].
Талдау нәтижелері
Қазіргі заманда жасөспірімдердің сүт өнімдерімен өте аз тамақтанатыны анықталған. Ал эрбiр тэттыер, жылдам даярланатын фастфуд балалар арасында артық салмақ қосып, диабет, жYрек, кан тамырлары ауруына шал-дыккандар санын сонFы кезде айтарлыктай арт-тырған. Бүгінгі таңда әрбір үшінші баланың салмаFы артып жэне жасеспiрiмдер аFзасында дэрумендердiн, кальцийдщ жетiспеуiнен сYЙек-тiн морт сынFыштыFы аландатуда. ОсыFан бай-ланысты, аFзаFа эсерi керi таFам енiмдерiн же-мiс-жидек пен сYт енiмдерiне алмастыру ете манызды.
Осы мақсатпен табиғи ингредиенттер агар-агар, желатин, бакшалык есiмдiк кауын концентраты жэне iрiмшiк жYЙелерiнiн курылымдануын Вейлер-Ребиндердщ тангенциалды жылжымалы табакшалы курылFысында зертте-лiндi. Тангенциалды жылжымалы табакша бойынша козFалудын шектi кернеуiн аныктау ар-кылы сiрненiн берiктiгiн шамалауга болады. Эдiстiн принцип курылымданFан жYЙеге ба- тырылған табақшаның қозғалуы үшін қажетті кYштiн елшенуiнде.
1-шi суретте желатин-кауын (1), желатин-кауын-сYзбе (2), агар-кауын (3) жэне агар-ка-уын-сYзбе (4) коспаларынын курылымдану қисықтары келтірілген. Алынған нәтижелер бойынша, қауын концентраты қатысында агар жэне желатин сiрнелерiнiн курылымдануы жо-Fары. Негiзi агар-кауын жэне желатин-кауын жYЙелерiнiн курылымдану механизмдерi ал-дынFы зерттеулерде егжей-тегжейлi карасты-рылған [4]. Қауын қатысында жүйелердің берік курылым тYзуi, курамындаFы негiзгi компонет-тер пектиндi талшыктардын эсерi [4]. Пектин консистенцияны қалыптастырады, сонымен бірге радиопротекторлық және детоксикация касиеттерiне ие. Сондыктан пектиндi поли-функционалды қоспаларға жатқызуға болады [8-10]. СYт енiмдерiн ендiруде пектиннiн мун-дай касиеттерi биологиялык кунды, баFалы жэне кауiпсiз функционалдык касиеттерi бар та-мақ өнімдерін алуға үлкен мүмкіндік туғызады. Пектиндер жасушалык кабырFада кептеген ка-сиеттер аткарады: жасушалык кабырFа кеуегi-нщ шамасын аныктайды; онын рН-ын жэне иондық балансын анықтайтын жасушалық қабырғада беттік зарядтың болуын қамтамасыз етеді; жасушааралық адгезияның біркелкілігін реттеуге және орталық пластинканың түзілуіне қатысады. Пектиндер жасушалық қабырғаның арнайы ферменттерін пектиннің зарядталған торында электростатикалық бекіту жолымен таратпай устап тура алады [9].
Ал 3-шi, 4-шi кисыктар бойынша, жалпы сірнелердің құрылымдануына сүзбенің әсері керсетыген. Эсiресе, желатин-кауын кон-центраты-сYзбе катысында, сYзбенiн ен темен мелшерiнде берiктiлiк мэнi 7,0^104 дин/см2 болса, ал агар-кауын концентраты-сYзбе катысында берiктiлiк мэнi 9,5^104 дин/см2 жоFары болатындығын байқалды. Яғни, сірнелердің курылымдануында сYзбе он эсер керсеттi. Се-бебi, сYзбе курамынын негiзгi белiгi белок-тардын сарсуынан жэне кальций туздарынан турады [1]. Ал акуыз сарсуы, сYзбе курамын-дағы негізгі құрылым құрайтын агент болып табылады.

1 сурет - Желатин-кауын (1), агар-кауын (2), желатин-кауын-iрiмшiк (3) жэне агар-кауын-iрiмшiк (4) коспала-рыныц курылымдану кисыктары
Осы жYЙелердiц курылымдануына сYзбе-нің оң әсерін нақты анықтау үшін, тәжірибе П.А. Ребиндердш, конустык пластометр при-борында жYргiзiлдi. Ребиндер конустык пласто-метр1 дисперст1 жYЙелердiц шект1 ыFысу кер-неуін өлшеуге негізделген және үлкен дискке асылулы металдық жіпке байланған конуспен сипатталады. Бул эд1ст1ц принцип ыдыска са-лынған зерттелетін затқа белгілі бір жүкпен енгізілген конус тереңдігімен анықталуында. Бұл әдістің зерттеу нәтижесінде де, сүзбе әсерінен сірнелердің құрылымдануы жоғары мэндерге ие болатындыFы байкалды (2 сурет).

2 сурет - Желатин-кауын (1), агар-кауын (2), желатин-кауын-iрiмшiк (3) жэне агар-кауын-iрiмшiк (4) коспаларыныц курылымдану кисыктары
Тағам өндіріс саласы конкуренциясының кYшеюiне байланысты ешмнщ дэмд1к касиет-терінің талабымен бірдей оның құрылымдық сипаттамаларына да айтарлықтай қатаң талап койылады.
Тағамдық массалардың ішінде өзінің рео-логиялық қасиеті бойынша әр түрлі мате-риалдар кездеседі. Өнімді технологиялық өңдеу процесінде бір реологиялық күйден екінші бір күйге ауысатын, оның ішінде көбінесе бастап-қы зат қасиетіне қарама-қарсы қасиетке ауысу жағдайлары жиі болатыны белгілі. Мысалы, мармеладты қалыпқа құйғанда салқындату әсе-рінен жүйе тұтқыр (аққыш) күйден қатты (сын-ғыш) күйге ауысады [6-9].
Материалдардың негізгі реологиялық физика-механикалық қасиеттеріне: серпімділік, пластикалықтылық, тұтқырлық және беріктілік жатады.
Дисперстік жүйелер мен полимерлердің концентрлі ерітініділерінің бұзылмаған құры-лымының серпімді-пластикалық-тұтқыр қа-сиеттерін анықтау үшін белгілі бір тұрақты ығысу кернеуінің Р = const әсерінен жүзеге аса-тын ығысу ( ε ) – уақыт( τ ) деформация қисықта-рын тәжірибе жүзінде зерттеу ұсынылған.
Зерттеу нәтижесі бойынша 1-ші кестеде агар, агар-қауын, агар-қауын-ірімшік, желатин-қауын және желатин-қауын-ірімшік жүйеле-рінің құрылымдық-механикалық константа-лары және сипаттамалары келтірілген.
1 кесте – Жүйелердің құрылымдық-механикалық сипаттамалары
Құрылымдық-механикалық сипаттамалары |
Агар-қауын |
Агар-қауын-ірімшік |
Желатин-қауын |
Желатин-қауын-ірімшік |
құрылымдық-механикалық константалар |
||||
Е 1, Н/м2 |
1,02∙105 |
1,6∙105 |
2,58∙105 |
5,27∙105 |
Е 2, Н/м2 |
7,43∙105 |
4,8∙105 |
4,58∙105 |
2,56∙105 |
Е, Н/м2 |
8,95∙103 |
1,2∙105 |
1,65∙105 |
4,62∙105 |
Р к1 , Н/м2 |
500 |
2100 |
750 |
2000 |
η, пз |
9,9∙109 |
3,7∙109 |
5,34∙109 |
1,45∙108 |
құрылымдық-механикалық қасиеттері |
||||
Θ, с |
110677,18 |
3083,04 |
3327,27 |
313,85 |
λ |
0,12 |
0,25 |
0,171 |
0,36 |
1/Е 1 |
9,8∙10-7 |
6,23∙10-7 |
3,87∙10-7 |
1,9∙10-7 |
1/Е 2 |
1,35∙10-7 |
2,09∙10-7 |
2,18∙10-7 |
3,91∙10-7 |
1/Е |
1,12∙10-5 |
8,32∙10-7 |
6,06∙10-7 |
2,16∙10-7 |
1/η, пз-1 |
1,01∙10-10 |
2,7∙10-10 |
1,8210-10 |
6,910-9 |
П, сек-1 |
5,05∙10-7 |
5,68∙10-6 |
1,37∙10-6 |
1,4∙10-4 |
К у , % |
1,59 |
1,99 |
11,99 |
14,8 |
Бұл мәндерден сүзбені агар-қауын және желатин-қауын жүйелеріне енгізу серпімділік модулін, тепе-теңдік модулін, ағудың нақты шегін, созылғыштық, сонымен қатар тұрақты-лық коэффициенті, аққыштық мәндерін артты-ратыны байқалды. Сүзбе тұтқырлық, Максвелл релаксация периоды шамаларын төмендетеді. Бұл құбылыстар тамақ өнеркәсібінде сірне алу-дың технологиялық процестерін оңайлатады.
Сонымен, агар-қауын концентраты және желатин-қауын концентраты жүйелерінің құ-рылымдануына сүзбенің оң әсері анықталды. Және сүзбені енгізу жүйелердің құрылымдық-механикалық сипаттамаларын реттеу мүмкін-дігі көрсетілді.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
-
1. Крупин А.В. Физико-химические процессы при гелеобразовании молочной сыворотки // Техни-
ка и технология пищевых производств. – 2009. -Т.14, №3. - С. 79-82.
-
2. Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология. -Новосибирск: Сиб. Унив. Изд-во, 2004. - 548 с.
-
3. Банковская Н.В. Значение пищевых волокон для профилактики неинфекционных заболеваний. [Электронный ресурс]. Режим доступа. URL: http://www.niipitan.com.ua/files/1287407682.pdf (дата обращения 14.02.2018 г.).
-
4. Tazhibayeva S., Tanybayeva A., Tyusyupova B.B., Musabekov K., Zhumabayeva A. Structure formation in food systems based on agar-agar and melon pulp // Biotechnology and Environment Management. – 2014. - №4. - Р. 52-56.
-
5. Макаров В.Н., Влазнева Л.Н., Миронов А.М., Черенкова Т.А. Пектинсодержащие желе и витаминизированные соусы на основе натурального плодоовощного сырья // Пищевая промышленность. – 2008. - № 8. - С. 18-19.
-
6. Мухамеджанова М . Ю., Филатова А.В., Джурабаев Д., Тураев А.С. Процессы гелеобразования и реологические свойства умеренно-концентрированных водных растворов цитрусового пектина в пристуствии ионов поливалентных металлов // Химия растительного сырья. - 2012. - №1. - С. 51-60.
-
7. Пивоваров Е.Р., Кондратюк Н.В., Степанова Т.М. Особенности разработки технологии низкокалорийных желе на основе полисахаридов // Технологии бизнеса и сервиса. – 2016. - Т.13. - №3. - С.45-49.
-
8. Сенахов А. В., Садов Ф.И. Исследование структурно-механических и реологических свойств
водных растворов неизменных загустителей // Коллоидн. журнал - 1979. - № 4. - С. 103-109.
-
9. Колмакова Н. Пектин и его применение в производстве специальных фруктовых наполнителей // Пищевая промышленность. - 2003. - № 7. - С. 58-60.
-
10. Пивоваров П.П., Пивоваров Е.П., Кондратюк Н.В., Степанова Т.М. Перспективы использования агаро-пектиновой смеси в технологии желе // Новое в технике и технологии пищевых производств. - 2013. - №2. - С. 142-148.
Список литературы Биополимерлер, ауын езбесі жне сзбе негізіндегі таамды сірнелерді реологиялы асиеттері
- Крупин А.В. Физико-химические процессы при гелеобразовании молочной сыворотки//Техни-ка и технология пищевых производств. -2009. -Т.14, №3. -С. 79-82.
- Спиричев В.Б., Шатнюк Л.Н., Позняковский В.М. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология. -Новосибирск: Сиб. Унив. Изд-во, 2004. -548 с.
- Банковская Н.В. Значение пищевых воло-кон для профилактики неинфекционных заболева-ний. . Режим доступа. URL: http://www.niipitan.com.ua/files/1287407682.pdf (дата обращения 14.02.2018 г.).
- Tazhibayeva S., Tanybayeva A., Tyusyupova B.B., Musabekov K., Zhumabayeva A. Structure formation in food systems based on agar-agar and melon pulp//Biotechnology and Environment Management. -2014. -№4. -Р. 52-56.
- Макаров В.Н., Влазнева Л.Н., Миронов А.М., Черенкова Т.А. Пектинсодержащие желе и ви-таминизированные соусы на основе натурального плодоовощного сырья//Пищевая промышленность. -2008. -№ 8. -С. 18-19.
- Мухамеджанова М.Ю., Филатова А.В., Джурабаев Д., Тураев А.С. Процессы гелеобразова-ния и реологические свойства умеренно-концентри-рованных водных растворов цитрусового пектина в пристуствии ионов поливалентных металлов//Химия растительного сырья. -2012. -№1. -С. 51-60.
- Пивоваров Е.Р., Кондратюк Н.В., Степанова Т.М. Особенности разработки технологии низкокало-рийных желе на основе полисахаридов//Технологии бизнеса и сервиса. -2016. -Т.13. -№3. -С.45-49.
- Сенахов А. В., Садов Ф.И. Исследование структурно-механических и реологических свойств водных растворов неизменных загустителей//Коллоидн. журнал -1979. -№ 4. -С. 103-109.
- Колмакова Н. Пектин и его применение в производстве специальных фруктовых наполнителей//Пищевая промышленность. -2003. -№ 7. -С. 58-60.
- Пивоваров П.П., Пивоваров Е.П., Кондратюк Н.В., Степанова Т.М. Перспективы ис-пользования агаро-пектиновой смеси в технологии желе//Новое в технике и технологии пищевых произ-водств. -2013. -№2. -С. 142-148.