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.