CC BY
213
УДК 664.002.35 А.Н. Архипов, Н.А. Масунов, А.В. Позднякова
ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ПИЩЕВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ
В статье представлены результаты исследований микроструктуры таких пищевых стабилизаторов, как пирофосфат натрия SAPP 28 и SAPP 40. Проведен анализ полученных микрофотографий, компонентного состава данных стабилизаторов. Приведены результаты математической обработки микрофотографий.
Ключевые слова: микроструктура, стабилизатор, загуститель, гелеобразователь, пирофосфат натрия.
A.N. Arkhipov, N.A. Masunov, A.V. Pozdnyakova RESEARCH OF THE MICROSTRUCTURE AND COMPONENT COMPOSITION OF FOOD STABILIZERS
The research results of microstructure of such food stabilizers as sodium pyrophosphate SAPP 28 and SAPP 40 are given in the article. The analysis of the received micrographs and component composition of these stabilizers is given. The results of the micrograph mathematical processing are given.
Key words: microstructure, stabilizer, thickener, gelling agent, sodium pyrophosphate.
Целью настоящей работы является исследование микроструктуры пищевых стабилизаторов SAPP 28 и SAPP 40, являющихся пирофосфатом натрия.
Разработка научных основ пищевого производства связана с поиском универсальных способов воздействия в многокомпонентных водных системах, одним из которых является применение пищевых стабилизаторов структуры [2]. Подходы к их использованию заключаются в смешении их с пищевыми веществами и последующим переводом жидких систем в гелеобразное состояние. Среди известных на данный момент стабилизаторов структуры широко применяются анионные полисахариды как природного (пектин, агар, агароид, пирофосфат), так и искусственного (окисленный крахмал) происхождения. За рубежом большое распространение получили альгинаты, производные целлюлозы, карбоксиметилцеллюлоза (ШЦ), а также различные камеди.
Одним из классических стабилизаторов структуры является агар, который уже значительное время широко применяется в кондитерской промышленности [2]. Однако нарастающий дефицит источника агара обусловил необходимость в замене его другими стабилизаторами структуры. Так, например, к одним из перспективных стабилизаторов структуры можно отнести различного рода пектины. В настоящее время они используются в пищевой и фармацевтической промышленности [1]. Пектины способны образовывать гелеобразные системы, характеризующиеся специфическим набором физико-химических свойств. Было установлено, что пектин оказывает благоприятное действие на организм человека, а ресурсы для производства пектина практически неограниченны [4].
Многие стабилизирующие вещества присутствуют в биологических объектах в форме сеток гидроти-рованных цепей, например, в бактериальных капсулах, клеточных стенках разного возраста растительных тканей, соединительных тканях животных и т.д.
Для исследований микроструктуры пищевых стабилизаторов был применен электронный микроскоп со встроенной анализирующей станцией JEOL JED-2300. На рисунке 1 приведены микрофотографии пирофосфата натрия SAPP 28 при увеличении в 100, 200 и 500 раз.
Структура пирофосфата натрия SAPP 28 представляет собой мелкодисперсную систему, состоящую из частиц кристаллической формы, размер которых составляет 10-100 мкм. Однако встречаются и крупные элементы, размер которых превышает 100 мкм. Насыпная плотность данного стабилизатора структуры составляет 670 г/дм3.
Пирофосфат натрия получают путем дегидратации гидроортофосфатов натрия. В примеси такого стабилизатора структуры присутствуют сульфаты. Пирофосфат натрия практически не растворим в этаноле, зато хорошо растворим в воде. В водных системах с концентрацией пирофосфата натрия 1% рН раствора наблюдается на уровне 9,9-10,8[5].
Данный стабилизатор структуры в основном применяется при производстве мясных и рыбных изделий. Пирофосфат натрия способствует влагоудержанию при варке, набуханию мышечных белков, а также повышению сочности и выхода фаршевых изделий. Кроме того, он обеспечивает стойкость жировых эмульсий и тормозит окислительные процессы в жире, что благоприятно сказывается на качестве готового продукта.
в
Рис. 1. Микроструктура пирофосфата натрия SAPP 28 при кратности увеличения: а - 100 раз; б - 200 раз; в - 500 раз
По результатам анализирующей станции JEOL JED-2300 были получены результаты определения компонентного состава пирофосфата натрия SAPP 28, представленные в таблице 1.
Таблица 1
Компонентный состав пирофосфата натрия SAPP 28
Элемент Относительная масса, %
Углерод 7,69±0,23
Кислород 52,04±1,56
Натрий 18,12±0,54
Фосфор 22,14±0,66
Математическая обработка полученных микрофотографий стабилизаторов структуры заключалась в определении содержания микропустот с помощью программы Corel Photo Paint X3, где проводилось создание маски путем выделения элементов по цвету, перевод фотографии в бинарное изображение и определение содержания искомых элементов с помощью гистограммы.
На рисунке 2 приведена микрофотография пирофосфата натрия SAPP 28 при увеличении в 100 раз (рис. 2, а) и полученная маска микропустот (рис. 2, б). На представленной микрофотографии элементов стабилизатора структуры хорошо контрастируют с фоном, что обеспечивает большую точность определения содержания микропустот, которое составило 12,92±0,3%.
б
Рис. 2. Микропустоты пирофосфата натрия SAPP 28: а - микрофотография с увеличением в 100 раз; б - маска микрофотографии, представленной на рис. (а)
На рисунке 3 приведены микрофотографии пирофосфата натрия SAPP 40 при увеличении в 100, 200 и 500 раз.
Рис. 3. Микроструктура пирофосфата натрия SAPP 40 при кратности увеличения: а - 100 раз; б - 200 раз; в - 500 раз
Микроструктура пирофосфата натрия SAPP 40 схожа с той, что наблюдалась у SAPP 28, однако, вследствие большей насыпной плотности фракции SAPP 40 характеризуются более плотным расположением и большей площадью покрытия. Размер частиц составляет 5-90 мкм. Данный стабилизатор структуры высокой насыпной плотности, равной 710 г/дм3.
а
в
Результаты анализа компонентного состава пирофосфата натрия SAPP 28 приведены в таблице 2. Сравнительный анализ данных из таблиц 1 и 2 позволяет сделать вывод о том, что пирофосфаты натрия SAPP 40 и SAPP 28 характеризуются практически идентичным компонентным составом с различиями от 0,1 до 0,52%.
Таблица 2
Компонентный состав пирофосфата натрия SAPP 40
Элемент Относительная масса, %
Углерод 8,21±0,25
Кислород 51,94±1,55
Натрий 18,22±0,54
Фосфор 21,63±0,65
На рисунке 4 приведены результаты определения микропустот у пирофосфата натрия SAPP 40.
Как уже было отмечено, в структуре пирофосфата натрия SAPP 40 наблюдается более плотное расположение элементов, чем в SAPP 28, что было подтверждено результатами гистограммы - содержание
Рис. 4. Результаты определения доли микропустот пирофосфата натрия SAPP 40: а - микрофотография с увеличением в 100 раз; б - маска микрофотографии, представленной на рис. (а)
Из приведенных результатов следует, что в структуре пирофосфата натрия SAPP 28 преобладают частицы кристаллической формы, размер которых составляет 10-100 мкм, а также из более крупных элементов размером свыше 100 мкм. Основными элементами компонентного состава пирофосфата натрия SAPP 28 являются углерод, кислород, натрий и фосфор. Доля микропустот составляет 12,92±0,3%.
Структура пирофосфата натрия SAPP 40 состоит из плотно расположенных мелкодисперсных частиц неправильной формы, размером 5-90 мкм. Компонентный состав пирофосфата натрия SAPP 40 идентичен таковому у SAPP 28, а доля микропустот составляет 3,26±0,1%.
В заключение стоит отметить, что стабилизирующие системы широко применяются в кондитерской промышленности при изготовлении мармеладно-пастильной группы. Они обеспечивают одну из важнейших функций технологического процесса - перевод сложной вязко-текущей системы в гель [3]. Основными задачами при производстве данного вида продукции являются получение стабильного геля, формирование требуемых реологических свойств и придание необходимых органолептических характеристик конечному продукту. Соответствующая организация технологических процессов, позволяющая решить вышеприведенные задачи, возможна лишь на основе знаний о микроструктуре стабилизаторов структуры и их компонентном составе.
Литература
1. Остроумов Л.А., Ермолаев В.А., Садовая Т.Н. Развитие голубой плесени при созревании сыров // Сыроделие и маслоделие. - 2010. - №6. - С. 16-17.
2. Остроумов Л.А., Садовая Т.Н., Ермолаев В.А. Формы связи влаги в сырах с плесенью // Вестн. Крас-ГАУ. - 2011. - №3. - С. 171-175.
3. Сарафанова Л.А. Применение пищевых добавок в кондитерской промышленности. - М.: Профессия,
2010. - 224 с.
4. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. - М.: Агропромиздат, 1987. - 302 с.
5. URL:http://www.nordspb.ru/sapp.
УДК 664.951.3 + 621.3.082.72 В.В. Селунский, В.Ю. Чурин
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО КОПЧЕНИЯ
В статье показаны преимущества и недостатки электростатического способа копчения продуктов. Дан анализ существующих установок подобного типа с учетом пригодности их к использованию в личном, домашнем хозяйстве.
Предлагается модернизировать конструкцию установки электростатического копчения путем использования выносного дымогенератора тления с неэлектрическим способом подогрева опилок. Приведены чертежи коптильной камеры и дымогенератора, а также схемы соединения его с коптильной камерой при различных способах копчения.
Представлены зависимости, позволяющие рассчитать технические и эксплуатационные характеристики модернизированной установки электростатического копчения при работе ее в автономном режиме, при питании от аккумуляторной батареи.
Показаны результаты испытаний изготовленной установки на примере копчения рыбы (пеляди) холодным способом.
Ключевые слова: установка коптильная, способы копчения, электрокопчение, дымогенератор, эффективность.
V.V. Selunsky, V.Yu. Churn ELECTROSTATIC SMOKING INSTALLATION EFFICIENCY INCREASE
The advantages and disadvantages of the electrostatic way for smoking the products are shown in the article. The analysis of existing installations of this type taking into account their suitability for use in personal, private household is given.
It is offered to modernize the electrostatic smoking installation design by means of use of the portable glow smoke generator with nonelectric way of heating the sawdust. Technical drawings of the smoke-room and smoke generator, and also the schemes for its connection with the smoke-room at various ways of smoking are given.
The dependences allowing to calculate technical and operational characteristics of the modernized electrostatic smoking installation in the process of its work in an independent mode and battery supply are given.
The results of the constructed installation tests on the example of fish smoking (syrok) in the cold way are shown.
Key words: smoking installation, ways of smoking, electrosmoking, smoke generator, efficiency.
В пищевой промышленности широко применяются копченые рыбные продукты и копченые полуфабрикаты - заготовки для дальнейшей переработки и хранения. Копчение заключается в обработке предварительно посоленного рыбного сырья органическими компонентами, образующимися при неполном сгорании (пиролизе) древесины.
В зависимости от температуры процесса различают холодное, горячее и полугорячее копчение [1, 2].
При холодном копчении температура коптильной среды не должна превышать + 40 °С, для того, чтобы белки и ферменты в такой продукции не потеряли нативных свойств (не были денатурированы).
Горячее копчение производится при температуре коптильной среды, превышающей + 80 °С (80-170 °С). Белки при такой температуре полностью денатурируют (провариваются), а ферменты теряют свою активность.
