Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»

Сравнительная характеристика водоудерживающей способности Водоудерживющая способность (ВУС) и эмульгирующая способность (ЭС) белков определяются такими характеристиками белковых молекул, как поверхностное распределе­ние полярных и неполярных групп, гидрофобность, характер взаимодействия с полисахари­дами и др. [93] Абсорбция воды в пищевых продуктах подразумевает наличие воды вокруг макромо­лекул, подвергшихся действию силового взаимодействия, и удерживание воды в текстуре за счет капиллярности, что приводит к увеличению объема воды, удерживаемой в пищевом продукте [94]. Эта абсорбированная вода играет важную роль в формировании консистен­ции комбинированных продуктов, полученных с использованием белковых препаратов. От показателя ВУС зависит не только консистенция и сочность, но и выход готовой продукции. В соответствии с классификацией Осборна [79], белки бобовых в основном представ­лены глобулинами (60-90%) и альбуминами (10-20%). По данным Боултера [95], некоторые сорта бобовых содержат также глютелин (до 15%). Глобулины большинства бобовых состоят преимущественно из двух фракций с константами седиментации 11S и 7S. У сои и люпина содержание 7S-глобулинов обычно выше, чем 11S, их соотношение составляет 1,6. Альбумины и глобулины способны к набуханию. Благодаря наличию полипептидных цепей белков и их расположению, в белковых молекулах действуют силы водородных свя­зей, образуя сетку пептидных цепей. Гидрофильные белковые цепи, образующие гидрофиль­ную поверхность глобулы, обеспечивают водоудерживающую способность белков как рас­тительного, так и животного происхождения [96]. ВУС – одно из важнейших функциональных свойств, зная его значение, легко рассчи­тать содержание ингредиентов и белковых препаратов в рецептуре, которая будет обеспечи­вать необходимые реологические свойства и снижение потерь в процессе технологической обработке. Значение влагоудерживающей способности исследуемых образцов определяли как максимальное количество добавленной воды, при котором не наблюдается отделение водной фазы при центрифугировании образцов, составляющих линейку гидромодулей с разным со­отношением муки и воды. Для определения влагоудерживающей способности готовили восемь вариантов гид­ромодулей при соотношении мука:вода от 1:1,25 до 1:3,0, с шагом увеличения массы воды 0,25 г. Выбор начального и конечного значения, а также шага гидромодуля был осуществлен на основании анализа литературных данных, полученных при изучение ВУС семян зернобо­бовых культур, в том числе сои [88]. В соответствии с имеющимися в литературе рекомендациями, при проведении экспе­римента нами предусматривалось использование воды, нагретой до температуры 74-76 ºС, с последующей выдержкой суспензии в течение 15 мин. Как показали результаты исследований, мука люпина немодифицированная имеет минимальный процент отделившейся воды (5,3) при гидромодуле 1:2,0. Мука люпина моди­фицированная имела минимальный процент отделившейся воды (7,1) при гидромодуле 1:2,25. Мука соевая имела минимальный процент отде­лившейся воды (6,1) при гидромодуле 1:1,75 (табл.20). Таблица 20 – Влияние значения гидромодуля на способность исследуемых образцов люпи­новой и соевой муки удерживать воду, % отделившейся воды Образец муки % отделившейся воды, при гидромодуле (мука:вода): 1:1,25 1:1,5 1:1,75 1:2,0 1:2,25 1:2,5 1:2,75 1:3,0 Мука люпиновая немо­ди-фицированная 0 0 0 5,3 18,4 29,7 44,1 57,2 Мука люпиновая моди-фицированная 0 0 0 0 7,1 19,0 30,9 42,3 Мука соевая 0 0 6,1 24,1 36,4 47,0 56,2 65,7 В таблице 20 указаны различные значения гидромодулей, для всех образцов после достижения определенного гидромодуля происходит отделение воды. Для уточнения гидро­модулей, при которых вода полностью поглотится мукой, нами был проведен пересчет полу­ченных результатов, с учетом процента отделившейся воды, а также с целью выяснения из­менения ВУС при возрастании гидромодулей (табл. 21). Таблица 21 - Водоудерживающая способность исследуемых образцов, г связанной воды/1 г исследуемого образца, при различных значениях гидромодуля Образец Массовая доля воды, удерживаемая образцом, г воды/1 г муки, при различных значениях гидромодуля (мука:вода) 1:1,25 1:1,5 1:1,75 1:2,0 1:2,25 1:2,5 1:2,75 1:3,0 Мука люпиновая немодифи­цированная 1,25 1, 5 1,75 1,89 1,84 1,76 1,54 1,28 Мука люпиновая модифици­рованная 1,25 1,5 1,75 2,0 2,09 2,03 1,9 1,73 Мука соевая 1,25 1,5 1,64 1,52 1,43 1,32 1,2 1,03 Уточненные расчетным путем значения массовой доли воды, обеспечивающей мак­симальную ВУС при различных гидромодулях, приведены также на рис. 14, 16, 18. Математическое описание ВУС проведено с помощью линий тренда, представленных на рис. 15, 17, 19. Линия тренда характеризует изменение показателя ВУС в зависимости от используемого гидромодуля. Данную зависимость также можно описать при помощи раз­личных аналитических зависимостей, которые позволяют спрогнозировать дальнейшее из­менении водоудерживающей способности исследуемых образцов под влиянием изменения количества вносимой воды. Соответствующие зависимости, характеризующие показатель ВУС с математической точки зрения, представлены на рис. 15, 17, 19. Рисунок 14 - Зависимость ВУС муки люпина немодифицированной от значения гидромодуля суспензии (мука:вода), г связанной воды/1 г муки Рисунок 15 - Математическое описание процесса поглощения немодифицированной мукой люпина воды Из представленных на рис. 14 и 15 данных, можно сделать вывод, что при увеличении значений гидромодуля, более 1:2,0, водоудерживающая способность муки люпина немоди­фицированной существенно снижается, обоснованность данной линии тренда и аналитиче­ской зависимости подтверждается высоким значением показателя достоверности аппрокси­мации (R²), выражающим точность отражения формулой и графиком эмпирических данных. Рисунок 16 - Зависимость ВУС муки люпина модифицированной от значения гидромодуля суспензии (мука:вода), г связанной воды/1 г муки Рисунок 17 - Математическое описание процесса поглощения модифицированной мукой люпина воды Из представленных на рис. 16 и 17 данных, можно сказать, что при гидромодуле более 1:2,25 водоудерживающая способность муки люпина модифицированной существенно сни­жается. Рисунок 18 - Зависимость ВУС соевой муки от значения гидромодуля суспензии (мука:вода), г связанной воды/1 г муки Рисунок 19 - Математическое описание процесса поглощения соевой мукой воды Согласно данным, представленным на рис. 14, 16, 18, установлено, что при переходе через определенное значение гидромодуля и при дальнейшем его увеличении ВУС сущест­венно снижается во всех исследуемых образцах. Для муки люпина немодифицированной та­ким гидромодулем стал 1:2,0, для муки люпина модифицированной – 1:2,25, а для соевой муки 1:1,75. Понижение водоудерживающей способности исследуемых образцов при увели­чении гидромодулей, по-видимому, связано с тем, что в процессе набухания при повышен­ной температуре происходят более глубокие изменения белков и углеводов. Белковые моле­кулы при нагреве подвергаются физико-химическим изменениям, в частности денатурации и коагуляции. В процессе нагрева происходит развертывание глобул, образуются межмолеку­лярные связи, происходит агрегация частиц и их осаждение. Это приводит к уменьшению растворимости белков и снижению ВУС. Денатурация ослабляет гидрофильные и усиливает гидрофобные свойства белковых молекул [79]. При возрастающих гидромодулях, вследствие большой атакуемости белков водой, имеющей высокую теплопроводность, процессы дена­турации и коагуляции идут более интенсивно, поэтому ВУС значительно снижается. Исходя из результатов эксперимента и дополнительных расчетов (табл.21), можно сказать, что из трех исследуемых вариантов белковых препаратов самым высоким значением ВУС обладает мука люпина модифицированная, для которой оптимальным соотношением мука:вода является 1:2,09. При таком соотношение происходит полное поглощение мукой воды, при дальнейшим увеличение количества добавляемой воды, начинает происходить от­деление влаги. Для муки люпина немодифицированной максимальной водоудерживающей способностью является 1:1,89, а для соевой муки – 1:1,64. Таким образом, полученное значение ВУС муки люпина модифицированной выше значения ВУС соевой муки на 21,5%, а муки люпина нативной на 10 %. Сравнительная характеристика жироудерживающей способности Важным функционально-технологическим свойством исследуемых образцов белко­вых препаратов люпина является жироудерживающая способность (ЖУС). Поскольку в со­став большинства пищевых продуктов входит жиросодержащее сырье, которое влияет на технологические и пищевые свойства изделий, а также их консистенцию, представлялось це­лесообразным изучить ЖУС исследуемых образцов муки. Содержание собственных липидов в семенах люпина невысокое и составляет в зависимости от сорта и вида от 2 до 10%. В це­лых семенах липазы, как правило, не могут вызывать неограниченный гидролиз, в то время как в тканях, разрушенных с применением механического воздействия, активизируется дей­ствие липаз. Во время разрушения тканей часто наблюдается активация липолиза даже в ус­ловиях низкого содержания воды. Поэтому липиды могут присутствовать в белковых препа­ратах в виде продуктов гидролиза, а не в нативной форме. В зависимости от глубины про­цессов гидролиза и окисления эндолипидов белковых препаратов их функциональные свой­ства будут изменяться. Кроме того, установлено, что в процессе ферментативной модифика­ции могут образовываться комплексы липидов с белками, что, в свою очередь, приводит к изменению функциональных свойств как липидов, так и белков [97]. В этой связи, необходимо установить влияние используемого способа модификации на ЖУС муки люпина и сравнить два исследуемых источника белка – муку сои и люпина по способности удерживать жир при использовании в технологии пищевых продуктов. Для определения ЖУС готовили пять вариантов жиромодулей при соотношении мука:масло от 1:0,25 до 1:1,25, с шагом увеличения массы масла 0,25 г. Выбор начального и конечного значения, а также шага жиромодуля был осуществлен на основании анализа лите­ратурных данных, полученных при изучение ЖУС семян зернобобовых культур, в том числе сои [88]. ЖУС белковых препаратов определяли как максимальное количество добавленного масла, при котором не наблюдается отделение масляной фазы при центрифугировании. Ре­зультаты исследования ЖУС представлены в таблице 22. Таблица 22 – Влияние значения жиромодуля на способность исследуемых образцов люпино­вой и соевой муки удерживать масло, % отделившегося масла Образец муки % отделившегося масла, при жиромодуле (мука:масло): 1:0,25 1:0,5 1:0,75 1:1,0 1:1,25 Мука люпиновая не­модифицированная 0,00 0,00 8,00 32,50 46,30 Мука люпиновая мо­дифицированная 0,00 0,00 6,70 30,70 44,30 Мука соевая 0,00 0,00 10,20 34,90 48,20 Так как, согласно данным представленным в таблице 22, при жиромодуле 1:0,5 (мука:масло) во всех исследуемых образцах не происходит отделение масла, а при внесении масла в количестве 0,75 г наблюдается определенный процент несвязанного масла, необхо­димо было провести пересчет полученных результатов с учетом процента отделившегося масла (табл. 22), с целью определения ЖУС (расчет произведен по формуле (10). Получен­ные результаты представлены в таблице 23. Таблица 23 - Жироудерживающая способность исследуемых образцов муки при различных значениях жиромодуля, г масла/1 г исследуемого образца Образец муки Массовая доля масла, удерживаемого образцом, г масла/1 г муки, при жиромодуле (мука:масло): 1:0,25 1:0,5 1:0,75 1:1,0 1:1,25 Мука люпиновая немодифицированная 0,25 0,5 0,69 0,67 0,67 Мука люпиновая модифицированная 0,25 0,5 0,7 0,69 0,70 Мука соевая 0,25 0,5 0,67 0,65 0,65 Уточненная расчетным путем массовая доля масла, обеспечивающая максимальную ЖУС при различных жиромодулях, приведена на рис. 20,22,24. Математическое описание ЖУС проведено при помощи линий тренда, представлен­ных на рис. 21,23,25. Линия тренда характеризует изменение показателя ЖУС в зависимости от используемого жиромодуля. Данную зависимость также можно описать при помощи раз­личных аналитических формул, которые позволяют спрогнозировать дальнейшее изменении жироудерживающей способности исследуемых образцов под влиянием изменения количе­ства вносимого масла. Соответствующие формулы, характеризующие изменение показателя ЖУС под влиянием изменения жиромодуля, с математической точки зрения, представлены на рис. 21,23,25. Рисунок 20 - Зависимость ЖУС муки люпина немодифицированной от значений жиромодуля (мука:масло), г масла/1 г муки Рисунок 21 - Математическое описание процесса поглощения масла мукой люпина немодифицированной Рисунок 22 - Зависимость ЖУС муки люпина модифицированной от значений жиромодуля (мука:масло), г масла/1 г муки Рисунок 23 - Математическое описание процесса поглощения масла мукой люпина модифицированной Рисунок 24 - Зависимость ЖУС соевой муки от значений жиромодуля (мука:масло), г масла/1 г муки Рисунок 25 - Математическое описание процесса поглощения масла соевой мукой Согласно представленным в табл. 23 и на рис. 20-25 данным, можно сказать, что при жиромодуле более 1:0,75 не происходит дальнейшего увеличения ЖУС исследуемых образ­цов. Оптимальными значениями ЖУС (г муки:г масла) являются: для муки люпина немоди­фицированной – 1:0,69, для муки люпина модифицированной – 1:0,7, для соевой муки - 1:0,67. Исходя из полученных результатов, можно сказать, что нативная и модифицирован­ная мука люпина практически не отличаются по способности удерживать жир. ЖУС соевой муки несколько меньше, в сравнении с люпиновой, в связи с тем, что соевая мука содержит около 20% жиров.

Похожие:

	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... ...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (Ленина)»
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Исполнитель: Учреждение Российской академии наук Институт физики микроструктур ран
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет учебно-научно-производственный...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет учебно-научно-производственный...
	1. Банковский сектор2 Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет...
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики микроструктур Российской академии наук
	Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики микроструктур Российской академии наук		Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет...