بيت الفطور

الماء في الطعام. الرطوبة الحرة والمقيدة في الطعام

المدرجة في جميع المنتجات الغذائية. من حيث الحجم الذي تحتله في الكتلة الكلية للعديد من المنتجات الغذائية ، فإن الماء هو العنصر الأكثر أهمية ، ويؤثر على العديد من خصائصها النوعية ، وخاصة الملمس والبنية. أعلى محتوى مائي نموذجي للفواكه والخضروات (72-95٪) ، الحليب (87-90٪) ، اللحوم (58-74٪) ، الأسماك (62-84٪). تم العثور على كمية أقل من الماء بشكل ملحوظ في السمن والزبدة (15.7-32.6٪) والنشا (14-20٪) والحبوب والدقيق والحبوب والمعكرونة والفواكه المجففة والخضروات والفطر والمكسرات (10-14٪) والشاي (8.5. ٪). توجد أقل كمية من الماء في مسحوق الحليب (4.0٪) ، حلوى الكراميل (3.6٪) ، ملح الطعام (3.0٪) ، دهون الطبخ (0.3٪) ، الزيت النباتي والسكر (0.1٪).

في الأنسجة الحيوانية والنباتية ، الماء هو المكون الأكثر تغيرًا في التركيب الكيميائي. على سبيل المثال ، في البطاطس ، اعتمادًا على التنوع النباتي الاقتصادي ، ومنطقة النمو ، والتربة ، والظروف المناخية وموسم النمو ، تتراوح كمية المياه من 67 إلى 83٪.

في المنتجات المصنوعة من المواد الخام النباتية والحيوانية - السكر ، والحلويات ، والجبن ، وما إلى ذلك - يتم تنظيم محتوى الماء وفقًا للمعايير.

بالنسبة للعديد من المنتجات الغذائية ، يعتبر محتوى الماء (الرطوبة) مؤشرًا مهمًا للجودة. يؤدي انخفاض أو زيادة محتوى الماء مقابل المعيار المعمول به للمنتج إلى تدهور جودته. على سبيل المثال ، يؤدي انخفاض الرطوبة في مربى البرتقال والمربى إلى تفاقم قوامها ومذاقها ، كما أن فقدان الرطوبة في الفواكه والخضروات الطازجة يقلل من انتفاخ الخلايا بنسبة 5-7٪ ، وبالتالي تصبح خاملة ومترهلة وتنخفض جودتها بشكل حاد وتتدهور بسرعة. .

الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الماء ليست مستقرة على الرف ، لأنها تطور الكائنات الحية الدقيقة بسرعة. يساهم الماء في تسريع العمليات الكيميائية والكيميائية الحيوية وغيرها من العمليات في المنتجات الغذائية. تتأثر اللحوم والأسماك النيئة بسهولة بالبكتيريا ، بينما تتأثر الفواكه والخضروات بسهولة بفطريات العفن.

يتم حفظ المنتجات ذات المحتوى المائي المنخفض بشكل أفضل ، ويتم تخزين الدقيق والحبوب والمعكرونة والفواكه والخضروات المجففة وغيرها من المنتجات لفترة طويلة ؛ في ظل الرطوبة العالية ، تتعفن هذه المنتجات بسرعة أثناء التخزين.

ومع ذلك ، غالبًا ما يتم تخزين المنتجات الغذائية المختلفة التي لها نفس محتوى الرطوبة بشكل مختلف. لقد وجد أنه من المهم أشكال توصيل المياه المرتبطة بالمواد الرئيسية للمنتجات الغذائية. لمراعاة هذه العوامل ، في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، ظهر مفهوم جديد - نشاط المياه،يرمز لها ث. يتم التعبير عن نشاط الماء a w كنسبة ضغط بخار الماء على منتج معين إلى ضغط بخار الماء على الماء النقي عند نفس درجة الحرارة. يميز النشاط المائي حالة الماء في المنتجات الغذائية ويحدد مدى توفرها للتفاعلات الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. عادة ، كلما زاد عدد المياه في حالة مقيدة ، قل نشاطها. ولكن حتى المياه المقيدة في ظل ظروف معينة يمكن أن يكون لها نشاط معين.

حسب النشاط المائي تنقسم المنتجات الغذائية إلى ثلاث مجموعات:

1. منتجات غذائية طازجة غنية بالمياه ، يبلغ نشاطها 0.95-1.0. وتشمل هذه الخضروات الطازجة والفواكه والعصائر والحليب واللحوم والأسماك وما إلى ذلك ؛

2. منتجات غذائية مصنعة ذات نشاط مائي يتراوح بين 0.90 و 0.95. وتشمل الخبز والنقانق المسلوقة ولحم الخنزير والجبن ، وما إلى ذلك ؛

3. منتجات غذائية ذات نشاط مائي يصل إلى 0.90. وتشمل هذه الجبن والزبدة والنقانق المدخنة والفواكه الجافة والخضروات والحبوب والدقيق والمربى وما إلى ذلك. غالبًا ما يكون نشاط الماء في هذه المنتجات 0.65-0.85 ، ومحتوى الرطوبة 15-30٪.

لمنع عدد من التفاعلات الكيميائية الفيزيائية والكيميائية الحيوية التي تقلل من جودة المنتجات الغذائية أثناء التخزين ، وتلفها الميكروبيولوجي ، فإن الأداة الفعالة هي تقليل نشاط الماء في المنتجات الغذائية. للقيام بذلك ، استخدم التجفيف والتجفيف وإضافة مواد مختلفة (الملح والسكر وما إلى ذلك) والتجميد. النشاط المائي المنخفض يعيق تطور الكائنات الحية الدقيقة والتفاعلات الفيزيائية والكيميائية والكيميائية الحيوية. لكل نوع من الكائنات الحية الدقيقة عتبة منخفضة للنشاط المائي ، والتي يتوقف نموها تحتها.

بالإضافة إلى التأثير على العمليات التي تحدث أثناء تخزين الطعام ، فإن النشاط المائي مهم أيضًا لقوام المنتجات. أقصى نشاط مائي مسموح به في المنتجات الجافة دون فقدان الخصائص المرغوبة هو 0.34-0.50 ، اعتمادًا على المنتج (حليب مجفف ، مقرمشات). هناك حاجة إلى نشاط مائي مرتفع للمنتجات ذات القوام الناعم التي لا ينبغي أن تكون هشة.

المنتجات الغذائية استرطابية . استرطابية تشير إلى خصائص المنتجات التي تمتص من الغلاف الجوي المحيط وتحتفظ بخار الماء. تعتمد الاسترطابية على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمنتجات وبنيتها ووجود مواد ملزمة للماء فيها ، وكذلك على درجة حرارة الهواء المحيط ورطوبته وضغطه. .

أثناء تخزين المنتجات الغذائية ، يتم إنشاء محتوى رطوبة متوازن ، حيث لا يوجد امتصاص للرطوبة بواسطة المنتجات من البيئة ، ولا تنتقل الرطوبة من المنتجات إلى البيئة. تحدث هذه الحالة عندما يكون ضغط بخار الماء فوق المنتجات مساويًا للضغط الجزئي لبخار الماء في الفضاء المحيط عند نفس درجة حرارة الهواء المحيط والمنتج.

محتوى الرطوبة المتوازن للمنتجات ديناميكي ، حيث يتغير حسب الظروف الخارجية - الرطوبة ودرجة حرارة الهواء والضغط ، وكذلك على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتج. عندما تتغير الظروف الخارجية ، يتغير محتوى الرطوبة المتوازن للمنتجات ، ثم يعيد تأسيس نفسه عند مستوى جديد.

عند اختيار ظروف تخزين الطعام ، يوصى بإنشاء مثل هذه الرطوبة النسبية التي لا تفسد فيها الكائنات الحية الدقيقة المنتجات ولا تقلل من جودتها بسبب الجفاف أو الذبول أو الرطوبة الزائدة. لذلك ، عند تخزين الدقيق ، يجب أن تكون الرطوبة النسبية للهواء 70٪ ، البطاطس الطازجة والتفاح - 90-95 ، الخضار الخضراء - 100٪.

مقدمة 2

الرطوبة الحرة والمقيدة في الطعام 3

نشاط المياه. تساوي درجة حرارة الامتصاص 9

النشاط المائي واستقرار الغذاء 13

دور الجليد في استقرار الغذاء 17

طرق تحديد الرطوبة في المنتجات الغذائية 19

الاستنتاج 20

المراجع 21

مقدمة

الماء عنصر مهم في الغذاء. إنه موجود في مجموعة متنوعة من المنتجات النباتية والحيوانية كمكون خلوي وخارج الخلية ، كوسيط تشتيت ومذيب ، يحدد تناسقها وهيكلها ويؤثر على المظهر والطعم واستقرار تخزين المنتج. من خلال تفاعله الفيزيائي مع البروتينات والسكريات والدهون والأملاح ، يساهم الماء بشكل كبير في نسيج الطعام.

تؤثر كمية الماء في المنتجات الغذائية على جودتها ومدة صلاحيتها. لا يتم الاحتفاظ بالمنتجات القابلة للتلف التي تحتوي على نسبة عالية من الرطوبة لفترة طويلة بدون تعليب. يساهم الماء الموجود في المنتجات في تسريع العمليات الكيميائية والكيميائية الحيوية وغيرها من العمليات فيها. الأطعمة ذات المحتوى المائي المنخفض تحافظ على حالتها.

تحتوي العديد من أنواع المنتجات الغذائية على كمية كبيرة من الرطوبة ، مما يؤثر سلبًا على ثباتها أثناء التخزين. نظرًا لأن الماء يشارك بشكل مباشر في عمليات التحلل المائي ، فإن إزالته أو ربطه عن طريق زيادة محتوى الملح أو السكر يمنع العديد من التفاعلات ويمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة ، وبالتالي إطالة العمر الافتراضي للمنتجات. من المهم أيضًا ملاحظة أن إزالة الرطوبة عن طريق التجفيف أو التجميد تؤثر بشكل كبير على التركيب الكيميائي والخصائص الطبيعية.

الغرض من هذا العمل هو دراسة خصائص وسلوك الماء والثلج في المنتجات الغذائية.

لتحقيق هذا الهدف ، يتم حل المهام الرئيسية التالية:

دراسة الأشكال المختلفة لتوصيل المياه في المنتجات الغذائية ؛

توضيح علاقة النشاط المائي للمنتجات الغذائية بخصائصها الفيزيائية والكيميائية والريولوجية والتكنولوجية ، وكذلك التغيرات النوعية أثناء المعالجة والتخزين.

الرطوبة الحرة والمقيدة في الطعام

يلعب الماء في الطعام دورًا مهمًا ، كما لوحظ بالفعل ، لأنه يحدد تناسق وهيكل المنتج ، كما أن تفاعله مع المكونات الموجودة يحدد استقرار المنتج أثناء التخزين.

تشير الرطوبة الكلية للمنتج إلى كمية الرطوبة فيه ، ولكنها لا تميز مشاركتها في التغيرات الكيميائية والبيوكيميائية والميكروبيولوجية في المنتج. تلعب نسبة الرطوبة الحرة والمقيدة دورًا مهمًا في ضمان ثباتها أثناء التخزين. ترتبط الرطوبة المقيدة بالمياه ، وترتبط بقوة بمكونات مختلفة - البروتينات والدهون والكربوهيدرات بسبب الروابط الكيميائية والفيزيائية. الرطوبة الحرة هي رطوبة غير مرتبطة بالبوليمر ومتاحة للتفاعلات الكيميائية الحيوية والكيميائية والميكروبيولوجية. لنلقِ نظرة على بعض الأمثلة.

مع محتوى رطوبة حبيبي من 15 - 20٪ ماء مقيد 10 - 15٪. مع ارتفاع نسبة الرطوبة ، تظهر الرطوبة الحرة ، مما يساهم في تعزيز العمليات الكيميائية الحيوية (على سبيل المثال ، إنبات الحبوب).

تحتوي الفواكه والخضروات على نسبة رطوبة تصل إلى 75-95٪. في الأساس ، إنه ماء مجاني ، ومع ذلك ، يتم الاحتفاظ بحوالي 5 ٪ من الرطوبة بواسطة الغرويات الخلوية في حالة مرتبطة بإحكام. لذلك ، من السهل تجفيف الخضار والفواكه بنسبة تصل إلى 10-12٪ ، لكن التجفيف إلى محتوى رطوبة أقل يتطلب استخدام طرق خاصة.

يمكن تحويل معظم الماء الموجود في المنتج إلى ثلج عند درجة حرارة -5 درجة مئوية ، وكل ذلك عند درجة حرارة -50 درجة مئوية وأقل. ومع ذلك ، فإن نسبة معينة من الرطوبة المقيدة بشدة لا تتجمد حتى عند -60 درجة مئوية.

"ربط الماء" و "الترطيب" هما تعريفان يميزان قدرة الماء على الارتباط بالمواد المحبة للماء بدرجات متفاوتة من القوة. يعتمد حجم وقوة ارتباط الماء أو الترطيب على عوامل مثل طبيعة المكون غير المائي ، وتكوين الملح ، ودرجة الحموضة ، ودرجة الحرارة.

في بعض الحالات ، يتم استخدام مصطلح "المياه المقيدة" دون تحديد معناه ، ولكن يتم أيضًا تقديم الكثير من تعريفاته. وفقا لهم ، فإن الرطوبة المصاحبة:

يميز محتوى الرطوبة المتوازن للعينة عند درجة حرارة معينة ورطوبة نسبية منخفضة ؛

لا يتجمد في درجات حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية وأقل) ؛

لا يمكن أن تكون بمثابة مذيب للمواد المضافة ؛

يعطي عصابة في أطياف الرنين المغناطيسي للبروتون ؛

يتحرك جنبًا إلى جنب مع الجزيئات الكبيرة عند تحديد معدل الترسيب واللزوجة والانتشار ؛

يوجد بالقرب من المذاب والمواد غير المائية الأخرى وله خصائص تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في كتلة الماء بأكملها في النظام.

تعطي هذه العلامات وصفًا نوعيًا كاملاً إلى حد ما للمياه المقيدة. ومع ذلك ، فإن تقييمها الكمي بواسطة ميزة أو أخرى لا يضمن دائمًا تقارب النتائج. لذلك ، يميل معظم الباحثين إلى تحديد الرطوبة المقيدة فقط من خلال اثنتين من العلامات المذكورة أعلاه. بهذا التعريف ، رطوبة مقيدة -إنه الماء الموجود بالقرب من المذاب والمكونات غير المائية الأخرى ، وقد قلل من الحركة الجزيئية وخصائص أخرى مختلفة عن تلك الموجودة في كتلة الماء بأكملها في نفس النظام ، ولا يتجمد عند -40 درجة مئوية. يشرح هذا التعريف الجوهر المادي للمياه المقيدة ويوفر إمكانية إجراء تقييم كمي دقيق نسبيًا لها ، منذ ذلك الحين. يمكن قياس المياه التي لا تتجمد عند -40 درجة مئوية بنتيجة مُرضية (على سبيل المثال ، بطريقة PMR أو قياس السعرات الحرارية). في هذه الحالة ، يختلف المحتوى الفعلي للرطوبة المقيدة حسب نوع المنتج.

تختلف أسباب ارتباط الرطوبة في الأنظمة المعقدة. الأكثر ارتباطًا هو ما يسمى بـ عضويا ماء.يمثل نسبة صغيرة جدًا من الماء في الأطعمة عالية الرطوبة ويوجد ، على سبيل المثال ، في مناطق فجوة البروتينات أو كجزء من الهيدرات الكيميائية. المياه الأخرى شديدة الترابط هي الرطوبة القريبة ،وهو عبارة عن طبقة أحادية مع معظم المجموعات المحبة للماء للمكون غير المائي. الماء المرتبط بهذه الطريقة مع الأيونات والمجموعات الأيونية هو أكثر أنواع المياه المجاورة إحكامًا. المجاورة للطبقة الأحادية ماء متعدد الطبقات(ماء من الامتزاز متعدد الجزيئات) ، مكونًا عدة طبقات خلف المياه القريبة. على الرغم من أن الطبقة المتعددة هي رطوبة أقل إحكامًا من الرطوبة المحيطة ، إلا أنها لا تزال مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالمكون غير المائي بحيث تختلف خصائصها بشكل كبير عن الماء النقي. وبالتالي ، فإن الرطوبة المقيدة تتكون من المياه "العضوية" ، القريبة ، وتقريباً كل المياه الموجودة في الطبقات المتعددة.

بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤدي الكميات الصغيرة من الماء في بعض أنظمة الخلايا إلى تقليل الحركة وضغط البخار بسبب وجود الماء في الشعيرات الدموية. يصبح الانخفاض في ضغط البخار والنشاط المائي (a w) مهمًا عندما يكون قطر الشعيرات الدموية أقل من 0.1 ميكرومتر.من ناحية أخرى ، تحتوي معظم المنتجات الغذائية على شعيرات دموية يبلغ قطرها من 10 إلى 100 ميكرومتر ، والتي ، على ما يبدو ، لا يمكن أن تكون كبيرة. تؤثر على انخفاض في w في المنتجات الغذائية.

تحتوي المنتجات الغذائية أيضًا على الماء الذي تحتفظ به المصفوفة الجزيئية. على سبيل المثال ، يمكن أن تحتوي البكتين والنشا ، والأنسجة النباتية والحيوانية ، بكمية صغيرة من المواد العضوية ، على كميات كبيرة من الماء.

على الرغم من أن بنية هذه المياه في الخلايا والمصفوفة الجزيئية لم يتم تحديدها بوضوح ، إلا أن سلوكها في أنظمة الغذاء وأهميتها لجودة الغذاء واضح. لا يتم إطلاق هذه المياه من المنتج الغذائي حتى تحت قوة ميكانيكية عالية. من ناحية أخرى ، في المعالجة التكنولوجية ، يتصرف مثل الماء النقي تقريبًا. يمكن ، على سبيل المثال ، إزالته عند تجفيفه أو تحويله إلى ثلج عند التجميد. وبالتالي ، فإن خصائص هذا الماء ، مثل الماء الحر ، محدودة نوعًا ما ، لكن جزيئاته تتصرف مثل جزيئات الماء في المحاليل الملحية المخففة.

هذه المياه هي التي تشكل الجزء الرئيسي من الماء في الخلايا والمواد الهلامية ، ويؤثر تغيير كميتها بشكل كبير على جودة المنتجات الغذائية. على سبيل المثال ، غالبًا ما يؤدي تخزين المواد الهلامية إلى فقدان الجودة بسبب فقدان هذه المياه (ما يسمى بالتآزر). غالبًا ما يؤدي تجميد الأنسجة إلى انخفاض غير مرغوب فيه في قدرة الاحتفاظ بالمياه أثناء عملية الذوبان.

يصف الجدولان 1 و 2 خصائص الأنواع المختلفة للرطوبة في الأطعمة.

ملكيات	حر	الماء في مصفوفة جزيئية كبيرة
وصف عام	الماء الذي يمكن إزالته بسهولة من المنتج. تسود روابط الماء والماء والهيدروجين. لديها خواص مشابهة للماء في المحاليل الملحية الضعيفة. لديه خاصية التدفق الحر	الماء الذي قد يكون تمت إزالته من المنتج. ماء- روابط الماء والهيدروجين تسود. خصائص المياه على غرار الماء في المحاليل الملحية المخففة. التدفق الحر صعب
		هلام أو مصفوفة الأنسجة
نقطة التجمد	أقل بقليل من الماء النقي
القدرة على أن تكون مذيب	كبير
التنقل الجزيئي مقارنة بالماء النقي	إلى حد ما أقل
المحتوى الحراري للتبخر مقارنة بالمياه النقية	دون تغييرات كبيرة
	المحتوى الرطوبي الكلي للأطعمة ذات المحتوى المرتفع الرطوبة (90٪ H 2 0) ،٪	96%
منطقة تساوي الحرارة	يتكون الماء في المنطقة الثالثة من الماء الموجود في المناطق الأولى والثانية ، + الماء المضاف أو المزال داخل المنطقة الثالثة
	في حالة عدم وجود المواد الهلامية و الهياكل الخلوية هذا الماء مجاني الحد الأدنى للمنطقة الثالثة غامض ويعتمد على المنتج ودرجة الحرارة	في وجود المواد الهلامية أو جميع الهياكل الخلوية الماء ملزمة في مصفوفة جزيئية. أدنى حدود المنطقة الثالثة غير واضحة و يعتمد على المنتج ودرجة الحرارة
سبب مشترك تلف المواد الغذائية منتجات	معدل مرتفع لمعظم ردود الفعل ، نمو الكائنات الحية الدقيقة

ملكيات	المياه المرتبطة عضويا	أحادي الطبقة	متعدد الطبقات
وصف عام	الماء كجزء شائع من المكون غير المائي	الماء الذي يتفاعل بقوة مع المجموعات المحبة للماء للمكونات غير المائية بواسطة أيون الماء أو رابطة ثنائي القطب المائي ؛ الماء في الشعيرات الدموية الدقيقة (ت< 0,1 \ م)	المياه المجاورة للطبقة الأحادية والتي تشكل عدة طبقات حول المجموعة المحبة للماء / المكون المائي. تسود روابط الماء والماء والمذاب بالهيدروجين
نقطة التجمد مقارنة بالمياه النقية	الماء كجزء شائع من المكون غير المائي			لا يتجمد عند -40 درجة مئوية	لا يتجمد عند -40 درجة مئوية	لا يتجمد معظمها عند درجة حرارة -40 درجة مئوية ، ويتجمد الباقي عند درجة حرارة أقل بكثير
القدرة على العمل كمذيب	لا	لا	ضعيف نوعا ما
التنقل الجزيئي	صغير جدا	أقل بكثير	أقل
المحتوى الحراري للتبخير مقارنة بالماء النقي	بشكل كبير	زيادة كبيرة	متضخم إلى حد ما
منطقة تساوي الحرارة الامتصاص	يُظهر الماء المرتبط عضويًا نشاطًا صفريًا تقريبًا ، وبالتالي فهو موجود في أقصى الطرف الأيسر من المنطقة.	يتكون الماء في المنطقة 1 من متساوي الحرارة من كمية صغيرة من الرطوبة العضوية مع بقية الرطوبة أحادية الطبقة. الحد الأعلى للمنطقة I غير واضح ويختلف حسب المنتج ودرجة الحرارة	تتكون المياه في المنطقة 11 من المياه الموجودة في المنطقة الأولى + المياه المضافة أو المزالة داخل المنطقة الثانية (رطوبة متعددة الطبقات). حدود المنطقة الثانية غير واضحة وتختلف حسب المنتج ودرجة الحرارة
استقرار الغذاء	الأكسدة الذاتية	الاستقرار الأمثل عند w = 0.2-0.3	إذا زاد محتوى الماء فوق قاع المنطقة الثانية ، يزداد معدل جميع التفاعلات تقريبًا

نشاط المياه. متساوي الحرارة الامتصاص

من المعروف منذ فترة طويلة أن هناك علاقة (وإن كانت بعيدة عن الكمال) بين محتوى الرطوبة في الأطعمة والحفاظ عليها (أو تلفها). لذلك ، فإن الطريقة الرئيسية لإطالة العمر الافتراضي للمواد الغذائية كانت دائمًا لتقليل محتوى الرطوبة عن طريق التركيز أو الجفاف.

ومع ذلك ، في كثير من الأحيان ، تفسد الأطعمة المختلفة التي تحتوي على نفس المحتوى الرطوبي بشكل مختلف. على وجه الخصوص ، وجد أنه من المهم مقدار الماء المرتبط بالمكونات غير المائية: الماء ، الأكثر ارتباطًا بقوة ، أقل قدرة على دعم العمليات التي تدمر (تفسد) المنتجات الغذائية ، مثل النمو الميكروبي والتفاعلات الكيميائية المائي.

لحساب هذه العوامل ، تم إدخال مصطلح "النشاط المائي". هذا المصطلح هو بالتأكيد وصف أفضل لتأثير الرطوبة على فساد الطعام من مجرد محتوى الرطوبة. بطبيعة الحال ، هناك عوامل أخرى (مثل تركيز 0 2 ، ودرجة الحموضة ، وحركة الماء ، ونوع المذاب) ، والتي يمكن أن يكون لها في بعض الحالات تأثير أقوى على تدمير المنتج. ومع ذلك ، يرتبط نشاط الماء جيدًا بمعدل العديد من التفاعلات المدمرة ويمكن قياسه واستخدامه لتقييم حالة الماء في الأطعمة ومشاركته في التغيرات الكيميائية والكيميائية الحيوية. نشاط الماء (أ ث) هو نسبة ضغط بخار الماء فوق منتج معين إلى ضغط بخار الماء النقي عند نفس درجة الحرارة. يتم تضمين هذه النسبة في الصيغة الديناميكية الحرارية الأساسية لتحديد طاقة الربط للرطوبة مع المادة (معادلة Rehbinder):

∆F = L = RTln = -RT-lna w

وفقًا لقيمة النشاط المائي (الجدول 3) ، يتم تمييز ما يلي: المنتجات ذات الرطوبة العالية (أ ث = 1.0-0.9) ؛ المنتجات ذات المحتوى الرطوبي المتوسط (أ ث = 0.9-0.6) ؛ المنتجات ذات المحتوى الرطوبي المنخفض (أ = 0.6-0.0).

الجدول 3 - النشاط المائي (أ ث) في المنتجات الغذائية

المنحنيات التي توضح العلاقة بين محتوى الرطوبة (كتلة الماء ، جم H2 0 / جم DM) في منتج غذائي مع نشاط الماء فيه عند درجة حرارة ثابتة تسمى متساوي الامتصاص. المعلومات التي يقدمونها مفيدة لتوصيف عمليات التركيز والجفاف (لأن سهولة أو صعوبة إزالة الماء مرتبطة بـ w) وكذلك لتقييم استقرار المنتجات الغذائية. على التين. يوضح 10.5 درجة حرارة امتصاص الرطوبة للمنتجات ذات المحتوى العالي من الرطوبة (على مدى واسع من محتوى الرطوبة).

الشكل 1. متساوي امتصاص الرطوبة للمنتجات ذات الرطوبة العالية

ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار وجود الرطوبة المقيدة ، فإن متساوي الامتصاص للمنطقة ذات المحتوى الرطوبي المنخفض في المنتجات الغذائية له أهمية أكبر (الشكل 1)

الشكل 2. متساوي امتصاص الرطوبة في منطقة ذات محتوى رطوبة منخفض في الأطعمة.

لفهم أهمية متساوي الامتصاص ، من المفيد النظر في المناطق من الأول إلى الثالث.

تختلف خصائص الماء في المنتج اختلافًا كبيرًا عندما تنتقل من المنطقة الأولى (محتوى رطوبة منخفض) إلى المنطقة الثالثة (محتوى رطوبة مرتفع). المنطقة I من الأيزوثرم تتوافق مع الماء ، والذي يكون شديد الامتصاص والأكثر ثباتًا في المواد الغذائية. يتم امتصاص هذا الماء بسبب تفاعلات أيون الماء القطبي وثنائي القطب المائي. المحتوى الحراري لتبخير هذا الماء أعلى بكثير من الماء النقي ، ولا يتجمد عند -40 درجة مئوية. لا يمكن أن يكون مذيبًا ، ولا يوجد بكميات كافية للتأثير على خصائص البلاستيك للمادة الصلبة ؛ إنها مجرد جزء منه.

تتوافق نهاية الرطوبة العالية للمنطقة الأولى (حدود المناطق الأولى والثانية) مع طبقة أحادية من الرطوبة. بشكل عام ، المنطقة I- تقابل جزءًا صغيرًا للغاية من إجمالي الرطوبة في منتج غذائي عالي الرطوبة.

تتكون المياه في المنطقة الثانية من المياه الموجودة في المنطقة الأولى والمياه المضافة (الارتشاف) للحصول على المياه المغلقة في المنطقة الثانية. تشكل هذه الرطوبة طبقات متعددة وتتفاعل مع الجزيئات المجاورة من خلال روابط الماء والماء والهيدروجين. المحتوى الحراري للتبخير للمياه متعددة الطبقات أعلى إلى حد ما من الماء النقي. معظم هذه المياه لا تتجمد عند -40 درجة مئوية ، كما هو الحال مع الماء المضاف إلى منتج غذائي يحتوي على محتوى رطوبة يتوافق مع حدود المناطق الأولى والثانية. يشارك هذا الماء في عملية الذوبان ، ويعمل كعامل ملدن ويساهم في تورم المصفوفة الصلبة. عادةً ما تشكل المياه في المناطق 2 و 1 أقل من 5٪ من إجمالي الرطوبة في الأطعمة عالية الرطوبة.

تتكون المياه في المنطقة الثالثة من متساوي الحرارة من المياه التي كانت في المنطقة الأولى والثانية وتمت إضافتها لتشكيل المنطقة الثالثة. في منتج غذائي ، هذه المياه هي الأقل ارتباطًا والأكثر قدرة على الحركة. في المواد الهلامية أو أنظمة الخلايا ، يكون مرتبطًا ماديًا ، بحيث يصعب تدفقه العياني. من جميع النواحي الأخرى ، فإن هذا الماء له نفس خصائص الماء في محلول ملحي مخفف. يحتوي الماء المضاف (أو المزال) لتكوين المنطقة الثالثة على محتوى حراري من التبخر يشبه تقريبًا الماء النقي ، ويتجمد وهو مذيب ، وهو أمر مهم للتفاعلات الكيميائية ونمو الميكروبات. الرطوبة النموذجية للمنطقة III (سواء كانت حرة أو محتجزة في مصفوفة الجزيئات الكبيرة) تزيد عن 95٪ من كل الرطوبة في المواد عالية الرطوبة. حالة الرطوبة ، كما هو موضح أدناه ، مهمة لاستقرار الغذاء.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن متساويات الامتصاص التي يتم الحصول عليها عن طريق إضافة الماء (الارتشاف) إلى عينة جافة لا تتطابق تمامًا مع متساوي الحرارة التي تم الحصول عليها عن طريق الامتصاص. هذه الظاهرة تسمى التخلفية. تتميز متساوي درجة حرارة امتصاص الرطوبة للعديد من المنتجات الغذائية بالتباطؤ. يمكن أن يختلف مقدار التباطؤ ، وانحدار المنحنيات ، ونقاط البداية والنهاية لحلقة التباطؤ بشكل كبير اعتمادًا على عوامل مثل طبيعة المنتج الغذائي ، ودرجة الحرارة ، ومعدل الامتصاص ، ومستوى الماء الذي تمت إزالته أثناء الامتصاص.

كقاعدة عامة ، تكون درجة حرارة الامتصاص (الارتشاف) ضرورية عند دراسة استرطابية المنتجات ، والامتصاص مفيد لدراسة عمليات التجفيف.

النشاط المائي واستقرار الغذاء

في ضوء ما سبق ، من الواضح أن استقرار الغذاء والنشاط المائي مرتبطان ارتباطًا وثيقًا.

في الأطعمة ذات الرطوبة المنخفضة ، وأكسدة الدهون ، والبني غير الأنزيمي ، وفقدان المواد القابلة للذوبان في الماء (الفيتامينات) ، يمكن أن يحدث التلف الناتج عن الإنزيمات. هنا يتم قمع نشاط الكائنات الحية الدقيقة. في المنتجات ذات الرطوبة المتوسطة ، يمكن أن تحدث عمليات مختلفة ، بما في ذلك تلك التي تنطوي على كائنات دقيقة. في العمليات التي تحدث في الرطوبة العالية ، تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورًا حاسمًا.

تبدأ أكسدة الدهون عند أدنى مستوى. مع ازديادها ، ينخفض معدل الأكسدة تقريبًا إلى حدود المنطقتين 1 و 2 على متساوي الحرارة ، ثم يزداد مرة أخرى إلى حدود المنطقتين II و III. زيادة أخرى في w مرة أخرى يقلل من معدل الأكسدة. يمكن تفسير هذه التغييرات من خلال حقيقة أنه عند إضافة الماء إلى مادة جافة ، يحدث تصادم مع الأكسجين أولاً. هذه المياه (المنطقة الأولى) تربط الأكاسيد المائية وتصطدم بمنتجات تحللها وبالتالي تمنع الأكسدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الماء المضاف يرطب أيونات المعادن التي تحفز الأكسدة ، مما يقلل من فعاليتها.

يمكن تفسير الحد الأقصى للظلام الملحوظ من خلال بداية التوازن في عملية الانتشار ، والتي يتم التحكم فيها من خلال اللزوجة ودرجة الانحلال ونقل الكتلة. عند النشاط المائي المنخفض ، يؤدي الانتشار البطيء للمواد المتفاعلة إلى إبطاء معدل التفاعل. مع زيادة محتوى الرطوبة ، يؤدي الانتشار الأكثر حرية إلى تسريع التفاعل حتى ، في الجزء العلوي من نطاق الرطوبة ، يؤدي انحلال المواد المتفاعلة إلى إبطائه مرة أخرى. وبالمثل ، يؤدي التركيز العالي للماء إلى إبطاء مسار التفاعل في تلك الخطوات القابلة للعكس التي تنتج الماء.

يمكن أن تستمر التفاعلات الأنزيمية عند محتوى رطوبة أعلى من محتوى الرطوبة في الطبقة الأحادية ، أي عندما يكون هناك ماء مجاني. من الضروري نقل الركيزة. بالنظر إلى هذا ، من السهل فهم سبب اعتماد معدل التفاعلات الأنزيمية على w.

عند w المقابلة لمحتوى الرطوبة للطبقة الأحادية ، لا توجد مياه مجانية لنقل الركيزة. بالإضافة إلى ذلك ، في عدد من التفاعلات الأنزيمية ، يلعب الماء نفسه دور الركيزة.

بالنسبة لمعظم البكتيريا ، فإن القيمة الحدية a w = 0.9 ، ولكن ، على سبيل المثال ، بالنسبة إلى St. aureusa w = 0.86. تنتج هذه السلالة مجموعة من السموم الحشرية A و B و C و D و E. ترتبط معظم حالات التسمم الغذائي بالسموم A و D. يمكن أن تنمو الخمائر والعفن عند قيم نشاط مائي أقل.

أثناء تخزين الطعام ، يؤثر نشاط الماء على حيوية الكائنات الحية الدقيقة. لذلك ، فإن نشاط الماء في المنتج مهم لمنع تلفه الميكروبيولوجي.

في الأساس ، يحدث تلف المنتجات ذات الرطوبة المتوسطة بسبب الخمائر والعفن ، أقل من البكتيريا. الخميرة تسبب تلف العصائر والحلويات والمربى والفواكه المجففة. العفن - اللحوم والمربى والكعك والبسكويت والفواكه المجففة (الجدول 4).

الجدول 4 - النشاط المائي ونمو الكائنات الحية الدقيقة في الأطعمة

منطقة ث	الكائنات الدقيقة التي يتم تثبيطها بقيمة أقل من w من هذه المنطقة	أغذية خاصة بالمنطقة أ
1,00-0,95	الزائفة. الإشريكية.	الفواكه والخضروات واللحوم والأسماك ،
بروتيوس. الشيغيلة ، كليبسيلا.	الحليب والنقانق محلية الصنع والخبز ،
عصية. المطثية العظمية.	الأطعمة التي تحتوي على السكر
بعض الخميرة	(-40٪) وكلوريد الصوديوم (~ 7٪)
0,95-0,91	السالمونيلا ، Vibrioparahaemolyticus ، Cbotulinum ، Serratia Lactobacillus ، Pediococcus ، بعض الفطريات ، الخميرة (Rhodotorula ، Pichia)	بعض الجبن ولحم الخنزير المعلب وبعض مركزات عصير الفاكهة والأطعمة التي تحتوي على السكر (~ 55٪) وكلوريد الصوديوم (~ 12٪)
0,91-0,87			العديد من الخمائر (المبيضات ، Torulopsis ، Hansenula) Micrococcus	سجق مخمر من نوع السلامي ، أجبان جافة ، مارجرين ، بسكويت سائب ، أطعمة تحتوي على سكر (65٪) ، كلوريد الصوديوم (15٪).
0,87-0,80			العديد من الفطريات (البنسليوم الفطري	معظم مركزات عصير الفاكهة ، حليب مكثف محلى ، شوكولاتة ، شراب ، دقيق ، أرز ، منتجات مخفوقة بنسبة رطوبة 15-17٪ ، كعك فواكه ، لحم خنزير
البنسليا) ؛ المكورات العنقودية			العديد من الفطريات (البنسليوم الفطري
المذهبة. غالبية
السكريات. ديباريوميسيس
0,80-0,75	معظم البكتيريا المحبة للملوحة ، الرشاشيات الفطرية	المربى والمربى والفواكه المجمدة
0,75-0,65	الأنواع الجافة من العفن (الفطريات) (Asp. chevalieri ؛ Asp. canidus ؛ Wallemiasebi) Saccharomycesbisporus	دبس السكر والفواكه المجففة والمكسرات
0,65-0,60	الخميرة الأسموفيلية (Saccharomyces rouxii) ؛ بعض القوالب (Asp. echinulatus ، Monascusbisporus)	فواكه مجففة تحتوي على 15-20٪ الرطوبة والكراميل والعسل
لا الكائنات الحية الدقيقة		فواكه مجففة تحتوي على 15-20٪ الرطوبة والكراميل والعسل	عجينة بنسبة 12٪ رطوبة ، بهارات بنسبة 10٪ رطوبة
لا الكائنات الحية الدقيقة	0,5		عجينة بنسبة 12٪ رطوبة ، بهارات بنسبة 10٪ رطوبة
0,4	لا الكائنات الحية الدقيقة	مسحوق بيض مع رطوبة -5٪
0,3	لا الكائنات الحية الدقيقة	بسكويت ، مقرمشات ، مقرمشات بالرطوبة -3-5٪
0,2	لا الكائنات الحية الدقيقة	مسحوق الحليب مع -2-3٪ نسبة الرطوبة ، والخضروات الجافة مع ~ 5٪ محتوى الرطوبة ، ورقائق الحبوب مع محتوى الرطوبة -5٪ ، والمقرمشات

من الطرق الفعالة لمنع التلف الميكروبيولوجي وعدد من التفاعلات الكيميائية التي تقلل من جودة المنتجات الغذائية أثناء التخزين هو تقليل النشاط المائي في المنتجات الغذائية. لتقليل نشاط الماء ، يتم استخدام الطرق التكنولوجية مثل التجفيف والتجفيف وإضافة مواد مختلفة (السكر والملح وما إلى ذلك) والتجميد. من أجل تحقيق نشاط أو نشاط آخر للمياه في المنتج ، من الممكن تطبيق طرق تكنولوجية مثل:

الامتزاز - يتم تجفيف المنتج ثم ترطيبه إلى مستوى رطوبة معين ؛

التجفيف عن طريق التناضح - يتم غمر المنتجات الغذائية في المحاليل التي يكون نشاطها المائي أقل من النشاط المائي للمنتجات الغذائية.

في كثير من الأحيان ، يتم استخدام محاليل السكر أو الأملاح لهذا الغرض. في هذه الحالة ، يوجد تياران متعاكسان: ينتشر المذاب من المحلول إلى المنتج ، وينتشر الماء من المنتج إلى المحلول. لسوء الحظ ، فإن طبيعة هذه العمليات معقدة ، ولا توجد بيانات كافية حول هذه المسألة في الأدبيات.

لتحقيق النشاط المائي المطلوب ، يتم إضافة مكونات مختلفة إلى المنتج المعالج بإحدى الطرق المذكورة أعلاه ويسمح لها بالوصول إلى حالة التوازن ، لأن. غالبًا ما تفشل عملية التجفيف وحدها في تحقيق الاتساق المطلوب. يمكن أن تزيد أجهزة الترطيب من رطوبة المنتج ولكنها تقلل من كثافة الماء. المرطبات الغذائية المحتملة هي النشا ، وحمض اللبنيك ، والسكريات ، والجلسرين ، وما إلى ذلك.

دور الجليد في استقرار الغذاء

التجميد هو الطريقة الأكثر شيوعًا لحفظ (حفظ) العديد من الأطعمة. يتحقق التأثير المطلوب بدرجة أكبر من التعرض لدرجة حرارة منخفضة مقارنة بتكوين الجليد. يؤدي تكوين الجليد في هياكل الخلايا الغذائية والمواد الهلامية إلى نتيجتين مهمتين:

أ) تتركز المكونات غير المائية في مرحلة عدم التجميد (توجد مرحلة عدم التجميد في المنتجات الغذائية في جميع درجات حرارة التخزين) ؛

ب) يزداد حجم كل الماء الذي يتحول إلى جليد بنسبة 9٪.

أثناء التجميد ، يمر الماء إلى بلورات جليدية بدرجات نقاوة مختلفة ، لكنها عالية إلى حد ما. لذلك تتركز جميع المكونات غير المائية في كمية مخفضة من الماء غير المجمد. نتيجة لهذا التأثير ، فإن المرحلة غير المجمدة تغير بشكل كبير الخصائص مثل الأس الهيدروجيني ، الحموضة القابلة للمعايرة ، القوة الأيونية ، اللزوجة ، نقطة التجمد ، التوتر السطحي ، إمكانات الأكسدة والاختزال. يمكن أيضًا أن يتغير هيكل الماء والتفاعل المذاب في الماء بشكل كبير.

يمكن أن تزيد هذه التغييرات من معدلات التفاعل. وبالتالي ، فإن التجميد له تأثيران متعاكسان على معدل التفاعلات: درجة الحرارة المنخفضة بحد ذاتها ستقلله ، وسيزيد تركيز المكونات في الماء غير المجمد في بعض الأحيان. وهكذا ، أظهر عدد من الدراسات زيادة في معدل تفاعلات الاسمرار غير الأنزيمية التي تحدث في تفاعلات مختلفة عند التجميد.

يجب أن يؤخذ عامل إمكانية زيادة معدل التفاعلات المختلفة في الأطعمة المجمدة في الاعتبار أثناء تخزينها ، حيث سيؤثر هذا العامل على جودة المنتجات.

أظهرت العديد من الدراسات أن انخفاضًا كبيرًا في معدل التفاعل (أكثر من مرتين) يحدث عند تخزين المنتجات الغذائية في درجة حرارة منخفضة بدرجة كافية (-18 درجة مئوية).

في درجات حرارة سالبة قريبة بدرجة كافية من نقطة تجمد الماء (0 درجة مئوية) ، تحدث زيادة في نسبة البروتين غير المنحل. عند درجة حرارة -18 درجة مئوية ، ينخفض عدم تذويب البروتين بشكل كبير ، وهذا يخلق ظروفًا مثالية لتخزين الطعام.

طرق تحديد الرطوبة في المنتجات الغذائية

تقدير محتوى الرطوبة الكلي

التجفيف إلى وزن ثابت: يتم حساب محتوى الرطوبة من الفرق في كتلة العينة قبل وبعد التجفيف في فرن عند درجة حرارة 100-105 درجة مئوية. هذه هي الطريقة القياسية لتحديد الرطوبة الخامسالتحكم التقني الكيميائي للمنتجات الغذائية. نظرًا لأن الطريقة تعتمد على تجفيف العينة إلى وزن ثابت ، فإن الطريقة تتطلب الكثير من الوقت للتحليل.

المعايرة وفقًا لطريقة Karl Fischer المعدلة ، وتعتمد الطريقة على استخدام تفاعل الأكسدة والاختزال الذي يتضمن اليود وثاني أكسيد الكبريت ، والذي يحدث في وجود الماء. يتيح استخدام الكواشف العضوية المختارة خصيصًا تحقيق الاستخراج الكامل للمياه من المنتج الغذائي ، كما يساهم استخدام الإيميدازول كقاعدة عضوية في التفاعل شبه الكامل. يتم حساب محتوى الرطوبة للمنتج من كمية اليود المستخدمة في المعايرة. تتميز الطريقة بالدقة العالية واستقرار النتائج (بما في ذلك المحتوى الرطوبي المنخفض للغاية) والتحليل السريع.

تحديد الرطوبة الحرة والمقيدة

قياس المسعر التفاضلي: إذا تم تبريد العينة إلى درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية ، فإن الرطوبة الحرة ستتجمد ، ولن تتجمد الرطوبة المقيدة. عندما يتم تسخين عينة مجمدة في جهاز قياس السعرات الحرارية ، يمكن قياس الحرارة المستهلكة عند ذوبان الجليد. يتم تعريف المياه غير المتجمدة على أنها الفرق بين الماء العادي والمياه المتجمدة.

طريقة قياس الوزن الحراري: تعتمد الطريقة على تحديد معدل التجفيف. في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، فإن الحدود بين منطقة معدل التجفيف الثابت والمنطقة التي ينخفض فيها هذا المعدل ، تميز الرطوبة المقيدة.

القياسات العازلة: تعتمد الطريقة على حقيقة أن ثوابت العزل الكهربائي للماء والجليد عند درجة حرارة 0 درجة مئوية متساوية تقريبًا. ولكن إذا كان جزء من الرطوبة مرتبطًا ، فيجب أن تكون خصائصه العازلة للكهرباء مختلفة تمامًا عن الخواص العازلة للماء والجليد.

قياس السعة الحرارية: السعة الحرارية للماء أكبر من السعة الحرارية للثلج مع ارتفاع درجة حرارة الماء ، تنكسر الروابط الهيدروجينية. تستخدم هذه الخاصية لدراسة حركة جزيئات الماء. توفر قيمة السعة الحرارية للمياه اعتمادًا على محتواها في البوليمرات معلومات عن كمية المياه المربوطة. إذا كان الماء مرتبطًا على وجه التحديد بتركيزات منخفضة ، فإن مساهمته في السعة الحرارية تكون صغيرة. في نطاق قيم الرطوبة العالية ، يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال الرطوبة الحرة ، والتي تكون مساهمتها في السعة الحرارية أكبر بحوالي مرتين من مساهمة الجليد.

NMR تتكون الطريقة من دراسة تنقل المياه في مصفوفة ثابتة. في حالة وجود رطوبة حرة ومحددة ، يتم الحصول على خطين في طيف الرنين المغناطيسي النووي بدلاً من خط واحد للمياه السائبة.

خاتمة

يجب تحديد المحتوى المائي للمواد الغذائية. يؤثر تقليل محتوى الماء أو زيادته على جودة المنتج. لذلك ، يتدهور مظهر وطعم ولون الجزر والأعشاب والفواكه والخبز مع انخفاض الرطوبة ، والحبوب والسكر والمعكرونة - مع زيادتها. العديد من المنتجات قادرة على امتصاص بخار الماء ، أي أنها مسترطبة (سكر ، ملح ، فواكه مجففة ، مقرمشات). نظرًا لأن الرطوبة تؤثر على القيمة الغذائية للمنتجات الغذائية ، وكذلك على شروط وأحكام التخزين ، فهي مؤشر مهم في تقييم جودتها.

لا يظل المحتوى المائي للمواد الغذائية أثناء نقلها وتخزينها ثابتًا. اعتمادًا على خصائص المنتجات نفسها ، فضلاً عن الظروف البيئية ، تفقد الرطوبة أو تصبح رطبة. المنتجات التي تحتوي على الكثير من الفركتوز (عسل ، كراميل) ، وكذلك الفواكه المجففة والخضروات والشاي والملح لها رطوبة عالية (القدرة على امتصاص الرطوبة). يتم تخزين هذه المنتجات في درجة رطوبة نسبية لا تزيد عن 65-70٪

يعد النشاط المائي أحد أهم العوامل في تحديد جودة وسلامة المنتجات التي يتم استهلاكها يوميًا. يؤثر النشاط المائي على العمر الافتراضي للأطعمة وسلامتها وهيكلها ورائحتها. كما أنه حيوي لاستقرار المستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل. لأن النشاط المائي مهم جدًا ، يجب قياسه بدقة وبسرعة.

كمية المياه في العديد من المنتجات ، كقاعدة عامة ، يتم توحيدها وفقًا لمعايير تشير إلى الحد الأعلى لمحتواها ، نظرًا لأن هذا لا يعتمد فقط على الجودة والحفاظ على الجودة ، ولكن أيضًا القيمة الغذائية للمنتجات.

فهرس:

1. الماء في المنتجات الغذائية / تحرير R.B. دكوورث. - الترجمة من اللغة الإنجليزية. - م: صناعة المواد الغذائية ، 1980. - 376 ص.

2. Ginzburg A.S.، Gromov M.A.، Krasovskaya G.I. الخصائص الحرارية الفيزيائية للمنتجات الغذائية: كتيب. - م: أغروبروميزدات ، 1990. -287 ص.

3. Leistner، L. Barrier Technologies: طرق المعالجة المشتركة التي توفر الاستقرار والسلامة والجودة للمنتجات الغذائية / L. Leistner، G. Gould. - الترجمة من اللغة الإنجليزية. - م: VNII لصناعة اللحوم. في. جورباتوفا ، 2006. - 236 ص.

4. Moik I.B. قياس الحرارة والرطوبة للمنتجات الغذائية. إد. I.A. Rogova-M: Agropromizdat ، 1988. - 303 ص.

5. كيمياء الغذاء / Nechaev A.P.، Traubenberg S.E.، Kochetkova A.A. وآخرين. أ. Nechaev. الطبعة الثالثة ، المنقحة - سانت بطرسبرغ: GIORD ، 2004. - 640 ثانية.

6. ريبيندر ، ب. حول أشكال تواصل الماء مع المادة في عملية التجفيف / في الكتاب. مقابل. اجتماع حول كثافة العمليات وتحسين جودة المواد أثناء التجفيف في الصناعات الرئيسية والزراعة. - م: Profizdat ، 1958. -483 ثانية.

7. http://labdepot.ru/lab/water1.html

8. http://www.upack.by/articles.php

9. http://www.giord.ru/0419205820310.php

10. http://labdepot.ru/lab/water1.html

إن تأثير الماء على الجسم مرتفع للغاية بحيث يصعب المبالغة في تقديره. بدون سائل ، يبدأ انتهاك عمليات التمثيل الغذائي ، ويحدث خلل في عمل جميع الأجهزة والأنظمة. إذن ما فائدة الماء بالضبط للجسم ، وما هو المستوى الذي يجب أن يحافظ على توازنه فيه؟

كمية الماء في الجسم وفوائدها

"الماء هو أضعف وأضعف مخلوق في العالم ، ولكنه لا يقهر في التغلب على العسر والصلب ، وليس له مثيل في العالم" (أطروحة صينية من القرنين الرابع والثالث قبل الميلاد "تاو دي جينغ"). أساس كل الحياة هو الماء. في حالة عدم وجود الماء ، تتوقف الحياة ، ولكن بمجرد توفرها ، حتى بكميات صغيرة ، تولد الحياة في الطبيعة من جديد. في جسم الإنسان ، تساهم كمية كافية من الماء أيضًا في تكوين وشفاء واستعادة جميع الأنظمة ووظائفها.

من الصعب المبالغة في تقدير تأثير الماء على جسم الإنسان. الماء ضروري لإذابة المواد المفيدة فيه ونقلها إلى أجهزة وأنظمة مختلفة.

يجب ألا تحتوي المياه المخصصة للشرب على شوائب كيميائية ضارة مختلفة. يمتص الجسم الماء النقي بشكل كامل - العمليات الكيميائية أسرع عدة مرات ، فهي تحسن التمثيل الغذائي ، وتسرع عمليات التجدد ، وتحفز نظام القلب والأوعية الدموية. تعتمد كيفية تأثير الماء على الجسم على الحالة الصحية والعمر للشخص. على سبيل المثال ، يؤدي الجفاف إلى انخفاض في عملية امتصاص السوائل (المؤشر الحرج للجفاف لدى الشخص البالغ 1/3 من الحجم الكلي للسوائل في الجسم ، للأطفال - حتى 1/5). تمنع التغييرات المرتبطة بالعمر أيضًا تغلغل المياه في العمق. هذا ملحوظ بشكل خاص على بشرة كبار السن ، والتي ، نتيجة للجفاف ، محرومة من النغمة ، وتصبح متجعدة ومترهلة. لا ترتبط نسبة الماء في الجسم بالعمر والصحة والجنس والموئل فحسب ، بل ترتبط أيضًا بتكوين الجسم. أظهرت الدراسات العلمية أن كمية الماء في جسم الذكر البالغ تبلغ في المتوسط 60٪ ، والإناث - 65٪. عند الحديث عن كمية الماء الموجودة في جسم المولود الجديد ، غالبًا ما يطلق على الرقم 80 ٪.

يحتاج جسم الإنسان إلى 2.5 لترًا على الأقل من الماء النقي يوميًا ، وإلا يتم تكوين تركيز عالٍ من المواد السامة فيه. في ظل الظروف العادية ، تبلغ الحاجة إلى الماء للبالغين 40 جم / كجم من وزن الجسم ، وللرضيع - 120-150 جم / كجم. الاحتياجات المائية اليومية لجسم الإنسان البالغ في درجات حرارة معتدلة وعادية هي 1750-2200 مل ، ومع ذلك ، في شكل ماء ومشروبات - 800-1000 مل فقط.

معرفة كيفية تأثير الماء على جسم الإنسان ، لا ينبغي السماح بالجفاف. يؤدي نقص الماء إلى اضطرابات التمثيل الغذائي ، والتي غالبًا ما تصبح السبب في زيادة الوزن. من ناحية أخرى ، يتمتع الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن برطوبة أكثر بكثير من الأشخاص ذوي الوزن الطبيعي أو الوهن.

ما هي الأطعمة التي تحتوي على الماء

من الضروري استهلاك ليس فقط الماء النقي ، ولكن أيضًا الشاي والقهوة والشوربات والأطعمة الأخرى الغنية بالمياه.

أهم المنتجات التي تحتوي على الماء هي الخيار والبطيخ والحمضيات والملفوف الأبيض والبروكلي والفراولة والطماطم والكرفس المطارد والفجل والخس والفواكه والخضروات الأخرى وجميع الفواكه والتوت. يوجد الماء أيضًا في الأطعمة مثل الحليب والأسماك واللحوم.

لماذا يحتاج الجسم إلى الماء ، يتم إخبار الأطفال في المدرسة الابتدائية في دروس دراسات الطبيعة. جميع عمليات الحياة ، وكذلك إفراز منتجات التمثيل الغذائي ، مستحيلة بدون كمية كافية من الماء في الجسم. ينظف الماء من السموم والسموم ، ويساعد على تحويل الطعام إلى طاقة ، ويحمي الأعضاء الداخلية من التلف ، ويرطب الجلد والأغشية المخاطية ، ويحافظ على درجة حرارة ثابتة للجسم. يعتبر الماء بطبيعته مذيبًا فريدًا. لا توجد مادة في العالم يمكنها مقاومة الماء. تحتل المادة المذابة في الماء الفراغ بين جزيئات الماء ، كما لو كانت تندمج في الهيكل العام. ولكن ، على الرغم من حقيقة أن المذاب على اتصال مع الماء ، فإن الماء هو مجرد مذيب يمكنه نقل معظم المادة إلى بيئة أو أخرى من أجسامنا.

فوائد الماء للقلب

يتأثر محتوى الماء في الجسم بنمط الحياة وعادات الأكل. للحفاظ على توازن الماء في الجسم ومنع الفقد المفرط للرطوبة ، وهو أمر مهم للقلب والأوعية الدموية ، يجب عليك:

اشرب كوبًا واحدًا من الماء النظيف قبل كل وجبة ؛
بعد 1.5-2 ساعة من تناول الطعام ، اشرب كوبًا من الماء النظيف ؛
اشرب الماء أثناء الأكل ، إذا كانت وتيرة الحياة تجبرك على تناول الطعام الجاف ، والذي يمكن أن يكون له تأثير سلبي للغاية على الصحة ، وخاصة على صحة القلب والأوعية الدموية.

الماء للقلب لن يكون مفيدًا إلا إذا كان طاهرًا. استخدم مرشحات التنقية التي تستخدم الفضة وراتنجات التبادل الأيوني والكربون المنشط والسيليكون وما إلى ذلك. وهذا أمر مهم لأن المياه غير المعالجة تحتوي على بكتيريا وفيروسات ومعادن ثقيلة ومبيدات حشرية وعناصر ضارة أخرى. كل منهم يمكن أن يكون سببًا للعديد من الأمراض ، بما في ذلك أمراض القلب والأوعية الدموية والوفيات الناجمة عنها. أو بالأحرى ، ليس الماء نفسه ، بل الأملاح الموجودة فيه. يحتوي الماء العسر على كمية كبيرة من الكالسيوم والمغنيسيوم والليثيوم والسيلينيوم وعناصر معدنية أخرى ، والمياه العسرة فقيرة فيها ولكنها تحتوي على الكثير من الصوديوم.

أظهرت الدراسات الجادة التي أجريت على مجموعات كبيرة من الأشخاص في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وكندا ودول أخرى أنه في المناطق التي تحتوي على مياه عسرة ، يكون لدى الناس مستويات منخفضة من الكوليسترول في الدم ، ومن غير المرجح أن يحدث ارتفاع ضغط الدم. عند إجراء بحث حول فوائد الماء للقلب ، وجد العلماء أن الوفيات الناجمة عن أمراض القلب والأوعية الدموية أقل بنسبة 40-45٪ تقريبًا عند النساء و 25-30٪ عند الرجال الذين يعيشون في مناطق بها مياه عسرة مقارنة بالمناطق التي تحتوي على مياه ناعمة. في الوقت نفسه ، لا تؤثر جودة المياه على معدل الوفيات لأسباب أخرى على الإطلاق. الماء المقطر ، الذي يكون فيه محتوى العناصر المعدنية ضئيلًا ، ضار جدًا. بالفعل بعد 4-6 أشهر من استخدامه يؤثر على نقص الأملاح. بادئ ذي بدء ، توازن الماء والملح ، يتم تعطيل وظائف الجهاز الهضمي والقلب والأوعية الدموية.

مقدمة 2

الرطوبة الحرة والمقيدة في الطعام 3

نشاط المياه. تساوي درجة حرارة الامتصاص 9

النشاط المائي واستقرار الغذاء 13

دور الجليد في استقرار الغذاء 17

طرق تحديد الرطوبة في المنتجات الغذائية 19

الاستنتاج 20

المراجع 21

مقدمة

الغرض من هذا العمل هو دراسة خصائص وسلوك الماء والثلج في المنتجات الغذائية.

لتحقيق هذا الهدف ، يتم حل المهام الرئيسية التالية:

دراسة الأشكال المختلفة لتوصيل المياه في المنتجات الغذائية ؛

الرطوبة الحرة والمقيدة في الطعام

يميز محتوى الرطوبة المتوازن للعينة عند درجة حرارة معينة ورطوبة نسبية منخفضة ؛

لا يتجمد في درجات حرارة منخفضة (-40 درجة مئوية وأقل) ؛

لا يمكن أن تكون بمثابة مذيب للمواد المضافة ؛

يعطي عصابة في أطياف الرنين المغناطيسي للبروتون ؛

يتحرك جنبًا إلى جنب مع الجزيئات الكبيرة عند تحديد معدل الترسيب واللزوجة والانتشار ؛

يصف الجدولان 1 و 2 خصائص الأنواع المختلفة للرطوبة في الأطعمة.

ملكيات	حر	الماء في مصفوفة جزيئية كبيرة
وصف عام	الماء الذي يمكن إزالته بسهولة من المنتج. تسود روابط الماء والماء والهيدروجين. له خصائص مشابهة للماء في المحاليل الملحية الضعيفة. لديه خاصية التدفق الحر	الماء الذي يمكن إزالته من المنتج. تسود روابط الماء والماء والهيدروجين. تتشابه خصائص الماء مع الماء في المحاليل الملحية المخففة. التدفق الحر صعب
		هلام أو مصفوفة الأنسجة
نقطة التجمد	أقل بقليل من الماء النقي
القدرة على أن تكون مذيبًا	كبير
التنقل الجزيئي مقارنة بالماء النقي	إلى حد ما أقل
المحتوى الحراري للتبخير مقارنة بالماء النقي	دون تغييرات كبيرة
	يعتمد المحتوى على إجمالي محتوى الرطوبة في المنتجات ذات الرطوبة العالية (90٪ H 2 0) ،٪	96%
منطقة تساوي الحرارة الامتصاص	تتكون المياه في المنطقة الثالثة من المياه الموجودة في المنطقتين الأولى والثانية + المياه المضافة أو المزالة داخل المنطقة الثالثة
	في حالة عدم وجود المواد الهلامية والهياكل الخلوية ، فإن هذه المياه مجانية ، والحد الأدنى للمنطقة الثالثة غير واضح ويعتمد على المنتج ودرجة الحرارة	في وجود المواد الهلامية أو الهياكل الخلوية ، يتم ربط كل الماء في مصفوفة جزيئية كبيرة. الحد الأدنى للمنطقة الثالثة غير واضح ويعتمد على المنتج ودرجة الحرارة
سبب شائع لتلف الطعام	ارتفاع معدل معظم التفاعلات ، نمو الكائنات الحية الدقيقة

للإجابة على السؤال ، هل هناك الماء في الطعام، يمكنك فتح كتاب طبخ وإلقاء نظرة على جدول ملون فيه نقش: "القيمة الغذائية للمنتجات". فيه ، كما في العالم ، يسود اللون الأزرق للماءعلى "كتل صلبة" صفراء وبنية وحمراء وخضراء من البروتين والدهون والكربوهيدرات والمعادن.

النسبة الأكبر الماء في الأطعمة النباتيةوهي في الفطر والفواكه - ما يقرب من 90 في المئة. هذا هو السبب في أن الفواكه والخضروات المجففة خفيفة للغاية. إذا كنت تأكل كيلوغرامًا من الخضار ، فسيحصل الجسم على كمية من السائل تعادل لترًا من الحليب المخمور.

يعتبر جميع العلماء وخبراء التغذية أهم غذاء للأطفال. يحتوي على كل ما يحتاجه الكائن الحي المتنامي ؛ البروتين والسكر والأملاح المعدنية والدهون والماء. يحتوي الحليب على 85-90٪ ماءوالباقي صلبة.

يعلم الجميع كيف نحصل على الحليب. لقد رأى كل منا كيف تُحلب بقرة أو ماعز أو شاة. ولكن هناك أيضًا حليب "ينمو" على الأشجار. هناك نباتات بقرة. على الرغم من أنه لا يمكن حلبها ، إلا أنها توفر الحليب والزبدة والجبن وغيرها من المنتجات.

الحليب الذي "ينمو" على الأشجار هو عصير جوز الهند. يتم تحضير زيت جوز الهند من الجزء اللحمي من الجوز - "النخلة".

نبات البقرة الذي ليس له أرجل ولا ضرع هو فول الصويا. وطنهم هو الصين. تم الحصول عليها من فول الصويا المسلوق والمطحون حليب الصويا. يتم تكثيفها وتخزينها في علب. لكن من الأفضل الحصول على الزيت من فول الصويا ، لأنه فقط 10٪ ماء.

زبدةنا المصنوعة من الكريمة ، يحتوي على 14٪ ماء. تتم إزالة الماء من الكريم باستخدام فاصل.

هناك الكثير مما يمكن قوله ، ولكن ماذا عنه محتوى الماء في منتجات اللحوم، فإن دراسة وعاء من حساء اللحم ستكون مخيبة للآمال للغاية بالنسبة لنا. يحتوي على 20 ملعقة ماء وملعقة واحدة فقط من العناصر الغذائية! كان هناك الكثير من الماء في لحم البقر كما هو الحال في جسم الإنسان. لكنها تحتوي على 20٪ بروتين ، - ضعف ما في لحم الدجاج.

خبز "سائل"

من بين الأطعمة الأساسية لدينا ، يحتوي الخبز على ضعف العناصر الغذائية و ضعف كمية الماء مثل البطاطس. تتم إزالة معظم الماء من الحبوب في المجففات. لا عجب في القول المأثور الألماني القديم: "كلوا الخبز بالملح وستكونون أحمر الخدود".

من الضروري أيضا أن أذكر خبز سائل. وهي مصنوعة من الشعير. إنباته صناعيًا وإضافة الماء ، يتحول الشعير إلى شراب بني ، شعير. شراب الشعير- أهم منتج في التخمير معروف منذ القدم. قبل ستة آلاف عام في مدينة بابل القديمة ، كان بإمكانك شرب 16 نوعًا مختلفًا من الخبز "السائل". هناك نوع آخر واسع الانتشار من الخبز "السائل" - قهوة الشعير. كما أنه مصنوع من الشعير النابت.

ربما استمروا أيضًا في البحث عن المخزن لبضع ساعات أخرى. بعد كل شيء ، لا يوجد منتج غذائي واحد لا يحتوي على الماء! لذا أظهرت الدراسة أن معظم الماء يحتاجه أجسامنا يحصل الناس من الطعام.