Вода у продуктах харчування. Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах
Входить до складу всіх харчових продуктів. За займаним нею обсягом у загальній масі багатьох харчових продуктів вода - найбільш значний компонент, і вона впливає багато якісні характеристики їх, особливо в консистенцію і структуру. Найбільш високий вміст води характерний для плодів та овочів (72-95%), молока (87-90%), м'яса (58-74%), риби (62-84%). Значно менше води знаходиться в маргарині, вершковому маслі (15,7-32,6 %), крохмалі (14-20 %), зерні, борошні, крупі, макаронних виробах, сушених плодах, овочах та грибах, горіхах (10-14 %) ), чаї (8,5%). Мінімальна кількість води міститься в сухому молоці (4,0 %), карамелі льодяниковій (3,6 %), кухонній солі (3,0 %), кулінарних жирах (0,3 %), олії та цукрі (0,1 %). ).
У тварин і рослинних тканинах вода є компонентом хімічного складу, що найбільш змінюється. Наприклад, у картоплі залежно від господарсько-ботанічного сорту, району вирощування, ґрунту, кліматичних умов та вегетаційного періоду кількість води коливається від 67 до 83 %.
У продуктах, виготовлених із рослинної та тваринної сировини, - цукрі, кондитерських виробах, сирах та ін. - вміст води регламентується стандартами.
Для багатьох продуктів харчування вміст води (вологість) є важливим показником якості. Знижений або підвищений вміст води проти встановленої норми продукту викликає погіршення його якості. Наприклад, зниження вологи в мармеладі та джемі погіршує їхню консистенцію та смак, втрата вологи свіжими плодами та овочами на 5-7 % зменшує тургор клітин, тому вони стають млявими, в'ялими, якість їх різко знижується і вони швидко псуються.
Продукти з високим вмістом води нестійкі при зберіганні, оскільки швидко розвиваються мікроорганізми. Вода сприяє прискоренню хімічних, біохімічних та інших процесів у харчових продуктах. Сирі м'ясо та риба легко уражаються бактеріями, а плоди та овочі – пліснявими грибами.
Продукти з малим вмістом води краще зберігаються, довго зберігаються борошно, крупа, макаронні вироби, сушені плоди та овочі та інші продукти, при підвищеній вологості ці продукти при зберіганні швидко пліснявіють.
Однак часто різні харчові продукти з тим самим вмістом вологи зберігаються по-різному. Було встановлено, що має значення, якими формами зв'язку пов'язана вода з основними речовинами харчових продуктів. Щоб зважити на ці фактори, на початку 50-х років минулого століття з'явилося нове поняття. активність води,що позначається знаком а w . Активність води а w виражається ставленням тиску парів води над цим продуктом до тиску парів води над чистою водою за однієї й тієї ж температурі. Активність води характеризує стан води в харчових продуктах та визначає доступність її для хімічних, фізичних та біологічних реакцій. Зазвичай, що більше води перебуває у зв'язаному стані, то менше її активність. Але навіть зв'язана вода за деяких умов може мати відому активність.
За активністю води харчові продукти ділять на три групи:
1. Свіжі харчові продукти, багаті на воду, у яких її активність становить 0,95-1,0. До них відносяться свіжі овочі, фрукти, соки, молоко, м'ясо, риба та ін;
2. Перероблені продукти харчування з активністю води 0,90-0,95. До них відносяться хліб, варені ковбаси, шинка, сир та ін;
3. Харчові продукти із активністю води до 0,90. До них відносяться сир, вершкове масло, копчені ковбаси, сухі фрукти та овочі, крупа, борошно, варення та ін. Активність води в цих продуктах частіше 0,65-0,85, а вміст вологи становить 15-30%.
Для попередження низки фізико-хімічних, біохімічних реакцій, що знижують якість харчових продуктів при зберіганні, їх мікробіологічного псування, ефективним засобом є зниження активності води в харчових продуктах. Для цього використовують сушіння, в'ялення, додавання різних речовин (сіль, цукор та ін), заморожування. Низька активність води стримує розвиток мікроорганізмів та фізико-хімічні та біохімічні реакції. Для кожного виду мікроорганізмів існує нижній поріг активності води, нижче за який їхній розвиток припиняється.
Крім впливу на процеси, що відбуваються при зберіганні харчових продуктів, активність води має значення і для текстури продуктів. Максимальна активність води, допустима у сухих продуктах без втрати бажаних властивостей – це 0,34-0,50, залежно від продукту (сухе молоко, крекери). Велика активність води необхідна для продуктів м'якої текстури, які не повинні мати крихкості.
Харчові продукти мають гігроскопічність . Під гігроскопічність розуміють властивості продуктів поглинати з навколишньої атмосфери та утримувати водяні пари. Гігроскопічність залежить від фізико-хімічних властивостей продуктів, їх будови, наявності в них речовин, що зв'язують воду, а також від температури, вологості та тиску навколишнього повітря .
У процесі зберігання харчових продуктів створюється рівноважний вміст вологи, при якому не відбувається поглинання вологи продуктами з навколишнього середовища, а з продуктів волога не переходить в навколишнє середовище. Такий стан настає тоді, коли тиск водяної пари над продуктами дорівнюватиме парціальному тиску водяної пари в навколишньому просторі при однаковій температурі навколишнього повітря і продукту.
Рівноважна вологість продуктів носить динамічний характер, тому що вона змінюється в залежності від зовнішніх умов - вологості, температури повітря та тиску, а також від фізико-хімічних властивостей продукту. При зміні зовнішніх умов рівноважна вологість продуктів змінюється, та був знову встановлюється новому рівні.
При виборі умов зберігання харчових продуктів рекомендується створювати таку відносну вологість повітря, при якій продукти не піддаються псуванню мікроорганізмами і не знижують своєї якості внаслідок усихання, в'янення або надто великого зволоження. Так, при зберіганні борошна відносна вологість повітря має бути 70%, свіжої картоплі та яблук – 90-95, зелених овочів – 100%.
Вступ 2
Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах 3
Активність води. Ізотерми сорбції 9
Активність води та стабільність харчових продуктів 13
Роль льоду у забезпеченні стабільності харчових продуктів 17
Методи визначення вологи у харчових продуктах 19
Висновок 20
Список літератури 21
Вступ
Вода – важлива складова харчових продуктів. Вона присутня і різноманітних рослинних і тваринних продуктах як клітинний та позаклітинний компонент, як диспергуюче середовище та розчинник, обумовлюючи їх консистенцію та структуру та впливаючи на зовнішній вигляд, смак та стійкість продукту при зберіганні. Завдяки фізичній взаємодії з білками, полісахаридами, ліпідами та солями вода вносить значний внесок у текстуру їжі.
Кількість води в харчових продуктах впливає на їх якість та збереження. Продукти, що швидко псуються, з підвищеним вмістом вологи без консервування тривалий час не зберігаються. Вода, що міститься в продуктах, сприяє прискоренню в них хімічних, біохімічних та інших процесів. Продукти з малим вмістом води краще зберігаються.
Багато видів харчових продуктів містять велику кількість вологи, що негативно позначається на їхній стабільності в процесі зберігання. Оскільки вода бере участь безпосередньо в гідролітичних процесах, її видалення або зв'язування за рахунок збільшення вмісту солі або цукру гальмує багато реакцій і інгібує зростання мікроорганізмів, таким чином подовжуючи терміни зберігання продуктів. Важливо також відзначити, що видалення вологи шляхом висушування чи заморожування істотно впливає на хімічний склад та природні властивості.
Метою даної є дослідження властивостей та особливостей поведінки води та льоду в харчових продуктах.
Для досягнення поставленої мети вирішуються такі основні завдання:
Вивчення різних форм зв'язку води у харчових продуктів;
З'ясування взаємозв'язку активності води харчових продуктів з їх фізико-хімічними, реологічними та технологічними властивостями, а також якісними змінами при обробці та зберіганні.
Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах
Вода в харчових продуктах відіграє, як зазначалося, важливу роль, тому що обумовлює консистенцію і структуру продукту, а її взаємодія з присутніми компонентами визначає стійкість продукту при зберіганні.
Загальна вологість продукту вказує на кількість вологи в ньому, але не характеризує її причетність до хімічних, біохімічних та мікробіологічних змін продукту. У забезпеченні його стійкості при зберіганні важливу роль відіграє співвідношення вільної та пов'язаної вологи. Пов'язана волога - це асоційована вода, міцно пов'язана з різними компонентами - білками, ліпідами та вуглеводами за рахунок хімічних та фізичних зв'язків. Вільна волога - це волога, не пов'язана полімером і доступна для протікання біохімічних, хімічних та мікробіологічних реакцій. Розглянемо деякі приклади.
При вологості зерна 15 – 20% пов'язана вода становить 10 – 15%. При більшій вологості утворюється вільна волога, що сприяє посиленню біохімічних процесів (наприклад, проростання зерна).
Плоди та овочі мають вологість 75 – 95%. В основному це вільна вода, однак приблизно 5% вологи утримується клітинними колоїдами в міцно пов'язаному стані. Тому овочі та плоди легко висушити до 10 – 12%, але сушіння до нижчої вологості вимагає застосування спеціальних методів.
Більшість води в продукті може бути перетворена на лід при -5°С, а вся - при - 50°С і нижче. Однак певна частка міцно пов'язаної вологи не замерзає навіть за температури -60°С.
«Зв'язування води» та «гідратація» - визначення, що характеризують здатність води до асоціації з різним ступенем міцності з гідрофільними речовинами. Розмір та сила зв'язування води або гідратації залежить від таких факторів, як природа неводного компонента, склад солі, рН, температура.
У ряді випадків термін «пов'язана вода» використовується без уточнення його змісту, проте пропонується і багато його визначень. Відповідно до них пов'язана волога:
Характеризує рівноважний вміст вологи зразка при деякій температурі і низької відносної вологості;
Не замерзає за низьких температур (-40°С і нижче);
Не може бути розчинником для доданих речовин;
Дає смугу у спектрах протонного магнітного резонансу;
Переміщається разом із макромолекулами щодо швидкості седиментації, в'язкості, дифузії;
Існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних речовин і має властивості, що значно відрізняються від властивостей усієї маси води в системі.
Зазначені ознаки дають досить повне якісне опис пов'язаної води. Однак її кількісна оцінка за тими чи іншими ознаками який завжди забезпечує збіжність результатів. Тому більшість дослідників схиляються до визначення пов'язаної вологи лише за двома з перелічених вище ознак. За цим визначенням, пов'язана волога -це вода, яка існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних компонентів, має зменшену молекулярну рухливість та інші властивості, що відрізняються від властивостей усієї маси води в тій же системі, і не замерзає при -40°С. Таке визначення пояснює фізичну сутність зв'язаної води та забезпечує можливість порівняно точної її кількісної оцінки, т.к. вода, що незамерзає при - 40°С, може бути виміряна з задовільний результат (наприклад, методом ПМР або калориметрично). У цьому дійсне зміст пов'язаної вологи змінюється залежно від виду продукту.
Причини зв'язування вологи у складних системах є різними. Найбільш міцно пов'язаною є так звана органічно пов'язана вода.Вона є дуже малою частиною води у високовологих харчових продуктах і знаходиться, наприклад, у щілинних областях білка або у складі хімічних гідратів. Іншою дуже міцно пов'язаною водою є довколишня волога,являє собою моношар при більшості гідрофільних груп неводного компонента. Вода, асоційована таким чином з іонами та іонними групами, є найбільш міцним типом прилеглої води. До моношару примикає мультишарова вода(вода полімолекулярної адсорбції), що утворює кілька шарів за водою. Хоча мультишар - це менш міцно пов'язана волога, ніж довколишня волога, вона все ж таки досить тісно пов'язана з неводним компонентом, і тому її властивості суттєво відрізняються від чистої води. Таким чином, пов'язана волога складається з «органічної», прилеглої та майже всієї води мультишару.
Крім того, невеликі кількості води в деяких клітинних системах можуть мати зменшені рухливість та тиск пари через знаходження води в капілярах. Зменшення тиску пари та активності води (a w) стає суттєвим, коли капіляри мають діаметр менше, ніж 0,1 µ м. Більшість харчових продуктів мають капіляри діаметром від 10 до 100 μм, які, мабуть, не можуть помітно впливати на зменшення a w у харчових продуктах.
У харчових продуктах є також вода, яка утримується макромолекулярною матрицею. Наприклад, гелі пектину та крохмалю, рослинні та тваринні тканини при невеликій кількості органічного матеріалу можуть фізично утримувати великі кількості води.
Хоча структура цієї води в клітинах і макромолекулярній матриці точно не встановлена, її поведінка в харчових системах і важливість якості їжі очевидна. Ця вода не виділяється з харчового продукту навіть за великого механічного зусилля. З іншого боку, у технологічних процесах обробки вона поводиться майже як чиста вода. Її, наприклад, можна видалити при висушуванні або перетворити на лід при заморожуванні. Таким чином, властивості цієї води, як вільної, дещо обмежені, але її молекули поводяться подібно до водних молекул у розведених сольових розчинах.
Саме ця вода становить головну частину води в клітинах та гелях, і зміна її кількості суттєво впливає на якість харчових продуктів. Наприклад, зберігання гелів часто призводить до втрати їхньої якості через втрату цієї води (так званого синьорезису). Консервування заморожуванням тканин часто призводить до небажаного зменшення здатності утримувати воду в процесі розморожування.
У таблицях 1 та 2 описані властивості різних видів вологи у харчових продуктах.
| Властивості | Вільна | Вода у макромолекулярній матриці |
| Загальний опис | вода, яку можна легко видалити з продукту. Вода-вода -водневі зв'язки переважають. Має властивості, схожі на воду у слабких розчинах солей. Має властивість вільного закінчення |
вода, яка може бути видалена із продукту. Вода- вода-водневі зв'язки превалюють. Властивості води подібні до води в розведених сольових розчинах. Вільне закінчення утруднене |
| матрицею гелю або тканини | ||
| Точка замерзання | трохи нижче порівняно з чистою водою | |
Здатність бути розчинником |
велика | |
| Молекулярна рухливість у порівнянні з чистою водою | трохи менше | |
Ентальпія пароутворення в порівнянні з чистою водою |
без істотних змін | |
|
подружжя на загальний вміст вологи в продуктах з високою вологістю (90% Н 2 0), % |
96% | |
Зона ізотерми |
вода в зоні III складається з води, що присутня у зонах I та II, + вода, додана чи віддалена всередині зони III |
|
відсутність гелів і клітинних структур ця вода є вільною, нижня межа зони III нечітка і залежить від продукту та температури |
у присутності гелів або клітинних структур вся вода пов'язана у макромолекулярній матриці. Нижня кордон зони III нечітка і залежить від продукту та температури |
|
Звичайна причина псування харчових продуктів |
висока швидкість більшості реакцій, зростання мікроорганізмів |
|
| Властивості | Органічно зв'язана вода | Моношар | Мультишар |
| Загальний опис | Вода як загальна частина неводного компонента | Вода, яка сильно взаємодіє з гідрофільними групами неводних компонентів шляхом води-іон, або вода - диполь асоціації; вода у мікрокапілярах (d< 0,1 \м) | Вода, що примикає до моношару і яка утворює кілька шарів навколо гідрофільних групневодного компонента. Превалюють вода-вода та вода-розчинена речовина-водневі зв'язки |
| Крапка замерзання в порівнянні з чистою водою | Чи не замерзає при -40 °С | Чи не замерзає при -40 °С | Більша частина не замерзає при -40 "С. Решта замерзає при значно зниженій температурі |
| Здатність служити розчинником | Ні | Ні | Досить слабка |
| Молекулярна рухливість | Дуже мала | Істотно менше | Менше |
| Ентальпія пароутворення в порівнянні з чистою водою | Сильно збільшено | Значно збільшено | Дещо збільшена |
Зона ізотерми сорбції |
Органічно зв'язана вода показує практично нульову активність і таким чином існує в екстремально лівому кінці зони | Вода в зоні 1 ізотерми складається з невеликої кількості органічної вологи з залишком монослоявлаги. Верхня межа зони I не є чіткою і варіює залежно від продукту та температури | Вода в зоні 11 складається з води, присутньої в зоні I + вода додана або віддалена всередині зони II (мультишарова волога). Кордон зони IIне є чітким і варіює залежно від продукту та температури |
| Стабільність харчових продуктів | Самоокислення | Оптимальна стабільність при a w = 02-03 | Якщо вміст води збільшується вище нижньої частини зони II, швидкість майже всіх реакцій збільшується |
Активність води. Ізотерми сорбції
Давно відомо, що існує взаємозв'язок (хоча й далеко не досконалий) між вмістом вологи харчових продуктів та їх збереженням (або псуванням). Тому основним методом подовження термінів зберігання харчових продуктів завжди було зменшення вмісту вологи шляхом концентрування чи дегідратації.
Однак часто різні харчові продукти з тим самим вмістом вологи псуються по-різному. Зокрема, було встановлено, що при цьому має значення, наскільки вода асоційована з неводними компонентами: вода, сильніше пов'язана, менше здатна підтримати процеси, що руйнують (псують) харчові продукти, такі як зростання мікроорганізмів та гідролітичні хімічні реакції.
Щоб врахувати ці фактори, було запроваджено термін «активність води». Цей термін, безумовно, краще характеризує вплив вологи на псування продукту, ніж просто вміст вологи. Природно, існують інші чинники (такі як концентрація 0 2 рН, рухливість води, тип розчиненої речовини), які в ряді випадків можуть сильніше впливати на руйнування продукту. Тим не менш, водна активність добре корелює зі швидкістю багатьох руйнівних реакцій, вона може бути виміряна та використана для оцінки стану води в харчових продуктах та її причетності до хімічних та біохімічних змін. Активність води (a w) - це відношення тиску водяної пари надданим продуктом до тиску парів над чистою водою при тій же температурі. Це відношення входить до основної термодинамічної формули визначення енергії зв'язку вологи з матеріалом (рівняння Ребіндера):
ΔF = L = RTln = -RT-lna w
За величиною активності води (табл. 3) виділяють продукти з високою вологістю (a w = 1,0-0,9); продукти із проміжною вологістю (a w = 0,9-0,6); продукти із низькою вологістю (а = 0,6-0,0).
Таблиця 3 – Активність води (a w) у харчових продуктах
Криві, що показують зв'язок між вмістом вологи (маса води, г Н 2 0/г СВ) у харчовому продукті з активністю води в ньому за постійної температури, називаються ізотермами сорбції. Інформація, яку вони дають, корисна для характеристики процесів концентрування та дегідратації (бо простота або труднощі видалення води пов'язана з a w), а також для оцінки стабільності харчового продукту. На рис. 10.5 зображено ізотерму сорбції вологи для продуктів з високою вологістю (у широкій області вмісту вологи).
Рисунок 1. Ізотерма сорбції вологи для продуктів із високою вологістю
Однак, з урахуванням наявності пов'язаної вологи, більший інтерес представляє ізотерма сорбції для низького вмісту вологи в харчових продуктах (рис. 1).
Малюнок 2.Ізотерма сорбції вологи для низького вмісту вологи в харчових продуктах.
Для розуміння значення ізотерми сорбції корисно розглянути зони І-ІІІ.
Властивості води в продукті сильно відрізняються в міру переходу від зони I (низькі вмісту вологи) до зони III (висока вологість). Зона I ізотерми відповідає воді, найбільш сильно адсорбованої та найбільш нерухомої в харчових продуктах. Ця вода абсорбована завдяки полярним вода-іон та вода-диполь взаємодіям. Ентальпія пароутворення цієї води набагато вища, ніж чистої води, і вона не замерзає при - 40°С. Вона не здатна бути розчинником, і не присутня у значних кількостях, щоб впливати на пластичні властивості твердої речовини; вона є його частиною.
Високовологі кінець зони I (кордон зон I і II) відповідає моношару вологи. В цілому зона I - відповідає надзвичайно малій частині всієї вологи у високовологому харчовому продукті.
Вода у зоні II складається з води зони I та доданої води (ресорбція) для отримання води, укладеної в зону II. Ця волога утворює мультишар і взаємодіє з сусідніми молекулами через водоводневі зв'язки. Ентальпія пароутворення для багатошарової води дещо більша, ніж для чистої води. Більшість цієї води не замерзає при - 40°С, як і вода, додана до харчового продукту з вмістом вологи, що відповідає межі зон I та II. Ця вода бере участь у процесі розчинення, діє як пластифікуючий агент і сприяє набухання твердої матриці. Вода в зонах II і I зазвичай становить менше 5% від загальної вологи у високовологих харчових продуктах.
Вода в зоні III ізотерми складається з води, яка була в зоні I та II, та доданої для утворення зони III. У харчовому продукті ця вода найменш пов'язана та найбільш мобільна. У гелях або клітинних системах вона є фізично пов'язаною, так що її макроскопічний перебіг утруднений. У всіх інших відношеннях ця вода має ті ж властивості, що й вода у розведеному сольовому розчині. Вода, додана (або віддалена) для утворення зони III, має ентальпію пароутворення практично таку ж, як чиста вода, вона замерзає і є розчинником, що важливо для протікання хімічних реакцій та зростання мікроорганізмів. Звичайна волога зони III (не важливо, вільна або утримувана в макромолекулярній матриці) становить понад 95% від усієї вологи у високовологих матеріалах. Стан вологи, як буде показано нижче, має важливе значення для стабільності харчових продуктів.
На закінчення слід зазначити, що ізотерми сорбції, отримані додаванням води (ресорбція) до сухого зразка, повністю не збігаються з ізотермами, отриманими шляхом десорбції. Це називається гістерезисом. Ізотерми сорбції вологи для багатьох харчових продуктів мають гістерезис. Величина гістерези, нахил кривих, точки початку і кінця петлі гістерези можуть значно змінюватися в залежності від таких факторів, як природа харчового продукту, температура, швидкість десорбції, рівень води, видаленої при десорбції.
Як правило, ізотерма абсорбції (ресорбції) потрібна при дослідженні гігроскопічності продуктів, а десорбція – корисна для вивчення процесів висушування.
Активність води та стабільність харчових продуктів
З урахуванням сказаного вище ясно, що стабільність харчових продуктів і активність води тісно пов'язані.
У продуктах з низькою вологістю можуть відбуватися окислення жирів, неферментативне потемніння, втрата водорозчинних речовин (вітамінів), псування, спричинене ферментами. Активність мікроорганізмів тут пригнічена. У продуктах із проміжною вологістю можуть протікати різні процеси, у тому числі за участю мікроорганізмів. У процесах, що протікають за високої вологості, мікроорганізмам належить вирішальна роль.
Окислення ліпідів починається за низької a w . У міру її збільшення швидкість окислення зменшується приблизно до межі зон I та II на ізотермі, а потім знову збільшується до межі зон II та III. Подальше збільшення a w знову зменшує швидкість окиснення. Ці зміни можна пояснити тим, що при додаванні води до сухого матеріалу спочатку має місце зіткнення з киснем. Ця вода (зона I) зв'язує гідропероксиди, стикається з їх продуктами розпаду і, таким чином, перешкоджає окисленню. Крім того, додана вода гідратує іони металів, які каталізують окислення, зменшуючи їхню дієвість.
Максимальний потемніння, що спостерігається, може пояснюватися настанням рівноваги в процесі дифузії, яка регулюється величиною в'язкості, ступенем розчинення і масообміном. При низькій активності води повільна дифузія реагентів уповільнює швидкість реакції. У міру збільшення вмісту вологи більш вільна дифузія прискорює реакцію доти, поки у верхній точці діапазону вологості розчинення реагентів знову не уповільнює її. Так само вища концентрація води уповільнює хід реакції тих оборотних стадіях, у яких утворюється вода.
Ферментативні реакції можуть протікати за більш високому вмісті вологи, ніж волога моношару, тобто. тоді, коли є вільна вода. Вона потрібна для перенесення субстрату. З огляду на це легко зрозуміти, чому швидкість ферментативних реакцій залежить від a w .
При a w , що відповідає волозі моношару, немає вільної води для перенесення субстрату. З іншого боку, у низці ферментативних реакцій вода сама грає роль субстрату.
Більшість бактерій граничне значення a w = 0,9, але, наприклад, для St.aureusa w = 0,86. Цей штам продукує цілий ряд ентсротоксинів типу А, В, С, D, Е. Більшість харчових отруєнь пов'язані з токсинами А і D. Дріжджі та плісняви можуть зростати при нижчих значеннях активності води.
При зберіганні харчових продуктів активність води впливає життєздатність мікроорганізмів. Тому активність води в продукті має значення для запобігання його мікробіологічного псування.
В основному псування продуктів із проміжною вологістю викликають дріжджі та плісняви, менше – бактерії. Дріжджі викликають псування сиропів, кондитерських виробів, джемів, сушених фруктів; цвілі - м'яса, джемів, тістечок, печива, сушених фруктів (табл. 4).
Таблиця 4 - Активність води та зростання мікроорганізмів у харчових продуктах
| Область a w | Мікроорганізми, які інгібуються при більш низькому значенні a w , ніж ця область | Харчові продукти, характерні для цієї галузі a w |
| 1,00-0,95 | pseudomonas; Escherichia; | фрукти, овочі, м'ясо, риба, |
| Proteus; Shigella, Klebsiella; | молоко, домашня ковбаса та хліб, | |
| Bacillus; Clostridium perfingens; | продукти із вмістом цукру | |
| деякі дріжджі | (-40%) та хлориду натрію (~7%) | |
| 0,95-0,91 | salmonella, Vibrioparahaemolyticus, Сbotulinum, Serratia Lactobacillus, Pediococcus, деякі гриби, дріжджі (Rhodotorula, Pichia) | деякі сири, консервована шинка, деякі фруктові концентрати соків, продукти з вмістом цукру (~55%), хлориду натрію (~12%) |
| 0,91-0,87 | багато дріжджі (Candida; Torulopsis, Hansenula) Micrococcus | ферментована ковбаса типу салямі, сухі сири, маргарин, пухкі бісквіти, продукти із вмістом цукру (65%), хлориду натрію (15%). |
| 0,87-0,80 | багато грибів (мікотоксигенні пеніцили | більшість концентратів фруктових соків, солодке згущене молоко, шоколад, сироп, борошно, рис, збиті вироби з вмістом вологи 15-17%, фруктові тістечка, шинка |
| Penicillia); Staphylococcus | ||
| Aureus; більшість | ||
| Saccharomyces; Debaryomyces | ||
| 0,80-0,75 | більшість галофільних бактерій, мікотоксигенні аспергіли | джем, мармелад, заморожені фрукти |
| 0,75-0,65 | ксерофільні види плісняв (грибів) (Asp. chevalieri; Asp. canidus; Wallemiasebi) Saccharomycesbisporus | патока, сухі фрукти, горіхи |
| 0,65-0,60 | осмофільні дріжджі (Saccharomycesrouxii); деякі цвілі (Asp. echinulatus, Monascusbisporus) | сухофрукти, що містять 15-20% вологи, карамель, мед |
| немає мікроорганізмів | тісто з вологістю 12%, спеції з вологістю 10% | |
| 0,5 | ||
| 0,4 | немає мікроорганізмів | яєчний порошок з вологістю -5% |
| 0,3 | немає мікроорганізмів | печиво, крекери, сухарі з вологістю -3-5% |
| 0,2 | немає мікроорганізмів | сухе молоко з вологістю -2-3%, сухі овочі з вологістю ~5%, зернові пластівці з вологістю -5%, крекери |
Ефективним засобом для запобігання мікробіологічному псуванню і цілого ряду хімічних реакцій, що знижують якість харчових продуктів при зберіганні, є зниження активності води в харчових продуктах. Для зниження активності води використовують такі технологічні прийоми, як сушіння, в'ялення, додавання різних речовин (цукор, сіль та ін), заморожування. З метою досягнення тієї чи іншої активності води у продукті можна застосовувати такі технологічні прийоми, як:
Адсорбція – продукт висушують, а потім зволожують до певного рівня вологості;
Сушіння за допомогою осмосу - харчові продукти занурюють у розчини, активність води в яких менша за активність води харчових продуктів.
Часто для цього використовують розчини цукорів або солі. У цьому випадку має місце два протитечі: з розчину в продукт дифундує розчинену речовину, а з продукту в розчин - вода. На жаль, природа цих процесів складна, й у літературі немає достатніх даних із цього питання.
Для досягнення необхідної активності води додають різні інгредієнти продукт, оброблений одним із зазначених вище способів, і дають йому можливість прийти в рівноважний стан, т.к. лише процес сушіння часто не дозволяє отримати потрібну консистенцію. Застосовуючи зволожувачі можна збільшити вологість продукту, але знизити a w . Потенційними зволожувачами для харчових продуктів є крохмаль, молочна кислота, цукри, гліцерин та ін.
Роль льоду у забезпеченні стабільності харчових продуктів
Заморожування є найпоширенішим способом консервування (збереження) багатьох продуктів харчування. Необхідний ефект при цьому досягається переважно від впливу низької температури, ніж від утворення льоду. Освіта льоду в клітинних структурах харчових продуктів та гелях має два важливі наслідки:
а) неводні компоненти концентруються в незамерзаючій фазі (незамерзаюча фаза існує в харчових продуктах при всіх температурах зберігання);
б) вся вода, що перетворюється на лід, збільшується на 9% обсягом.
Під час заморожування вода переходить у кристали льоду різного, але досить високого ступеня чистоти. Всі неводні компоненти концентруються в зменшеній кількості незамерзлої води. Завдяки цьому ефекту незамерзла фаза істотно змінює такі властивості, як рН, кислотність, що титрується, іонна сила, в'язкість, точка замерзання, поверхневий натяг, окислювально-відновний потенціал. Структура води та взаємодія «вода – розчинена речовина» також можуть сильно змінюватися.
Ці зміни можуть збільшити швидкість реакцій. Таким чином, заморожування має два протилежні впливи на швидкість реакцій: низька температура як така буде її зменшувати, а концентрування компонентів у незамерзлій воді - іноді збільшувати. Так, у низці досліджень показано збільшення при заморожуванні швидкості реакцій неферментативного потемніння, що мають місце при різних реакціях.
Фактор можливості збільшення швидкості різних реакцій у заморожених продуктах необхідно враховувати під час їх зберігання, оскільки цей чинник впливатиме якість продуктах.
Численними дослідженнями показано, що суттєве зниження швидкості реакцій (більш ніж 2 разу) має місце при зберіганні харчових продуктів в умовах досить низької температури (-18°С).
При негативних температурах досить близьких до температури замерзання води (0°С) має місце збільшення частки несолюбілізованого білка. При температурі - 18°С інсолюбілізація білка істотно зменшується, і це створює оптимальні умови для зберігання продуктів.
Методи визначення вологи у харчових продуктах
Визначення загального вмісту вологи
Висушування до постійної маси.Вміст вологи розраховують по різниці маси зразка до і після висушування в сушильній шафі при температурі 100-105°С. Це – стандартний метод визначення вологи втехно-хімічний контроль харчових продуктів. Оскільки в основі методу лежить висушування зразка до постійної маси, метод вимагає багато часу щодо аналізу.
Титрування за модифікованим методом Карла Фішера. Метод заснований на використанні реакції окислення-відновлення за участю йоду та діоксиду сірки, що протікає у присутності води. Використання спеціально підібраних органічних реагентів дозволяє досягти повного вилучення води з харчового продукту, а використання органічної основи імідазолу сприяє практично повному перебігу реакції. Вміст вологи продукту розраховується за кількістю йоду, витраченому на титрування. Метод відрізняється високою точністю та стабільністю результатів (у тому числі при дуже низькому вмісті вологи) та швидкістю проведення аналізу.
Визначення вільної та пов'язаної вологи
Якщо зразок охолодити до температури менше 0 ° С, то вільна волога замерзне, пов'язана - ні. При нагріванні замороженого зразка в калориметрі можна виміряти тепло, що споживається під час танення льоду. Незамерзаюча вода визначається як різниця між загальною та замерзаючою водою.
Термогравіметричний метод. Метод заснований на визначенні швидкості висушування. У контрольованих умовах межа між областю постійної швидкості висушування та областю, де ця швидкість знижується, характеризує пов'язану вологу.
Діелектричні виміри. Метод заснований на тому, що при 0°С значення діелектричної проникності води та льоду приблизно рівні. Але якщо частина вологи пов'язана, її діелектричні властивості повинні сильно відрізнятися від діелектричних властивостей об'ємної води і льоду.
Вимірювання теплоємності. Теплоємність води більша, ніж теплоємність льоду, т.к. із підвищенням температури у воді відбувається розрив водневих зв'язків. Цю властивість використовують із вивчення рухливості молекул води. Значення теплоємності води залежно від її вмісту в полімерах дає інформацію про кількість зв'язаної води. Якщо при низьких концентраціях вода специфічно пов'язана, її внесок у теплоємність малий. В області високих значень вологості її в основному визначає вільна волога, вклад якої в теплоємність приблизно в 2 рази більше, ніж льоду.
ЯМР.Метод полягає у вивченні рухливості води в нерухомій матриці. За наявності вільної та зв'язаної вологи отримують дві лінії у спектрі ЯМР замість однієї для об'ємної води.
Висновок
Вміст води у харчових продуктах має бути певним. Зменшення чи збільшення вмісту води впливає якість продукту. Так, товарний вигляд, смак та колір моркви, зелені, плодів та хліба погіршуються при зниженні вологості, а крупи, цукру та макаронних виробів – при її збільшенні. Багато продуктів здатні поглинати пари води, тобто мають гігроскопічність (цукор, сіль, сухофрукти, сухарі). Так як вологість впливає на поживну цінність харчових продуктів, а також на терміни та умови зберігання, вона є важливим показником оцінки їх якості.
Вміст води у харчових продуктах у процесі їх перевезення та зберігання не залишається постійним. Залежно від особливостей самих продуктів, і навіть умов довкілля вони втрачають вологу чи зволожуються. Високу гігроскопічність (здатність поглинати вологу) мають продукти, що містять багато фруктози (мед, карамель), а також сушені плоди та овочі, чай, кухонна сіль. Ці продукти зберігають при відносній вологості повітря не вище 65-70%
Активність води - один із найкритичніших параметрів у визначенні якості та безпеки товарів, які споживаються щодня. Водна активність зачіпає термін придатності, безпеку, структуру та запах харчових продуктів. Це також життєво важливо для стабільності фармацевтичних препаратів та косметики. Оскільки активність води така важлива, необхідно виміряти її точно і швидко
Кількість води в багатьох продуктах, як правило, нормується стандартами із зазначенням верхньої межі її вмісту, тому що від цього залежать не лише якість та збереження, а й харчова цінність продуктів.
Список літератури:
1. Вода у харчових продуктах / За редакцією Р.Б. Дакуорт. - переклад з англ. - М: Харчова промисловість,1980. – 376 с.
2. Гінзбург A.C., Громов М.А., Красовська Г.І. Теплофізичні властивості харчових продуктів: Довідник. - М: Агропромиздат, 1990. -287 с.
3. Ляйстнер, Л. Бар'єрні технології: комбіновані методи обробки, що забезпечують стабільність, безпеку та якість продуктів харчування / Л. Ляйстнер, Г. Гоулд. - переклад з англ. – М.: ВНДІ м'ясної промисловості ім. В.М. Горбатова, 2006. – 236 с.
4. Моїк І.Б. Термо та вологометрія харчових продуктів. За ред. І.А.Рогова-М.: Агропроміздат, 1988. - 303 с.
5. Харчова хімія / Нечаєв А.П., Траубенберг С.Є., Кочеткова А.А. та ін. Під ред. А.П. нечаева.Видання 3-тє, испр.- СПб.: ГІОРД, 2004. - 640с.
6. Ребіндер, П.А. Про форми зв'язку води з матеріалом у процесі сушіння/В кн. Все з. нарада щодо інтенсивності процесів та покращення якості матеріалів при сушінні в основних галузях промисловості та сільського господарства. - М: Профіздат, 1958. -483с.
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
Вплив води на організм настільки високий, що його важко переоцінити. Без рідини починається порушення обмінних процесів, відбувається збій у роботі всіх органів прокуратури та систем. То в чому саме користь води для організму, і на якому рівні потрібно підтримувати її баланс?
Кількість води в організмі та її користь
«Вода - це найм'якша і найслабша істота у світі, але у подоланні твердого і міцного вона непереможна, і на світі немає їй рівного» (китайський трактат IV-III ст. до н.е. «Дао де цзін»). Основа всього життя – вода. За відсутності води життя припиняється, але як тільки воно стає доступним, навіть у малій кількості, то життя в природі знову відроджується. У людському організмі достатня кількість води також сприяє процесам формування, оздоровлення та відновлення всіх систем та їх функцій.
Вплив води на організм людини важко переоцінити. Вода необхідна для розчинення в ній корисних речовин та транспортування їх до різних органів та систем.
Призначена для пиття вода повинна містити різні шкідливі хімічні домішки. Чиста вода засвоюється організмом повноцінніше – хімічні процеси проходять швидше у кілька разів, вона покращує обмін речовин, прискорює регенеративні процеси, стимулює роботу серцево-судинної системи. Як вода впливає на організм – залежить від стану здоров'я та віку людини. Наприклад, зневоднення веде до зниження процесу засвоєння рідини (критичний показник зневоднення дорослої людини 1/3 від загального обсягу рідини в організмі, дітей – до 1/5). Вікові зміни також перешкоджають проникненню води вглиб. Особливо це помітно на шкірі людей похилого віку, яка в результаті зневоднення позбавлена тонусу, стає зморшкуватою і в'ялою. Відсотковий вміст води в організмі пов'язаний не тільки з віком, станом здоров'я, статтю, середовищем проживання, але і з конституцією тіла. Науковими дослідженнями доведено, що кількість води в організмі дорослої людини чоловічої статі – у середньому 60 %, а жіночої – 65 %. Говорячи про те, скільки води в організмі новонародженого, найчастіше називають цифру 80 %.
Людському організму необхідно щонайменше 2,5 літра чистої води на добу, інакше у ньому утворюється висока концентрація токсичних речовин. У звичайних умовах потреба дорослої людини у воді становить 40 г/кг маси тіла, немовля - 120-150 г/кг. Добова потреба у воді для організму дорослої людини при помірній та нормальній температурі становить 1750-2200 мл, проте, у вигляді води та напоїв – лише 800-1000 мл.
Знаючи про те, як вода впливає на організм людини, не можна допускати зневоднення. Дефіцит води призводить до порушення обміну речовин, що часто стає винуватцем зайвої ваги. З іншого боку, у людей із надмірною масою тіла набагато більше вологи, ніж у людей із нормальною вагою тіла чи астеніків.
В яких продуктах харчування міститься вода
Необхідно вживати не тільки чисту воду, а й чаї, каву, супи та інші продукти, багаті на воду.
Основні продукти, в яких міститься вода, - це огірки, кавун, цитрусові, капуста білокачанна, броколі, полуниця, томати, селера черешкова, редька, салат качаний, інші плоди та овочі, всі фрукти та ягоди. Також вода міститься в таких продуктах харчування, як молоко, риба та м'ясо.
Навіщо організму вода, дітям розповідають ще у початковій школі під час уроків природознавства. Усі процеси життєдіяльності, і навіть виведення продуктів обміну неможливі без достатньої кількості води у організмі. Вода очищає від шлаків та токсинів, допомагає перетворенню їжі в енергію, захищає внутрішні органи від пошкоджень, зволожує шкіру та слизові, підтримує постійну температуру тіла. Вода за своєю природою вважається унікальним розчинником. Не існує у світі речовини, яка могла б протидіяти воді. Розчинена у воді речовина займає простір між молекулами води, ніби вбудовуючись у загальну структуру. Але, незважаючи на те, що розчинена речовина настільки контактує з водою, вода для нього – лише розчинник, здатний донести більшу частину речовини до того чи іншого середовища нашого організму.
Користь води для роботи серця
На вміст води в організмі впливають спосіб життя та звички харчування. Для підтримки балансу води в організмі та недопущення надмірної втрати вологи, що важливо серцю та судинам, слідує:
- перед кожним прийомом їжі випивати одну склянку чистої води;
- через 1,5-2 години після їди випити склянку чистої води;
- під час їжі пити воду, якщо темп життя змушує харчуватися всухом'ятку, що може негативно позначитися на здоров'я, особливо на здоров'я серця і судин.
Вода для серця буде корисною лише в тому випадку, якщо вона чиста. Використовуйте фільтри, що очищають, в яких застосовуються срібло, іонообмінні смоли, активоване вугілля, кремній і т. д. Це важливо, адже неочищена вода містить бактерії, віруси, важкі метали, пестициди та інші шкідливі елементи. Всі вони можуть бути причиною виникнення багатьох захворювань, у тому числі серцево-судинних, та смертності від них. Точніше, не сама вода, а солі, що містяться в ній. Жорстка вода містить велику кількість кальцію, магнію, літію, селену та інших мінеральних елементів, м'яка бідна на них, але містить багато натрію.
Серйозні дослідження, проведені на величезних групах людей у США, Великій Британії, Канаді та інших країнах, показали, що в зонах з жорсткою водою у людей нижчий рівень холестерину в крові, рідше виникає гіпертонічна хвороба. Проводячи дослідження на тему користі води для серця, вчені з'ясували, що смертність від серцево-судинних захворювань приблизно на 40-45% нижча у жінок та на 25-30% у чоловіків, які проживають у районах із твердою водою порівняно з районами з м'якою водою . При цьому якість води не впливає на смертність від інших причин. Дуже шкідлива дистильована вода, у якій вміст мінеральних елементів мізерний. Вже через 4-6 місяців її вживання позначається нестача солей. Насамперед порушуються водно-сольова рівновага, функції шлунково-кишкового тракту, серця та судин.
Вступ 2
Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах 3
Активність води. Ізотерми сорбції 9
Активність води та стабільність харчових продуктів 13
Роль льоду у забезпеченні стабільності харчових продуктів 17
Методи визначення вологи у харчових продуктах 19
Висновок 20
Список літератури 21
Вступ
Вода – важлива складова харчових продуктів. Вона присутня і різноманітних рослинних і тваринних продуктах як клітинний та позаклітинний компонент, як диспергуюче середовище та розчинник, обумовлюючи їх консистенцію та структуру та впливаючи на зовнішній вигляд, смак та стійкість продукту при зберіганні. Завдяки фізичній взаємодії з білками, полісахаридами, ліпідами та солями вода вносить значний внесок у текстуру їжі.
Кількість води в харчових продуктах впливає на їх якість та збереження. Продукти, що швидко псуються, з підвищеним вмістом вологи без консервування тривалий час не зберігаються. Вода, що міститься в продуктах, сприяє прискоренню в них хімічних, біохімічних та інших процесів. Продукти з малим вмістом води краще зберігаються.
Багато видів харчових продуктів містять велику кількість вологи, що негативно позначається на їхній стабільності в процесі зберігання. Оскільки вода бере участь безпосередньо в гідролітичних процесах, її видалення або зв'язування за рахунок збільшення вмісту солі або цукру гальмує багато реакцій і інгібує зростання мікроорганізмів, таким чином подовжуючи терміни зберігання продуктів. Важливо також відзначити, що видалення вологи шляхом висушування чи заморожування істотно впливає на хімічний склад та природні властивості.
Метою даної є дослідження властивостей та особливостей поведінки води та льоду в харчових продуктах.
Для досягнення поставленої мети вирішуються такі основні завдання:
Вивчення різних форм зв'язку води у харчових продуктів;
З'ясування взаємозв'язку активності води харчових продуктів з їх фізико-хімічними, реологічними та технологічними властивостями, а також якісними змінами при обробці та зберіганні.
Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах
Вода в харчових продуктах відіграє, як зазначалося, важливу роль, тому що обумовлює консистенцію і структуру продукту, а її взаємодія з присутніми компонентами визначає стійкість продукту при зберіганні.
Загальна вологість продукту вказує на кількість вологи в ньому, але не характеризує її причетність до хімічних, біохімічних та мікробіологічних змін продукту. У забезпеченні його стійкості при зберіганні важливу роль відіграє співвідношення вільної та пов'язаної вологи. Пов'язана волога - це асоційована вода, міцно пов'язана з різними компонентами - білками, ліпідами та вуглеводами за рахунок хімічних та фізичних зв'язків. Вільна волога - це волога, не пов'язана полімером і доступна для протікання біохімічних, хімічних та мікробіологічних реакцій. Розглянемо деякі приклади.
При вологості зерна 15 – 20% пов'язана вода становить 10 – 15%. При більшій вологості утворюється вільна волога, що сприяє посиленню біохімічних процесів (наприклад, проростання зерна).
Плоди та овочі мають вологість 75 – 95%. В основному це вільна вода, однак приблизно 5% вологи утримується клітинними колоїдами в міцно пов'язаному стані. Тому овочі та плоди легко висушити до 10 – 12%, але сушіння до нижчої вологості вимагає застосування спеціальних методів.
Більшість води в продукті може бути перетворена на лід при -5°С, а вся - при - 50°С і нижче. Однак певна частка міцно пов'язаної вологи не замерзає навіть за температури -60°С.
«Зв'язування води» та «гідратація» - визначення, що характеризують здатність води до асоціації з різним ступенем міцності з гідрофільними речовинами. Розмір та сила зв'язування води або гідратації залежить від таких факторів, як природа неводного компонента, склад солі, рН, температура.
У ряді випадків термін «пов'язана вода» використовується без уточнення його змісту, проте пропонується і багато його визначень. Відповідно до них пов'язана волога:
Характеризує рівноважний вміст вологи зразка при деякій температурі і низької відносної вологості;
Не замерзає за низьких температур (-40°С і нижче);
Не може бути розчинником для доданих речовин;
Дає смугу у спектрах протонного магнітного резонансу;
Переміщається разом із макромолекулами щодо швидкості седиментації, в'язкості, дифузії;
Існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних речовин і має властивості, що значно відрізняються від властивостей усієї маси води в системі.
Зазначені ознаки дають досить повне якісне опис пов'язаної води. Однак її кількісна оцінка за тими чи іншими ознаками який завжди забезпечує збіжність результатів. Тому більшість дослідників схиляються до визначення пов'язаної вологи лише за двома з перелічених вище ознак. За цим визначенням, пов'язана волога -це вода, яка існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних компонентів, має зменшену молекулярну рухливість та інші властивості, що відрізняються від властивостей усієї маси води в тій же системі, і не замерзає при -40°С. Таке визначення пояснює фізичну сутність зв'язаної води та забезпечує можливість порівняно точної її кількісної оцінки, т.к. вода, що незамерзає при - 40°С, може бути виміряна з задовільний результат (наприклад, методом ПМР або калориметрично). У цьому дійсне зміст пов'язаної вологи змінюється залежно від виду продукту.
Причини зв'язування вологи у складних системах є різними. Найбільш міцно пов'язаною є так звана органічно пов'язана вода.Вона є дуже малою частиною води у високовологих харчових продуктах і знаходиться, наприклад, у щілинних областях білка або у складі хімічних гідратів. Іншою дуже міцно пов'язаною водою є довколишня волога,являє собою моношар при більшості гідрофільних груп неводного компонента. Вода, асоційована таким чином з іонами та іонними групами, є найбільш міцним типом прилеглої води. До моношару примикає мультишарова вода(вода полімолекулярної адсорбції), що утворює кілька шарів за водою. Хоча мультишар - це менш міцно пов'язана волога, ніж довколишня волога, вона все ж таки досить тісно пов'язана з неводним компонентом, і тому її властивості суттєво відрізняються від чистої води. Таким чином, пов'язана волога складається з «органічної», прилеглої та майже всієї води мультишару.
Крім того, невеликі кількості води в деяких клітинних системах можуть мати зменшені рухливість та тиск пари через знаходження води в капілярах. Зменшення тиску пари та активності води (a w) стає суттєвим, коли капіляри мають діаметр менше, ніж 0,1 µ м. Більшість харчових продуктів мають капіляри діаметром від 10 до 100 μм, які, мабуть, не можуть помітно впливати на зменшення a w у харчових продуктах.
У харчових продуктах є також вода, яка утримується макромолекулярною матрицею. Наприклад, гелі пектину та крохмалю, рослинні та тваринні тканини при невеликій кількості органічного матеріалу можуть фізично утримувати великі кількості води.
Хоча структура цієї води в клітинах і макромолекулярній матриці точно не встановлена, її поведінка в харчових системах і важливість якості їжі очевидна. Ця вода не виділяється з харчового продукту навіть за великого механічного зусилля. З іншого боку, у технологічних процесах обробки вона поводиться майже як чиста вода. Її, наприклад, можна видалити при висушуванні або перетворити на лід при заморожуванні. Таким чином, властивості цієї води, як вільної, дещо обмежені, але її молекули поводяться подібно до водних молекул у розведених сольових розчинах.
Саме ця вода становить головну частину води в клітинах та гелях, і зміна її кількості суттєво впливає на якість харчових продуктів. Наприклад, зберігання гелів часто призводить до втрати їхньої якості через втрату цієї води (так званого синьорезису). Консервування заморожуванням тканин часто призводить до небажаного зменшення здатності утримувати воду в процесі розморожування.
У таблицях 1 та 2 описані властивості різних видів вологи у харчових продуктах.
| Властивості | Вільна | Вода у макромолекулярній матриці |
| Загальний опис | вода, яку можна легко видалити з продукту. Вода-вода -водневі зв'язки переважають. Має властивості, схожі на воду у слабких розчинах солей. Має властивість вільного закінчення | вода, яка може бути вилучена з продукту. Вода-водо-водневі зв'язки превалюють. Властивості води подібні до води в розведених сольових розчинах. Вільне закінчення утруднене |
| матрицею гелю або тканини | ||
| Точка замерзання | трохи нижче порівняно з чистою водою | |
| Здатність бути розчинником | велика | |
| Молекулярна рухливість у порівнянні з чистою водою | трохи менше | |
| Ентальпія пароутворення в порівнянні з чистою водою | без істотних змін | |
| Зміст у розрахунку на загальний вміст вологи у продуктах з високою вологістю (90% Н 2 0),% | 96% | |
| Зона ізотерми сорбції | вода в зоні III складається з води, що присутня в зонах I та II, + вода, додана або віддалена всередині зони III | |
| без гелів і клітинних структур ця вода є вільною, нижня межа зони III нечітка і залежить від продукту і температури | у присутності гелів або клітинних структур вся вода пов'язана у макромолекулярній матриці. Нижня межа зони III нечітка і залежить від продукту та температури | |
| Звичайна причина псування харчових продуктів | висока швидкість більшості реакцій, зростання мікроорганізмів | |
Щоб відповісти на запитання, чи є вода у продуктах харчування, можна відкрити кухонну книгу та розглянути в ній кольорову таблицю з написом: «Поживна цінність продуктів». У ній, як і на глобусі, переважає блакитний колір водинад жовтим, коричневим, червоним та зеленим кольором «твердих мас» білка, жиру, вуглеводів та мінеральних речовин.
Найбільший відсоток води у рослинній їжі, А саме в , грибах, і фруктах - майже 90 відсотків. Тому сушені овочі та фрукти такі легкі. Якщо з'їсти кілограм овочів, то організм отримає кількість рідини, рівноцінну літру випитого молока.
Усі вчені, фахівці з харчування вважають найважливішим продуктом харчування для дітей. У ньому міститься все, що необхідно організму, що росте; білок і цукор, мінеральні солі, жир і вода. У молоці міститься 85-90 відсотків води, решта твердих речовин.
Усі знають, як ми отримуємо молоко. Кожен із нас бачив, як доять корову, козу чи вівцю. Але є і таке молоко, яке росте на деревах. Існують рослини-корови. Хоча їх і не можна доїти, вони дають молоко, олію, сир та інші продукти.
Молоко, яке росте на деревах, - це сік кокосового горіха. З м'ясистої частини горіха готують кокосову олію - «пальмін».
Рослина-корова, яка не має ні ніг, ні вимені, - це соєві боби. Батьківщина їхня - Китай. із зварених та перемелених соєвих бобів отримують соеве молоко. Його згущують та зберігають у консервних банках. Але найкраще з соєвих бобів отримувати олію, бо води в них лише 10 відсотків.
Наше масло, яке виготовляється з вершків, містить 14 відсотків води. Воду із вершків видаляють за допомогою сепаратора.
Про можна багато розповісти, але що стосується вміст води у м'ясних продуктахТо дослідження тарілки м'ясного супу дуже розчарувало б нас. У ній 20 ложок води та лише одна ложка поживних речовин! У коров'ячому м'ясі було стільки ж води, скільки в людському тілі. Але зате в ньому 20 відсотків білка, - удвічі більше, ніж у курячому м'ясі.
«Рідкий» хліб
З наших основних продуктів харчування хліб містить у два рази більше поживних речовин та вдвічі менше води, ніж картопля. Більшість води видаляється із зерна в сушилах. Недарма у старій німецькій приказці говориться: «Їж хліб із сіллю і будеш червонощоким».
Необхідно згадати і про «рідкому» хлібі. Він виготовляється із ячменю. Штучно пророщуючи його та додаючи воду, ячмінь перетворюють на коричневий сироп, солод. Солод- найважливіший продукт у пивоварінні, відомий з давніх-давен. Шість тисяч років тому у Стародавньому Вавилоні можна було пити 16 різних сортів «рідкого» хліба. Існує й інший, широко поширений вид «рідкого» хліба. солодова кава. Його роблять також із пророщеного ячменю.
З таким самим успіхом можна було б продовжувати огляд комори продуктів ще кілька годин. Адже немає жодного продукту харчування, який би не містив воду! Отже, дослідження показує, що більшість води, необхідної для нашого організму люди отримують з їжею.
Статті на тему
