Характеристика воды

Указанные признаки дают достаточно полное качественное описание связанной воды. Однако ее количественная оценка по тем или иным признакам не всегда обеспечивает сходимость результатов. Поэтому большинство исследователей склоняются к определению связанной влаги только по двум из перечисленных признаков. По этому определению, связанная влага – это вода, которая существует вблизи растворенного вещества и других компонентов, имеет уменьшенную молекулярную подвижность и другие свойства, отличающиеся от свойств всей массы воды в той же системе, и не замерзает при -40°С. Такое определение объясняет физическую сущность связанной воды и обеспечивает возможность сравнительно точной ее количественной оценки, т.к. вода, не замерзающая при -40°С, может быть измерена с удовлетворительным результатом (например, методом ПМР или калориметрически). При этом действительное содержание связанной ваги изменяется в зависимости от вида продукта.

Причины связывания влаги в сложных системах различны. Наиболее прочно связанной является так называемая органически связанная вода. Она представляет собой очень малую часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов. Другой весьма прочной водой является близлежащая влага, представляющая собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента. Вода, образом с ионами и ионными группами, является наиболее прочно связанным типом близлежащей воды. К монослою примыкает мультислойная вода (вода полимолекулярной адсорбции), образующая несколько слоев за близлежащей водой. Хотя мультислой – это менее прочно связанная влага, чем близлежащая влага, она все же еще достаточно тесно связана с неводным компонентом,  и потому ее свойства существенно отличаются от чистой воды Таким образом, связанная влага состоит из «органической», близлежащей и почти  всей воды мультислоя.

Кроме того, небольшие  количества воды в некоторых клеточных  системах могут иметь уменьшенные  подвижность и давление пара из-за нахождения воды в капиллярах. Уменьшение давления пара и активности воды становится существенным, когда капилляры имеют диаметр меньше, чем 0,1 нм. Большинство же пищевых продуктов имеют капилляры диаметром от 10 до 100 нм, которые, по-видимому, не могут заметно влиять на уменьшение активности воды в пищевых продуктах.

В пищевых продуктах  имеется также вода, удерживаемая макромолекулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные  ткани при небольшом количестве органического материала могут физически удерживать большие количества воды.

Хотя структура  этой воды в клетках и макромолекулярной  матрице точно не установлена, ее поведение в пищевых системах и важность для качества пищи очевидна. Эта вода не выделяется из пищевых продуктов  даже при большом механическом усилии. С другой стороны, в технологических процессах обработки она ведет себя почти как чистая вода. Ее, например, можно удалить при высушивании или превратить в лед при замораживании. Таким образом, свойства этой воды, как свободной, несколько ограничены, но ее молекулы ведут себя подобно водным молекулам в разбавленных солевых растворах.

Именно эта  вода составляет главную часть воды в клетках и гелях, и изменение  е количества существенно влияет на качество пищевых продуктов. Например, хранение гелей часто приводит к  потере их качества из-за потери этой воды (так называемого синерезиса). Консервирование замораживанием тканей часто приводит к нежелательному уменьшению способности к удерживанию воды в процессе оттаивания. 

3. Изменение содержания воды в  процессе технологической  обработки и при  хранении

     Вода  – важная составляющая пищевых продуктов. Она присутствует в разнообразных растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, обусловливая их консистенцию и структуру и влияя на внешний вид, вкус и устойчивость продукта при хранении. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный вклад в текстуру пищи.

     Содержание  влаги (%) в пищевых продуктах изменятся  в широких пределах:

Мясо……………….65-75 Мука…………………12-14

Молоко……………..87 Кофе-зерно………......5

Фрукты, овощи……..70-95 Пиво, соки…………….87-90

Хлеб………………….3                                     Сухое молоко……………4

Мед…………………...20 Сыр……………………..37

Масло, маргарин……...16-18 Джем…………………28

Многие виды пищевых продуктов содержат большое количество влаги, что отрицательно сказывается на их стабильности в процессе хранения. Поскольку вода непосредственно участвует в гидролитических процессах, ее удаление или связывание за счет увеличения содержания соли или сахара тормозит многие реакции и ингибирует рост микроорганизмов, таким образом удлиняя сроки хранения продуктов. Важно также отметить, что удаление влаги путем высушивания или замораживания существенно влияет на химический состав и природные свойства продукта. 

4. Влияние содержания воды на сохраняемость пищевых продуктов на примере хлеба

Хлеб является продуктом кратковременного хранения. Срок реализации хлеба из ржаной и  ржано-пшеничной муки — 36 ч, из пшеничной  — 24 ч, мелкоштучных изделий массой менее 200 г — 16 ч. Сроки хранения хлеба  исчисляются со времени выхода их из печи. Лучше всего потребительские свойства хлеба сохраняются при температуре 20-25 °С и относительной влажности воздуха 75%.

Помещения для  хранения хлеба должны быть сухими, чистыми, вентилируемыми, с равномерными температурой и относительной влажностью воздуха. Каждую партию хлебобулочных изделий отправляют в торговую сеть в сопровождении документа, в котором указывают дату и время выхода из печи.

При хранении в  хлебе протекают процессы, влияющие на его массу и качество. При этом параллельно и независимо друг от друга идут два процесса: усыхание — потеря влаги и черствение.

Усыхание  — уменьшение массы хлеба в результате испарения водяных паров и летучих веществ. Начинается сразу после выхода изделий из печи. Пока хлеб остывает до комнатной температуры,

процессы усыхания идут наиболее интенсивно, масса изделий  уменьшается на 2-4% по сравнению с  массой горячего хлеба. Активное вентилирование в этот период снижает потерю массы. После остывания хлеба усыхание протекает с постоянной скоростью, но вентилирование помещений в этот период увеличивает потери. Чем больше первоначальная масса влаги в хлебе, тем интенсивнее он ее теряет. Формовой хлеб усыхает быстрее, чем подовый, так как содержит больше влаги. Мелкоштучные изделия теряют влагу более интенсивно.

Черствеиие хлеба при хранении — сложный физико-коллоидный процесс, связанный в первую очередь со старением крахмала. Первые признаки черствения появляются через 10—12 ч после выпечки хлеба. У черствого хлеба корочка мягкая, матовая, а у свежего — хрупкая, гладкая, глянцевитая. У черствого хлеба мякиш твердый, крошашийся, неэластичный. При хранении вкус и аромат хлеба изменяются одновременно с физическими свойствами мякиша, происходят потеря и разрушение части ароматических веществ и появляются специфические вкус и аромат лежалого, черствого хлеба.

Основные процессы черствения происходят в мякише. В  свежем хлебе набухшие крахмальные  зерна находятся в аморфном состоянии. При хранении происходит ретроградация  крахмала, т. е. частичный обратный переход  крахмала из аморфного состояния в кристаллическое за счет того, что отдельные участки ответвлений молекул амилопектина и амилозы связываются водородными связями по гидроксильным группам глюкозных остатков. При этом структура крахмала уплотняется, объем крахмальных зерен уменьшается, появляются трещины между белком и крахмалом. Образование воздушных прослоек обычно рассматривают как причину, обусловливающую крошковатость черствого хлеба. Ржаной хлеб черствеет медленнее, так как в нем присутствуют растворимые и нерастворимые пентозаны, обволакивающие амилопектин и амилозу и замедляющие ретро-градацию крахмала. Происходит некоторое выделение влаги, поглощенной крахмалом при клейстеризации во время выпечки. Эта влага частично удерживается мякишем, а частично размягчает корку. При черствении хлеба изменяются гидрофильные свойства мякиша, т. е. снижается способность к набуханию и поглощению воды за счет уплотнения структуры белка. Чем больше белковых веществ в хлебе, тем медленнее протекает процесс черствения. Но поскольку белка в хлебе в 5-6 раз меньше и скорость изменений в нем в 4—6 раз меньше по сравнению с крахмалом, основная роль в процессе черствения принадлежит крахмалу.

Любые добавки  и факторы, увеличивающие объем  и улучшающие структуру и физические свойства мякиша, способствуют более длительному сохранению свежести. Например, регулирование рецептуры (введение различных добавок — животных и растительных белков, жиров, эмульгаторов, соевой и ржаной муки), интенсивный замес теста замедляют процесс черствения.

На процесс  черствения оказывают влияние условия хранения: температура, упаковка.

Наиболее интенсивно черствение протекает при температуре  от —2 до 20 "С. При температуре  от 60 до 90 "С черствение протекает  очень медленно, практически незаметно, а при 190 "С полностью прекращается. При температуре ниже —2 °С черствение замедляется, а ниже —10 °С практически прекращается. Поэтому один из способов замедления черствения — замораживание хлеба при температуре от —18 до —30 °С. Однако этот способ дорогой и широкого распространения в нашей стране не имеет.

Более приемлемый способ замедления процессов черствения — упаковка хлеба в специальные  виды бумаги, полимерной пленки, в том  числе перфорированной и термоусадочной. Использование упаковочных материалов, с одной стороны, способствует сохранению хлеба более длительный период (срок хранения хлеба в упаковке по ГОСТу — 72 ч, а в случае использования при этом консервирующих веществ — 14—30 дней), а с другой — улучшает санитарно-гигиенические условия транспортирования и реализации в торговой сети.

Освежение хлеба. При прогревании до температуры  в центре мякиша 60 °С хлеб восстанавливает  свою свежесть и сохраняет ее в  течение 4—5 ч — пшеничный и 6—9 ч — ржаной. 

2.  Практическая часть

1. Характеристика объектов исследования

Хлеб - объединяющее название для группы продуктов питания, приготавливаемых путём выпечки, паровой обработки или жарки теста, состоящего, как минимум, из муки и воды. В большинстве случаев добавляется соль, а также используется разрыхлитель, такой как дрожжи. В некоторые сорта хлеба также добавляют специи (такие как зёрна тмина) и зёрнышки (семена кунжута, мака). Зёрнышки также служат для украшения. Хлеб является пищевым продуктом номер один, основой питания. Он обладает постоянной, не снижающейся при ежедневном употреблении усвояемостью, что связано с его строением, консистенцией и химическим составом. Белки хлеба находятся в денатурированном виде, крахмал частично клейстеризован, частично перешел в растворимое состояние, жир в виде эмульсии или адсорбирован белками и крахмалом; соль и сахар растворены, а вещества оболочечных частиц размягчены. Благодаря такому состоянию веществ, мягкой консистенции и развитой пористости повышается доступность хлеба для деятельности ферментов пищеварительных соков. Хороший вкус и запах свежего хлеба возбуждают аппетит и способствуют пищеварению. Пищевая ценность во многом зависит от сорта муки и рецептуры хлеба. Чем ниже сорт муки, тем больше в ней содержится питательных веществ, и чем выше сорт муки, тем больше в ней крахмала и меньше витаминов и минеральных элементов, что сказывается на пищевой ценности хлеба. В результате введения в рецептуру теста жиров, сахара, молока и других компонентов изменяется пищевая ценность хлеба.

Печенье - это наиболее распространенный вид мучных кондитерских изделий. Печенье подразделяется на сахарное, затяжное и сдобное.

Сахарное печенье  изготовляют из высокопластичного  теста. Готовые изделия отличаются хорошей пористостью, набухаемостью, высокой хрупкостью.

Затяжное печенье  вырабатывают из упругопластичного  теста. Продукт характеризуется  слоистостью, меньшей хрупкостью, набухаемостью.

Сдобное печенье (песочное, сбивное, миндальное и т.д.) вырабатывают из нескольких видов теста, в рецептуру которого входит большое количество сахара, жира, яйцепродуктов. Во всех этих видах печенья используют химические разрыхлители теста.

Технология получения  галет и крекеров отличается от технологии других мучных изделий тем, что тесто  готовят с использованием дрожжей  в качестве разрыхлителя. Эти изделия содержат небольшое количество сахара и жира, имеет слоистую структуру, хрупкие.

Тесто для различных  видов печенья готовят по-разному. Для получения пластичного, легко  рвущегося сахарного теста в  рецептуру вводят большое количество сахара-песка и жира. Непродолжительный замес проводят при относительно низких значениях влажности и температуры.

При замесе затяжного  теста вносят меньшее количество сахарного песка и жира. Процесс  ведут при большой влажности  и повышенной температуре теста и более длительное время.

Тесто для сахарного  печенья готовят путем смешивания предварительно приготовленной эмульсии с мукой и крахмалом. Эмульсию готовят из воды и всех видов сырья, за исключением муки и крахмала.

Формование сахарного  и затяжного печенья, крекеров и галет осуществляется различными методами, которые зависят от свойств этих видов теста.

Для каждого  вида теста устанавливается режим  выпечки, учитывающий его особенности  и оптимальные условия процесса выпечки. Продолжительность выпечки  зависит от содержания влаги в тесте, температуры печи и других факторов.

Качество готовых  изделий регламентируется соответствующими стандартами по органолептическим  показателям (вкус, запах, цвет, форма  и т.д.) и физико-химическим (содержание сахара, жира, влаги, щелочность т.д.).

Пряники - мучное кондитерское изделие, выпекаемое из специального теста; для вкуса могут добавляться мёд, орехи, изюм, фруктовое или ягодное повидло, пряности. На вид пряник — пластина фигурной, прямоугольной или овальной формы, на верхней части которой выдавлен рисунок.