Физические методы обработки сырья пищевой промышленности. Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и направления 552400 «Технология продуктов питания»

Камчатский государственный технический университет

Кафедра технологии рыбных продуктов

С.А. Журавлева

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и направления 552400 «Технология продуктов питания»

Петропавловск-Камчатский 2005

УДК 641 ББК 36.84 Ж91

Рецензент М.В. Ефимова, доцент кафедры технологии рыбных продуктов КамчатГТУ

Журавлева С.А. Ж91

Физические методы обработки сырья пищевой промышленности. Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и направления 552400 «Технология продуктов питания». – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2005. – 25 с. Методические указания составлены в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки специалиста по специальности 271000 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и направления 552400 «Технология продуктов питания» государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Рекомендовано к изданию решением учебно-методического совета КамчатГТУ (протокол № 5 от 18 февраля 2005 г.).

УДК 641 ББК 36.84

© КамчатГТУ, 2005 © Журавлева С.А., 2005

2

Лабораторная работа № 1 Исследование влияния степени измельчения на содержание влаги и на ВУС мяса рыбы 1. Цель работы. Изучение влияния степени измельчения мяса на содержание в нем влаги, его влагоудерживающую способность, освоение метода определения влагоудерживающей способности рыбного сырья. 2. Задание. 2.1. Приготовить из предоставленного сырья образцы разной степени измельчения. 2.2. Определить содержание влаги в полученных образцах. 2.3. Определить влагоудерживающую способность в каждом образце продукта. 3. Теоретическая часть Влагоудерживающая способность является характерным свойством мяса. Под влагоудерживающей способностью понимают силу с которой белки или структура мяса удерживает воду при воздействии различных факторов. На изменение ВУС мяса влияет целый ряд факторов: температура, до которой нагревается продукт, длительность выдержки при этой температуре, способ тепловой обработки, скорость нагрева, величина РН сырья, степень измельчения мяса. При механическом измельчении рыбного сырья происходит разрушение мышечных волокон, мышечных прослоек, частично разрушается клеточная структура, что ведет к снижению влагоудерживающей способности мяса рыбы. 4. Порядок выполнения работы. 4.1. В работе используется рыба свежая, охлажденная или консервированная холодом. Приготовить три исходных пробы. Один экземпляр рыбы разделать на тушку, другой на филе, из третьего приготовить фарш. Исходные пробы выдержать в течение 30 мин. на открытом воздухе. 4.2. Определить содержание влаги по приложению 1. Определение ведется для каждого исследуемого образца. Результаты определения содержания влаги внести в таблицу 1.1.

3

Таблица 1.1. Содержание влаги в мясе рыбы при различной степени измельчения Исследуемый образец Тушка Филе Фарш

№ определения 1 2 1 2 1

Навеска, мг

Содержание влаги ,%

Содержание влаги, ср., %

2 4.3. Определить ВУС, методом Грау и Хамма, для каждого исследуемого образца, по приложению 2. Результаты определения влагоудерживающей способности внести в таблицу 1.2. Таблица 1.2. Влагоудерживающая способность мяса рыбы при различной степени измельчения Иссле№ опредуемый деления образец Тушка 1 2 Филе 1 2 Фарш 1 2

Навеска, мг

Влага, ПлоПлощадь Х,% / В, щадь S1, S2, см2 2 мг см

ВУС, %

ВУС ср., %

По результатам работы построить график зависимости влагоудерживающей способности мяса рыбы от степени его измельчения. 5. Содержание отчета. Отчет выполняется в той последовательности в которой проводилась работа, с описанием основных моментов. В отчете дать краткое описание техники проведения анализов, провести математические расчеты, сделать выводы о результатах проведенной работы. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1 Какие факторы влияют на изменение ВУС мяса рыбы? 4

6.2. Что понимают под влагоудерживающей способностью мяса? 6.3. Влияние измельчения на потери влаги и на ВУС мяса рыбы. 6.4. Суть методов определения содержания влаги и ВУС мяса рыбы.

Лабораторная работа № 2 Исследование влияния способа размораживания на структурные свойства рыбы 1. Цель работы. Изучение влияния способа размораживания на влагоудерживающую способность мяса рыбы, на содержание в нем минеральных веществ, влаги. 2. Задание. 2.1. Предоставленные образцы сырья разморозить различными способами. 2.2. Определить содержание влаги в полученных образцах. 2.3. Определить влагоудерживающую способность в каждом образце продукта. 2.4. Определить содержание минеральных веществ в полученном размороженном сырье. 3. Теоретическая часть. В пищевой промышленности широко используется сырье, замороженное в виде блоков. Совершенствование технических средств и технологий переработки замороженных мясных или рыбных блоков является одной из задач, стоящих перед промышленностью. Продолжительность размораживания обуславливается рядом факторов: видом сырья, содержанием мышечной и жировой тканей, воды, значениями начальной и конечной температуры, соответствующими технологическими требованиями. В этом случае наиболее полно реализуются преимущества СВЧ-нагрева: большая скорость процесса, снижение потерь сырья, высокие качественные и санитарные показатели продукции. Особенности СВЧ-размораживания, заключается в том, что при термической обработке продукты меняют свои диэлектрические свойства. Особенно резко эти изменения заметны при фазовых переходах, наблюдаемых при размораживании, когда фактор потерь лавинообразно возрастает в десятки раз, т.е. происходит нарастание температуры, что приводит 5

к неконтролируемому процессу. Поэтому при размораживании используется процесс темперирования – процесс доведения температуры до околокриоскопической (минус 3 – минус 2 оС в центре блока). Вследствие кратковременности СВЧ-темперирования, потери сырья минимальны. В случаях отклонения формы и размеров блоков от требований НТД наблюдаются перегревы (выше 30 оС) выступающих частей блока, которые являются концентраторами СВЧ-энергии. Локальные перегревы хотя и приводят к потерям мясного сока, но не превышают 0,5 % от исходной массы сырья. Потери при размораживании на воздухе составляют 3 – 6 %. Отсутствие потерь при СВЧ-размораживании свидетельствует и том, что содержание минеральных веществ и водосвязывающая способность такого сырья выше, чем при традиционных видах размораживания. При размораживании сырья в воздушной среде его водосвязывающая способность снижается на 4 – 5%, а при СВЧ-нагреве – на 1 – 2 %. Органолептические показатели сырья, подвергнутого кратковременному размораживанию, повышаются. Деформация и разрывы продукта значительно менее выражены, консистенция более плотная и упругая. Микробиальная обсемененность такого продукта на порядок ниже, чем у сырья размороженного традиционным методом. 4. Порядок выполнения работы. 4.1. Разморозить рыбу тремя способами. Один экземпляр мороженой рыбы дефростировать на воздухе; другой – в воде при температуре не выше 15оС, до температуры в толще рыбы минус 1оС; третий – до температуры в толще рыбы минус 2 – минус3 оС, используя токи СВЧ – в микроволновой печи. 4.2. Определить содержание влаги, в каждом экземпляре рыбы, размороженной разными способами. Содержание влаги определяется на приборе ВЧ, по приложению 1. Результаты определения содержания влаги внести в таблицу 2.1. Таблица 2.1. Содержание влаги в мясе рыбы при различных способах размораживания. Способ размораживания На воздухе В воде Токами СВЧ

№ определения Навеска, мг Содержание влаги , % 1 2 1 2 1 2

6

Содержание влаги, ср., %

4.3. Определить ВУС, методом Грау и Хамма, для каждого исследуемого образца, по приложению 2. Результаты определения влагоудерживающей способности внести в таблицу 2.2. Таблица 2.2. Влагоудерживающая способность мяса рыбы при различных способах размораживания Способ № опразморедераживаления ния На воз- 1 духе 2 В воде 1 2 Токами 1 СВЧ 2

Навеска, мг

ПлоПлощадь S2, ВУС, щадь S1, % см2 2 см

Влага, В, мг

ВУС ср., %

4.4. Определить содержание минеральных веществ (золы) в размороженном сырье. Методика определения изложена в приложении 3. Результаты определения содержания минеральных веществ внести в таблицу 2.3. Таблица 2.3. Содержание минеральных веществ в мясе рыбы при различных способах размораживания Способ размораживания На воздухе В воде Токами СВЧ

Номер тигля

Пустого тигля

Масса, г Тигля с Тигля с навес- Навеска золой кой

Золы

Количество минеральных веществ, %

По результатам работы построить график зависимости содержания влаги, минеральных веществ, влагоудерживающей способности мяса рыбы от способа размораживания. 7

5. Содержание отчета. Отчет должен включать цель работы, задание, краткое описание методик определения показателей, расчетные формулы и расчет показателей, вывод о наиболее благоприятных способах размораживания рыбы. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1 От чего зависит скорость размораживания сырья? 6.2. За счет чего достигается уменьшение потерь при СВЧразмораживании? 6.3. В чем заключается особенность СВЧ-размораживания? 6.4. Суть методов определения содержания влаги, минеральных веществ и ВУС мяса рыбы.

Лабораторная работа № 3 Исследование влияния температуры и концентрации растворов на их вязкость, влияние вязкости раствора на его фильтрующую способность 1. Цель работы. Определить влияние вязкости раствора на его фильтрующую способность. Выявить зависимость вязкости от температуры и концентрации раствора. Освоить работу на вискозиметре. 2. Задание. 2.2. Приготовить из рыбных отходов бульоны разных концентраций (два варианта). 2.3. Определить кинематическую вязкость растворов при различных температурах. 2.4. Определить время фильтрации растворов различных концентраций. 3. Теоретическая часть Все коллоидные растворы характеризуются большим внутренним тернием, или вязкостью. Вязкость – свойство жидкостей, характеризующее сопротивление действию внешних сил, вызывающих их течение. Отношение вязкости к плотности среды называют кинематической вязкостью. Даже незначительные изменения в коллоидной структуре сопровождаются заметными изменениями вязкости, поэтому вязкость жидкого продукта является одним из показателей его качества. 8

Вязкость растворов изменяется с зависимости от их концентрации и температуры и является характеристикой силы химических связей, действующих между отдельными молекулами и их звеньями, входящими в состав структуры. Скорость фильтрации любого раствора зависит от площади фильтрационной поверхности, концентрации, вязкости и температуры раствора. Время фильтрации заметно уменьшается с увеличением вязкости и концентрации растворов и понижением их температуры. 4. Порядок выполнения работы. 4.1 Приготовить бульоны из различных видов рыбного сырья: – из костного сырья; – из кожи рыбы; – из средней пробы (плавники, кожа, кости). Из каждого вида сырья приготовить два варианта бульонов: I вариант – отвесить 20 г сырья в термостойкий стакан, добавить 100 см3 воды; II вариант – отвесить 40 г сырья в термостойкий стакан, добавить 100 см3 воды; Варить бульоны на медленном огне, упаривая, в течение 20 минут. Готовые бульоны отфильтровать через вату. 4.2. Определить кинематическую вязкость бульонов на капиллярном вискозиметре (рис. 1).

Рис. 1. Вискозиметр стеклянный капиллярный ВПЖ – 2

9

Подготовка к анализу. Перед определением вязкости жидкости вискозиметр должен быть тщательно промыт и высушен. Вискозиметр вначале необходимо промыть несколько раз бензином, затем перолейным эфиром. После растворителя промыть водой и залить не менее чем на 5 – 6 часов хромовой смесью. После этого вискозиметр промывают дистиллированной водой и сушат. Для более быстрой сушки вискозиметр можно промыть спиртомректификатом или ацетоном. Проведение анализа. Измерение вязкости при помощи капиллярного вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара. Вязкость бульонов определить при температурах плюс 25, 30, 35оС. Для измерения времени истечения жидкость на отводную трубку (6) надеть резиновый шланг. Далее, зажать пальцем колено (5) и перевернуть вискозиметр, опустить колено (1) в сосуд с жидкостью и втянуть ее (с помощью груши, водоструйного насоса или иным способом) до отметки М2 резервуара, следя за тем, чтобы в жидкости на образовывались пузырьков воздуха. В тот момент, когда уровень жидкости достигнет отметки М2 резервуара (3), вискозиметр вынуть из сосуда и быстро перевернуть в нормальное положение. Снять с внешней стороны конца колена (1) избыток жидкости и надеть на него резиновую трубку. Вискозиметр установить в термостат так, чтобы резервуар (2) был ниже уровня жидкости в термостате. После выдержки в термостате не менее 15 минут при заданной температуре втянуть жидкость в колено (1) примерно до одной трети высоты резервуара (2). Сообщив колено (1) с атмосферой, определить время опускания мениска жидкости от отметки М1 до отметки М2. Вязкость вычисляют по формуле (1), по среднему (из нескольких измерений) времени истечения жидкости, расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 1 с.

V=

g ⋅Т ⋅ К, 9,807

(1)

где К – постоянная вискозиметра, определяется индивидуально на каждый вискозиметр согласное его паспорта, мм2/с; Т – время истечения жидкости в секундах; V – кинематическая вязкость жидкости в мм2/с; G –ускорение свободного падения в месте измерения (для Камчатки – 9,8156) м/с2. 10

По результатам измерений построить график зависимости вязкости от температуры раствора. 4.2. Определить время, за которое будет достигаться фильтрование растворов различной вязкости при комнатной температуре. Для этого отфильтровать через бумажный фильтр по 10 мл каждого бульона, замерить время фильтрации. Результаты опыта занести в таблицу 3.1. Таблица 3.1. Исследуемые растворы

Кинематическая вязкость раствора, мм2/с

Время фильтрования, с

Бульон из костного сырья I вариант II вариант Бульон из кожи рыбы I вариант II вариант Бульон из средней пробы I вариант II вариант

5. Содержание отчета. Отчет оформляют в соответствии с требованиями ЕСКД, в той последовательности в которой проводилась работа. В отчете дать краткое описание методики определения показателей, провести расчетную формулу, сделать выводы о результатах проведенной работы. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1 Что понимают под вязкостью растворов? 6.2. От чего зависит скорость фильтрации коллоидных растворов? 6.3. Как зависит вязкость от концентрации и температуры раствора? 6.4. Что называют кинематической вязкостью жидкости? 6.5. Методика определения кинематической вязкости жидких продуктов.

11

Лабораторная работа № 4 Исследование влияния содержания соли, жира и влаги в продукте на скорость его нагрева токами СВЧ 1. Цель работы. Выявить зависимость скорости нагрева продукта при обработке токами СВЧ от содержания соли, жира и влаги в продукте. Освоение методов определения содержания жира и влаги. 2. Задание. 2.1. Часть 1. 2.1.1. Определить содержание жира в предоставленных образцах рыбы. 2.1.2. Приготовить фарш с содержанием соли 3, 6, 10 %. 2.1.3.Обработать полученные образцы фарша из тощей и жирной рыбы токами СВЧ. Определить температуру нагрева каждого исследуемого образца, через различные промежутки времени. 2.2. Часть 2. 2.2.1. Определить содержание влаги в предоставленных образцах продуктов. 2.2.2. Обработать продукты токами СВЧ. 2.2.3. Определить температуру нагрева каждого исследуемого образца, через различные промежутки времени. 3. Теоретическая часть Скорость нагрева материалов в электромагнитных полях сверхвысоких частот в случае отсутствия фазовых переходов, определяется теплоемкостью, плотностью материала, а также его диэлектрическими и теплофизическими характеристиками. При взаимодействии электромагнитного поля с физической средой, в ней, вследствие электрического сопротивления и вязкости, возникают потери энергии, которые преобразуются в тепло. Такие потери называют диэлектрическими потерями. Скорость нагрева материала в СВЧ поле определяется коэффициентом нагрева. Н = ε‫ ״‬/ р с, где Н – коэффициент нагрева; ε‫ ״‬- диэлектрические потери; р – плотность продукта; с – теплоемкость продукта. Диэлектрические характеристики мышечной рыб, как и мышечной ткани мяса, в значительной степени зависят от массовой доли влаги и жира, содержания поваренной соли в них. 12

Электрофизические свойства многих пищевых продуктов с высокой массовой долей влаги сопоставимы с электрофизическими свойствами воды. При возрастании массовой доли влаги, диэлектрические характеристики продукта увеличивается, так как для воды они выше, чем для сухих веществ. Для жира диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери меньше, чем для мышечной ткани, поэтому с повышением содержания жира в продукте значения его диэлектрических характеристик снижается. При добавлении соли в продукт меняется ионная проводимость материала, что так же сказывается на изменении его диэлектрических свойств. 4. Порядок выполнения работы. 4.1. Часть 1. 4.1.1. Определить содержание жира в тощей и жирной рыбе на рефрактометре или экспресс-методом по ГОСТ 28829-89, по приложению 4. Для проведения анализа используется сырая рыба. Результаты определений внести в таблицу 4.1. 4.1.2. Из каждого вида рыбы, приготовить по 50г соленого фарша, с заданным содержанием соли: I вариант – 3 %; II вариант – 6%; III вариант – 10 %. 4.1.3. Подвергнуть нагреву исследуемые образцы продукта: соленый и несоленый фарш из тощей и жирной рыбы. Для проведения опыта поместить 50г исследуемого образца в термостойкий стакан, замерить температуру (tн) в центре продукта при помощи портативного термометра типа «Checktemp». Поставить стакан в СВЧ печь для нагрева. Замер температуры (tк) ведут через заданное время нагрева: I вариант – 20сек; II вариант – 30 сек, Определить повышение температуры (tк – tн) при нагреве токами СВЧ для каждого образца. Полученные данные занести в таблицу 4.1. Таблица 4.1. Исследуемый продукт 1 Фарш из жирной рыбы

Содержание Содержание жира соли в продукте, % в продукте, % 2

3 – 3 6 10

13

Повышение температуры (tк – tн) при нагреве токами СВЧ, оС через 20 сек через 30 сек 4 5

Окончание таблицы 4.1 1 Фарш из тощей рыбы

2

3 –

4

5

3 6 10

Построить графики зависимости повышения температуры при СВЧ нагреве от содержания соли и жира в продукте. (tк – tн)

(tк – tн)

0

3

6

10

NaCl, %

Ж, %

4.1. Часть 2. 4.1.1. Определить содержание влаги в вареной крупе и обводненном соевом мясе. Определение ведется на приборе ВЧМ по ГОСТ 7836-85 (см. приложение 1). Результаты определения содержания влаги внести в таблицу 5.1. 4.2.2. Подвергнуть нагреву исследуемые образцы продукта: крупу – сухую и вареную, соевое мясо – сухое и обводненное. Для проведения опыта поместить 50г исследуемого образца в термостойкий стакан, замерить температуру (tн) в центре продукта при помощи портативного термометра типа «Checktemp». Поставить стакан в СВЧ печь для нагрева (мощность 450 Вт). Замер температуры (tк) ведут через заданное время нагрева: I вариант – 15сек; II вариант – 20 сек, III вариант – 25 сек, 4.2.3. Определить повышение температуры (tк – tн) при нагреве токами СВЧ для каждого образца. Полученные данные занести в таблицу 4.2. 14

Таблица 4.2. Исследуемый продукт

Содержание влаги в продукте, %

Повышение температуры (tк – tн) при нагреве токами СВЧ, оС через 15 через 20 через 25 сек сек сек

Крупа сухая Крупа вареная Соевое мясо сухое Соевое мясо обводненное

Построить графики зависимости повышения температуры при СВЧ нагреве от содержания влаги в продукте. (tк – tн)

(tк – tн)

Содержание влаги в крупе, %

Содержание влаги в соевом мясе, %

5. Содержание отчета. Отчет составить с соблюдением ЕСКД. Составив таблицы и построив графики необходимо дать анализ характеру построенных кривых, сделать выводы о результатах проведенной работы. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1. От каких свойств материала зависит скорость нагрева материала в высокочастотных электромагнитных полях? 6.2. От чего зависят диэлектрические свойства пищевых продуктов? 6.3. Сущность метода определения содержания жира, используемого в данной работе. 6.4. Какие потери называют диэлектрическими? 6.5. Какой фактор: содержание соли, влаги или жира, в большей степени влияет на способность продукта нагреваться в высокочастотном электромагнитном поле?

15

Лабораторная работа № 5 Исследование влияния способа тепловой обработки пищевого сырья на качественные показатели готовой продукции 1. Цель работы. Определить влияние тепловой обработки на потери влаги минеральных и органических веществ в полученном продукте. 2. Задание. 2.1. Определить общий химический состав предоставленного сырья. 2.2. Подвергнуть сырье различным видам тепловой обработке. 2.3. Определить содержание влаги минеральных и органических веществ в полученном продукте. 3. Теоретическая часть. Основным требованием при производстве пищевой продукции является рациональное использование сырья. Выбор рационального способа обработки определяется технологическими свойствами сырья, способом и режимом тепловой обработки. При любой тепловой обработке происходят сложные физикохимические и биохимические процессы в сырье. Вследствие коагуляции белков выделяется бульон, содержащий растворимые белки, витамины и минеральные соли. Разрушаются жировые клетки и выделяется жир. Часть белков и жиров гидролизуется. Разрушаются частично витамины. Ферментные системы инактивируются. Продолжительность тепловой обработки зависит от вида рыбы, температуры, степени измельчения сырья или размера порций, соотношения количества рыбы и воды (при варке в воде). Более продолжительная и высокотемпературная тепловая обработка снижает пищевую ценность и ухудшает качество продукта. Наибольшее количество растворимых питательных веществ извлекается из сырья в процессе варки, меньше – во время обжаривания. Нагрев продуктов в СВЧ-поле проходит кратковременно, практически без внешнего массообмена, благодаря этому потери минимальны. Величина потерь при бланшировании зависит от способа бланшировки. Например, при бланшировке паром потеря экстрактивных веществ меньше, чем при бланшировке водой, так как в этом случае экстрактивные вещества теряются только с выделяющимся из рыбы бульоном и дополнительно водой не выщелачиваются. 4. Порядок выполнения работы. 4.1 Для проведения исследования используют предварительно размороженную рыбу до температуры в толще мяса минус 1оС. Из одного экземпляра рыбы приготавливают среднюю пробу. 16

Определить содержание влаги в сырье. Методика определения изложена в приложении 1. Результаты исследования занести в таблицу 6.1. Определить массовую долю минеральных веществ в сырье. Методика определения изложена в приложении 3. Результаты исследования занести в таблицу 6.1. Определить содержание органических веществ в сырье. Массовую долю в органических веществ (О) в процентах вычислить по формуле: О = 100 – Х – З, (%), где Х – содержание влаги, %; З – массовая доля золы, %. Результаты исследования занести в таблицу 6.1. 4.2. Рыбу разделать на тушку, вымыть в проточной воде. Выдержать на перфорированной поверхности 5 минут. Порционировать, на куски толщиной 2 – 2,5 см. Куски рыбы подвергнуть различным видам тепловой обработки: обжариванию, варке, бланшированию, пропеканию в СВЧ-печи. Рыбу обжарить в предварительно нагретом растительном масле на сковороде в течение 5 – 10 мин. при температуре 130 – 150 оС. Обжарку заканчивают после образования ровной золотистой корочки. Часть кусков рыбы отварить в кипящей воде в течение 10 мин. Бланширование проводить паром в течение 10 мин. Для пропекания куски рыбы поместить в СВЧ-печь на 3 минуты. Рыбу после термической обработки охладить до температуры 30 – 40 оС. 4.3. Определить содержание влаги, массовой доли золы и органических веществ для каждого образца термически обработанной рыбы. Результаты анализов занести в таблицу 6.1. Таблица 6.1. Состав исследуемого продукта Минеральные вещества Влага Органические вещества

Сырец

Массовая доля веществ, (%) в продукте Рыба обжаРыба Рыба блан- Рыба проперенная вареная шированная ченная

17

5. Содержание отчета. Отчет должен включать цель работы, задание, краткое описание методик определения показателей, расчетные формулы и расчет показателей, вывод о влиянии способа тепловой обработки пищевого сырья на качественные показатели готовой продукции. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1. Что понимают под рациональным использованием сырья? 6.2. Какие изменения происходят при тепловой обработке сырья? 6.3. Чем объясняется уменьшение потерь при СВЧ нагреве? 6.4. На чем основаны, применяемые в данной работе, методы определения массовой доли воды и минеральных веществ?

Лабораторная работа № 6 Исследование влияния режима сушки на восстанавливающую способность клеток пищевого сырья к набуханию 1. Цель работы. Определить влияние теплового режима на восстанавливающую способность клеток пищевого сырья к набуханию. 2. Задание. 2.1. Подготовить водоросли к тепловой обработке. 2.2. Провести сушку водорослей при различных режимах. 2.3. Определить способность клеток к набуханию. 3. Теоретическая часть. Качество пищевых продуктов во многом определяется свойствами клеточной структуры. Полагают, что консистенция продуктов зависит то следующих факторов: – действия внутриклеточных сил, связующих клетки друг с другом; – механической прочности и жесткости клеточных стенок; – набухания клеток вследствие осмотического давления внутриклеточной жидкости. Состояние клеточной структуры заметно меняется во время хранения, и технологической обработки продуктов. На свойства растительных продуктов заметное влияние оказывает изменение состава внутриклеточной жидкости. Клеточный сок обуслав18

ливает осмотические свойства и тургор клеток и, следовательно упругость тканей и органов растений. Тургором называют напряженное состояние клеточной оболочки, зависящее от осмотического давления внутриклеточной жидкости, осмотического давления внешнего раствора и упругости клеточной оболочки. Обычно упругость клеточной оболочки животных тканей невелика (разница между осмотическим давлением внутриклеточной жидкости и осмотическим давлением внешнего раствора меньше 49 – 98 кПа). У живых растительных клеток разница между осмотическим давлением внутри и снаружи растительной клетки может достигать 49 – 98 МПа, но даже при этом запас прочности растительной клетки составляет 60 – 70%. Набухание клеток. Форма и консистенция продуктов зависят от количества сильно разведенных растворов внутри клетки окруженной мембраной с селективной проницаемостью. Под действием нагревания и других причин селективная проницаемость мембран может сильно измениться, в результате чего вода диффундирует через мембраны, что вызывает изменение структуры продукта. Потеря воды может также происходить через полупроницаемые мембраны в результате испарения, что так же отражается на структуре продукта. Для приготовления сушеных водорослей используют ламинариюсырец. Сушку ведут при щадящих режимах, в потоке движущегося воздуха. Сушку проводят при постоянной температуре 50 – 80 0С, или при двухступенчатом режиме: вначале при температуре 80 – 900С до удаления общей массовой доли влаги, а в конце сушки, при температуре 50 – 600С. Допускается кратковременное воздействие температуры не выше 1000С. При высокой температуре происходит необратимый процесс снижения водопоглощающей способности, а следовательно и снижается способность клеток к набуханию. 4. Порядок выполнения работы. 4.1. Для проведения исследования используют водоросли: ламинарию – сырец или ламинарию мороженую. Ламинарию – сырец моют щетками в проточной воде, мороженый сырец дефростируют. Водоросли нарезают поперек слоевища, размеры кусков 5 – 6 см, куски взвешивают. 4.2. Сушку водорослей проводят в трех режимах, при 50, 80, 100оС. Для проведения сушки в сушильный шкаф, нагретый до температуры 50оС помещают кусок ламинарии, предварительно промокнув его фильтровальной бумагой. Сушку ведут в течение 30 – 40 мин. Процесс повторяют соответственно при температурах 80, 100оС. 19

4.3. После сушки водоросли, высушенные в разных условиях взвешивают. Навески заливают водой до покрытия верхнего слоя и оставляют на 15 – 20 мин. По истечении времени воду, не поглощенную водорослями, сливают и замеряют массу водорослей после набухания. 4.4. Способность клеток к набуханию (Х) определяют по формуле:

Х=

m2 ⋅ 100% m1

m1 – объем занятый сухими водорослями; m2 – объем занятый набухшими водорослями. Результаты определения способности клеток к набуханию заносят в таблицу 6.1. Таблица 6.1. Режим сушки 50оС 80оС 100оС

Способность клеток к набуханию

5. Содержание отчета. Отчет должен включать цель работы, задание, краткое описание методики определения показателей, расчетные формулы, вывод о влиянии теплового режима на восстанавливающую способность клеток водорослевого сырья к набуханию. 6. Вопросы для самопроверки. 6.1. От каких свойств клеточной структуры зависит консистенция продуктов? 6.2. Что называют тургором клеток, от чего он зависит? 6.3. Как нагрев растительного сырья влияет на проницаемость клеточных мембран? 6.4. Какой режим тепловой обработки наиболее благоприятен для сушки водорослей?

20

Приложение 1 Определение содержания влаги на приборе ВЧМ (прибор Чижовой) по ГОСТ 7836-85 Сущность метода. Метод основан на удалении из исследуемого образца продукта влаги с использованием прибора инфракрасного излучения (ВЧМ) Чижовой. Удаляемая прибором тепловая энергия распространяется в поверхностном слое толщиной 2 – 3 мм, в результате чего происходит интенсивное испарение влаги из исследуемого продукта и его быстрое обезвоживание. Изменение массы определяется взвешиванием. Проведение анализа. Приготовить пакеты из роторной бумаги размером 8 х 11 см. В пакеты поместить трехслойный вкладыш из фильтрованной бумаги. Пакеты поместить в прибор и выдержать в нем 3 мин. При температуре 150 о С. Затем охладить в эксикаторе (2 – 3 мин.) и взвесить с точностью до 0,01г. Количество пакетов должно соответствовать числу контрольных образцов продукта. Навеску средней пробы 1 г поместить на вкладыш так, чтобы на нижней стороне пакета было два слоя вкладыша, а слой продукта тонким, ровным. Пакеты с навеской взвесить и поместить в прибор ВЧ на 5 мин. Затем охладить в эксикаторе и взвесить. Содержание влаги (Х) в процентах вычислить по формуле:

Х=

(m1 − m2 ) 100 , (m1 − m)

где m – масса пакета, г; m1 – масса пакета с навеской до высушивания, г; m2 - масса пакета с навеской после высушивания, г; Расхождение между параллельными результатами не должно превышать 0,5%. Каждый результат – среднее арифметическое двух параллельных определений, вычисленных с точностью до 0,01%.

21

Приложение 2

Определение влагоудерживающей способности (ВУС), по ГОСТ 7836-85 Сущность метода. Метод основан на выделении из навески исследуемого продукта воды путем прессования и определении ВУС по площади влажного пятна при помощи прибора планиметра. Проведение анализа. На торзионных весах взвесить не более 300 мг фарша, помещенного на кружок из мягкого полиэтилена. Кружок с навеской поместить на пластинку (110 х 110 х 100 мм) из органического стекла, накрыть специально подготовленным фильтром, затем второй пластинкой. На пластины поставить груз 1 кг и выдержать под нагрузкой 10 минут. После снятия нагрузки на фильтровальной бумаге графитным карандашом обвести контуры «влажного и мясного» пятен и определить планиметром их площади. Влагоудерживающую способность (ВУС) в процентах рассчитать по формуле:

ВУС =

mвл − 8,4( S1 − S 2 ) 100, m

где mвл – содержание влаги в навеске, мг; S1 – площадь общего пятна, см2; S2 – площадь мясного пятна, см2; m – навеска мяса, мг. Определение выполнить два раза. Каждый результат – среднее арифметическое двух параллельных определений, вычисленных с точностью до 0,1%.

22

Приложение 3 Определение массовой доли золы (минеральных веществ) по ГОСТ 7636-85 Сущность метода. Метод основан на удалении всех органических веществ из навески исследуемого продукта полным сжиганием и определении содержания в нем минеральных веществ (золы) взвешиванием. Проведение анализа. Предварительно прокаленный и доведенный до постоянной массы фарфоровый тигель взвесить с точностью до 1 мг. В тигель поместить навеску исследуемого продукта 4 –5 г, взвешенную с той же точностью. Обуглить навеску в тигле на электрической плите до прекращения выделения дыма. Поместить тигель после обугливания в муфельную печь для озоления при температуре 500оС. Озоление проводить до достижения постоянной массы тигля с содержимым. Остудить тигель с золой в эксикаторе и взвесить с точностью до 1мг. Массовую долю золы (З) в процентах вычислить по формуле:

З=

(m2 − m1 ) 100, (%) m

где m – навеска исследуемого образца, г; m1 – масса пустого тигля, г; m2 – масса тигля, с золой, г; Каждый результат – среднее арифметическое двух параллельных определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать до 0,02%.

23

Приложение 4 Определение содержания жира экспресс-методом по ГОСТ 28829-86 Сущность метода. Метод основан на извлечении жира из исследуемого продукта органическим растворителем с последующим весовым определением количества жира в аликвотной части смеси растворителя с жиром после удаления из нее растворителя. Проведение анализа. Исследуемый продукт измельчить до получения мелкодисперсного фарша. Образец фарша весом 3 г, взвешенный с точностью до 0,01г, поместить в фарфоровую чашку, добавить 6 г безводного сернокислого натрия, взвешенного с той же точностью, после чего смесь тщательно растереть. Содержимое чашки перенести в прибор с установленным фильтром для извлечения жира. Под прибор поместить взвешенную с точностью до 1мг бюксу для сбора вытяжки жира с растворителем. Чашку ополоснуть 10 – 20 мл эфира и ее содержимое также слить на фильтр. Промыть находящийся в приборе фарш тройным количеством эфира. По завершению промывки проконтролировать отсутствие жирного пятна на фильтре. При его наличии промывку продолжить. Бюксу с фильтратом поставить на водяную баню в вытяжном шкафу и выпаривать до полного испарения эфира. После охлаждения бюксы до комнатной температуры определить ее вес с содержимым с точностью до 0,01 г. Содержание жира в исследуемом продукте (в %) рассчитать по формуле:

Ж=

(m2 − m1 ) ⋅ 100, (%) m

где m – вес исходного образца продукта, навеска, г; m1 – вес пустой бюксы, г. m2 – вес бюксы с содержимым после выпаривания, г; 24

СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа № 1 ………………………………………… 3 Лабораторная работа № 2 ………………………………………… 5 Лабораторная работа № 3 ………………………………………… 8 Лабораторная работа № 4 ………………………………………… 12 Лабораторная работа № 5 ………………………………………… 16 Лабораторная работа № 6 ………………………………………… 18 Приложение 1 …………………………………………………….. 21 Приложение 2 …………………………………………………….. 22 Приложение 3 …………………………………………………….. 23 Приложение 4 …………………………………………………….. 24

25