2. Характеристика властивостей вмс та їх зміни при технологічній обробці

Внаслідок великої молекулярної маси і гнучкості ланцюгів, макромолекули високомолекулярних сполук (ВМС) і їх розчини володіють специфічними властивостями – здатністю утворювати волокна і плівки, еластичністю, набряканням, структуроутворенням. До найважливіших природних полімерів відносяться білки і полісахариди.

Набрякання – це процес поглинання низькомолекулярного розчинника високомолекулярною речовиною, який супроводжується збільшенням маси і об’єму.

Існує обмежене і необмежене набухання. При обмеженому набряканні об’єм і маса полімеру досягають визначених значень і подальший контакт полімеру з розчинником не призводить до подальших змін. Обмежено набряклий полімер називають студенем. При необмеженому набряканні відсутня межа набрякання. З плином часу полімер поглинає все більшу кількість рідини і набрякання переходить в розчинення.

Прикладом процесу набрякання є процес замісу і утворення тіста з пшеничного борошна. Борошно, що складається головним чином із сухих протеїнових гелів і крохмальних зерен, при взаємодії з водою проявляє колоїдні властивості. Білки здатні набухати у холодній воді і утримувати води у 2-2,5 рази більше своєї маси. При замішуванні тіста із пшеничного борошна, білки муки легко і швидко утворюють надзвичайно тонкі нитки і плівки, які зв’язують і склеюють між собою зерна зволоженого крохмалю. Завдяки цьому пшеничне тісто набуває пружно-в’язко-пластичних властивостей, якими не володіє тісто із інших злаків.

Тісто для мучних кондитерських виробів, крім муки і води, містить додатково цукор і жир, які впливають на набрякання колоїдів муки. При збільшенні кількості цукру, набрякання білків борошна зменшується, що пов’язано з значним зв’язування води цукром. Жир, адсорбуючись на поверхні білків, утворює плівки, які перешкоджають проникненню води до макромолекул білків, що призводить до зменшення пружності і збільшення пластичності тіста.

Колоїдні системи, частки яких знаходяться одна від одної на досить великій відстані і практично не взаємодіють між собою, називаються вільнодисперсними системами. Такі колоїдні системи схожі на звичайні рідини і їх в’язкість мало відрізняється від в’язкості дисперсійного середовища. Дисперсні системи. в яких часточки зв’язані між собою і не здатні до взаємного переміщування, називаються зв’язнодисперсними системами. У таких системах частки дисперсної фази утворюють просторову сітку або структурну.

Перехід колоїдного розчину з вільно дисперсного стану у зв’язано дисперсний називається гелеутворенням, а утворена при цьому структурована колоїдна система – гелем. Якщо колоїдні частки цілком втратять агрегативну стійкість, то вони будуть з’єднуватися у великі агрегати, утворюючи щільний осад – коагулят.

При механічному впливі, наприклад, при перемішуванні або струшуванні зв’язки між частками в коагуляційній сітці можуть бути зруйновані і гель перетворюється у текучий золь. Якщо знову утвориться не текучий гель, то ця властивість структурованих систем називається тиксотропією.

Гелі з часом зменшуються в об’ємі, виділяючи при цьому дисперсійне середовище. Це явище називається синерезисом. Число водневих зв’язків між частками протягом часу збільшується, що призводить до ущільнення структури і виділення дисперсійного середовища. У більшості випадків синерезис є небажаним явищем. Наприклад, в таких продуктах як кетчуп, куди додається крохмаль як згущувач.

Піна – це двофазна система, яка складається з газу і рідини. У даному випадку дисперсною фазою є газ або повітря, а дисперсійним середовищем – напіврідкий розчин суміші цукру, кислоти і пектину.

Під дією сили поверхневого натягу окремі кульки повітря в піні або жиру в емульсії прагнуть з’єднатися в одну масу і відбувається процес самоплинного руйнування піни або емульсії. Цей процес називається коалесценцією.

Щоб зробити піну або емульсію більш стійкою, додають різні стабілізатори – пектин, крохмаль, агар та ін., які перешкоджають процесу коалесценції.