Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Житомирський коледж ресторанно-туристичного бізнесу і торгівлі

ЗАТВЕРДЖЕНО

На засіданні методичної ради

протокол № _____ від _______________

голова методичної ради ______________

(Троценко Л.В.)

Для виконання аудиторної контрольної роботи

з “ФІЗИЧНОЇ ТА КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ”

Для студентів заочного відділення

спеціальність 5.091711 “Виробництво харчової продукції”

Підготував викладач:

Мельник О.Ф.

РОЗГЛЯНУТО та СХВАЛЕНО

На засіданні циклової комісії

науково-природничих дисциплін

протокол № ____ від __________

голова комісії ________________

Герасимчук Н.П.

Завдання контрольної роботи направлені на тісний взаємозв’язок теоретичних знань про фізико-хімічні явища і процеси та практичним їх використанням в технології приготування їжі. Тому під час виконання контрольної роботи слід звертати особливу увагу на практичну частину завдання, а також на додаткові запитання проблемного змісту.

Курс фізичної та колоїдної хімії передбачає вивчення та засвоєння загальних закономірностей явищ і процесів, які вивчає даний розділ хімії (закони термодинаміки, поняття про швидкість реакції та залежність її від різних факторів, хімічна рівновага та способи її порушення, явище адсорбції, дисперсні системи, агрегатні стани речовин, газові закони тощо).

Частина завдань контрольної роботи має суто теоретичне направлення, але без розуміння загальнонаукових понять і законів неможливо з’ясувати сутність фізико-хімічних речовин, які лежать в основі усіх технологічних процесів.

Відповіді на теоретичні питання бажано ілюструвати графіками, схемами, малюнками, таблицями, якщо це потрібно.

Приклади відповідей на теоретичні питання та розв’язки задач наведені далі.

Приклад 1.

Явище синерезиса в харчових студнях і фактори, що впливають на його швидкість. Практичне значення синерезиса.

Свіжоприготовлені студні з часом підлягають змінам, тому що процес структурування в студенях продовжується. При цьому на поверхні студня починають з’являтися краплі рідини, які зливаючись, утворюють рідке середовище. Утворене дисперсне середовище є розведеним розчином полімера, а дисперсна фаза, залишається, студнеподібною. Такий довільний процес розділення студеней на дві фази, який супроводжується змінами об’єма студня, називають синерезисом.

Синерезис розглядають як продовження процесів, що обумовлюють утворення студня. При цьому утворюється більша кількість зв’язків між мікроорганізмами, структурна сітка стягується вижимаючи з себе, значну частину розчинника, об’єм студня зменшується. Студні, стискаються в процесі синерезиса, але зберігають форму тієї ємності, куди були налиті у вигляді рідини до застигання.

Явище синерезиса:

а) свіжоприготовлений студень

б) студень після синерезиса

Швидкість синерезиса у студенів різна і залежить від температури і концентрації. Незначне підвищення температури, як правило, сприяє синерезису, полегшує переміщення молекул, необхідних для усадки студня. Але при значному підвищенні температури, студень переходить у розчин. Як правило, із збільшенням концентрації швидкість синерезиса збільшується, так як збільшення відстані між частинами і збільшення числа зв’язків між ними. Це призводить до ущільнення структурної сітки і її стискання. У білкових студнів швидкість синерезиса залежить від значення рН.

Для студенів аморфних білків швидкість синерезиса максимальна в ізоелектричній точці.

Синерезис у студнів, утворений полімерами, зворотній, якщо при зберіганні не виникають будь-які хімічні процеси. Іноді досить нагрівання, щоб студень, який переніс синерезис, повернути в початковий стан.

В кулінарії цим способом користуються, наприклад для того, щоб освіжити каші, пюре, черствий хліб.

Якщо під час зберігання студнів виникають хімічні процеси, то синерезис ускладнюється і його зворотність втрачається, відбувається старіння студня. При цьому студень втрачає здатність утримувати зв’язану воду. Наприклад, у свіжому хлібі, кількість зв’язаної води досягає 83%. Після зберігання хліба, протягом 5 діб, зв’язаної води залишається 67%. Хліб зачерствів, тобто втрачає здатність зберігати зв’язану воду.

Такий синерезис розвивається навіть в живих організмах. Відомо, що м’ясо молодих тварин точніше і ніжніше, ніж старих. Це пояснюється тим, що з віком тканини тварин через синерезис і дегідратацію, стають жорсткішими і твердими.

Практичне значення синерезиса досить велике. Частіше всього синерезис в побуті і промисловості небажаний. Це черствіння хліба, відмокання мармеладу, карамелі, фруктових догенів.

Синерезис відбувається під час зберігання мила, клею.

Прикладом позитивного синерезису може бути довільне виділення рідини у виробництві сиру.

Приклад 2.

Залежність швидкості хімічних реакцій від каталізаторів. Ферментація технологічних процесів.

Одним з найбільш відомих в хімічній практиці методів зберігання швидкості хімічних реакцій є застосування каталізаторів.

Каталізатори – це речовини, які прискорюють хімічні реакції, але склад і кількість яких в кінці реакції залишається незмінними. Каталізатори мають високу специфічність дії, особливо ферменти – біокаталізатори різних ферментативних процесів. Для гідролізу крохмалю необхідний фермент амілаза, для сахарози – сахароза, для мальтози – мальтоза. Без ферментів неможливе проходження жодного біонічного процеса.

Ферментативні процеси використовуються в багатьох технологічних процесах – під час виготовлення спирту, пива, квасу, хліба, морозива, сиру тощо.

Виготовлення твердих жирів, наприклад маргарину, проходить гідруванням рослинних масел над каталізатором, який є сплавом нікелю з міддю або нікелю з алюмінієм.

В хлібопеченні особливе значення мають амілази, які розщеплюють крохмаль і протеази, які розщеплюють білок. Від активності амілаз залежить швидкість бродіння тіста. В спиртовій і пивовар енній промисловості використовують амілази, джерелом яких можуть бути солод і мікробні препарати.

У виноробстві і під час ферментації тютюну застосовують фермент поліфеноксидазу, від активності якої в значній мірі залежить букет і колір вина і сортові якості тютюну.

Фермент пектинестераза застосовують для розчинення пектинових оболонок рослинних волокон, видалення помутніння фруктових соків під час виробництва мармеладів, желе, виготовлення плодових та овочевих пюре.

β-фруктофуранозідаза використовується для зміни консистенції під час виготовлення штучного меду і морозива.