Структурно-механічні властивості кулінарної продукції
Структурно-механічні властивості кулінарної продукції за своїми властивостями характеризуються системи, або об’єктивна єдність, закономірно-зв’язаних один з одним компонентів. Одною з найважливіших технологічних властивостей таких систем є особливість їх структури, тобто, як було сказано раніше, взаємне розташування та взаємозв’язок компонентів,які входять до складу продуктів.
Детальне вивчення закономірностей та кінетики структурних змін в харчових системах в процесі їх технологічної переробки є основною для вдосконалення інтенсифікації самих технологічних процесів, а також їх механізації та автоматизації.
Багато видів сировини і готових кулінарних виробів являють собою багатокомпонентні змішані системи, які складаються відповідно не менше ніж з двох фаз – дисперсної фази та дисперсного середовища, що дозволяє розглядати їх в якості об’єктів фізико-хімічних дисперсних систем.
Значна частина кулінарної продукції являє собою багатокомпонентні змішані дисперсні системи, тобто одночасно є піною та емульсією чи суспензією і т.п., з можливим пріоритетом одного із типів систем. При цьому практика і теорія свідчать, що кулінарній продукції властиво багато закономірностей характерних для ідеальних дисперсних систем того чи іншого типу.
В табл. 1 наведено можливий поділ деяких видів кулінарної продукції за типами класичних дисперсних систем відповідно до агрегатного стану дисперсної фази та дисперсійного середовища.
Роль поверхневих явищ, які характерні для дисперсних систем і проявляються в технологічних процесах, залежать від дисперсної фази. Помітно ці явища проявляються якщо розмір частинок дисперсної фази становить менше 1,10-5 м.
Такі вироби як муси, креми, самбуки, соуси на рослинній олії, овочеві пюре і ряд інших при механічному способі їх виготовлення за дисперсностю фази відповідають або близькі до вказаних величин. При ручному подрібнені продуктів, частки дисперсної фази рідко бувають менше 1,10-2 – 1,10-3 м. Гравітаційну стійкість таких суспензій на практиці підвищують за рахунок збільшення в’язкості дисперсійного середовища, наприклад, при приготуванні супів-пюре використовуються загусники.
Багато природних харчових продуктів, які використовуються у виробництві кулінарної продукції за розмірами розчинних сполук (білки, жири в емульсованому стані і ін.) являють собою системи з досить високою дисперсністю фази.
Таблиця 1
Класифікація кулінарної продукції як дисперсної системи
по агрегатному стану дисперсійного середовища і дисперсної фази
Агрегатний стан дисперсійного середовища |
Рідина |
Тверде тіло |
|
|
||
Агрегатний стан дисперсної фази |
Рідина |
Газ |
Тверде тіло |
Рідина |
Газ |
Тверде тіло |
Класичне визначення дисперсної системи |
Емульсія |
Піна |
Суспензія (Кол. сист.) |
Тверді розчини |
||
Кулінарна продукція |
||||||
|
Соуси: майонез, голландський. Заправки: салатна, гірчична |
Коктейлі, збиті вершки |
Супи-пюре, ікра овочева, соуси основні з протертим гарніром, пюре із овочів |
Фрукти та овочі, які піддавалися тепловій обробці |
Муси, самбуки, Безе, деякі випечені вироби |
Крученики, запіканки, пудинги |
Відповідно до вище сказаного структура кулінарних дисперсних систем визначається:
властивостями часток дисперсної фази;
властивостями дисперсійного середовища;
взаємодією часток дисперсійної фази з дисперсійним середовищем;
взаємодією часток дисперсійної фази між собою.
Властивості дисперсної фази та дисперсійного середовища, їх взаємодія в сукупності визначають властиві кулінарній продукції структурно-механічні показники. Багато страв та кулінарні вироби мають складну неоднорідну структуру, в якій можна віділити тверді і рідкі компоненти, порушення безперервності тіла та інші особливості (наприклад, неоднорідність котлетної маси), внаслідок яких реологічні властивості виробів змінюються від однієї точки до іншої. Фактичні дослідження показують, що для багатьох з них теоретичні уявлення про в’язкість, пружність і пластичність можуть бути з успіхом використані для опису механічних властивостей та підбору обладнання для їх виробництва і регулювання режимів обробки.
Без опису структурно-механічних властивостей кулінарно-дисперсних фаз неможливо не тільки вивчити закономірності їх утворення, але як сказано вище, неможна обґрунтувати технологічні параметри їх переробки.
З позиції існуючих уявлень про деформаційну поведінку ідеалізованих матеріалів (див. табл. 2) можна відмітити групу реологічних показників, які дозволяють дати достатньо повний опис пружно-пластично-в’язких властивості кулінарної продукції.
Пружність або жорстокість продуктів Е характеризують модулем пружності розтягування (стискання) – Е або модулем пружності зрушення – G (див. табл. 2), які зв’язані співвідношенням
E = 2G (1+м) де
м – |
коефіцієнт Пуассона для рідко-подібних систем близький за значенням до 0,5. |
Для пружної (зворотної) деформації багатьох реальних тіл та продуктів властива специфіка, яка полягає в тому, що частина пружної деформації розвивається з високою швидкістю – умовно-миттєва деформація, а частина пружної деформації розвивається уповільнено у часі – деформація запізнення або високо-еластична деформація, яку визначають терміном – пружна післядія.
Умовно-миттєва деформація фігурує у формулах для обчислення модулів пружності стискування E і G, які часто називають також умовно-миттєвими.
Здатність продуктів високо-еластичної деформації визначають модулем еластичності G2, який дорівнює
Таблиця 2