Биотехнологических процессов

ПЛАКАТ 6

3. Мясные эмульсии и структурированные пищевые системы

Эмульгирование или переработка эмульсий лежат в основе многих технологических процессов получения пищевых продук­тов. К эмульсиям относятся пищевые продукты природного про­исхождения (молоко, яичный желток), большинство молочных продуктов, тонко измельченные колбасные фарши. В настоящее время при производстве комбинированных продуктов питания и как самостоятельные продукты все шире используются искусст­венные эмульсии. К ним относятся эмульсии, стабилизированные немясными белками, использующимися взамен части мясного сы­рья при производстве колбасных изделий, рубленых полуфабрика­тов, фаршевых консервов; эмульсии, являющиеся аналогами моло­ка и молочных продуктов, стабилизированные различными белка­ми; искусственные продукты эмульсионного типа, использующие­ся для функционального (лечебного и диетического) питания. Та­кая стабилизация носит универсальный характер и необходима при получении высокоустойчивых, особенно концентрированных эмульсий.

Устойчивость эмульсий определяется наличием на поверх­ности раздела фаз адсорбционных оболочек, образованных либо двойным электрическим слоем третьего вещества, либо коллоид­но-дисперсным слоем эмульгатора с гелеобразной структурой.

Эффективность получения и стабильность свойств эмуль­сий зависят от вида жира и эмульгатора, соотношения дисперси­онной среды и дисперсной фазы, степени диспергирования час­тиц, температуры, рН среды и других факторов.

ПЛАКАТ 7

Белок играет важную структурную роль в процессе полу­чения эмульсий. Получение эмульсий рассматривают как нало­жение трех процессов: диспергирования жидкости, коалесценции и адсорбционного процесса образования защитных слоев, причем считается, что последний процесс главным образом и определяет свойства конечных эмульсий.

Коалесценция – это слияние капель, усиливающееся при флокуляции или криминге, в конечном счете приводящее к раз­рушению эмульсии; криминг – это гравитационное, т.е. седиментационное или флотационное, разделение мясляных капель без изменения распределения по размерам; флокуляция – это агрега­ция капель при взаимодействии между ними без их слияния.

Если непрерывное перемешивание должно привести к ди­намическому равновесию между дроблением и коалесценцией, то в присутствии эмульгатора образование защитных пленок на поверхности капель дисперсионной фазы затрудняет коалесценцию. Вследствие этого равновесие в значительной степени смещается в сторону образования эмульсий.

Защитную функцию эмульгатора обусловливают его адсорб­ционные свойства (поверхностная активность) и способность к структурообразованию на границе раздела фаз. Происходящее вследствие адсорбции эмульгатора понижение поверхностного на­тяжения облегчает дробление жидкости.

ЭС белков зависит от большого числа факторов. Одна из важнейших характеристик белка как эмульгатора – структура его молекулы. Обусловлено это тем, что структура адсорбцион­ных пленок и свойства стабилизируемых белком эмульсий явля­ются функцией нативной структуры белка.

ПЛАКАТ 8

Поверхностная активность белков определяется особенностя­ми их пространственной структуры. Молекулы глобулярных белков в водном растворе представляют собой компактные частицы со спе­цифической топографией поверхности с асимметрично локализован­ными полярными и неполярными группировками атомов (рис. 2).

• – полярные и нейтральные аминокислоты; ο – неполярные аминокис­лоты
а – белок с преимущественным расположением полярных амино­кислот в интерьере белковой глобулы (элементы вторичной структуры не показаны); 1 - денатурированная молекула; 2 - нативная молекула	б – наиболее вероятное расположение адсорбированной молекулы белка на межфазной поверхности; 1 - петли; 2 - сегмент, 3 - хвост

РИСУНОК 2 – ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ БЕЛКОВ:

ПЛАКАТ 9

Фибриллярные белки характеризуются лучшими эмульги­рующими свойствами по сравнению с глобулярными. Пленки белков являются по сути белковыми гелями, реоло­гические свойства которых зависят от конформации молекул, причем пленки с большей упорядоченностью, включающие гло­булярные молекулы в нативном состоянии, дают рост более же­стким, устойчивым к механической деформации гелям.

Структура адсорбционных слоев, образованных как глобу­лярными, так и фибриллярными молекулами, в значительной степе­ни определяется концентрацией белка на межфазной поверхности. На рис. 3 приведены схематические изображения струк­тур пленок типичных фибриллярного (β-казеин) и глобулярного (лизоцим) белков с разными величинами адсорбции (поверхност­ной концентрации).

… …… …..…..

(3-казеин (неупорядоченный, гибкий) Лизоцим (глобулярный, жесткий)

РИСУНОК 3 – СХЕМА СТРУКТУРЫ АДСОРБЦИОННЫХ ПЛЕНОК ПРИ