Синергизм.

В комплексных системах ВМС могут проявлять 3 типа взаимодействия:

1. индифферентное отношения. Крахмал и белок.

2. Синергетические отношения ( в результате смешивания двух ВМС система приобретает новые или усиленные свойства, не характерные для индивидуальных исходных объектов)

3. Конкурентные отношения

Композиция	Эффект
Ксантан(загуститель м/б происхождения)+Гуаровая камедь(загуститель)	Гель с tплавл=80-90С. В кетчупах, соусах
Ксантан+Камедь рожкового дерева	Слабый гель или очень резкое повышение вязкости
Ксантан+Конжак	Гель с tплавл=55С
Гуар+каппа-каррагинан	Повышается упругость гелей и устойчивость к NaCl
Конжак+каппа-каррагинан	Прочность геля в 4 раза выше, чем у чистого каррагинана
Ксантан+Крахмал	Гели слабые, но устойчивые к оттаиванию и замораживанию

Конкурентные отношения вмс.

Конкурентные отношения заключаются в том, что некоторые ВМС при их комплексном использовании подавляют свойства друг друга, особенно в смешанных гелях.

Причины:

1. Объекты т/д несовместимы

2. ВМС при их гидратации конкурируют за количество поглощаемой среды

Пример конкурентных отношений:

• Крахмал нативный/мышечные белки. За счет выделения теплоты гидратации, повышения энтропии и интенсивного связывания влаги крахмал вносят на заключительной фазе куттерования.

• Казеинат натрия/мышечные белки

• Крахмалы/альгинаты

• Крахмал/желатин

• Молочные белки(альбумины)/натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы.

В случае наличия конкурентных отношений между ВМС следует на основе одного из них приготовить гель, систему, эмульсию, затем стабилизировать ее свойства и после этого вносить в качестве добавки в основную пищевую систему.

Синерезис

Синерезис - самопроизвольное уменьшение объема гельных систем в процессе хранения, сопровождающееся выделением жидкой фазы.

Синерезис характерен для мясных, молочных, кондитерских изделий, для теста; приводит к выделению жидкой фазы, либо к повышению величины потерь массы продукта при хранении. Явление синерезиса наиболее характерно для гелей, образованных ВМС фибриллярной структуры и имеющих гибкие макромолекулы.

Механизм синерезиса.

В результате хранения (или выдержки) гелей и гелеподобных структур происходит снижение энтропии, образование новых связей между молекулами ВМС (водородные, ковалентные) и происходит сжатие матрикса, сопровождающееся выделением жидкой фазы.

Синерезис ~ старение гелей.

Синерезис как правило при холодильном хранении продуктов начинает проявляться на 2-3 сутки.

На степень синерезиса влияют следующие факторы:

1. Вид структурообразователя (фибриллярный, глобулярный(почти нет))

2. Наличие загустителей в системе (гуары, камеди). Та вода, которая выпрессовывается из гелей, воспринимается загустителями.

3. Концентрация. Каррагинан 1,5-чуть больше % - не проявляет синерезиса

4. рН

5. Ионный состав

6. Температура

7. Силы адгезии

Существует явление вынужденного синерезиса (при изготовлении продуктов в вакуумной упаковке).

Водосвязывающая способность. Формы связи влаги в пищевых продуктах.

ВСС - водосвязывающая способность

ВУС - водоудерживающая способность

ВСС является характеристикой сырья, ВУС - готового продукта.

Значение ВСС:

• влияние на органолептику (внешний вид, консистенция, сочность)

• Влияние на величину термопотерь, синерезис, величину выхода, а также на хранимоспособности продукта, т.е. показатель активности воды.

Активность воды:

A_w=Р_пр/Р_Н2О

Активность воды показывает какую часть воды от ее общего количества в продукте микроорганизмы могут использовать для своего развития.

Значение A_w выражается числом до четвертого знака после запятой.

ВСС формируется за счет гидрофильных свойств белков и полисахаридов.

Согласно теории Ребиндера вода в пищевых системах удерживается по трем формам: адсорбционно, осмотически и капиллярно.

Применительно к мышечным белкам доля адсорбционной влаги составляет 55-60%, в том числе 4-6% - гидратная влага.

Слабосвязанная (осмотическая) - 20-25% - в саркоплазме, иммобилизированная в ячейках гелей.

Третья форма - капиллярная - внеклеточная вода (8-14%)

Адсорбционная влага преобладает количественно, является химически связанной, формирует выход и сочность.

Диполи воды удерживаются силовым полем гидрофильных центров, к которым относятся полярные группы заряженных боковых цепей, пептидные связи, незаряженные группы боковых цепей (ОН, NH, SH). Каждая из этих групп могут удерживать 2-4 диполей.

Большая часть энергии гидрофильных центров расходуется на образование мономолекулярного слоя (гидратная влага), но силы электростатического взаимодействия позволяют через этот слой дополнительно удерживать последующие слои диполей, причем по мере удаления от гидрофильного центра эти связи будут ослабевать.

В диффузных слоях каждый диполь воды может ориентировать вокруг себя до 4-ех молекул воды. Таким образом, в зависимости от технологической задачи мы изменяем количество диффузной влаги.

Для регулирования количества адсорбционной, в частности диффузной влаги, используют следующие факторы и учитывают следующие характеристики объекта:

1. Природа, вид, состояние и концентрация белка(соотношение соле- и водорастворимых белков: солерастворимые имеют ВСС и эмульгирующую способность в 3раза выше, чем водорастворимые)

2. Регулирование ВСС путем изменения величины рН(рН-метрия, использование специальных пищевых добавок)

3. Температура.Для каждого вида белка существует специфическая температура: -денатурации -оптимального проявления ФТС

4. Ионный состав среды (ионотропное состояние структурообразователей блокирует гидрофильные центры и снижает ВСС; водо/солерастворимые.

Осмотическая влага характерна для сырья и продукции с сохраненной клеточной структурой.

Она удерживается вследствие различий осмотического давления в клетке и межклеточном пространстве. Наличие градиента концентрации и его направление предопределяет либо приток, либо отток влаги.

Для распределения рассола продукт (мясо,сыр) пропускают через мешалку, масажёр. Очень важно просчитать длительность массирования. В противном случае резко уменьшится выход.

Осмотическая влага удерживается слабее адсорбционной, формирует упругие свойства, отделяется частично при термообработке, а также провоцирует синерезис и усадку продукта.

Капиллярная влага удерживается силами поверхностного натяжения в порах, вакуолях, капиллярах с радиусом менее 10^-5 см.

Капиллярная влага зависит от геометрических размеров пор и капилляров, от температуры, от условий предварительной подготовки сырья.

Все формы связи влаги находятся в динамическом состоянии:

• влага прочно связанная - включает адсорбционную влагу

• влага слабо связанная полезная - диффузный слой

• влага слабо связанная избыточная (часть осмотической, капиллярной, диффузной)