78 Глава вторая

Желатина, как известно, образует студни при понижении тем­пературы, причея процесс студнеобразования сопряжен с кон-формационным переходом клубок—спираль и образованием агрегатов спирализованных макромолекул [143]. Студни желати­ны плавятся при повышении температуры и вновь возникают при охлаждении, т. е. относятся к группе термообратимых студней.

Альгинат натрия образует студни при взаимодействии с иона­ми кальция и других поливалентных металлов [150, 154]. Про­странственная сетка студней дополнительно стабилизована коор­динационными связями между ионами кальция и гидроксильными группами, преимущественно остатков гулуроновой кислоты [175, 176]. Студни альгината стабильны при нагреве (вплоть до тем­пературы кипения растворителя — воды), но претерпевают обра­тимый переход в жидкое состояние при изменении ионного со­става окружающей среды. Соответственно такие студни можно назвать ионообратимыми.

Взаимодействие желатины и альгината натрия в разбавлен­ных растворах рассмотрено в предыдущем разделе. Полученные результаты позволили определить условия образования смешан­ных и комплексных студней. Несовместимость студнеобразователя

(сосредоточенного преимущественно в непрерывной фазе систе­мы) с другими пищевыми компонентами может приводить к по­лучению студней, наполненных сферическими или анизодиамет-ричными (деформированными) дисперсными частицами, жидкими или твердыми. Напротив, взаимодействие студнеобразователя с другими компонентами пищи может приводить к получению сме­шанных, наполненных или комплексных студней. Естественно, что между наполненными, смешанными и комплексными студня­ми не всегда можно провести резкую границу, особенно в много­компонентных реальных системах. Изменение состава студнеобра-зующей системы и условий получения студня открывает возмож­ность перехода от одного типа студня к другому. Таким образом, появляется возможность регулирования комплекса физико-хими­ческих свойств студня путем изменения структуры и природы его пространственной сетки. Ряд примеров будет приведен ниже.

РЕГУЛИРОВАНИЕ СОСТАВА, СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ СТУДНЕЙ

НАПОЛНЕННЫЕ СТУДНИ

Наиболее подробно влияние наполнителей на свойства студ­ней изучено на примере студней желатины, содержащих белки (сывороточный и яичный альбумины в нативном и денатуриро­ванном состоянии, а также казоыи) и полисахариды (декстран),

___Физико-химические основы переработки белка в ЙПЙ 79

а также студней желатины, наполненных каплями раствора декстрана [170, 171 ]. Последние системы можно рассматривать как модели изотропных двухфазных продуктов питания.

Было установлено, что введение белков (нативных и денату­рированных) в студни желатины не оказывает существенного влияния на степень набухания (в растворах хлористого натрия), температуру плавления, податливость и скорость релаксационных процессов при условии, что макромолекулы белка могут быть раз­мещены в ячейках пространственной сетки студня. Наблюдаемое в некоторых случаях резкое возрастание степени набухания на­полненных студней в воде, например студней желатины, содер­жащих 5—7% и более казеина, подавляется введением в иммер­сионную жидкость электролита (поваренной соли). При высоких концентрациях' наполнителя наблюдается возрастание степени набухания, податливости студней, повышение скорости релакса­ции деформации, а также снижение температуры плавления

студней.

Образование комплексов между наполнителем и студнеобра-зователем, т. е. переход от наполненных к комплексным студням, приводит к глубоким изменениям физико-химических свойств студней. В результате исследования вязкости растворов смеси желатины и сывороточного альбумина человека было показано [177], что эти белки не взаимодействуют при рН 2—5 и, напро­тив, взаимодействуют при рН 8—9 с образованием комплексов за счет сил пеэлектростатической природы. В последнем случае перевод системы в студнеобразное состояние приводит к получе­нию студней со свойствами, резко отличающимися от свойств

наполненных студней [170].

К сожалению, в отличие от белок-полисахаридного взаимодей­ствия вопросы взаимодействия белок—белок развиты явно недо­статочно для того, чтобы можно было направленно регулировать структуру и свойства белковых студней, содержащих несколько белков. В этом плане, столь важном для рассматриваемой про­блемы, их роль отчетливо показана лишь в работах [170, 177]. В отличие от белок-полисахаридного взаимодействия, носящего преимущественно электростатический характер, в случае систем, содержащих несколько белков, помимо их несовместимости (обра­зование наполненных студней) и электростатического взаимо­действия белков с различными ИЭТ, возможно также межмоле­кулярное гидрофобное взаимодействие, образование ковалентных (дисульфидных) и водородных связей. Этот вопрос, следователь­но, весьма сложен. Он, однако, имеет большое практическое зна­чение, поскольку перерабатываемое белковое сырье, как отмеча­лось выше, обычно отличается гетерогенностью и представляет собой смеси белков с различными физико-химическими свойства­ми. Поэтому здесь можно ожидать получения белковых студней,