90 Глава вторая

Практически все применяемые до настоящего времени методы придания анизотропии материалам пищевого и технического на­значения связаны с ориентацией элементов их структуры меха­ническим путем. Однако, помимо механической ориентации, известен метод получения анизотропных студней различной макроструктуры, так называемых ионотропных студней, путем направленной диффузии ионов-осадителей в растворы поли­электролитов. Этот метод недавно было предложено использовать для получения различных искусственных продуктов питания.

Ниже будут кратко рассмотрены новые приемы получения анизотропных студней, а именно методы переработки двухфаз­ных систем и получения ионотропных студней. (Способы произ­водства искусственных мясопродуктов методом «мокрого» пряде­ния и склеивания белковых волокон, а также путем получения пористых анизотропных студней, уже нашедшие широкое про­мышленное применение, рассмотрены в гл. IV.)

Получение анизотропных студней путем деформации двухфазных систем и их перевода в студнеобразное состояние

Выше показана принципиальная возможность фиксации фор­мы деформированных в потоке частиц дисперсной фазы двух­фазных жидких систем переводом в студнеобразное состояние дисперсной фазы, дисперсионной среды или обеих фаз системы. В связи с этим возникает возможность получения анизотропных материалов трех видов [2]: а) коротких волокон, войлока и не­тканых материалов при переводе в студнеобразное состояние дис­персной фазы в потоке; б) анизотропных студней капиллярной структуры, т. е. студней, наполненных жидкими ориентирован­ными анизодиаметричными каплями (жидкими цилиндрами), при переводе в потоке в студнеобразное состояние дисперсионной среды и, наконец, в) анизотропных студней, наполненных ориен­тированными волокнами, при переводе в студнеобразное состоя­ние обеих фаз системы в потоке (см. рис. 9).

С точки зрения рассматриваемой проблемы наибольший инте­рес представляет переработка жидких двухфазных систем, содер­жащих белки. Перевод одной или обеих фаз системы в студне­образное состояние может быть осуществлен либо в результате изменения температуры (тепловая денатурация белка, студнеоб-разование желатины, а также крахмала и других полисахаридов), солевого состава среды, рН, либо добавлением денатурирующих или сшивающих агентов. Можно также использовать явление денатурации белков па границе раздела фаз. Например, яичпый альбумин легко образует волокна при эмульгировании и переме-

Физико-химические основы переработки белка в ЙПИ У1

шивании его водного раствора в масле или другой органической

жидкости.

Процесс образования и свойства анизотропных студней капил­лярной структуры были исследованы на примере системы жела­тина—декстран—вода [62, 72]. Дисперсная фаза была обогаще­на декстраном, а дисперсионная среда — желатиной. Частицы

1'Ис. 20. Зависимость степени асимметрии (р) дисперсных частиц от скорости сдвига (д) в студнях капиллярной струк­туры

дисперсной фазы имели диаметр около 5-10~³ см, отношение объемов фаз составляло 1:1. Фиксацию формы деформирован­ных в потоке жидких частиц дисперсной фазы (фаза декстрана) осуществляли за счет перевода дисперсионной среды (фаза жела­тины) в студнеобразное состояние за счет охлаждения системы. В качестве характеристики механических свойств студней исполь­зовали величину максимального усилия при пенетрации образца анизодиаметричным индентором, который представлял собой пластинку прямоугольного сечения. Индентор располагали вдоль и поперек направления ориентации частиц дисперсной фазы.

Структура капиллярных студней в значительной мере опреде­лялась величиной скорости сдвига. По мере ее возрастания сте­пень асимметрии дисперсных частиц увеличивалась (рис. 20). Деформированные капли уже при малых скоростях сдвига ориен­тируются по направлению сдвига. Увеличение скорости сдвига, равно как и остановка потока, нарушает стабильность деформи­рованных капель и приводит к их распаду.

Студни капиллярной структуры обладают анизотропией проч­ности. Прочность студня в поперечном направлении (относитель­но направления ориентации капилляров) выше, чем в продоль­ном, и повышается с увеличением степени асимметрии частиц (рис. 21). Прочность в продольном направлении при этом падает, что приводит к существенному возрастанию отношения указанных величин, выбранного в качестве характеристики анизо­тропии прочности студня. На рис. 22 показана зависимость этой величины от степени асимметрии частиц дисперсной фазы. Уве­личение прочности студня в поперечном направлении с возраста­нием скорости сдвига может быть связано с уменьшением попе-