4 Структура і механічні властивості

Переглянути презентацію “Структурно-механічні характеристики харчових продуктів”

М’ясо і м’ясні продукти містять значну кількість води, але завдяки особливій внутрішній будові і властивостям компонентів, що містяться в них, володіють певною формою і структурою. Надання виробам в процесі виробництва заданої форми і структури – одна із задач технології м’ясних продуктів.

Структура або внутрішня будова харчових продуктів є взаємне розташування їх складових частин, зв’язаних між собою. Для м’ясопродуктів розрізняють два рівні організації структури: макроструктуру і мікроструктуру. Макроструктура, видима неозброєним оком, дає уявлення про фізичний стан і розташування тканин м’яса. Мікроструктура, яка визначається за допомогою оптичного мікроскопа, характеризує взаємозв’язок основних компонентів м’яса – білків, ліпідів і води. Тваринні тканини і вироби, що виробляються з них, є складними типами дисперсійних систем клітинної (незруйновані волокна), неклітинної (фарші) будови і структуровані рідини (кров, бульйон). Властивості середовища дисперсійних систем залежать від співвідношення фази, що містить білки, жири, обривки тканин і дисперсійного середовища, характеру взаємостосунків дисперсійних частинок одна з одною і з середовищем, складу середовища.

Залежно від характеру і міцності зв’язку між дисперсними частками за класичною систематизацією структур харчових продуктів Ребіндера розрізняють коагуляційні і конденсаційно-кристалізаційні структури.

Коагуляційні структури утворюються в результаті коагуляційної взаємодії дисперсних частинок через дисперсійне середовище, утворюючи каркас. Ці структури володіють малою міцністю унаслідок наявності тонких стійких прошарків рідкого середовища в ділянках зчеплення елементів коагуляційної сітки, перешкоджаючої зближенню частинок. Характерною особливістю цих структур є здатність до відновлення після руйнування, тобто тиксотропія. Тиксотропія (тиксотропність) (англ. thixotropyнім. Thixotropie f) (від грец. τύχης — дотик і грец. τροπή — поворот, зміна) — здатність деяких структурованих дисперсних систем мимоволі відновлювати зруйновану механічною дією початкову структуру. Тиксотропія виявляється в розрідженні при достатньо інтенсивному струшуванні або перемішуванні гелів, паст, суспензій та ін. систем з коагуляційною дисперсною структурою та їхньому загущенні (твердінні) після припинення механічної дії.  Тиксотропне відновлення структури — механічно оборотний ізотермічний процес, який може бути відтворений багато разів. У ширшому сенсі тиксотропія — тимчасове пониження ефективної  в’язкості в’язко-текучої або пластичної системи в результаті її деформації  незалежно від фізичної природи змін, що відбуваються в ній. Коагуляційною структурою володіють сирі ковбасні фарші, фарші ліверних ковбас.

Структури конденсаційно-кристалізаційні утворюються унаслідок безпосереднього фазового контакту, в них відсутні рідкі прошарки у вузлах зчеплення просторової сітки. Такі структури, до яких відносяться тваринні тканини, м’ясні продукти з клітинною будовою, готові ковбасні вироби, характеризуються міцністю, пружністю і безповоротністю характеру руйнування.

Класичну систематизацію структур харчових продуктів Ребіндера супроводять і численні інші, засновані на різних принципах класифікації. Наприклад, групи продуктів за структурою є наступної класифікації: рідини (напої, молоко), щільні рідини (плодові концентрати, бульйони), пластичні продукти (ковбасні фарші, вершкове масло, сир), пластичні продукти структури гелю (желе, холодці, сальтисони), щільні продукти клітинної структури (плоди, овочі), щільні продукти фібрилярної структури (м’ясо, риба). Ця класифікація об’єднує продукти як з нативною природною структурою (м’ясо, риба, овочі, плоди), так і із структурованою в результаті обробки (фарші, холодці, желе).

Об’єктивну оцінку структури сировини і готових продуктів проводять за допомогою структурно-механічних або реологічних показників.

Структурно-механічні властивості виявляються при механічній дії на продукт і характеризують опірність докладеним ззовні зусиллям. Ці властивості класифікують за характером зусиль на зсув (дотичні напруги), компресійні (нормальні напруги розтягування-стиснення) і поверхневі – при зсуві або відриві продукту від твердої поверхні. В процесі технологічної обробки один і той же продукт може переходити з одного стану реології в інший, часто протилежний за властивостями першому.

Кожна група властивостей характеризується багатьма показниками. До основних показників зсувних реологічних властивостей відносяться гранична напруга зсуву, в’язкість ефективна і пластична, період релаксації. За допомогою цих параметрів розраховують перебіг продуктів в трубах, робочих органах машин і апаратів, за ними можна судити про якість продукту і ступінь його обробки. Зсувні властивості дають можливість обґрунтувати оптимальні умови ведення технологічних процесів, їх механізацію і автоматизацію.

До компресійних або об’ємних властивостей відносяться модуль пружності, період релаксації напруг і відносна деформація. Ці параметри необхідні для розрахунків процесів формування, шприцювання, дозування і руху трубопроводами пластично-в’язких продуктів. Об’ємні властивості використовують і для оцінки якості пластично-в’язких (фарші) і пружно-еластичних (ковбасні вироби) властивостей.

Поверхневі властивостіадгезія, когезія, коефіцієнт зовнішнього тертя і ін. характеризують зусилля при взаємодії між поверхнями контакту при нормальному відриві або зсуві. Ці характеристики необхідні для вибору і розробки нових видів матеріалів для апаратів, тари, трубопроводів і іншого устаткування, поверхні яких повинні володіти малою адгезією і мінімальним опором руху продукту.

 

1 Trackback / Pingback

  1. Зміст | НАУКОВО-ТЕХНІЧНА БІБЛІОТЕКА

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*