Контрольные вопросы

1. Что называют эмульсиями и пенами?

2. Какие вещества являются эмульгаторами и пенообразователями?

3. Какие два типа эмульсий различают по природе дисперсной фазы?

4. Какие вещества могут вызвать разрушение эмульсии и как они называются?

5. Каковы основные характеристики пен?

6. В чем заключается явление пеногашения?

Лабораторная работа № 28

Изучение явлений набухания и студнеобразования для различных пищевых продуктов

Цель работы: изучить факторы студнеобразования и основные свойства студней.

Оборудование и реактивы:

• пробирки с пробками,

• стаканы на 50 и 200 мл, термометры на 100^оС,

• водяная баня,

• пластинки желатина и резины,

• крахмал-порошок,

• раствор желатина-8%,

• бензол, Н₂О дистиллированная

Теоретическое введение

Высокомолекулярными соединениями (ВМС) называются такие вещества, молекулы которых состоят из сотен, тысяч и десятков тысяч атомов. Обычно ВМС считаются вещества, у которых молярная масса выше 10 000. По происхождению ВМС подразделяются на природные и синтетические. К числу важнейших природных ВМС растительного и животного происхождения относятся белки (желатин, альбумин), полисахариды (крахмал, агар-агар, целлюлоза, пектиновые вещества), натуральный каучук и др.

Растворы ВМС получают путем растворения их в соответствующих растворителях, например, желатин растворяется в воде, но не растворяется в этиловом спирте, каучук растворяется в бензоле, бензине, но не растворяется в воде. Процесс растворения ВМС своеобразен и отличается от растворения низкомолекулярных веществ. Растворению ВМС предшествует набухание.

Набухание – это самопроизвольный процесс поглощения низкомолекулярного растворителя высокомолекулярным веществом, сопровождающийся увеличением его массы и объема. Набухание часто является начальным этапом растворения ВМС. Различают ограниченное и неограниченное набухание. Неограниченное набухание – это набухание, заканчивающееся растворением. Так набухают глобулярные белки в воде. Ограниченное набухание – это набухание, которое не переходит в растворение. Так набухают при умеренных температурах желатин и агар-агар в воде.

Способность ВМС к набуханию в различных жидкостях при различных условиях количественно характеризуется степенью набухания. Степень набухания α численно выражается количеством граммов жидкости, поглощенной одним граммом ВМС.

Увеличиваясь при набухании в объеме, ВМС оказывает давление на окружающую среду. Это давление набухающего ВМС называется давлением набухания. Так сухой горох, помещенный в сосуд, заполняемый водой, при набухании может его разорвать.

Набухание – это экзотермический процесс, т. е. сопровождается выделением тепла. Например, при набухании 1г сухого желатина выделяется 27,93 Дж тепла, а 1г крахмала – 32,3 Дж.

Растворы ВМС и некоторые коллоидные системы способны при известных условиях терять текучесть и застудневать, образуя при этом студни.

В студнях частицы дисперсной фазы связаны между собой в сетчатый каркас, а дисперсионная среда заключена в промежутках между ними. Таким образом, студни – это структурированные системы со свойствами эластичных твердых тел. Студни ВМС могут быть получены в основном двумя путями: методом застудневания растворов полимеров и методом набухания сухих ВМС в соответствующих жидкостях.

охлаждение

р аствор полимера концентрирова- студень ограни- полимер

ние, прибавление чение

электролита набухания

Для студней характерен ряд свойств твердых тел: они сохраняют форму, обладают упругими свойствами и эластичностью. При нагревании студни переходят в вязкотекучее состояние. Этот процесс называется плавлением. Многие студни способны разжижаться и переходить в растворы при механическом воздействии (перемешивание, встряхивание), а в состоянии покоя вновь застудневать. Свойства студней многократно изотермически разжижаться при механических воздействиях и застудневать в состоянии покоя называется тиксотропией.

Свежеприготовленные студни с течением времени подвергаются изменениям, так как процесс структурирования в студне продолжается. При этом на поверхности студня начинают появляться капельки жидкости, которые, сливаясь, образуют жидкую среду. Такой самопроизвольный процесс разделения студня на две фазы, сопровождающийся изменением объема студня при сохранении общей формы, называется синерезисом (отмоканием).