12 / 80
10
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 8, 2011
 íàøå âðåìÿ â ïðîèçâîäñòâå ïðîäóêòîâ ïèòà-
íèÿ îäíîé èç ãëàâíûõ çàäà÷ ñòàíîâèòñÿ èçûñêàíèå
íîâûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïîäõîäîâ ê ïåðåðàáîòêå
ïèùåâîãî ñûðüÿ. Ïîâûøåíèå ïèùåâîé öåííîñòè è
âûõîäà ãîòîâîãî ïðîäóêòà ïóòåì ôèçèêî-õèìè÷åñ-
êîãî âîçäåéñòâèÿ íà íàòóðàëüíûé ïèùåâîé ìàòå-
ðèàë ðàâíîöåííî óâåëè÷åíèþ îáúåìîâ ñûðüÿ, ïðî-
èçâîäèìîãî íà ïðîäîâîëüñòâåííûå íóæäû.
Ðåíòàáåëüíîñòü ïðîèçâîäñòâà ïðîäóêòîâ ïèòàíèÿ
è èõ ïîòðåáèòåëüñêèå ñâîéñòâà âî ìíîãîì çàâèñÿò îò
òîãî, íàñêîëüêî óäàåòñÿ âîñïîëíèòü ïîòåðè âëàãè,
ïîíåñåííûå ïèùåâûì ñûðüåì â ïðîöåññå åãî ïåð-
âè÷íîé ïåðåðàáîòêè, òðàíñïîðòèðîâêè è õðàíåíèÿ,
ò.å. ñâÿçûâàíèå èñêóññòâåííî âíîñèìîé âîäû ïèùå-
âûìè áèîïîëèìåðàìè, èíûìè ñëîâàìè — èõ ãèäðà-
òàöèÿ, ñòàíîâèòñÿ íàèâàæíåéøåé èç òåõíîëîãè÷åñ-
êèõ ïðîáëåì ïèùåâîé èíäóñòðèè [1–3].
 ìóêîìîëüíîì ïðîèçâîäñòâå äëÿ òîãî, ÷òîáû äî-
áèòüñÿ íóæíûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ çåðíà è ïî-
òðåáèòåëüñêèõ êà÷åñòâ ïîëó÷àåìîé èç íåãî ìóêè, èñ-
êóññòâåííî ïîâûøàþò âëàæíîñòü çåðíà. Ýòà îïåðà-
öèÿ íàçûâàåòñÿ êîíäèöèîíèðîâàíèåì. Ïðè ïðîèç-
âîäñòâå õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé è ïðîäóêòîâ èç èç-
ìåëü÷åííîãî ìÿñà, íàïðèìåð âàðåíûõ êîëáàñ, äî-
áàâëÿþò ñîîòâåòñòâåííî ê ìóêå è ìÿñíîìó ôàðøó
ñâûøå ÷åòâåðòè âîäû îò èõ ìàññû.  èñïîëüçîâàíèè
èñêóññòâåííîé ãèäðàòàöèè íå ñîñòàâëÿåò èñêëþ÷å-
íèÿ è ìîëî÷íàÿ ïðîìûøëåííîñòü, ãäå ñîõðàíÿþò
÷àñòü ñûðüÿ â âèäå ñóõîãî ìîëîêà è âîññòàíàâëèâàþò
åãî ïðè íåîáõîäèìîñòè, ñìåøèâàÿ ñ âîäîé.
Ñòðîãî ãîâîðÿ, ãèäðàòàöèÿ — ýòî õèìè÷åñêàÿ ðå-
àêöèÿ, à íåêîòîðûå îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà, íàïðè-
ìåð ïðîòåèíû, ïðèîáðåòàÿ â ïðîöåññå åå ãèäðàòíûå
îáîëî÷êè, ñòàíîâÿòñÿ íîâûìè õèìè÷åñêèìè ñîåäè-
íåíèÿìè. Ðåçóëüòàò ðåàêöèè ãèäðàòàöèè áåëêà — îá-
ðàçîâàíèå âîäîðîäíûõ ñâÿçåé ìåæäó ìîëåêóëàìè âî-
äû è ïîëÿðíûìè ó÷àñòêàìè àìèíîêèñëîòíûõ öåïî-
÷åê. Êñòàòè, âîäîðîäíûå æå ñâÿçè ìåæäó àìèííûìè
è êàðáîêñèëüíûìè ãðóïïàìè ïåïòèäíûõ ñâÿçåé áåë-
êîâûõ ìîëåêóë îáðàçóþò ïðîñòðàíñòâåííóþ ñòðóê-
òóðó áåëêà, ò.å. ýíåðãèÿ ñâÿçè âîäû ñ áåëêîì, âîçíèê-
øåé â ðåçóëüòàòå ãèäðàòàöèè, ðàâíà ýíåðãèè äåíàòó-
ðàöèè áåëêà.
Áèîõèìèêè ñ÷èòàþò, ÷òî ÷èñòûé áåëîê ìîæåò ñâÿ-
çàòü â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè ãèäðàòàöèè äî 40% âîäû
ïî ìàññå. Ýíåðãèÿ ñâÿçè âîäû ñ áåëêîì, õàðàêòåðè-
çóþùàÿ åå ïðî÷íîñòü, äîñòèãàåò íàèáîëüøåãî çíà÷å-
íèÿ, êîãäà ãèäðàòíàÿ îáîëî÷êà áåëêà ñòðîèòñÿ èç îò-
äåëüíûõ, íå ñâÿçàííûõ ìåæäó ñîáîé ìîëåêóë âîäû.
Íî â îáû÷íîì ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè âîäà, òàê æå
êàê è áåëîê, èìååò ñîáñòâåííóþ ñòðóêòóðó, îáðàçî-
âàííóþ âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè ìåæäó åå ìîëåêóëàìè
[4]. Íå íàðóøàÿ òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ,
ò.å. â óñëîâèÿõ òåïëîâîãî ìåõàíèçìà îáìåíà ýíåðãè-
åé, ðàçäåëèòü âîäó íà îòäåëüíûå ìîëåêóëû ìîæíî
òîëüêî ïóòåì åå íàãðåâà. Íî çà ñ÷åò ÷åãî áû íè áûëè
ðàçðóøåíû âîäîðîäíûå ñâÿçè, êîãäà èñ÷åçàåò èñòî÷-
íèê ðàçðóøàþùåé èõ ýíåðãèè, îíè ñíîâà íà÷èíàþò
âîññòàíàâëèâàòüñÿ â êîëè÷åñòâå, ñîîòâåòñòâóþùåì
ðàâíîâåñíîìó ñîñòîÿíèþ, îòäàâàÿ ïîãëîùåííóþ
ýíåðãèþ â âèäå òåïëà, âûäåëÿþùåãîñÿ ïðè îáðàçîâà-
íèè ìîëåêóëÿðíûõ êëàñòåðîâ. Ýòî ïðîèñõîäèò ñëå-
äóþùèì îáðàçîì [3]:
Í
2
Î+H
2
O+
…
+H
2
O
→
→
H
2
O·H
2
O·
…
·H
2
O+
+H
2
O·H
2
O·
…
·H
2
O+
…
+H
2
O·H
2
O·
…
·H
2
O+
Q
,
èëè
Í
2
Î+H
2
O+ ... +H
2
O
→
m
(H
2
O)
n
+
Q
.
Êîëè÷åñòâî âûäåëÿþùåéñÿ òåïëîòû
Q
ïðèáëèçè-
òåëüíî ðàâíî
25
m
(
n
–l)
N
A
-1
êÄæ,
ãäå
m
— ÷èñëî ìîëåêóë âîäû, âñòóïàþùèõ â ðåàê-
öèþ;
n
— ÷èñëî ìîëåêóë âîäû, ñîñòàâëÿþùèõ ðàâíî-
âåñíûé êëàñòåð (ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå è àòìî-
ñôåðíîì äàâëåíèè
n
≈
5);
N
A
— ÷èñëî Àâîãàäðî.
Ïîñêîëüêó òåïëîòà ïàðîîáðàçîâàíèÿ âîäû ðàâíà
44 êÄæ/ìîëü, òî ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî òåðìè÷åñêàÿ
äåñòðóêöèÿ âîäû ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ â æèäêîì
ñîñòîÿíèè.
Îäíàêî åñëè öåëüþ ÿâëÿåòñÿ ïîâûøåíèå ñòåïåíè
ãèäðàòàöèè ïèùåâûõ áèîïîëèìåðîâ, òåïëîâîé ìåõà-
íèçì íåïðèåìëåì. Ñìåøèâàíèå ñèëüíî íàãðåòîé âî-
äû ñ ïèùåâûì ñûðüåì ìîæåò ïðèâåñòè ê òåðìè÷åñ-
êîé äåíàòóðàöèè ñàìèõ áèîïîëèìåðîâ, ïðîñòðàíñò-
âåííûå ñòðóêòóðû êîòîðûõ ñôîðìèðîâàíû ñâÿçÿìè
òîãî æå óðîâíÿ ýíåðãèè, ÷òî è âîäîðîäíûå [5]. À äå-
íàòóðèðîâàííûå áèîïîëèìåðû, â ÷àñòíîñòè áåëêè,
êàê èçâåñòíî, ñòàíîâÿòñÿ ãèäðîôîáíûìè. Â ýòîì è
ñîñòîèò ïðîáëåìà.
Äëÿ òîãî ÷òîáû ðàçäåëèòü âîäó íà îòäåëüíûå ìî-
ëåêóëû, íå óâåëè÷èâàÿ ïðè ýòîì èõ êèíåòè÷åñêóþ
УДК 664+534.8
Интенсивная идратация
биополимеров пищево о сырья
посредством авитационной обработ и воды
Ä-ð òåõí. íàóê Ñ.Ä.ØÅÑÒÀÊÎÂ
ÇÀÎ «Âîëîãîäñêèé ìÿñîêîìáèíàò»
Êëþ÷åâûå ñëîâà:
ãèäðàòàöèÿ áèîïîëèìåðîâ; êàâèòà-
öèÿ; îáðàáîòêà âîäû; ïèùåâîå ñûðüå.
Keywords:
hydration of biopolymers; a cavitation; water
processing; food raw materials.
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека