3. Зміни жирів при тепловій обробці

Швидкість гідролітичного розпаду жиру зростає при підвищенні температури, але суттєві зміни відбуваються при тривалому впливові температур вище 100 С.

Значно прискорюється гідролітичний розпад жиру під впливом ліполітичних ферментів (ліпаз), які містяться в жировій тканині. Наприклад, кислотне число свинячого жиру, вільного від ліпази, при температурі 30 С через 75 год. зростає всього на 0,36, тоді як кислотне число того ж жиру при 22 С, але в присутності ліпази, збільшується на 3,9 одиниці.

В ліпідах при нагріванні внаслідок гідролізу накопичуються жирні кислоти, які окислюються швидше, ніж тригліцериди, що приводить до окислювального псування продукту.

Згідно теорій О.М. Баха і М.М. Семенова процес окислення включає наступні основні стадії: ініціювання ланцюгових реакцій, утворення вільних радикалів, розвиток ланцюга, розгалуження ланцюга, самодовільне обривання ланцюга, утворення вторинних продуктів окислення. Встановлено, що в консервах для дитячого харчування з м’яса птиці вже при бланшуванні розпочинаються гідролітичні зміни з утворенням перекисів, карбонільних сполук, пониження вмісту ненасичених жирних кислот.

Окрім температури, на швидкість окислення жирів впливають зовнішня енергія (світлова та інші) та речовини, котрі відіграють роль каталізаторів (гемові пігменти, деякі метали та їх солі).

При помірній тепловій обробці, наприклад, при витоплюванні жиру, варінні м’яса і риби, пастеризації молока жири не зазнають істотних змін. Але при жаренні продуктів, випіканні хлібобулочних та кондитерських виробів, коли температура досягає 180 С і вище, вони зазнають суттєвих змін. При високій температурі, а також тривалому нагріванні жири піддаються гідролізу, окисленню і полімеризації, розпаду з утворенням летких жирних кислот. Багато продуктів окислення ненасичених жирних кислот легко полімеризуються з утворенням високомолекулярних сполук. Це приводить до потемніння кольору жиру, збільшенню його в’язкості.

4. Зміни структури і структурно-механічних властивостей продуктів при технологічній обробці

Структурно-механічні, або реологічні, властивості харчових продуктів характеризують їх опірність впливу зовнішньої енергії, обумовлену будовою і структурою продукту, а також якість харчових продуктів і враховуються при виборі умов їх перевезення і зберігання.

Реологічні властивості багатьох продуктів (м’ясних, рибних і ін.) досліджуються у зв’язку з розробкою нових процесів обробки і створення нових видів продуктів.

Реологія – наука про деформації і течії різних тіл – дає можливість зрозуміти багато явищ, що відбуваються при виробництві, транспортуванні і зберіганні продуктів.

Реологічні властивості характеризують поведінку продуктів в умовах напруженого стану, основними показниками якого є напруга, величина і швидкість деформації.

Напруга θ – це величина внутрішньої сили, яка чисельно дорівнює дії зовнішніх сил (навантаженню), що виявляються при деформації, і віднесена до одиниці площі перетину тіла.

Якщо зовнішні сили, прикладені до тіла, будуть настільки великі, що частки, які переміщуються в процесі деформації тіла втратять взаємний зв'язок, настає руйнування тіла.

Деформація – це процес, при якому під дією зовнішніх сил змінюється відстань між точками тіла, який може супроводжуватися зміною форми і розміру тіла. Деформації ділять на зворотні і залишкові. При зворотній деформації тіло після зняття навантаження під дією внутрішніх пружних сил відновлює свою форму. Та частина зворотної деформації, яка протікає в даному тілі миттєво, називається пружною. Зворотна деформація, що протікає в більш або менш тривалий відрізок часу, називається високоеластичною. При залишковій деформації відбуваються видозміни форми тіла, що припиняються після зняття навантаження. Залишкова незворотна деформація називається також пластичною. В твердих тілах пластичної деформації передує пружна частина деформації. В кожному тілі можна знайти в якійсь частці пружноеластичні і пластичні властивості.

Еластичність – здатність тіла до значної пружної післядії при постійній напрузі (високоеластична деформація тіла поступово розвивається в часі). При знятті навантаження в тілі, деформованому в межах пружності, спостерігається повне зникнення деформацій, що відбувається не миттєво, а також у часі.

Швидкість деформації враховує зміну деформацій у часі при несталому процесі, а при сталому процесі зміна деформації в одиницю часу постійна.

За агрегатним станом харчові продукти бувають твердими, твердо-рідкими та рідкими. Для твердих продуктів характерна сталість форми, вони володіють властивостями пружності та міцності. Твердо-рідкі продукти характеризуються явно вираженими як пружними, так і пластичними властивостями. Рідини володіють плинністю – здатністю до незворотних пластичних деформацій під дією власної маси.

Твердість – це властивість тіла перешкоджати проникненню в нього іншого (більш твердого) тіла. Для визначення твердості на поверхню продукту діють твердим наконечником, який може мати форму кульки, конуса, піраміди або голки (остання використовується для більш м’яких продуктів – плодів, овочів та ін.).

Пружність – здатність тіла після деформування цілком відновлювати свою первісну форму.

Пластичність – здатність продукту до незворотних деформацій, тобто – це здатність текти при напрузі вище критичної, виявляючи залишкові деформації, що розвиваються в часі.

Міцність – здатність продукту пручатися механічному руйнуванню. Це показник, зворотній крихкості, – визначається при оцінці якості плодів, овочів, цукру-рафінаду, та ін.

В залежності від характеру надання зусиль властивості діляться на зсувні (визначають поводження об’єму продукту при впливі на нього зсувних, дотичних напружень), компресійні (характеризують поводження об’єму продукту при впливові на нього нормальних напруг у замкнутій формі між пластинами або при якому-небудь іншому одноосьовому розтягнені-стиску зразка продукту) і поверхневі (що характеризують поводження поверхні продукту на межі поділу з іншим, твердим матеріалом при впливові нормальних (адгезія або липкість) і дотичних (зовнішнє тертя) напруг) на межі поділу з іншим матеріалом:

Зсувні реологічні властивості – максимальна напруга зсуву, в’язкість ефективна і пластична, період релаксації – найбільш повно відображають внутрішню сутність об’єкту, тому їх прийнято вважати основними. За допомогою них розраховують течію продуктів в трубах, робочих органах машин і апаратів, визначають необхідні зусилля для переміщення продукту;

До основних компресійних властивостей відносяться модуль пружності, рівноважний модуль, період релаксації деформації при постійній напрузі, відносній деформації. Ці параметри необхідні для розрахунку процесів шприцювання, формування, дозування і течії по трубопроводах пластично-в’язких продуктів. Ці властивості також можна використовувати для оцінки якості пластично-в’язких (фаршу) і пружноеластичних (ковбасних виробів) продуктів;

Поверхневі властивості (адгезія, коефіцієнт зовнішнього тертя і ін.) характеризують зусилля при взаємодії між поверхнями контакту при нормальному відриві або зсуві.