6. Понятие о дисперсных системах и их классификация

Дисперсными системами являются большинство пищевых продуктов, а также сырье и полуфабрикаты, например хлеб, мука, пиво, шоколад и др. ДС гетерогенны, состоят из двух фаз. Одна из них – сплошная, называется дисперсионной средой. Другая – раздробленная и распределенная в первой, называется дисперсной фазой.

Раздробленность определяется наименьшим размером – а. Раздробленность характеризуется величиной, 1/а – это величина называется дисперсностью D. Кроме того раздробленность характеризуется величиной удельной поверхности Sуд, определяемой отношением площади межфазной поверхности к объему тела S/V. С уменьшением размера «а» увеличивается дисперсность D и Sуд. Способность системы сохранять определенное распределение частиц по объему называется седиментацинной устойчивостью. Чем меньше размеры частиц, тем более устойчивая система.

Классификация ДС:

• по степени дисперсности. Грубодисперсные системы – размеры частиц превышает 0,001 см. Микрогетерогенные – размеры частиц от 0,1 до 10 мкм. Коллоидные (ультрамикрогетерогенные) размеры частиц от 1 до 100 нм.

• по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Сочетание 3 агрегатных состояний дает 3 типов ДС. Условно их обозначают добью, числитель которой указывает на агрегатное состояние дисперсной фазы, а знаменатель – дисперсионной среды.

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда	Условное обозначение системы	Название системы и примеры
Т	Т	Т/Т	Твердые гетерогенные системы. Шоколад
Ж	Т	Ж/Т	Капиллярные системы. Мармелад
		Г/Т	Пористые тела (твердая пена).Зефир
		Т/Ж	Суспензии и лиозоли. Помадные массы, пасты
		Ж/Ж	Эмульсии. Кремы, молоко, сметана
		Г/Ж	Газовые эмульсии и пены. Шампанское
		Т/Г	Аэрозоли (пыли, дымы). Мука, крахмал
		Ж/Г	Аэрозили (туманы). Распыленные соки, молоко
		Г/Г	Коллоидных систем не образуют

7. Характеристика вмс; их свойства, значимые для процессов пищевых технологий

ВМС – молекулярные коллоиды. В отличие от золей, для которых необходимо наличие стабилизатора и механическое побуждение, растворы ВМС образуются самопроизвольно. Вследствие большой молекулярной массы и гибкости цепей молекул ВМС их растворы обладают специфическими свойствами: Способностью образовывать волокна и пленки, эластичностью, набухаемостью, структурообразованием. Растворы ВМС по своим свойствам аналогичны коллоидным системам. Так же, как и у коллоидных растворов у них сравнительно не велика скорость диффузии, небольшое осмотическое давление, они не переходят через полупроницаемые мембраны.

Растворению предшествует набуханию, т.е. самопроизвольный процесс поглощения низкомолекулярного растворителя высокомолекулярным веществом, при этом происходит увеличение массы и объема этого вещества. Набухание бывает ограниченным – студни, и неограниченным – растворы.

Набухание состоит из диффузии и сольватации. Самый типичный процесс набухания – это замес и образование пшеничного теста. Ведущая роль здесь принадлежит белкам, которые способны набухать в холодной воде и удерживать ее в количестве 2 – 2,5 раза больше, чем их масса. Взаимодействие белков с водой состоит из двух основных стадий:

1. Гидрофильные группы белков образуют вокруг себя сольватированные оболочки, т.е. белковые молекулы вступают во взаимодействие с водой. На этом этапе связывается до 30% влаги, поэтому набухание не будет значительным

2. При диффузии поглощается до 200% воды. Молекулы жидкости на этой стадии набухания диффундируют в полимер, и происходит смешивание больших и гибких макромолекул с молекулами растворителя. Из-за односторонней диффузии характеризующей эту стадию ее называют осмотической.

При замешивании теста из пшеничной муки при достаточном количестве воды белки образуют тончайшие нити и пленки, связывающие между собой зерна увлажненного крахмала. Крахмал при комнатной температуре может связывать 35-40% влаги. При повышении температуры связывание увеличивается, а после 60˚С начинается клейстеризация, т.е. образование коллоидного раствора.