Свободная и связанная влага в пищевых продуктах. Методы определения свободной и связанной воды.
Значение воды в пищевых продуктах определяется её связью с пищевым продуктом. Общая влажность, определяемая простым методом высушивания, просто указывает количество влаги в продукте, но не характеризует её причастность к гидролитическим, биохимическим и микробиологическим процессам. Свободная влага не связана с биополимерами(белки, липиды, углеводы) и доступно для протекания химических, биохимических и микробиологических реакций. Связанная влага прочно связана с биополимерами физическими, химическими связями: водородной, ковалентной, ионной и гидрофобными взаимодействиями. Связанная влага –та влага, которая существует вблизи растворенного неводного компонента, имеет низкую молекулярную подвижность и не замерзает при температуре 40оС. Некоторые виды связанной влаги не замерзают и при температуре = -60оС. Количество и прочность связи воды с другими компонентами зависит от: природы неводного компонента, состава соли, pH, t. Рассмотрим распределение свободной и связанной влаги в пищевых системах. Общая влажность зерна составляет 15-20% из которых 10-15% приходится на связанную влагу. Если влажность хранящегося зерна будет повышаться, появится свободная влага и биохимические процессы усилятся, зерно начнет прорастать. В то время как плоды и овощи имеют влажность 75-90%. В основном это свободная влага и примерно лишь 5% связанная влага, удерживаемая коллоидами (белками и углеводами). Это очень прочно связанная влага, поэтому плоды и овощи легко высушиваются до содержания влаги 10-15%, а дальнейшее высушивание требует специальных методов. Методы определения свободной и связанной влаги: 1) Дифференциально-сканирующая калориметрия. Образец охлаждают до температуры меньше 0оС, при таких условиях свободная влага замерзает. При нагревании этого образца в калориметре можно измерить количество теплоты, затраченное на плавление замерзшей части. Тогда незамерзшая влага будет определяться, как разница между общей и замерзшей. 2) Термогравиметрический метод. Основан на определении скорости высушивания. В контролируемых условиях отлеживают границу между областью постоянной скорости высушивания и областью, где эта скорость снижается. Эта граница свидетельствует или характеризует связанную влагу. 3) Диэлектрические измерения. Метод основан на том, что при 0оС значение диэлектрической проницаемости воды и льда примерно одинаковы, но диэлектрическое поведение связанной влаги существенно отличается от диэлектрического поведения основной массы воды и льда. 4) Измерение теплоемкости. Теплоемкость воды больше, чем теплоемкость льда т.е с повышением температуры разрываются водородные связи воды. Это свойство используют для определения подвижности молекул. Если влажность продукта низкая и влага специфически связана, то её вклад в теплоемкость незначительный. В областях высокого содержания влаги присутствует в основном свободная вода и её вклад в теплоемкость более значительный. 5) Метод ядерно-магнитного резонанса. Проводят изучение подвижности воды в неподвижной матрице. При наличии свободной и связанной влаги получают 2 линии спектра вместо 1, которая характеризует объемную влагу.
|
