Классификация и свойства

Вода в пищевых продуктах имеет важное значение с точки зрения связи с продуктом, т.к. обеспечивает консистенцию и структуру продукта, ее взаимодействие с присутствующими компонентами, определяет устойчивость продукта при хранении.

Общая влажность продукта указывает на количество влаги в продукте, но не характеризует ее причастность к химическим, биологическим и микробиологическим изменениям. С точки зрения устойчивости продукта при хранении играет роль соотношение свободной и связанной влаги.

Свободная влага – это влага, не связанная полимером.

Связанная влага – это ассоциированная вода, которая прочно связана с различными компонентами – белками, липидами, углеводами за счет химических и физических связей. Количество и сила связывания воды или гидратации зависит от ряда факторов, включая природу неводного компонента, состав соли, рН, температуру.

Что такое связанная влага? Ряд авторов приводит целый ряд определений, например:

- Связанная влага –это равновесное влагосодержание образца при некоторой температуре и низкой относительной влажности.

- Связанная влага не замерзает при низких температурах (-40 ^оС)

- Связанная влага не может служить растворителем для добавленных веществ

- Связанная влага дает полосу в спектрах протонного магнитного резананса.

- Связанная влага движется вместе с макромолекулами в экспериментах при определении скорости седиментации, вязкости, диффузии.

- Связанная влага существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, значительно отличающиеся от свойств всей массы воды в системе.

Все эти определения верны, однако для количественной оценки большинство исследователей склоняются к объединению свойств два и четыре. Эти определения имеют два положительных момента. Первое – дает концептуальную картину связанной воды, а второе – обеспечивает определенную возможность количественной оценки связанной воды, поскольку вода, незамерзающая при -40С может быть измерена с удовлетворительным результатом.

Причины связывания влаги в пищевых продуктах различны, она может быть:

- Органически связанной – это наиболее прочно связанная вода, она представляет собой маленькую часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится в образующих щели областях молекулы белка или как часть химических гидратов.

- Близлежащая влага – представляет собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента. Вода, ассоциированная таким образом с ионами и ионными группами, является наиболее прочно связанным типом близлежащей воды.

- Мультислойная влага (вода полимолекулярной адсорбции) – примыкает к монослою и образует несколько слоев за близлежащей водой. И хотя мультислой – это менее прочно связанная влага, чем близлежащая влага, она все же еще достаточно тесно связана с неводным компонентом, и потому ее свойства существенно отличаются от чистой воды.

Помимо этого в пищевых продуктах можно также охарактеризовать воду, которая удерживается макромолекулярной матрицей. Гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани могут удерживать большие количества воды, при этом небольшое количество органического материала физически удерживает большие количества воды.

На сегодняшний день структура этой воды в клетках и макромолекулярной матрице полемична, однако ее поведение и важность в пищевых системах для качества пищевых продуктов не вызывает сомнений. Эта вода не удаляется из пищевого продукта даже при большом механическом усилении, а с другой стороны - эта вода ведет себя почти как чистая вода при технологической обработке. Ее можно удалить при высушивании и превратить в лед при замораживании, но при оттаивании тканей способность к удержанию этой формы воды уменьшается. Эта вода составляет главную часть воды в клетках и гелях, а хранение гелей часто приводит к потере их качества из-за потери этой воды (синерезис).