Вплив теплової обробки на механічну
Міцність та видалення розчинних речовин із тканин овочів
Мета роботи:
1. Встановити ступінь зниження механічної міцності тканин овочів залежно від температури і тривалості нагрівання.
2. Продемонструвати дифузію розчинних речовин клітинного соку внаслідок зміни білків мембран при тепловій обробці овочів.
Теоретична частина
В процесі теплової обробки овочів і плодів відбувається пом’якшення їх м'якоті внаслідок деструкції клітинних стінок, що спричиняє послаблення зв’язку між клітинами. При цьому механічна міцність тканин (опір розриванню, стисканню, проколюванню тощо) зменшується. М’якоть овочів і плодів після теплової обробки легше розрізається, розжовується і протирається.
Ступінь пом’якшення тканин овочів і плодів в процесі теплової обробки залежить від температури і тривалості нагрівання. Зниження температури нагрівання зменшує швидкість зниження механічної міцності тканин овочів і подовжує термін їх теплової обробки.
|
|
Під час нагрівання також спостерігається таке явище: у клітині в'язкість зростає, ступінь дисперсності колоїдно-розчинених речовин зменшується, колоїдні міцели злипаються у великі групи, між якими утворюються великі проходи. Коагуляція, що розпочинається, призводить до зростання клітинної проникності. Внаслідок цього розчинні речовини клітин можуть вільно дифундувати в оточуюче середовище.
Наочне уявлення про це дає нагрівання шматочків буряка у воді. Барвні речовини буряка, як і інші водорозчинні сполуки, знаходяться у клітинному соці. При зберіганні у воді свіжого буряка ці речовини можуть переходити у оточуючу рідину головним чином лише з клітин, пошкоджених при розрізанні. В міру нагрівання буряка у воді збільшується дифузія барвних речовин також і з непошкоджених клітин.
Для визначення механічної міцності тканин овочів та плодів часто використовують пенетрометри - прилади для вимірювання в’язкості та ступеню м’якості деяких матеріалів.
Принцип дії пенетрометрів базується на тому, що відносно в’язкі матеріали при вдавлюванні в них конусоподібного стержня або голки створюють опір проникненню останніх.
Внаслідок цього глибина проникнення конуса або голки у матеріали з різними структурно-механічними властивостями за один і той же період часу неоднакова. Глибину проникнення конуса або голки у матеріали характеризують ступенем пенетрації.
Ступінь пенетрації - це відстань, на яку конус при навантаженні у 150 г проникає у досліджуваний матеріал перпендикулярно його поверхні при 20-25°С протягом 5 с (для голки навантаження дорівнює 100 г). Традиційно ступінь пенетрації позначають у градусах або одиницях пенетрації. Ступінь пенетрації реєструється приладом автоматично. Чим м’якше матеріал, тим вище показники приладу.
|
|
За ступенем пенетрації можна зробити висновки про жорсткість консистенції досліджуваного матеріалу.
Хід виконання роботи
Частина перша.
Для проведення досліджень використовують картоплю та буряк.
Велику очищену бульбу картоплі і середніх розмірів корінь буряка розрізати на чотири симетричні частини. З кожної частини вирізати скибочку товщиною 30 мм. Зразки картоплі покласти у стакан з холодною водою.
Визначити механічну міцність одного якого-небудь зразка за допомогою пенетрометра. Для цього зразок сирої картоплини, а потім буряка розмістити на столі пенетрометра, підвести його до вістря конусоподібної насадки, включити прилад і після пенетрування записати показання приладу. Пенетрувати зразок можна у декількох точках, що знаходяться одна від одної і від краю зразка не менше ніж на 1 см.
Записати показання приладу та визначити середні показники ступеню пенетрації.
В стакані ємністю 200 мл закип'ятити воду. Другий зразок покласти в стакан з киплячою водою і зварити. Зразок картоплі варити 20 хвилин, буряк - 40 хвилин.
Підготувати дві водяні бані з температурою 90°С і 70°С. У двох стаканах нагріти воду, в одному - до температури 80°С, в другому - 60°С, покласти в них по одному із зразків, що залишились. Поставити стакани нагрівати на відповідні водяні бані. Зразки витримати при цих температурах протягом такого ж періоду часу, як і при варінні в киплячій воді. Для контролю температури термометр прикріпити до штативу і опустити в рідину так, щоб кінець його не торкався дна стакана.
Після теплової обробки всі зразки остудити, випробувати на пенетрометрі так само, як і свіжі зразки у декількох точках, визначити середні показники ступеню пенетрації зразків. Отримані результати занести у таблицю1.
Таблиця 1
Результати досліджень
Температура нагрівання, °С | Ступінь пенетрації | |
картопля | буряк | |
Контрольний зразок 60 80 100 |
Висновки. Зробити висновки про вплив температури нагрівання овочів на зміни механічної міцності їх тканин.
Частина друга.
З буряка і моркви вирізати кубики з довжиною ребра 1см, відмити їх у проточній воді. Відмивати кубики з овочів слід для того, щоб видалити розчинні речовини клітинного соку з клітин зовнішнього шару, пошкодженого при чищенні і розрізанні буряка. Коли холодна вода в присутності буряка перестане офарблюватись, промивання закінчити.
В стакан покласти відмитий кубик буряка, в другий – моркви, залити 80 мл води і нагріти на водяній бані.
В процесі нагрівання слідкувати за появою із зразків струмків барвних речовин і фарбуванням води у стакані.
У висновках відмітити температуру, при якій починається виділення барвних речовин.
Для визначення вмісту сухих речовин за допомогою рефрактометру провести такі дослідження. Буряк вимити, почистити і розрізати уздовж на дві половинки, з яких вирізати дві однакові квадратні пластинки розміром 3,0 х 3,0 х 2,0 см. Обидві пластинки промити декілька разів до тих пір, поки вода не перестане офарблюватись в розовий колір. Потім буряк трохи підсушити фільтровальним папером і зважити кожну пластинку на технохімічних вагах. Розмістити пластинки окремо в стакани і залити кожну 45 мл дистильованої води.
Один із стаканів поставити на водяну баню і нагріти воду до 70°С. Витримати при цій температурі 15 хвилин і охолодити стакан водопровідною водою. Профільтрувати витяг з першого і другого стаканів у мірні колби ємністю 50 мл, довести їх вміст до мітки дистильваною водою і визначити у фільтратах кількість сухих речовин за допомогою рефрактометра. Користуючись показником вмісту сухих речовин у досліджуваних рідинах, можна визначити далі кількість речовин, отриманих із свіжого і прогрітого буряка, у відсотках до маси вихідного продукту (Х) за формулою:
|
|
X = a • V / g,
де а - вміст сухих речовин, %;
V - об'ем мірної колби, мл;
g - маса пластинки буряка, г.
Порівняти кількість речовин, отриманих зі свіжого і прогрітого буряка. Аналогічні дослідження провести з морквою.