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

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.

Вимоги до оформлення роботи

Розрахункові й дослідні дані, отримані під час проведення роботи зводять до таблиц 2 і роблять відповідні висновки.

Таблиця 2

Висновки. Зробити висновки про вплив теплової обробки овочів на білки мембран та вилучення розчинних речовин клітинного соку.

Контрольні питання

1. Як нагрівання впливає на рослинну клітину? Дайте пояснення на прикладі досліду із буряком та морквою.

2. В якій мірі нагрівання впливає на плоди і овочі та на їх технологічну придатність?

3. В якій мірі заморожування впливає на рослинну клітину?

4. Що називають сухими речовинами плодів або овочів?

5. Які речовини відносяться до сухих розчинних та сухих нерозчинних речовин?

6. Що таке бланшування сировини?

7. Яка мета бланшування сировини?

Лабораторна робота № 3