Piany spożywcze i metody ich stabilizacji

UR, Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego
Piany spożywcze i metody ich stabilizacji
Piany są to układy heterogeniczne typu gaz-ciecz, przy czym fazą rozpraszająca jest ciecz a
rozproszą gaz. Układy takie powszechnie występują w technologii żywności jako surowce lub
gotowe produkty. Najczęściej stosowanym czynnikiem do wytwarzania pian spożywczych są
białka pochodzenia zwierzęcego - białko jaja kurzego i pochodne białek serwatkowych
(koncentrat lub izolat). Jednak tak otrzymane piany nie są trwałe. Dzieje się tak dlatego, że
białko, które uległo rozfałdowaniu w skutek wprowadzenia do układu dużej ilości energii
mechanicznej związanej z procesem aeracji, zaczyna ponownie odtwarzać swoją pierwotną
konformację. Zjawisko to makroskopowo objawia się właśnie zanikiem piany i
powstawaniem odcieku. Dlatego powszechnie w przemyśle spożywczym stosuje się
odpowiednie substancje mało i wielkocząsteczkowe, mające na celu zahamowanie opisanych
powyżej zjawisk. Efekt stabilizacji piany można osiągnąć poprzez zmianę siły jonowej lub pH
w układzie, jednak ze względów sensorycznych, taka stabilizacja jest stosowana w żywności
sporadycznie. Związki małocząsteczkowe stosowane do utrwalania pian to najczęściej mono i
disacharydy. Jednak ze względu na duże zainteresowanie konsumentów układami o
zmniejszonej zawartości cukru i produktami niskokalorycznymi poszukuje się alternatywnych
stabilizatorów. Do najpopularniejszych należą polisacharydy. Stosowanie ich może
spowodować modyfikację rozkładu wielkości pęcherzy gazu zawieszonego w cieczy. Pociąga
to za sobą zmiany gęstości układu a także ilości gazu rozproszonego w cieczy.
Materiały i metody
a. Materiały
Jako materiał badawczy użyte zostanie komercyjne spożywcze białko jaja kurzego, izolat i
koncentrat białek serwatkowych oraz sojowych, oraz hydrokoloidy spożywcze takie jak guma
ksantanowa, pektyny jabłkowe, inulina, guma arabska itp.
b. Wytwarzanie pian
Piany zostaną wytworzone metoda okresową. Do tego celu zastosowana zostanie
przemysłowa miesiarka planetarna o pojemności dzieży 20l i obrotach trzepaczki 300rpm.
Należy zastosować proporcję pomiędzy białkiem (lub białkiem z dodatkiem hydrokoloidu) a
wodą 1:9.
c. Gęstość
Pomiar gęstości przeprowadzony zostanie poprzez zważenie odpowiednio określonej
objętości piany (mieszaniny aerowanej).
1
Opracowała dr inż. Anna Ptaszek
UR, Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego
d. Stabilność pian
Świeżo przygotowana piana umieszczona zostanie w specjalnie przygotowanym układzie
pomiarowym. Układ ten złożony jest z cylindra, który pionowo umieszczony jest nad wagą.
Jego dolną podstawę stanowi dno, jednocześnie utrzymujące pianę i umożliwiające swobodny
odpływ odcieku. Odciek gromadzi się w naczyniu umieszczonym na szalce wagi. Przyrost
masy cieczy w naczyniu, wynikający z dezintegracji piany, rejestrowany jest w zadanym
przedziale czasu, z użyciem programu napisanego w języku LabView. Wszystkie pomiary
wykonywane będą w temperaturze 23°C.
W sprawozdaniu należy omówić w skrócie zastosowane materiały, uzasadnić, które z nich
należą do substancji powierzchniowo czynnych. Wyniki przedstawić należy w postaci
zależności masy odcieku od czasu, osobno dla pian z czystych białek oraz pian
stabilizowanych hydrokolidami. Omówić rolę stabilizatorów a także prawdopodobny
mechanizm stabilizacji pian.
2
Opracowała dr inż. Anna Ptaszek