Magdalena Marciniak Grupa IIA
|
Temat : Układy dyspersyjne w technologii żywności.
|
|
Data wykonania ćwiczenia
|
Data oddania sprawozdania
|
Podpis i ocena |
Ćwiczenie I
Temat ćwiczenia: Badanie właściwości żelatyny i białka jaja kurzego.
Część a
Cel ćwiczenia: Obliczenie wydajności i trwałości piany żelatyny.
Wykonanie ćwiczenia: Na wadze technicznej odważono w zlewce 3 gramy żelatyny, dolano 97ml ciepłej wody i mieszano aż do rozpuszczenia żelatyny. Po przestudzeniu roztworu ubijano go ubijaczką ręczną przez 4 minuty. Zmierzono objętość uzyskanej piany. Po pół godzinie ponownie zmierzono objętość piany oraz wydzielonej na dnie naczynia fazy wodnej. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono wydajność oraz trwałość piany posługując się wzorami ze skryptu.
Wyniki:
Objętość przed homogenizacją: 100 cm3
Objętość całkowita piany po homogenizacji: 450 cm3
Objętość całkowita po upływie 30minut: 450 cm3
Objętość uwolnionej fazy wodnej: 0 cm3
Obliczenia:
Wzory
FC= (Objętość całkowita piany po homogenizacji- Objętość przed homogenizacją)100%/ Objętość przed homogenizacją
FS= (Objętość przed homogenizacją- Objętość uwolnionej fazy wodnej)100%/ Objętość przed homogenizacją
FC= (450 cm3-100 cm3)100%/100
FC=350%
Odp. Wydajność pienienia żelatyny to 350%
FS=(100 cm3-0 cm3)100%/100
FS=100%
Odp. Trwałość piany żelatyny to 100%.
Część b
Cel ćwiczenia: Obliczenie wydajności i trwałości piany białka jaja kurzego.
Wykonanie ćwiczenia: Białko jednego jaja kurzego wlano do cylindra o pojemności 100ml. Uzupełniono wodą destylowaną do tej objęci. Zawartość cylindra przelano do zlewki na 300 ml i ubijano ręcznie przez 4 minuty. Zmierzono objętość uzyskanej piany. Po pół godzinie ponownie zmierzono objętość piany oraz wydzielonej na dnie naczynia fazy wodnej. Na podstawie uzyskanych wyników obliczono wydajność oraz trwałość piany posługując się wzorami ze skryptu.
Wyniki:
Objętość przed homogenizacją: 100 cm3
Objętość całkowita piany po homogenizacji: 390 cm3
Objętość całkowita po upływie 30minut: 360 cm3
Objętość uwolnionej fazy wodnej: 15 cm3
Wzory
FC= (Objętość całkowita piany po homogenizacji- Objętość przed homogenizacją)100%/ Objętość przed homogenizacją
FS= (Objętość przed homogenizacją- Objętość uwolnionej fazy wodnej)100%/ Objętość przed homogenizacją
FC=(390 cm3-100 cm3)100%/100 cm3
FC= 290%
Odp. Wydajność pienienia białka jaja kurzego to 290%.
FS=(100 cm3-15 cm3)100%/100
FS=85%
Odp. Trwałość piany białka jaja kurzego to 85%.
Wnioski:
Porównanie wyników pokazuje, że większą wydajność piany ma żelatyna. Tą samą zależność możemy zaobserwować biorąc pod uwagę trwałość piany, bowiem żelatyna wykazuje 100% trwałość, a jajko kurze 85%. Stwierdzić możemy, iż żelatyna ma większe właściwości pianotwórcze i jest mniej podatna na procesy destabilizujące jak np. sedymentacja, flokulacja czy koalescencja.
Część c
Temat ćwiczenia: badanie wpływu dodatku cukru na wydajność i stabilność piany po ogrzaniu.
Cel ćwiczenia: obliczenie wydajności i stabilności piany po upieczeniu.
Wykonanie ćwiczenia: Do trzech naczyń wybito po jednym białku jaja kurzego. Zmierzono objętość. Jedno z białek ubito trzepaczką i zaznaczono na naczyniu poziom uzyskanej piany (piana I). Do drugiego naczynia wsypano 3 łyżeczki cukru pudru i ubito; zaznaczono na naczyniu objętość uzyskanej piany(piana II). Białko w trzecim naczyniu ubito i dodano 3 łyżeczki cukru pudru ubijając jeszcze przez chwilę (piana III). Naczynia umieszczono w piekarniku, po upieczeniu naczynia wyjęto i pozostawiono do wystygnięcia. Następnie zaznaczono poziom, który zajmuje piana po wystygnięciu. Usunięto zawartość z pojemników i zmierzono, poprzez nalewanie wody, jaką objętość zajmowały piany przed i po upieczeniu. Obliczono wydajność i stabilność piany po upieczeniu.
Wyniki:
|
V białka |
V piany po ubiciu |
V piany po upieczeniu i wystudzeniu |
Piana I |
40 cm3
|
268 cm3
|
230 cm3
|
Piana II Cukier + ubicie |
39 cm3
|
246 cm3
|
185 cm3
|
Piana III Ubicie + cukier |
29 cm3
|
220 cm3
|
190 cm3
|
Objętość uwolnionej fazy gazowej:
Piana I:22 cm3
Piana II:61 cm3
Piana III:30 cm3
Obliczenia:
Wzory
FC= (Objętość całkowita piany po upieczeniu- Objętość piany po ubiciu)100%/ Objętość przed upieczeniem
FS= (Objętość przed upieczeniem- Objętość uwolnionej fazy gazowej po upieczeniu)100%/ Objętość przed upieczeniem
FC piany I= (230 cm3-268 cm3)100%/268 cm3
FC= -14,2%
Odp. Wydajność pienienia piany białka jaja kurzego po upieczeniu to -14,2%
FS piany I = (268 cm3-22 cm3)100%/100 cm3=91,8%
Odp. Trwałość piany białka jaja kurzego po upieczeniu to 91,8%.
FC piany II=(185 cm3-246 cm3)100%/246 cm3=-24,8%
Odp. Wydajność pienienia piany z cukrem po upieczeniu to - 24,8%
FS piany II=(246 cm3- 61cm3)100%/246 cm3=75,2%
Odp. Trwałość piany z cukrem białka jaja kurzego po upieczeniu to 75,2%.
FC piany III=(190 cm3-220 cm3)100%/220 cm3=-13,6%
Odp. Wydajność pienienia piany z cukrem dodanym przed ubijaniem po upieczeniu to -13,6%
FS piany III=(220 cm3-30 cm3)100%/220 cm3=86,4%
Odp. Trwałość piany z cukrem dodanym pod koniec ubijania białka jaja kurzego po upieczeniu to 86,4%.
Wnioski: Doświadczenie i wykonane na podstawie niego obliczenia pokazują, że dodanie cukru na początku procesu ubijania znacznie pogarsza wydajność pienienia. Dlatego cukier powinno się dodawać pod koniec tego procesu, a nie na początku.
Natomiast trwałość piany białka jaja kurzego jest tym większa im wcześniej cukier zostanie dodany. Uwarunkowane to jest tworzeniem się oddziaływań międzyfazowych między cukrami na powierzchni woda-powietrze. Wzajemne oddziaływania polepszają strukturę i zapewniają jej większą trwałość podczas obróbki termicznej.
Ćwiczenie II
Część a
Temat ćwiczenia: badanie właściwości żelatyny
Wykonanie ćwiczenia: na wadze technicznej odważono 5,5g żelatyny, dolano 105 cm3 ciepłej wody i mieszano aż do rozpuszczenia żelatyny. Po przestudzeniu roztworu wlano go do plastikowej zlewki i do tej samej zlewki dodano 110 cm3 oleju jadalnego. Homogenizację prowadzono przy pomocy ręcznego homogenizatora kuchennego, przez około 45s. do dwóch gilz wirówkowych przeniesiono po 10 gram emulsji, zaznaczono pisakiem na ściankach poziom zajmowanej przez emulsje objętości. Jedną z gilz umieszczono w wytrząsarce o temperaturze 80°C i ogrzewano przez 30minut, a drugą wytarowano w parze z gilzą z wodą destylowaną. Wytarowane gilzy umieszczono naprzeciwko siebie w wirówce i wirowano przez 5 minut przy 3000 obrotach. Następnie zaznaczono poziom emulsji i wydzielonych faz wodnej i tłuszczowej na ściance gilzy. Usunięto zawartość gilzy i nalewając wodę ustalono objętość poszczególnych faz. Uzyskane wyniki odstawiono do wzoru na aktywność emulgowania.
Gilzę ogrzewaną w temp. 80°C ostudzono i również wytarowano w parze z gilzą, do której wlano wodę destylowaną. Wytarowane gilzy umieszczono naprzeciw siebie w wirówce i wirowano przez 5 minut przy 3000 obrotów. Następnie zaznaczono poziom emulsji i wydzielonych faz wodnej i tłuszczowej na ściance gilzy. Usunięto zawartość gilzy i nalewając wodę ustalono objętość poszczególnych faz. Uzyskane wyniki odstawiono do wzoru na aktywność emulgowania.
Uzyskane wyniki są wartością liczbową trwałości emulsji.
Wyniki:
Próbka nieogrzewana:
Całość: 13,9 cm3
Faza wodna(f): 6,5 cm3
Faza emulsyjna (e): 7,4 cm3
Próbka ogrzewana:
Całość: 10,2 cm3
Faza wodna(f):3,5 cm3
Faza emulsyjna (e): 6,7 cm3
Wzory
EA=e100%/f gdzie:
e- objętość warstwy zemulgowanej [cm3]
f- objętość całkowita [cm3]
Obliczenia:
Próbka nieogrzewana:
EA=(7,4 cm3*100%)/13,9 cm3=53,24%
Próbka ogrzana w wytrząsarce:
EA=(6,7 cm3*100%)/10,2 cm3=65,69%
Część b
Temat ćwiczenia: badanie właściwości białka jaja kurzego.
Wykonanie ćwiczenia: dwa białka jaja kurzego umieszczono w cylindrze o pojemności 100ml i dopełniono wodą destylowaną do tej objętości. Przelano zawartość cylindra do plastikowej zlewki i wlano do niego jeszcze 10ml wody destylowanej. Do tej samej zlewki dodano 110ml oleju jadalnego. Homogenizację prowadzono przy pomocy ręcznego homogenizatora kuchennego, przez około 45s. Do dwóch gilz wirówkowych przeniesiono po 10 gram emulsji, zaznaczono pisakiem na ściankach poziom zajmowanej przez emulsje objętości. Jedną z gilz umieszczono w wytrząsarce o temperaturze 80°C i ogrzewano przez 30minut, a drugą wytarowano w parze z gilzą z wodą destylowaną. Wytarowane gilzy umieszczono naprzeciwko siebie w wirówce i wirowano przez 5 minut przy 3000 obrotach. Następnie zaznaczono poziom emulsji i wydzielonych faz wodnej i tłuszczowej na ściance gilzy. Usunięto zawartość gilzy i nalewając wodę ustalono objętość poszczególnych faz. Uzyskane wyniki odstawiono do wzoru na aktywność emulgowania.
Gilzę ogrzewaną w temp. 80°C ostudzono i również wytarowano w parze z gilzą, do której wlano wodę destylowaną. Wytarowane gilzy umieszczono naprzeciw siebie w wirówce i wirowano przez 5 minut przy 3000 obrotów. Następnie zaznaczono poziom emulsji i wydzielonych faz wodnej i tłuszczowej na ściance gilzy. Usunięto zawartość gilzy i nalewając wodę ustalono objętość poszczególnych faz. Uzyskane wyniki odstawiono do wzoru na aktywność emulgowania.
Uzyskane wyniki są wartością liczbową trwałości emulsji.
Wyniki:
Próbka nieogrzewana:
Całość: 10,2 cm3
Faza wodna(f): 4,4 cm3
Faza emulsyjna (e): 5,8 cm3
Próbka ogrzewana:
Całość: 10,8 cm3
Faza wodna(f):2,1 cm3
Faza emulsyjna (e): 8,7 cm3
Wzory
EA=e100%/f gdzie:
e- objętość warstwy zemulgowanej [cm3]
f- objętość całkowita [cm3]
Obliczenia:
Próbka nieogrzewana:
EA=(5,8 cm3*100%)10,2 cm3=56,86%
Próbka ogrzana w wytrząsarce:
EA=(8,7 cm3*100%)/10,8 cm3=80,56%
Wnioski:
Tworzenie się emulsji jest to często spotykane zjawisko podczas procesu ekstrakcji, dokonywanego metodą wytrząsania. W takim przypadku zależy nam na szybkim zniszczeniu emulsji i doprowadzeniu do rozdzielenia faz. Głównym czynnikiem wpływającym na trwałość emulsji jest napięcie międzyfazowe, dlatego zarówno przy tworzeniu, jak i niszczeniu emulsji staramy się wpływać na wielkość tego parametru. Drugim czynnikiem warunkującym trwałość emulsji jest wielkość kulek fazy rozproszonej. Emulsja o większej dyspersji będzie trwalsza, ze względu na mniejsza masę pojedynczej kuleczki i związaną z tym większą ich ruchliwość.
Rozdzielenie faz emulsji można przyspieszyć przez wirowanie
Emulsje przechowywane przez dłuższy okres wykazują zjawisko "śmietankowania", tzn. gromadzenia się kuleczek fazy rozproszonej na powierzchni na skutek działania sił wyporności cieczy. Sprzyjają temu duża różnica gęstości cieczy i większy promień kulek emulsji. Nazwa pochodzi od naturalnego procesu gromadzenia się śmietany na powierzchni mleka, które w dużym uproszczeniu jest emulsja tłuszczu w wodzie. Rozdzielenie faz emulsji tym sposobem można przyśpieszyć wirując emulsję, co najczęściej przywraca postać wyjściową roztworu. Dalszym etapem destrukcji formy emulsyjnej jest łączenie się pojedynczy kuleczek emulsji w większe, czego końcowym efektem jest złamanie emulsji (rozdzielenie się faz).
Próbka ogrzewana w wytrząsarce ma większą trwałość emulsji, niż nieogrzewana zarówno w przypadku żelatyny jak i w przypadku białka jaja kurzego.