61) Metody membranowe - definicje i zastosowanie. Odwrócona osmoza i ultrafiltracja - definicje i różnice pomiędzy tymi metodami.

Metody membranowe:

- osmoza- w układzie, gdzie membrana rozdziela roztwór od rozpuszczalnika lub 2 roztwory o różnym stężeniu, następuje samorzutne przenikanie rozpuszczalnika przez membranę w kierunku roztworu o większym stężeniu. Ciśnienie zewnętrzne równoważące przepływ osmotyczny zwane jest ciśnieniem osmotycznym, i jest charakterystyczny dla danego roztworu. Zastosowanie przy konserwowaniu produktów za pomocą soli, cukru (zjawisko plazmolizy).

- odwrócona osmoza- stosuje się do rozdzielenia związków małocząsteczkowych (sole nieorganiczne, małocząsteczkowe związki organiczne) od rozpuszczalnika. Jeżeli w układzie po stronie roztworu wytworzy się ciśnienie hydrostatyczne przewyższające ciśnienie osmotyczne, rozpuszczalnik zacznie przenikać z roztworu o większym stężeniu do roztworu rozcieńczonego. Odwrócona osmoza pozwala oddzielić rozpuszczalnik (wodę) od substancji rozpuszczonych nawet o stosunkowo niskiej masie cząsteczkowej (sole, cukry). Mechanizm rozdziału ma charakter dyfuzyjny. Zastosowanie: otrzymywanie wody pitnej z wód morskich.

- ultrafiltracja- niskociśnieniowy proces wykorzystujący porowate membrany symetryczne lub asymetryczne, pozwalające na przepływ przez membranę np. cukrów, soli, wody, oddzielając białka i większe cząsteczki. Nie występuje tu przeciwciśnienie osmotyczne, a rozdział oparty jest na fizycznym odsiewaniu cząstek substancji rozpuszczonych lub koloidalnych przez membranę.

Zastosowanie: uzdatnianie wody, klarowanie soków, win, mleka, bądź wzbogacanie mleka w białko.

- dializa- polega na usuwaniu określonych substancji małocząsteczkowych z roztworu dializowanego do czystej wody. Stosuje się membrany porowatej o budowie symetrycznej. O efektywności procesu decyduje dyfuzyjne przenikanie składników przez membranę i szybkości przepływów roztworu dializowanego i dializatu.

Zastosowanie: odsalanie wody morskiej, uzdatnianie wody technologicznej itd.

Różnice pomiędzy odwróconą osmozą i ultrafiltracją:

- na przykładzie mleka: odwrócona osmoza zatrzymuje wszystkie cząsteczki stałe mleka, podczas gdy ultrafiltracja pozwala na przejście przez membranę laktozy i wielu minerałów

- w przypadku osmozy stosuje się wyższe ciśnienia, niż przy ultrafiltracji, ponieważ związki małocząsteczkowe charakteryzują się wyższymi ciśnieniami osmotycznymi

- odwrócona osmoza ma charakter dyfuzyjny, przy ultrafiltracji procesy dyfuzyjne odgrywają niewielką rolę

- przy ultrafiltracji podstawą separacji jest efekt sitowy, przy odwróconej osmozie praktycznie nie występuje

62) Rafinacja oleju, etapy, co jest usuwane na poszczególnych etapach.

Rafinacja- oczyszczanie substancji w celu nadania im odpowiednich właściwości np. pozbawienia zabarwienia, zapachu itp. Rafinacje przeprowadzamy metodami:

• fizycznymi: destylacja, ekstrakcja

• chemicznymi: działanie kwasami, zasadami

Rafinacja oleju przeprowadzamy metodą ekstrakcji. Polega na wydobyciu oleju z nasion roślin oleistych (20-45% oleju) np. rzepak, rzepik w Polsce.

Etapy ekstrakcji oleju:

1. wstępne oddzieleniu śruty

• prowadzi się metodą tłoczenia na zimno, rzadziej na gorąco

• przy użyciu pras ślimakowych uzyskując ok. 50% tłuszczu zawartego w nasionach

2. pozostały tłuszcz wydobywa się metodą ekstrakcyjną za pomocą rozpuszczalnika organicznego (po uprzednim ponownym rozdrobnieniu- śrutowaniu wytłoków)- ponowne rozdrobnienie ma ułatwić dyfuzję rozpuszczalnika i wymycie oleju

63) Co to jest autooksydacja? Wymień i opisz etapy autooksydacji wraz z reakcjami. Pierwotne i wtórne produkty autooksydacji. Sposoby zapobiegania autooksydacji.

Autooksydacja-samorzutny proces utleniania związku lub pierwiastka w obecności tlenu atmosferycznego; samoutlenianie.

Proces autooksydacji tłuszczów jest wolnorodnikową reakcją przebiegającą w trzech etapach:

• I okres inicjacji - zapoczątkowanie reakcji, tworzenie się wolnych rodników, (inicjatorem jest: światło ciepło, enzymy oraz jony metali);

• II okres propagacji - rozwijanie reakcji, wielorodnikowa reakcja łańcuchowa, (powstają rodniki nadtlenkowe)

• III okres terminacji - zakończenie reakcji, tworzenie się nierodnikowych produktów.

Pierwotne produkty autooksydacji: wodoronadtlenki, nadtlenki

Wtórne: aldehydy, ketony, kwasy, węglowodory powstałe z rozpadu pierwotnych produktów utleniania

Sposoby zapobiegania:

• zastosowanie antyoksydantów i kwasów

• przechowywanie produktu w chłodnych, suchych warunkach, bez dostępu światła

64) Etapy produkcji margaryny. Składniki margaryny.

Etapy produkcji: przygotowanie składników, wytworzenie emulsji, zestalenie emulsji, obróbka i dojrzewanie

Składniki:

1. faza wodna (rozproszona):

ukwaszone mleko z dodatkami smakowymi rozpuszczonymi
w wodzie; sól, cukier, kwas cytrynowy, aromaty oraz środek
konserwujący (najczęściej benzoesan sodu)

2. faza wodna (ciągła):

dawniej miękka frakcja łoju wołowego, obecnie mieszanina
częściowo utwardzonych tłuszczów roślinnych z dodatkiem
emulgatora, olejów, barwników oraz syntetycznych witamin
A i D

65) Modyfikacje tłuszczów roślinnych. Definicje: frakcjonowania, przeestryfikowania, uwodornienia. Etapy uwodornienia, w jakich urządzeniach przeprowadza się właściwy proces uwodornienia?

Frakcjonowanie - to proces separacji składników mieszaniny (stałej, ciekłej, roztworu lub zawiesiny), w którym pewna jej określona ilość jest dzielona na większą liczbę mniejszych porcji (frakcji), których skład zmienia się według jakiegoś gradientu

Przeestryfikowanie- to jedna z metod modyfikacji właściwości tłuszczów. Pozwala ona uzyskać produkty o z góry założonej strukturze lipidów. Polega na wymianie reszt kwasowych w triacyloglicerolach, prowadząca do innego ich rozmieszczenia.

Uzyskuje się tłuszcze o dobrej jakości odżywczej i korzystnych cechach reologicznych.

Produkcja margaryny, namiastka masła kakaowego.

Uwodornienie- reakcja przyłączania wodoru do dowolnego związku chemicznego. Uwodornienie wykorzystuje się na masową skalę do produkcji margaryny, gdzie nienasycone tłuszcze roślinne będące cieczami w temperaturze pokojowej przeprowadza się w tłuszcze nasycone. Skutkuje to: zmianą konsystencji, zwiększenie trwałości, odbarwienie, odwodnienie.

Etapy uwodornienia:

• wysycanie podwójnych wiązań- utwardzanie

• izomeryzacja geometryczna

• izomeryzacja położenia

• polimeryzacja

• przeestryfikowanie

• cyklizacja

• hydroliza

Uwodornienie przeprowadza się w urządzeniach periodycznych- autoklawach.

66) Proces technologiczny maczki ziemniaczanej.

mączka ziemniaczana - produkt zawierający skrobię uzyskiwany z bulw pędowych ziemniaków. Proces otrzymywania polega na rozdrobnieniu świeżych, wymytych ziemniaków, wypłukiwaniu i osadzaniu skrobi z wydajnością około 12%. Uzyskany krochmal poddawany jest czyszczeniu, suszeniu i przesianiu. Ostatecznie ma postać sypkiego, matowego proszku o barwie czysto białej, bez śladów obcych zapachów i posmaków. Ściśnięty w dłoni charakterystycznie chrzęści.

67) Produkcja karmelu i jego zastosowanie w przemyśle spożywczym.

Karmel- to naturalny barwnik, o intensywnym, brązowym zabarwieniu, otrzymany przez prażenie cukru w temp. >100st.C

Zastosowanie: Barwienie piwa, wódek, wina, kawy zbożowej, wyrobów cukierniczych, sosów itp.

Produkcja: ogrzewanie specjalnego syropu skrobiowego w metalowych kotłach, z jednoczesnym mieszaniem w temp. 108-112st. C w ciągu 1-3 godz., z dod. 1% wody amoniakalnej, która przyspiesza karmelizację.

68) Proces technologiczny produkcji piwa, surowce, etapy otrzymywania słodu.

Proces:

Etapy otrzymywania słodu:

- zamaczanie (zmoczenie, napowietrzenie ziarna)

- kiełkowanie

- suszenie

- powstanie bukietu smakowo- zapachowego

- śrutowanie

69) Aktywność wody, definicja, przykładowe wartości, zastosowanie pojęcia.

Aktywność wody- stosunek ciśnienia pary wodnej nad żywnością do ciśnienia pary wodnej nad czystą wodą w tej samej temp. Czysta chemicznie woda ma aktywność aw= 1. Ze wzrostem stężenia związków rozpuszczalnych aw spada poniżej 1. Drobnoustroje zdolne do wzrostu przy niskiej wilgotności środowiska zaliczane są do kserofilnych, natomiast wykazujące wzrost w środowiskach o dużym stężeniu cukrów do osmofilnych, a w dużych stężeniach soli- do halofilnych.

Zastosowanie pojęcia: W technologii żywności stosuje się różne metody utrwalania żywności oparte na regulacji aw. Można je podzielić na:

• metody oparte na dodawaniu substancji osmoaktywnych do żywności

• metody oparte na usuwaniu wody z żywności

• metody kombinowane, stosujące jednocześnie odwadnianie i dodawanie substancji podwyższających ciśnienie osmotyczne

Minimalna aktywność wody w środowisku dla różnych drobnoustrojów:

• 0,95- prawie wszystkie drobnoustroje

• 0,92- glony morskie

• 0,88- większość drożdży

• 0,80- większość pleśni

---