- •В двух томах
- •Предисловие
- •Раздел I общая характеристика технологических процессов производства продукции общественного питания
- •Глава 1 основные стадии технологического процесса производства продукции общественного питания
- •1.1. Вместимость гастроемкостей (л)
- •Механическая и гидромеханическая обработка сырья и приготовление кулинарных полуфабрикатов
- •Тепловая обработка полуфабриктов и приготовление готовой пищи
- •Хранение готовой пищи
- •Организация потребления пищи
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 2 классификация продукции общественного питания
- •Мучные кондитерские и булочные изделия
- •Глава 3 способы и приемы тепловой кулинарной обработки продуктов
- •Способы и приемы тепловой кулинарной обработки, основанные на поверхностном нагреве продуктов
- •Способ тепловой кулинарной обработки, основанный на использовании инфракрасного излучения
- •Глава 4 принципы составления рецептур на продукцию общественного питания
- •Сборники рецептур блюд, кулинарных и кондитерских изделий для предприятий общественного питания
- •4.1. Рецептура блюда «Бефстроганов» (г)
- •Отраслевые стандарты
- •Технические условия и технологические инструкции на продукцию общественного питания
- •Стандарт предприятия
- •Технико-технологические карты
- •Глава 5 основные критерии и контроль качества продукции общественного питания
- •Раздел II физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке
- •Глава 6 изменения белков и других азотистых веществ
- •Гидратация и дегидратация белков
- •Денатурация белков
- •Деструкция белков
- •Влияние изменения белков на качество кулинарной продукции
- •Глава 7 изменения сахаров и крахмала
- •Изменения крахмала
- •7.1. Физико-химические свойства крахмала, выделенного из различных растений
- •7.2. Зависимость коэффициента деструкции крахмала от способа термической обработки
- •Электронной микроскопии:
- •Глава 8 изменения липидов
- •Изменения липидов при варке продуктов
- •Изменения липидов при жарке продуктов
- •Глава 9 изменения, протекающие в картофеле, овощах, плодах и грибах
- •9.1. Содержание экстенсина и оксипролина в клеточных стенках некоторых растительных продуктов (%)
- •9.2. Содержание протопектина в некоторых овощах до и после варки
- •9.3. Степень деструкции клеточных стенок и гемицеллюлоз свеклы,
- •9.4. Содержание оксипролина в некоторых корнеплодах до и после варки
- •9.5. Содержание клеточных стенок в сырой и вареной свекле и механическая прочность ткани
- •9.7. Содержание органических кислот,
- •Тепловой кулинарной обработки некоторых сортов картофеля и капусты
- •9.9. Продолжительность варки капусты, моркови и свеклы до готовности при разных значениях рН среды
- •9.10. Продолжительность варки моркови и свеклы в воде различной жесткости
- •9.11. Изменение прочности ткани моркови и свеклы после 5-минутной варки в растворах поваренной соли (%)
- •9.12. Прочность ткани свежей и размороженной свеклы до и после гидротермической обработки (-105 Па)
- •9.17. Потери массы овощей, картофеля и грибов при жарке
- •Глава 10 изменения, происходящие в крупах, бобовых и макаронных изделиях структурные особенности продуктов. Основной химический состав
- •10.1. Сорбционная способность крупяных изделий (%) (Лаврушина, Филичкина, 2000)
- •Замачивание круп и бобовых
- •10.2. Скорость внутреннего влагораспределения в перловой и рисовой крупах при замачивании водой разной температуры (м/с)
- •10.3. Содержание слизистых веществ в крупе и их реологическая характеристика
- •10.5. Содержание водорастворимых веществ в кашах и отварной вермишели, хранившихся при комнатной температуре (% сухого вещества)
- •Глава 1 1 изменения, протекающие в мясе и мясопродуктах состав, свойства, пищевая ценность мяса и мясопродуктов
- •11.2. Химический состав субпродуктов
- •11.3. Химический состав мяса птицы (%)
- •Волокна и распределение важнейших веществ между его структурными элементами:
- •11.6. Химический состав мясных пищевых костей (%)
- •11.7. Влияние влажного нагрева жира на изменения некоторых его качественных характеристик
- •11.9. Изменение свойств говяжьего жира, многократно использованного для жарки продуктов
- •Глава 12 изменения, протекающие в рыбе и нерыбных морепродуктах
- •Глава 13 структурно-механические характеристики продукции общественного питания
- •13.1. Типы дисперсных систем пищевых продуктов (по а. В. Горбатову и др., 1982)
- •13.2. Сложные дисперсные системы пищевых продуктов (по ю. А. Мачихину и др., 1990)
- •Свойства жидкостей
- •5 И выше — зона ньютоновского
- •13.4. Классификация реометров (по ю. А. Мачихину, 1990)
- •13.6. Структурно-механические характеристики различных видов теста при 20 "с
- •13.8. Показатели размороженных полуфабрикатов
- •13.7. Структурно-механические характеристики теста из воздушно-сухой и нагретой муки
- •Глава 14 активность воды как фактор стабильности качества продукции общественного питания
- •14.2. Активность воды полуфабрикатов из овощей и картофеля
- •14.4. Классификация продукции общественного питания
- •Как влияют различные добавки на активность воды пищевых систем?
Свойства жидкостей
К жидкостям относятся вещества, у которых при постоянном напряжении сдвига 6 наблюдается течение (деформация е) с постоянной или переменной скоростью. Свойства жидкостей могут проявляться и у пластичных тел после превышения предела текучести.
При простом течении ньютоновской жидкости с напряжением 9 возникает деформация с определенной скоростью сдвига у. Отношение напряжения сдвига к скорости деформации сдвига является реологической константой жидкости и называется ньютоновской вязкостью rj:
Для неньютоновских жидкостей вязкость является функцией скорости сдвига, поэтому ее называют «кажущейся» или эффективной вязкостью г]эф (Па • с), которая достаточно полно характеризует поведение текучего материала.
Рис. 13.2. Неполные кривые течения (я) и функции вязкости (б):
1 — ньютоновской жидкости; 2 — дилатантной жидкости; 3 — структурно-вязкой жидкости; 4—г нелинейного пластичного тела; 5— линейного пластичного тела
Определение эффективной вязкости предусматривает измерение значений (8, у) в широкой области у для построения кривой течения и функции вязкости.
Для характеристики жидкостей используют кривые течения—реограммы, представляющие собой графическую зависимость напряжения сдвига от скорости деформации в условиях простого сдвига.
Реограмма ньютоновских жидкостей представляет собой прямую линию 1 (рис. 13.2), проходящую через начало координат. Все кривые течения 2—5, которые отклоняются от прямой линии, соответствуют неньютоновским жидкостям. При этом кривая 2 отражает дилатантное течение, характерное в основном для концентрированных дисперсных систем, при котором с увеличением скорости деформации наступает «затруднение сдвига» (при высокой концентрации дисперсной фазы вследствие образования пространственной структуры возникает предел текучести); кривая 3 — псевдопластичное течение, что характерно для «сдвигового размягчения» вследствие разрушения структуры с увеличением скорости деформации; кривая 4 — нелинейное пластичное течение, характерное для большинства пластичных тел.
Линейный участок кривой 5 характерен для бингамовских тел и соответствует идеальному пластичному течению.
Таким образом, эффективная вязкость неньютоновских жидкостей состоит из двух компонентов:
1 — неньютоновской вязкости х\ , основанной на внутреннем трении жидкости и представляющей собой физическую константу материала;
зависящего от
2 — структурного сопротивления
структурного состояния дисперсных систем и являющегося фун-
кцией скорости сдвига
Свойства твердых тел
Твердые тела в зависимости от упругости бывают гуковскими и негуковскими.
Гуковское тело — это идеально упругое тело, состояние которого описывается уравнением Гука
где и — модуль упругости.
После снятия нагрузки, отдавая накопленную энергию, гуковское тело без запаздывания возвращается в исходное состояние.
Однако среди твердых тел встречаются такие, поведение которых не соответствует поведению идеально упругого тела. Такие тела называются негуковскими.
Для негуковского твердого тела с нелинейной упругостью
При этом модуль сдвига является функцией деформации, что характерно, например, для пористых пенообразных пищевых материалов. В связи с этим, как и для неньютоновских жидкостей, вводят понятие эффективного модуля упругости Gэф. Если напряжение не превышает предела текучести (или прочности) твердого тела, соотношение между напряжением сдвига и деформацией описывается уравнением
На рис. 13.3 приведены графики зависимости деформации е от времени деформирования т при постоянном напряжении для твердых, твердообразных, жидких и жидкообразных структур пищевых продуктов.
Рис. 13.3. Схема зависимости деформации е от времени т при постоянном напряжении
Для идеально твердых тел (рис. 13.3, а) основной характеристикой является модуль упругости, определяемый по величине упругой, исчезающей после снятия напряжений деформации е . Определить вязкость твердого тела не представляется возможным из-за отсутствия у него пластической остаточной деформации (еост = 0).
Измерение величины упругих деформаций и модулей у некоторых твердых (кристаллических) структур также связано со значительными трудностями из-за малой величины этой деформации, хрупкости. Для таких тел определяют прочность или критическое напряжение разрушения структуры. При этом испытуемый образец нагружают постепенно, увеличивая напряжение до критического, соответствующего разрушению структуры. В структуре постепенно развиваются дефекты (например, трещины). Критическое напряжение, или прочность, бывает значительно меньше, чем модуль упругости, определенный по величине мгновенной упругой деформации, протекающей в доли секунды.
У идеальных, или истинных, жидкостей (рис. 13.3, 6) представляется возможным определить только вязкость, так как вся получаемая деформация является остаточной (еост = 0) и после снятия нагрузки не исчезает.
У идеально твердых тел и жидкостей по указанным выше причинам нельзя определить период релаксации напряжений.
У большинства продуктов можно определить как упругие, так и остаточные деформации и по ним рассчитать модули упругости, вязкость и период релаксации. На рис. 13.3, в представлен пример для твердообразных, а на рис. 13.3, г — для жидкообраз-ных продуктов.
Таким образом, многочисленные реальные твердые тела обладают мгновенной обратимой упругостью и запаздывающей упругостью, а после превышения предела текучести возникает пластичное течение.
Пищевые продукты и полуфабрикаты, такие, как тесто, творожные массы, мясные и рыбные фарши, мясо, шпик, фруктовые и овощные пюре, джемы, повидло, сливочное масло и маргарины, кремы, относятся к пластично-вязким твердообразным структурами, и их деформационное поведение, или течение, отличается от поведения ньютоновских жидкостей или твердых тел.
Для неразрушенных структур существует два основных типа кривых кинетики деформации.
В первом случае (рис. 13.4, а) приложенное напряжение меньше предела текучести (Р < Рг). Этот тип встречается очень редко, например, при действии малых напряжений на пищевые студни деформация может быть полностью обратимой.
При мгновенном действии напряжения возникает упругая деформация е0 как мгновенная реакция тела на внешнее воздействие О А. Ее величина определяется силами первичных химических связей. Вслед за мгновенной, упругой развивается уже во времени высокоэластичная деформация, также обратимая по величине А С. Ее величина характеризует силу связи между отдельными макромолекулами и их звеньями. Деформация достигает некоторого максимального значения smax и далее не меняется,
Рис. 13.4. Кривые кинетики деформации материала
так как действующее напряжение уравновешивается силами внутреннего сопротивления тела, конечный участок кривой является линейным. В точке С напряжение снимают (Р = 0), де-_ формация спадает до нуля по кривой CDF, система полностью восстанавливает свою форму.
В большинстве случаев для реальных пищевых систем приложенное напряжение превышает предел текучести (Р > Рт) и получается кривая, изображенная на рис. 13.4, б.
При мгновенном действии напряжения возникает упругая деформация е0 как мгновенная реакция тела на внешнее воздействие.
После возникновения мгновенной упругой деформации обнаруживается непрерывное нарастание остаточной деформации, переходящее в пластическое течение. Остаточная деформация нарастает с постоянной скоростью, которую можно охарактеризовать tg a, a максимальная деформация smax за время действия нагрузки т определяется отрезком, отсекаемым на оси ординат касательной к конечному участку кривой.
В точке С напряжение снимают, происходит своеобразный «отдых» образца, при этом упругая деформация исчезает.
г0 = ОА = CD, и идет восстановление эластической деформации. С увеличением времени кривая DF будет приближаться к некоторому конечному значению остаточной деформации s0CT.
По кривой кинетики деформации кроме предела упругости можно найти модули мгновенной упругости сдвига, эластичности и другие характеристики.
ПРЕДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СДВИГА
Реограммы пластично-вязких твердообразных материалов имеют сложный характер с несколькими характерными участками (рис. 13.5).
С увеличением напряжения сдвига до точки 1 происходит только упругая деформация, слои друг относительно друга не перемещаются, материал ведет себя как твердое тело, вязкость системы бесконечно велика.
Величина 9СТ (статическое предельное напряжение сдвига) характеризует переход системы из состояния покоя в состояние медленного перемещения одного слоя относительно другого (ползучесть) без заметного разрушения структуры. Деформация становится высокоэластичной, вязкость принимает максимальное значение Сптах) и называется пластической или шведовской.
Величина 8СТ, или более распространенное на практике обозначение 90 — предельное напряжение сдвига неразрушенной структуры, является одной из основных реологических характеристик пластично-вязких материалов. Под предельным напряжением сдвига понимают напряжение, по достижении которого материал начинает необратимо деформироваться (течь).
Рис. 13.5. Реологические кривые для твердообразных систем:
а — зависимость градиента скорости
от напряжения сдвига; б — зависимость
логарифма эффективной вязкости
от напряжения сдвига;
0—1 — зона упругих деформаций;
1-2 — зона начала течения
с наибольшей эффективной
и пластической вязкостью;
2—3 — начало зоны лавинного
разрушения структуры;
3—4— зона лавинного разрушения
структуры (течение с наименьшей
пластической вязкостью);