Виды связи воды со структурными элементами муки и теста

Влагу коллоидных капиллярно-пористых тел (мука, тесто, хлеб) в зависимости от величины энергии связи можно разделить на четыре вида: химически связанная, адсорбционно-связанная, капиллярно-связанном и осмотически удерживаемая.

Химически связанная вода обладает высокой энергией связи с материалом (8-10)-103 Дж. Она представлена в виде гидроксильных групп, образующихся в результате гидратации.

Адсорбционное связывание влаги обусловлено полярным взаимодействием молекул воды с макрочастицами белков и крахмала теста. Полярность воды проявляется несимметричным расположением в ее молекуле кислорода и двух атомов водорода, каждый из которых сохраняет небольшой положительный заряд. Атом кислорода удерживает два слабых отрицательных заряда, с их помощью притягивает атомы водорода соседних молекул воды. Возникающие водородные связи образуют соединение воды с другими заряженными частицами теста, чаще всего с атомами азота или кислорода молекул белка и крахмала. В результате коллоидные частицы покрываются полимолекулярным силовым полем по лиофильным группам. Эта жидкость входит в общее количество влаги набухания и называется связанной влагой.

Поверхностные слои коллоидных частиц, обладая свободной потенциальной энергией, при контакте о водой адсорбируют ее, выделяя при этом тепло, образовавшееся в результате перехода потенциальной энергии в тепловую. Процесс поглощения влаги - гидратация, а выделяющаяся энергия - теплота гидратации.

Поверхность коллоидных тел может адсорбировать влагу в виде жидкости и пара. Водяной пар при адсорбционном поглощении сжимается и превращается в жидкость, причем процесс адсорбционного поглощения происходит не только на внешних, но и на внутренних поверхностях.

Начальный этап сорбции водяного пара заключается в притяжения его молекул молекулами на поверхности тела. Образуется первый слой сорбированной влаги толщиной в одну молекулу - мономолекулярный слой. Молекула воды в мономолекулярном слое теряет свою подвижность и, будучи тинолем, притягивается к точке сорбции одним из своих концов, несущих заряд. Мономолекулярный слой, используя свободную поверхностную энергию вещества, образует новое силовое поле, и сорбирует второй слой молекул воды, который в свою очередь третий и т.д. По мере удаления от точки сорбции величина энергии связи уменьшается и нарушается построение диполей воды

Обязательное условие образования адсорбционных слоев – присоединение к полярным точкам вещества активного кислорода. Улучшители окислительного действия повышают водопоглотительную способность теста тем, что способствуют переносу активного кислорода к точкам сорбции и позволяют построению новых цепей диполей воды.

Гидратация – процесс присоединения адсорбционной влаги, а гидратационная влага – мера адсорбционной влажности. Влага в адсорбционном слое находится в уплотненном состоянии, не является растворителем, имеет плотность больше 1, ее диэлектрическая постоянная меньше, чем у свободной влаги. Достигнув предела гидратационного поглощения влаги, коллоидные тела продолжают процесс присоединения влаги под влиянием не полярных сил, а сил осмотического давления.

Осмотическое поглощение влаги вызывается наличием внутри коллоидной частицы водорастворимых веществ. Разность концентраций на границе дисперсных фаз создает разность осмотического давления, под воздействием которого влага проникает внутрь частицы. Поглощение влаги таким путем называется сорбцией (набуханием). Сорбционная влага состоит из влаги осмотической и имобилизированной, т.е. захваченной структурой, образующей вместе с адсорбционной влагой сольватную оболочку вокруг частицы. Поглощение влаги набухания происходит без выделения тепла и концентрации (сжатия системы), но вызывает увеличение объема и изменяет давление набухания.

Также в коллоидных капиллярно-пористых материалах может находиться капиллярная влага, удерживаемая силами макро- и микрокапилляров. Вода, удерживаемая этими силами, обладает незначительной энергией связи с материалом, обусловливаемой силами поверхностного натяжения. Этот вид воды называется свободной влагой.

Для гидролитических процессов, протекающих в тесте в период замеса, брожения, расстойки и выпечки, а также при хранении хлеба, необходимо присутствие вода, способной вступать в химические реакции, т.е. свободной.

В пшеничном тесте нормальной консистенции содержится около 0, 29 г связанной воды на 1 г сухого вещества, что соответствует 35 % всей массы воды, находящейся в тесте. Свободная вода появляется при влажности водно-мучной смеси 24, 0 %. Повышение влажности теста до 59, 5 % не приводит к увеличению содержания связанной в нем воды.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: