Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

Как установил Куприянов, при низкотемпературной хранении быстрозамороженных овощей величина Qio равна 2, нежнрной ры­бы—3,1, а птицы—4.

Интересная картина получается, если срок хранения какого-нибудь продукта, определенный различными авторами (например, продолжительность хранения говядины или свинины), отложить на графике зависимости от температуры в температурной области ни­же и выше точки замерзания (рис.   ).

Проделав соответствующие расчеты для значения Qio в обла­сти температур выше и ниже точки замерзания, мы получим сле­дующие величины:

Qio=3,85 Qio=5,5 Qio=4,16 Qio=4,85

Говядина выше точки замерзания »   ниже »      »

 Свинина выше точки замерзания »   ниже »      »

Видно, что при температурах ниже точки замерзания продол­жительность хранения увеличивается быстрее при уменьшении температуры, чем в температурной области выше точки замерза­ния. Таким образом, после перехода через точку замерзания не только уменьшается скорость биохимических реакций, но вступает в силу и новый фактор, влияющий на удлинение срока сохраняемо­сти продуктов. Таким фактором является вымерзание находящей­ся в продуктах воды (табл.   ).

Снижение температуры оказывает многостороннее и комплекс­ное воздействие на биологические процессы. Ниже мы будем рас­сматривать этот вопрос более подробно. Сейчас только заметим, что применение низких температур приводит к приостановлению и замедлению биологических процессов. С другой стороны, при низ­ких температурах эти процессы могут прекратиться вообще, что вызывает иногда вредные, а иногда полезные изменения.

Во время быстрого замораживания таких влагосодержащих ве­ществ, как пищевые продукты, значительная часть воды становит­ся льдом. Поэтому применение низких температур в подобных процессах консервирования обязательно сопровождается явлени­ем замерзания. Следует, однако, упомянуть, что все-таки есть и та­кие процессы, где применение низких температур не сопровожда­ется вымерзанием влаги из обрабатываемого продукта. Явление вымерзания удается исключить, когда точка замораживания про­дуктов сильно понижается с помощью введения в них каких-нибудь веществ, например, сахара или соли. Тогда температура хранения может быть ниже температуры замерзания. Другой пример тому—наличие связанной воды в материале, подвергаемом процессу быстрого замораживания. Связанная вода не вымерзает даже при очень низких температурах, например даже при вымерзании бактериальных спор. Так как процесс замерзания обычно играет важную роль при быстром замораживании продуктов в изменении их качества, мы познакомимся с ним более подробно.

9) ЗАМОРАЖИВАНИЕ КЛЕТОК           

Как животные, так и растительные клетки можно заморозить и в живом, и в мертвом состоянии. Замораживаются отдельные клет­ки в суспензии и клетки, образующие структуру тканей. Однако для всех этих случаев можно установить и одинаково справед­ливые общие закономерности.

Как известно, химический состав клеток сложен. С точки зрения замораживания главную роль играет поведение клеточных белковых соединений. Благодаря своим физическим свойствам белки относятся к коллоидам. Растворяясь в воде, они образуют гидрогели и гидрозоли. Та часть воды, активность которой в гид­розолях и гидрогелях ниже нормальной, называется связанной во­дой, а остальное водосодержание—свободной водой. Под действи­ем таких внешних воздействий, как изменение температуры, золи переходят в гели и наоборот.

Изменения в клетках при их охлаждении начинают происходить уже вблизи точки замерзания. Вязкость клеточной протоплазмы возрастает, образуется гель, а содержащиеся в клетках липиды вы­мерзают. Существенные изменения, однако, начинаются после за­мерзания некоторого количества воды клеточной влаги. Замерза­ние клеточного коллоида обычно начинается так же, как и замер­зание истинного раствора. Здесь тоже возникает явление понижения температуры замерзания, а из коллоидного раствора вымерзает только чистая вода. Вследствие вымерзания воды ос­таточная концентрация раствора возрастает, и температура его замерзания подобно истинному раствору уменьшается. Чем ниже температура клеток, тем больше из них вымерзает воды, но благо­даря коллоидному характеру системы связанная вода обычно не замерзает. Так, по данным Морана, в 2%-ном растворе желатина примерно 35% воды не вымораживается даже при температуре жидкого воздуха (—196° С).

На рис.  температура t соответствует точке замерзания. Ее значение зависит от концентрации растворенных в клеточной вла­ге веществ. При понижении температуры и дальнейшем отборе тепла некоторая часть воды клеточной влаги вымерзает, но жизнеспособность организма пока не изменяется и не исчезает. Это явление справедливо даже для самых общих случаев. Такое состо­яние продолжается до температуры t.

Говоря о вымерзании воды на участке t1—t2, мы имели в виду биохимически (и даже биологически) свободную воду. На этом участке скорость замерзания не играет особой роли. Случается даже так, что при медленном замерзании биологическая обрати­мость оказывается лучшей и большее количество клеток остается в живом состоянии. После оттаивания клеточный обмен веществ снова возобновляется. Тут, однако, становится важным фактор времени, в течение которого клетки находились при температуре t1 до tг, и то, каким образом происходило оттаивание. Значение температуры t2, или границы биологической обратимости, неоди- наково для разных клеток и клеточных структур. Биологическая обратимость при замораживании или полное восстановление жиз­ненных функций после замораживания характерно только для некоторых пород рыб (карасей), некоторых растений и обычно струк­тур более низкого порядка и организации.

При охлаждении ниже температуры t2 процесс вымерзания воды продолжается и, хотя клетки и клеточные структуры отмира-

ют, вола вымерзает из коллоидного раствора обратимым образом Вымерзшее количество воды до температуры t3 полностью представлено коллоидно свободной водой. У фруктов температуры t2 и t3 находятся обычно очень близко друг от друга, т. е. прекращений жизнедеятельности практически сопровождается наступлением коллоидной необратимости процесса. Ниже температуры tз начинает замерзать связанная коллоидная вода. Коллоидные частички которые до этого были надежно отделены друг от друга оболочкой гидратов, теперь могут сближаться настолько, что различны силы притяжения склеивают мицеллы. Высвобожденные связи, на которых раньше находились молекулы воды, теперь действуют друг на друга так, что при взаимодействии некоторых главных соединений коллоидных частичек могут произойти химические изменения и коллоид может денатурироваться. Если позже к местам этих связей подойдут молекулы воды, то они не смогут взаимодействовать с ними. Исследования Риделя показали, что даже если температура клеток понизится ниже температуры t3, то и тогда вся вода не вымерзнет из растворов, т. е. содержащуюся в клетках воду невозможно выморозить полностью.

Линг (1968) объясняет состояние связанной воды наличием на| молекулярной поверхности вещества, образующего коллоидный  раствор, многослойного поляризованного покрытия из водяных молекул (рис. ). Свойства поляризованных водных молекул (их точка замерзания, способность растворять различные вещества и т.д.) отличаются от свойств нормальных неполяризованных моле­кул. Можно предположить, что полное влагосодержание живых клеток состоит именно из таких поляризованных молекул.

Уменьшение обратимости коллоидов по мере вымерзания воды ведет к уплотнению остаточного раствора. Водные растворы, об­разующие клеточную влагу, в зависимости от вида продуктов со-

Рис. 91. Расположение слоев поляри­зованных молекул воды между моле­кулами белка. Черточки внутри круж­ков, обозначающих  молекулы воды, показывают направления дипольных моментов.

Рис. 92. Влияние температуры на об­ратимость замерзания. Кривая / по­казывает, что уменьшение температу­ры и увеличение скорости замерзания благоприятно действуют на обрати­мость, а кривая // показывает, что снижение температуры вследствие концентрации клеточной влаги дейст­вует на обратимость неблагоприят­ным образом. Характеризующая сум­марное воздействие этих процессов кривая /// получается суперпозицией кривых / и //.

держат соли, кислоты, сахара, коллоидные белки и т. д. Концен­трация образующих электролиты или находящихся в диссоциированном состоянии солей и кислот вызывает коагуляцию или денатурирование белков.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: доклад по физике, реферат безопасность.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки