Свободная и связанная вода реферат

Обновлено: 01.06.2024

Свободная влага — это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций. Существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, отличные от свойств свободной воды; В обеспечении устойчивости продукта при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги. Не может служить растворителем для… Читать ещё >

Свободная и связанная влага в пищевых продуктах ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

В обеспечении устойчивости продукта при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги.

Свободная влага — это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций.

Связанная влага — это ассоциированная вода, прочно связанная с различными компонентами — белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.

Для связанной воды характерны следующие свойства:

существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, отличные от свойств свободной воды;

не может служить растворителем для добавленных веществ;

Наиболее прочно связанной является так называемая органически связанная вода. Она представляет собой очень малую часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов. Другой весьма прочно связанной водой является близлежащая влага, представляющая собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента. К монослою примыкает мультислойная вода (вода полимолекулярной адсорбции), образующая несколько слоев за близлежащей водой. Мультислой — это менее прочно связанная влага.

В пищевых продуктах имеется также вода, удерживаемая макромоле-кулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани при небольшом количестве органического материала могут физически удерживать большие количества воды. Эта вода не выделяется из пищевого продукта даже при большом механическом усилии. С другой стороны, в технологических процессах обработки она ведет себя почти как чистая вода. Ее, например, можно удалить при высушивании или превратить в лед при замораживании.

Новые факты и современные взгляды на проблему формирования аномальных особенностей связанной воды. Влияния связанной воды на свойства горных пород и развитие многих геологических процессов. Категории воды в горных породах и её удивительные свойства.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	25.04.2013
Размер файла	23,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Самарский государственный технический университет

1. Удивительные свойства связанной воды

2. Категории воды в горных породах

3. Влияние воды на свойства горных пород

Введение

Вода - одно из самых распространенных веществ на Земле. Почти 70,8% площади земной поверхности покрыто водой. Содержание воды в морях, океанах и поверхностных водоемах (включая мировые запасы льдов) равно примерно 1,4 млрд. км3, а в горных породах в пределах литосферы (так называемые подземные воды) составляет по современным оценкам разных авторов около 0,73 - 0,84 млрд. км3, то есть примерно всего лишь вдвое меньше. Таким образом, "под землей" в земной коре запасено гигантское количество воды.

Связанная вода, находящаяся в горных породах, играет очень важную роль во многих геологических процессах и явлениях. В реферате приведены новые данные и рассмотрены современные представления о ее свойствах, классификации и влиянии связанной воды на свойства горных пород.

Вода находится в горных породах благодаря наличию в них всевозможных пустот (трещин, пор, каналов и т.д.). Абсолютно сплошных пород, не содержащих сколь-нибудь малое количество пор, в природе не существует. Эти пустоты, как правило, и занимает вода благодаря своей высокой подвижности (мобильности, текучести) наряду с другими мобильными компонентами, например такими, как газы, углеводородные флюиды и др. Установлено, что ниже уровня грунтовых вод до глубин около 4 - 5 км и более практически все пустоты горных пород (за исключением углеводородных залежей) заполнены водой, образующей в пределах литосферы региональные неразрывные макроскопические системы гидросферы. Они - предмет исследования гидрогеологии, науки, изучающей условия формирования, динамику и распространение запасов подземных вод на Земле. Мы же остановимся на некоторых интересных и важных особенностях воды в горных породах, проявляющихся в основном не на макроскопическом, а на микроскопическом уровне.

Очевидно, не многие знают, что вода в горных породах находится либо в свободном, либо в связанном состоянии. Поэтому выделяют две категории воды в горных породах - свободную и связанную. Свободная вода - это та, с которой все мы обычно привыкли иметь дело: она свободно может перемещаться в породах по крупным порам, трещинам путем фильтрации под действием силы тяжести или напора, она образует, горизонты подземных вод и обладает обычными для воды физическими свойствами. Именно эта вода добывается и эксплуатируется человеком для различных нужд. В отличие от нее связанная вода находится и удерживается в наиболее мелких порах и трещинах горных пород и испытывает со стороны поверхности твердой фазы минералов "связывающее" влияние разной природы и интенсивности, изменяющее ее структуру и придающее ей аномальные свойства, то есть не такие, как у обычной, свободной воды. Суммарное содержание связанной воды в литосфере Земли составляет от 0,31 до 0,35 млрд. км3, то есть около 42% от общего количества воды в земной коре (по данным Ф.А. Макаренко). Однако связанную воду не так просто извлечь из породы, в которой она находится. Под действием поверхностных сил разной природы она относительно прочно удерживается на поверхности минералов, не подчиняется силам гравитации, и ее передвижение в породах может происходить лишь под влиянием сил иной природы. Настоящая работа знакомит с новыми фактами и современными взглядами на проблему формирования аномальных особенностей связанной воды и ее влияния на свойства горных пород.

1. Удивительные свойства связанной воды

Первые представления о связанной воде возникли почти сто лет назад. Однако ее систематические исследования начались лишь в 20 - 30-е годы. В разработку теории связанной воды внесли большой вклад такие ученые как Б.В. Дерягин, А.В. Думанский, П.А. Ребиндер, Н.В. Чураев, а ее свойства в горных породах всесторонне исследовали А.Ф. Лебедев, Е.М. Сергеев, Ф.Д. Овчаренко, Ю.И. Тарасевич, Р.И. Злочевская и др. К настоящему времени достаточно хорошо изучено строение единичной молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Она характеризуется дипольным строением и тетраэдрическим распределением зарядов: два положительных - на атомах водорода, два отрицательных - на не поделённых парах электронов атома кислорода. Такое строение молекулы воды позволяет ей образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами. При этом в двух связях молекула выступает как донор, а в двух - как акцептор протона. Однако структура собственно жидкой (свободной) воды - самого распространенного на Земле вещества - до сих пор окончательно не выяснена. К настоящему времени предложено множество моделей, описывающих структуру жидкой (свободной) воды (см. выше статью А.Н. Глебова и А.Р. Буданова "Структурно-динамические свойства водных растворов электролитов". С. 72 - 78). Наилучшее согласие с экспериментом дают так называемые континуальные модели воды, предполагающие существование трехмерного достаточно рыхлого непрерывного "каркаса" из молекул воды, соединенных водородными связями приблизительно в тетраэдрической координации. При этом следует иметь ввиду статистический характер структурных моделей, поскольку молекулы находятся в непрерывном тепловом движении. Континуальные модели допускают изгиб и растяжение водородных связей. По последним данным, среднее координационное число молекулы жидкой воды равно 4,4 - 4,5 (у льда оно равно 4), а среднее число водородных связей на молекулу оказалось равным 2 - 2,5. Наличие в свободной воде примесей каких-либо растворенных ионов или молекул существенно искажает ее структуру. Еще в большей степени структура искажается вблизи твердой поверхности минералов при образовании связанной воды.

Многочисленными экспериментами, начатыми еще в 30-е годы Б.В. Дерягиным, было установлено, что некоторые свойства связанной воды, находящейся в породах в виде тонких, так называемых граничных, слоев вблизи твердой поверхности, существенно отличаются от свойств обычной свободной воды. Их стали называть аномальными. Эти отличия объясняются искажением и перестройкой структуры связанной воды вблизи поверхности, изменением и искривлением сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил. Аномальные особенности связанной воды были прежде всего установлены для таких ее свойств, как плотность, вязкость, диэлектрическая проницаемость и др. Долгое время исследователи располагали противоречивыми сведениями о плотности связанной воды, которая, по некоторым экспериментальным данным, намного превышала плотность свободной воды и оказалась равной 1,2 - 1,4 г/см3 (а по некоторым данным доходила даже до 1,84 - 2,4 г/см3). В последнее время было убедительно установлено, что плотность связанной воды в тонких пленках (толщиной около 5 нанометров) повышена всего лишь на 1,5% по сравнению со свободной водой и составляет в среднем около 1,02 г/см3.

Твердые поверхности большинства минералов горных пород обладают гидрофильными свойствами, то есть хорошо смачиваются водой. Это обусловливает ориентацию молекул воды, представляющих собой диполи. Установлено, что молекулы воды ориентированы нормально к твердой поверхности. Ориентация происходит в основном под действием электростатического притяжения и обусловливает некоторое повышение плотности воды и снижение тангенциальной (то есть вдоль поверхности) подвижности ее молекул в слоях толщиной всего лишь в несколько нанометров. Это должно проявляться макроскопически в виде повышения вязкости связанной воды, что и наблюдается в экспериментах. Так, например, прямые измерения вязкости воды в очень тонких кварцевых капиллярах и тонкопористых стеклах, выполненные недавно, показали, что вязкость связанной воды повышается при уменьшении толщины пленки менее 1 мкм: при толщине пленки в 0,2 - 0,3 мкм ее вязкость повышена по сравнению со свободной водой в 1,1 раза, а при толщине всего в 10 нм повышена уже в 1,6 раза. вода горный порода геологический

Структурные эффекты аномальных свойств связанной воды хорошо прослеживаются в опытах по исследованию их температурной зависимости. Так, например, при повышении температуры вязкость связанной воды снижается (как и у свободной воды) и при температуре 65 - 70?С она становится такой же, как и у свободной воды, то есть при нагревании происходит тепловое разрушение структуры связанной воды, уменьшение толщины ее граничной фазы с искаженной структурой и переход в свободную воду. При понижении температуры, напротив, происходит обратное явление - структурирование связанной воды. Именно с этим связан и другой экспериментально обнаруженный и чрезвычайно интересный факт - понижение температуры замерзания связанной воды по сравнению со свободной. Известно, что фазовый переход вода-лед в свободной воде происходит при 0 С (273 К). Однако в пленках связанной структурированной воды он осуществляется при более низких отрицательных температурах, и чем тоньше пленка воды, тем при более низкой температуре она замерзает. Это явление имеет огромное значение и следствием его является то, что, например, в мерзлых горных породах, находящихся при температуре намного ниже 0 С, может существовать вода в жидком состоянии. На рис. 4 показана температурная зависимость толщины пленки незамерзшей связанной воды на поверхности таких широко распространенных глинистых минералов, как каолинит и монтмориллонит.

Основная причина понижения температуры замерзания связанной воды - взаимодействие ее с твердой минеральной поверхностью, точнее - с ее активными центрами. Энергия взаимодействия молекул воды с активными центрами поверхности минералов, а также с находящимися в поровом растворе ионами больше, чем энергия взаимодействия молекул воды между собой. Это и приводит к тому, что активный центр нарушает сетку водородных связей в воде, а фазовый переход осуществляется лишь при более низкой температуре. Не менее интересным свойством связанной воды в горных породах является ее пониженная по сравнению со свободной водой растворяющая способность. Связанная вода способна растворять меньше солей, чем обычная вода. Это обстоятельство также является следствием измененной структуры связанной воды. Теория не растворяющего объема, объясняющая это аномальное свойство связанной воды, была всесторонне разработана Б.В. Дерягиным, а само явление нашло много практических приложений. В том числе на нем основан один из прямых способов определения количества связанной воды в горных породах. Наличие не растворяющего объема связанной воды играет большую роль в процессах геохимической миграции веществ в земной коре.

Другое аномальное свойство связанной воды - понижение ее диэлектрической проницаемости в несколько раз по сравнению со свободной водой. Если для обычной воды диэлектрическая проницаемость равна 81, то для связанной воды эта величина уменьшается до 3 - 40, в зависимости от толщины водной пленки. По последним данным, прослойки связанной воды толщиной 0,5 - 0,6 нм имеют диэлектрическую проницаемость, равную всего 3 - 4. Структурные изменения связанной воды обусловливают и изменение ее температуропроводности. Отклонения температуропроводности связанной воды в сторону снижения от значений, характерных для свободной воды, начинают проявляться в водных пленках и прослойках толщиной менее 1 мкм. Чем тоньше слой связанной воды, тем в большей мере понижена ее температуропроводность. В прослойках толщиной всего 0,03 мкм температуропроводность понижена примерно на 30% по сравнению со свободной водой.

Все эти и другие аномальные особенности связанной воды придают горным породам, в которых она находится, характерные специфические свойства, рассматриваемые ниже. Это и является одной из основных причин пристального внимания геологов во всех странах (прежде всего инженеров-геологов, гидрогеологов, геохимиков) к связанной воде.

2. Категории воды в горных породах

Связанная вода в горных породах неоднородна. В ней может быть выделен ряд категорий, отличающихся по природе и условиям образования, по свойствам и многим другим особенностям. С середины 30-х годов вплоть до нашего времени было предложено много различных классификаций воды в горных породах, но наиболее обоснованной является классификация Р.И. Злочевской (1988), согласно которой вода в горных породах может относиться к трем категориям: связанной, переходного типа и свободной.

Согласно этой классификации, связанная вода удерживается в породе за счет химических и физических сил связи (с энергией 0,1 - 800 кДж/моль), действующих со стороны поверхности минералов и изменяющих структуру и свойства воды. Она бывает двух видов. К первому относится вода, входящая в состав кристаллических решеток различных минералов. Это так называемая конституционная, немолекулярная форма воды типа ОН-групп, кристаллизационная вода различных кристаллогидратов (если они есть в данной горной породе), а также вода, "связанная" координационно-ненасыщенными атомами и ионами кристаллической решетки минералов. Ко второму виду относится адсорбционная вода, образующаяся за счет адсорбционного "притяжения" молекул воды к активным адсорбционным центрам поверхности минералов. Среди нее выделяются две разновидности: а) с наибольшей энергией притяжения к поверхности (около 40 - 120 кДж/моль) - вода мономолекулярной адсорбции и б) с меньшей энергией связи (

Вода – это источник жизни на нашей планете. Ее роль настолько велика, что всего и не перечислишь. Представьте, какой бы была наша жизнь без той самой молекулы H2O? Все просто, она бы полностью отсутствовала, ведь человек на девяносто процентов состоит из воды. Даже при обследовании других планет ученые в первую очередь ищут воду, причем в любом ее агрегатном состоянии. Так как жизнь зародилась именно в ней.

Сегодняшнюю работу мы решили посвятить такой теме, как роль воды в клетке. Какие она выполняет функции? Мы постараемся предельно понятно все это объяснить в данной статье. Приступим к работе, первым вопросом мы обозначим роль и значение воды как для всех живых организмов, так и для отдельной клетки.

Вода – источник жизни

Само название данного раздела уже многое говорит о значении H2O. Но все-таки мы поговорим об этом немного подробнее. Начнем с того, что это одно из самых удивительных веществ нашей планеты. Земля практически полностью покрыта водой, территория суши меньше более чем в два раза. Чистой воды в природе не бывает, и быть не может, но ее получают искусственным путем. Она не имеет ни запаха, ни цвета, ни вкуса. В природе по массе можно выделить такую закономерность состава воды:

11,19 процента водорода;
88,81 процента кислорода.

Если мы возьмем природную воду, то она представляет сбор множества химических соединений, основу которых составляют соли. Помимо солей имеются и газы. В данный момент в морской воде выявили уже 2/3 периодической таблицы Менделеева. При росте технического прогресса, возможно, выявятся и остальные.

Какова же роль воды в клетке? Для начала мы отметим то, что ее процентное соотношение может составлять от 40 до 98 процентов. Ее роль, функции мы отметим немного позже.

Молекулы воды

Перед тем как отметим роль воды в клетке, немного поговорим о самой молекуле. H2O – это самое распространенное соединение нашей планеты. Вода содержится везде, только в разном процентном соотношении, то есть ее количество разное. Для примера возьмем зубную эмаль и развивающийся зародыш, так, вода занимает 10 и 90 процентов соответственно.

Важно знать и то, что в человеческом теле она составляет более 60 процентов, а содержание в молодом организме гораздо больше. ТакЭ в теле младенца находится более 70 процентов жидкости. Люди давно задаются вопросом о том, почему мы стареем, а не живем вечно. Так и появилась одна из гипотез: тело стареет, так как белки не могут связывать большое количество воды.

Везде в человеческом организме есть вода:

кости – 20 процентов;
мозг – 80 процентов;
печень – 80 процентов;
мышцы – 80 процентов.

Важно знать и то, что основа жизни – это обмен веществ, а без воды невозможен ни белковый, ни углеводный, ни жировой и так далее. Исходя из всего сказанного, мы уже можем выделить роль воды в клетке, даже не одну. Их мы перечислим прямо сейчас.

Функции

Итак, вода в клетке выполняет функции следующие:

поддерживает упругость клетки, например, если клетки теряют жидкость, то плоды деревьев и кустарников могут засыхать, а листья увядать;
вода участвует в процессе выведения вредных элементов и в перемещении веществ;
вода способствует быстрому протеканию химических реакций, так как многие вещества способны растворяться в ней;
растворение солей и сахара;
непосредственное участие в процессе терморегуляции, так как вода способна медленно нагреваться и остывать.

Исходя из этого, можно утверждать, что вода в клетке просто необходима. Она участвует во всех жизненно необходимых процессах, происходящих в организме человека и других живых существ нашей планеты.

Свободная вода

Важно еще знать и то, что вода в клетке может находиться в двух формах:

Сейчас подробно рассмотрим каждый из этих видов. В данном разделе мы рассматриваем свободную, которая примерно занимает 95 процентов воды в клетке. Она используется в качестве растворителя, но об этом так же мы поговорим более подробно немного позже. Еще одно назначение – это среда для протоплазмы. Но есть и еще предназначения H2O в клетке – это выведение ненужных веществ. Как мы упоминали ранее, вода участвует в процессе терморегуляции, она поглощает тепло и не дает температуре клетки делать резких скачков.

Связанная вода

Теперь о другой форме, которая занимает всего 5 процентов воды в клетке. Связанная вода способна соединяться с белками при помощи водородной или других связей. Важно знать и то, что это соединение является не очень прочным.

Ее также называют иммобилизированной, она входит в состав фибриллярной структуры молекулы. Уточним и то, что связанная вода может соединяться с положительно и отрицательно заряженными белками, это связано с тем, что распределение зарядов асимметрично, а молекула выступает в роли диаполя.

Мы упоминали то, что вода находится в организме человека и ее распределение неравномерно, но ничего не сказали о времени ее полного обновления. Это зависит от окружающей среды и климата, к которому адаптирован организм. Для примера:

амеба – 7 дней;
человек – 28 дней;
верблюд – 90 дней;
черепаха – 1 год;
кактус – 30 лет.

Растворитель

Вода в жизнедеятельности клетки играет довольно большую роль. Мы говорили о том, что вода – это универсальный растворитель, за это надо благодарить полярность и способность к образованию водородной связи. Так, она может растворять как ионные соединения (соль, кислота), так и неионные (спирт, сахар, аминокислота). Они хоть неионные, но полярные, а вещества содержат заряженные группы.

Классификация и свойства. В пищевых продуктах вода обеспечивает консистенцию и структуру продукта, ее взаимодействие с присутствующими компонентами определяет устойчивость продукта при хранении. Общая влажность продукта указывает на количество влаги в продукте, но не характеризует ее причастность к химическим и биологическим изменениям. С точки зрения устойчивости продукта при хранении играет роль соотношение свободной и связанной влаги.

Связанная влага – этот термин для ассоциированной воды. Такая влага прочно связана с различными компонентами пищи – белками, липидами, углеводами.

Свободная влага – это влага, не связанная с полимером.

Определенная доля прочно связанной влаги не замерзает даже при -60°C. Например, общая влажность зерна – 15-20%. При этом 10-15% в нем – это связанная вода. Если влаги больше, то появляется свободная влага, и усиливаются биохимические процессы, например, начинается прорастание зерна.

Плоды и овощи содержат 75-95% влаги. В основном это свободная влага, только приблизительно 5% удерживается клеточными коллоидами в связанном состоянии. Она очень прочно связана. Поэтому овощи и плоды легко высушить до остаточной влаги 10-12%, для получения более низкой влажности нужны специальные методы. Причем большая часть воды в плодах может быть превращена в лед при -5°C, а вся – при -50°C и ниже.

Способность воды связываться с другими веществами, в том числе компонентами пищи, зависит от многих факторов, включая природу компонента, с которыми осуществляется связывание, состав соли, pH, температуру. Причины связывания влаги в сложных системах различны.

По степени прочности связывания прочно связанную воду можно классифицировать следующим образом:

2. близлежащая влага – это монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента;

3. мультислойная вода. Она примыкает к монослою и образует несколько следующих слоев.

В пищевых продуктах, кроме того, есть вода, удерживаемая макромолекулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани могут удерживать большое количество воды, при этом небольшое количество органического материала физически удерживает большое количество воды.

Таблица. Органически связанная вода в пищевых продуктах

Общее описание	Характеристика
Точка замерзания по сравнению с чистой водой	Не замерзает при -40°C
Способность служить растворителем	Не может
Энтальпия парообразования по сравнению с чистой водой	Сильно увеличена
% от общего содержания воды в продуктах с высокой влажностью (90%)	0,03%

Активность воды

Давно известно, что существует взаимосвязь между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Поэтому основным методом удлинения сроков хранения пищевых продуктов всегда было уменьшение содержания влаги путем концентрирования или дегидратации.

Однако часто различные пищевые продуты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному. В частности, было установлено, что при этом имеет значение, насколько вода ассоциирована с неводными компонентами: вода, сильнее связанная, меньше способна поддержать процессы, разрушающие (портящие) пищевые продукты, такие как рост микроорганизмов и гидролитические химические реакции.

Активность воды(а_w) - это отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре.

a_w =

где - давление водяного пара в системе пищевого продукта; - давление пара чистой воды; РОВ – относительная влажность в состоянии равновесия, при которой продукт не впитывает влагу и не теряет ее в атмосферу, %.

Таблица. Активность воды (a_w ) в пищевых продуктах.

Продукт	Влажность, %	a_w
Фрукты	90-95	0,97
Яйца	70-80	0,97
Мясо	60-70	0,97
Сыр	0,96
Джем	30-35	0,82-0,94
Хлеб	40-50	0,95
Кекс	20-28	0,83
Мука	16-19	0,80
Мед	10-15	0,75
Карамель	7-8	0,65
Печенье	6-9	0,60
Шоколад	5-7	0,40
Сахар	0-0,15	0,10

Активность воды характеризует способность ее участия в химических и биохимических процессах продуктов питания. По величине активности воды выделяют: продукты с высокой влажностью (a_w = 1,0-0,9); продукты с промежуточной влажностью (a_w = 0,9-0,6); продукты с низкой влажностью (a_w = 0,6-0,0).

В продуктах с низкой влажностью могут происходить окисление жиров, неферментативное потемнение, потеря водорастворимых веществ (витаминов), порча, вызванная ферментами. Активность микроорганизмов здесь подавлена. В продуктах с промежуточной влажностью могут протекать процессы, в том числе с участием микроорганизмов. В процессах, протекающих при высокой влажности, микроорганизмам принадлежит решающая роль.

В основном порчу продуктов с промежуточной влажностью вызывают дрожжи и плесени, меньше - бактерии. Дрожжи вызывают порчу сиропов, кондитерских изделий, джемов, сушеных фруктов; плесени - мяса, джемов, пирожных, печенья, сушеных фруктов.

Эффективным средством для предупреждения микробиологической порчи и целого ряда химических реакций, снижающих качество пищевых продуктов при хранении, является снижение активности воды в пищевых продуктах. Для этого используют такие технологические приемы, как сушка, вяление, добавление различных веществ (сахар, соль и др.), замораживание. С целью достижения той или иной активности воды в продукте можно применять такие технологические приемы, как:

- адсорбция - продукт высушивают, а затем увлажняют до определенного уровня влажности;

- сушка посредством осмоса - пищевые пролукты погружают в растворы, активность воды в которых меньше активности воды пищевых продуктов.

Часто для этого используют растворы сахаров или соли. В этом случае имеет место два противотока: из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество, а из продукта в раствор - вода. К сожалению, природа этих процессов сложна, и в литературе нет достаточных данных по этому вопросу.

Для достижения требуемой активности воды добавляют различные ингредиенты в продукт, обработанный одним из указанных выше способов, и дают ему возможность прийти в равновесное состояние, так как один лишь процесс сушки часто не позволяет получить нужную консистенцию. Применяя увлажнители, можно увеличить влажность продукта, но снизить a_w_. Потенциальными увлажнителями для пищевых продуктов являются крахмал, молочная кислота, сахар, глицерин и др.

Помимо влияния на химические реакции и рост микроорганизмов, активность воды, допустимая в сухих продуктах без потери желаемых свойств, может изменяться в пределах 0,35 – 0,5 в зависимости от вида продукта (сухое молоко, крекеры, инстант-продукты и т.п.). большая a_w необходима для продуктов мягкой текстуры, которые не должны обладать хрупкими свойствами.

Читайте также: