RU
Термодинамический анализ процесса структурирования гидроколлоидных систем пищевых биополимеров

Номер: 5-6 (377-378), 2020
Страницы: 57-60
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): Борисенко А.А., Брацихин А.А., Борисенко А.А., Борисенко Л.А.

Аннотация:
Для углубления фундаментальных представлений о механизме гелеобразования пищевых биополимеров на молекулярном уровне проведен термодинамический анализ условий и факторов, оказывающих влияние на процесс структурирования их водных растворов. На основе количественного описания параметров и оценки закономерностей структурирования при взаимодействии активных групп коллоидов с дисперсионной средой рассмотрены термодинамические особенности фазовых переходов гидроколлоидных систем. Обосновано, что энергетическое состояние таких водных систем зависит от показателя активной кислотности, определяется величиной заряда молекул, количеством реакционноспособных групп и вязкостью водных структур пищевых биополимеров. Представлен пример прогнозного расчета конформационных характеристик молекул желатина как одного из широко распространенных и типичных представителей пищевых биополимеров. Показано, что при рН 11 ед. заряд молекулы составляет минус 40 ед., а характеристическая вязкость (15,0 см³/г), гидродинамический радиус (5,24 нм) и площадь поверхности (345,0 нм²) являются наибольшими по сравнению с нейтральной и кислой средами.

Ключевые слова: гидроколлоиды, пищевые биополимеры, структурирование, гелеобразование, пищевые системы, заряд молекул, гидродинамический радиус

EN
Thermodynamic analysis of structuring process of hydrocolloid systems of food biopolymers

Number: 5-6 (377-378), 2020
Pages: 57-60
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): Borisenko A.A., Bratsikhin A.A., Borisenko A.A., Borisenko L.A.

Annotation:
To deepen the fundamental understanding of the mechanism of gelation of food biopolymers at the molecular level, a thermodynamic analysis of the conditions and factors that influence the process of structuring their aqueous solutions was carried out. Thermodynamic features of phase transitions of hydrocolloid systems are considered on the basis of quantitative description of parameters and estimation of regularities of structuring in the interaction of active groups of colloids with a dispersion medium. It is shown that the energy state of such water systems depends on the active acidity index, is determined by the amount of charge of molecules, the number of reactive groups and the viscosity of water structures of food biopolymers. An example of predictive calculation of conformational characteristics of gelatin molecules as one of the most common and typical representatives of food biopolymers is presented. It is shown that at a pH of 11 units, the charge of the molecule is minus 40 units, and the characteristic viscosity (15,0 cm³/g), hydrodynamic radius (5,24 nm), and surface area (345,0 nm2) are the largest in comparison with neutral and acidic media.

Keywords: hydrocolloids, food biopolymers, structuring, gelation, food systems, charge of molecules, hydrodynamic radius

DOI: 10.26297/0579-3009.2020.5-6.13