Дослідження процесу набухання зерна бобових культур

Мета роботи: дослідити процес набухання зерна бобових культур або сухих круп при різних режимах замочування або бланшування. Вміти застосувати графічну обробку отриманих результатів з використанням напівлогарифмічної системи координат для визначення набухання зерна бобових культур.

Матеріали і обладнання: зерно бобових культур, металеві перфоровані стаканчики, термостати, ваги технічні, фільтрувальний папір.

Загальні теоретичні положення:

Зерно бобових культур, до яких відносяться горох, квасоля, нут, соя, сочевиця тощо, використовується при виробництві овочевих або м'ясо-овочевих консервів, перших обідніх та других страв. Крім зерна бобових культур як приправу чи гарнір використовують рис, макаронні вироби, сухі овочі та різні крупи – кукурудзяну, гречану, перлову тощо.

Сполучення м’яса та зерна бобових культур у м’ясо-рослинних консервах підвищує їх харчову і біологічну цінність та засвоюваність готової продукції. Ці консервовані продукти можна використати як холодної закуски, а також для приготування високопоживних перших і других страв.

Дуже важлива якість і попередня підготовка зерна бобових культур. Пересушені зерна бобових втрачають здатність до набухання, а оболонка втрачає свою еластичність. При високотемпературній обробці оболонка розривається і крохмаль переходить у заливу, перетворюючи її в клейстер. Не можна використовувати також заморожені зерна бобових культур, тому що при розморожуванні їх крохмаль оцукрюється і втрачає здатність до набухання, а виготовлені з них продукти мають низьку якість.

Процес попередньої обробки зерна бобових культур включає замочування у холодній воді або бланшування у гарячій воді для всмоктування вологи і набухання. Набухання відбувається за рахунок зв’язування вологи білками та крохмалем і залежить від температури води. Об’єм зерна бобових культур збільшується у 1,6…2,6 рази, оболонка зерна стає еластичною і при високотемпературній обробці залишається цілою.

Кінетику процесу набухання описують рівнянням:

,

где – ступінь граничного набухання;

– ступінь набухання до певного моменту часу, τ;

– константа набухання, яка залежить від природи продукту і температури обробки.

В результаті інтегрування рівняння приймає наступний вигляд:

Після визначення ступеня набухання через певні відрізки часу можна отримати криві, які називають кінематичними кривими набухання. Одержані криві мають експериментальний характер і при відповідних напівлогарифмічних координатах (лінійна шкала – час набухання, логарифмічна – ) випрямляються. Тому, за аналогією з процесом теплообміну при регулярному тепловому режимі, відносно до процесу масообміну при набуханні рівняння випрямлених кривих буде мати наступний вигляд:

,

де – час досягнення заданого ступеня набухання ;

– константа інерції набухання – час, необхідний для зменшення у 10 разів різниці між максимальним і заданим ступенем набухання або час, необхідний для того, щоб ступінь набухання досяг величини, яка становить 90 % від максимальної, хв.

Величина , яку визначають як час проходження кривої одного логарифмічного циклу, дозволяє порівняти швидкості набухання різних видів матеріалів, а також швидкість набухання при різних температурах.