Пептизация, применение процесса пептизации в общественном питании


Пептизацией (дезагрегацией) называется процесс расщепления коагулировавшего золя (коагулята) на первичные частицы – процесс, противоположный коагуляцииПептизация возможна лишь тогда, когда структура частиц в коагуляте не изменена по сравнению с первоначальной (т.е. когда еще не произошло полного сращивания частиц и они слабо связаны друг с другом). Пептизация названа так потому, что похожа на переход в раствор осадка из продуктов распада белка (полипептида) под действием фермента пепсина.

 Различают непосредственную и опосредованную пептизацию. 

Непосредственная пептизация происходит в результате добавления к коагуляту электролита, содержащего потенциалопределяющий ион; в результате его специфической адсорбции на поверхности частиц дисперсной фазы их заряд вновь увеличивается, толщина двойного электрического слоя возрастает. Это приводит к тому, что силы отталкивания между частицами начинают преобладать над силами притяжения; происходит деагрегация – распад образовавшегося ранее агрегата из слипшихся частиц. 

Опосредованная пептизация вызывается добавлением в систему вещества, химическое взаимодействие которого с поверхностью коагулята приводит к высвобождению потенциалопределяющих ионов. Например, коагулировавший золь гидроксида железа(III) может быть пептизирован добавлением в систему либо какой-либо соли железа (непосредственная пептизация), либо соляной кислоты (опосредованная пептизация). 

Происходит пептизация при введении в жидкую дисперсионную среду, в которой находится осадок, некоторых электролитов или ПАВ (пептизаторов). Иногда возможно протекание пептизации и при повышении температуры, при удалении коагулянтов в ходе промывания осадка и т.п. Обычно под пептизацией подразумевают только стадию перевода осадка в золь. Но если рассматривать процесс в целом, следует помнить, что имеется и первая стадия – образование осадка. Осадки получают чаще всего химическими реакциями, идущими с образованием нерастворимых веществ, хотя возможны и другие пути их возникновения, например, при коагуляции уже имеющихся коллоидных растворов и др. Существует несколько разновидностей пептизации:

  • адсорбционная пептизация происходит при физической адсорбции молекул или ионов пептизатора на поверхности частиц, входящих в состав крупных агрегатов. Адсорбционные слои сольватированных молекул или ионов раздвигают частицы, ослабляют их притяжение друг к другу, и в результате диффузии или перемешивания стабилизированные пептизатором частицы переходят в коллоидный раствор. Разновидностью адсорбционной пептизации является пептизация под действием ПАВ;
  • пептизация под действием ПАВ является одной из составляющих моющего действия мыл и других детергентов. При адсорбции молекул ПАВ на поверхности мельчайших грязевых частиц происходит ослабление их связей с тканью, кожей рук и т. д., а также друг с другом, что облегчает удаление этих частиц при перемешивании водной среды; 
  • химическая (диссолюционная) пептизация - получение золя при действии на осадок реагента, который химически реагирует с ним. Такими реагентами могут быть, например, кислоты. В этом случае часть молекул вещества осадка взаимодействует с ним с образованием растворимого соединения, которое, собственно, и будет играть роль пептизатора;
  • пептизация при отмывании осадка может происходить при промывании на фильтре свежеприготовленных осадков. Её причиной является удаление избытка электролита, вызывающего объединение частиц осадка. Это явление нежелательно во многих случаях, особенно при гравиметрическом анализе, когда в результате пептизации значительная часть определяемой весовой формы теряется в виде коллоидного раствора.Пептизация проходит благодаря образованию двойного электрического слоя, адсорбции ионов и гидратации частиц. Пептизация протекает с выделением энергии (Н < 0) и связана как с увеличением порядка вследствие сольватации частиц, так и с уменьшением их размеров вследствие раздробления вещества.

К химическим методам диспергирования относится и так называемый метод самопроизвольного диспергирования. Он заключается в получении коллоидных растворов веществ растворением их в соответствующих растворителях. Так, путем растворения в воде можно получить коллоидные растворы крахмала, желатина, агар-агара и др. Самопроизвольное диспергирование совершается без внешних механических воздействий. Этот метод широко применяется для получения растворов высокомолекулярных веществ из твердых полимеров.

Пептизация легче всего проходит у свежеосажденных и лиофильных осадков. В образовавшемся осадке сразу начинаются взаимодействия частиц, приводящие к уменьшению дисперсности и поверхностной энергии, поэтому с течением времени пептизация часто не происходит.

Пептизация широко используется в производстве пищевых продуктов, например мармеладов, желе, различных паст, студней и др. 

При нагревании препаратов коллагена с водой до 58...65 °С коллагеновые волокна резко (примерно на 1/3) сокращаются. При этом, по-видимому, разрушаются только связи, удерживающие полипептидные цепочки в направлении продольной оси структуры коллагена. Происходят неупорядоченное изгибание и скручивание полипептидных цепей, а также разрыв части преимущественно водородных связей в молекуле коллагена. Это явление называется свариванием коллагена. Сваренный коллаген более доступен действию пепсина. Его прочность резко снижается: например, сопротивление резанию соединительной ткани.При дальнейшем осторожном нагреве коллагена полностью разрываются водородные и солевые связи, удерживающие полипептидные цепочки в структуре коллагена, без заметного нарушения связей внутри цепей. Этот процесс, протекающий с участием воды, известен под названием пептизации коллагена. Продукт пептизации, состоящий из нескольких связанных друг с другом полипептидных цепочек, называется глютином.

Подобным образом используются крахмал, желатин, хитозан и другие препараты, способные при нагревании, растворении или под действием (химически веществ (кислот, щелочей, различных электролитов) образовывать золи. Золи этих веществ - основное сырье, которое формирует определенную структуру пищевых изделий. У всех этих веществ наблюдается переход в раствор осадка под действием пептизаторв.

Свойства коллоидного раствора хитозана образовывать с молочными белками белок-хитозановые комплексы позволяют использовать их как основу для выработки продуктов нового поколения с лечебно-профилактическими свойствами.

Агар-агар, животный желатин, крахмал, каррагинан, пектин, альгинат натрия и др. Эти вещества также являются гидроколлоидами с длинной цепью полимера, обладают высокой желирующей активностью, превышающей их загущающую активность, а также имеют различный уровень стабилизирующей активности. Все они широко используются в общественном питании для производства пищевых продуктов (кисель, джем, паста, желе, студень и др.).

Большинство загустителей и гелеобразователей относятся к полисахаридам. Исключение, пожалуй, составляет гелеобразователь желатин, имеющий белковую природу.

Список использованной литературы

1. Гамеева О. С. Физическая и коллоидная химия. – М.: Высшая школа, 1983.
2. Пищевая химия [Текст] / А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова и др.; под ред. А. П. Нечаева. – СПб. : ГИОРД, 2007. 
3. Зимон, А.Д. Коллоидная химия [Текст] / А. Д. Зимон, Н. Ф. Лещенко. – М. : Агар, 2003.