background image

 

1

ŻELOWANIE – Ogólna Technologia Żywności II rok WNoŻiŻ 

 

Hydrokoloidy  

 

Substancje zagęszczające i żelujące zaliczane są do hydrokoloidów - biopolimerów o dużej 

masie  cząsteczkowej  (100  000  –  1  000  000  D),  rozpuszczalnej  w  wodzie  lub  tworzące  w  niej 

zawiesinę.  Zwiększają  lepkość  roztworów  lub  tworzą  żele,  często  wykazują  również  właściwości 

emulgujące i stabilizujące. Stosuje się je również do zapobiegania retrogradacji, stabilizacji emulsji, 

lepszego związania wody, ukształtowania odpowiedniej tekstury produktu. 

Pod  względem  budowy  chemicznej  hydrokoloidy  dzielą  się  na  polisacharydowe  i  białkowe,  a 

dodatkowymi cechami różnicującymi są: 

  rodzaj łańcucha (prosty lub rozgałęziony) 

  typ  reaktywnej  grupy  bocznej  (np.  hydroksylowa,  siarczanowa,  karboksylowa, 

aminowa) 

  powinowactwo elektryczne (np. polisacharydy anionowe, obojętne) 

 

Podstawy tworzenia się żeli 

 

Żelowanie  jest  to  proces  przejścia  zolu  lub  roztworu  wielkocząsteczkowego  w  żel,  czyli 

układ  koloidowy  który  utracił  swą  płynność  wskutek  wzajemnego  oddziaływania  między 

cząsteczkami zolu. 

 

Strukturę żelu zależnie od rodzaju polimeru tworzą wiązania hydrofobowe i wodorowe oraz 

wiązania  jonowe  i  kowalencyjne.  Proces  żelowania  może  zostać  zainicjowany  pod  wpływem 

czynników fizycznych takich jak zmiany temperatury lub chemicznych. 

 

Proces tworzenia roztworu lub dyspersji o wysokiej lepkości przez hydrokoloidy polega na 

przyłączaniu się cząstek wody do polimeru za pomocą wiązań wodorowych. Proces ten przebiega w 

środowisku  wodnym  i  powoduje  zwiększenie  efektywnej  wielkości  cząsteczek,  ograniczając  ich 

naturalne  tendencję  do  zwijania  się  w  ścisłe,  zbite  kształty.  Wynikiem  procesu  żelowania  jest 

utworzenie roztworu lub dyspersji o wysokiej lepkości. 

Cząsteczki mogą się łączyć ze sobą w następujący sposób: 

a)  liniowo  jedna  z  drugą  na  części  swojej  długości  za  pomocą  wiązań  poprzecznych  i  w  ten 

sposób tworzyć mocne żele 

b)   znacznie rozgałęzione cząsteczki mogą łączyć się ze sobą jedynie w paru punktach tworząc 

żele o innej charakterystyce. 

 

background image

 

2

Żelowanie hydrokoloidów zachodzi na drodze: 

1.  asocjacji makrocząsteczek 

2.  tworzenia się wiązań chemicznych (wodorowych, elektrostatycznych, kowalencyjnych) 

między makrocząsteczkami lub cząsteczkami koloidów 

3.  indukcji  termicznej  (najczęściej)  lub  chemicznej  oraz  obecności  jonów  metali  np. 

wapnia, potasu, magnezu. 

 

1. Formowanie żelu hydrokoloidów białkowych (żelatyna) 

 

Żelowanie przebiega na ogół dwustopniowo. Najpierw dysocjują struktury czwartorzędowe 

i  rozfałdowują  się  łańcuchy  polipeptydowe  wskutek  denaturacji  lub  częściowej  hydrolizy 

polimerów.  Zdenaturowane  cząsteczki  w  łańcuchach  polipeptydowych  oddziałując  między  sobą 

wiązaniami  wodorowymi,  tworzą  trójwymiarową  strukturę.  Oziębienie  układu  zazwyczaj  ją 

stabilizuje.  Jeśli  szybkość  tworzenia  struktury  jest  mniejsza  niż  szybkość  denaturacji,  to  powstaje 

uporządkowana sieć przezroczystego, odwracalnego żelu. 

Żelatyna tworzy żel już w 0,5-1,0% schłodzonym wodnym roztworze zgodnie z formułą: 

 

                                    ŻEL                                 ZOL 

 

Proces jest odwracalny – po ogrzaniu żel przechodzi w zol. 

Lepkość żelu wzrasta wykładniczo ze wzrostem  stężenia roztworu oraz ze spadkiem temperatury. 

Do wytworzenia galaretki żelatyna nie wymaga obecności cukru. 

 

2. Formowanie żeli hydrokoloidów polisacharydowych 

 Formowanie żeli pektynowych 

 

Szybkość żelowania preparatów pektynowych zależy głównie od stopnia estryfikacji pektyn 

(stopień  estryfikacji  jest  określony  jako  stosunek  liczby  zestryfikowanch  jednostek  kwasu 

galakturonowego  do  łącznej  liczby  jednostek  kwasu  galakturonowego  w  cząsteczce).  Stopień 

estryfikacji stanowi podstawę klasyfikacji pektyn na wysoko i niskometylowane. 

1)  Pektyny wysokometylowane HM są to rozpuszczalne w wodzie estry alkoholu metylowego  i 

kwasu  poligalakturonowego  o  stopniu  zestryfikowania  grup  karboksylowych  powyżej  50%,  co 

odpowiada zawartości grup metoksylowych (CH

3

O-)  8-12%. 

Optymalną  zdolność  żelowania  pektyny  wysokometylowanej  (HM)  uzyskuje  się  w  następujących 

warunkach:  stężenie  cukru  65%,  pH    3,5  i  stężenie  pektyny  0.3-2%,  w  zależności  od  zdolności 

żelowania preparatu pektynowego.  

40C

30C 

background image

 

3

Pektyna rozpuszczona w wodzie lub roztworze cukru tworzy układ koloidalny, w którym cząsteczki 

związków pektynowych są zdysocjonowane i tworzą ujemny ładunek elektryczny, a to powoduje że  

odpychają się wzajemnie. Obniżenie pH przez dodatek kwasu powoduje cofnięcie dysocjacji grup 

karboksylowych  pektyn,  a  tym  samym  ich  neutralizację  czyli  obniżenie  ładunku  elektrycznego  i 

utworzenia  się  siatki  przestrzennej.  Dodatek  cukru  powoduje  odciągnięcie  cząsteczek  wody  od 

cząsteczek  pektyny  i  skupienie  ich  wokół  cząsteczek  cukru,  co  ułatwia  tworzenie  się  wiązań 

wodorowych między grupami hydroksylowymi (-OH) łańcuchów pektynowych. 

Cząsteczki pektyn ulegają w roztworze ruchom drgającym i ruchom Browna, a energia kinetyczna 

tych  cząsteczek  wzrasta  w  miarę  wzrostu  temperatury  podgrzewania  roztworu.  Obniżając 

temperaturę  uzyskuje  się  zmniejszenie  wartości  energii  kinetycznej  cząsteczek  pektyn,  a  przez  to 

wiązania tworzące siatkę przestrzenną żelu są trwalsze.  

Temperatura  żelowania  zwiększa  się  wraz  ze  wzrostem  stopnia  estryfikacji,  z  obniżeniem  pH 

środowiska i wzrostem zawartości ekstraktu

Stosując  odpowiednio  wysoko  zestryfikowaną  pektynę  można  np.  wydłużyć  czas  żelowania 

rozlewanych dżemów, tak aby nie następowało ich żelowanie już w naczyniu napełniającym. 

 

2)  Pektyny nikskometylowane (LM) są to rozpuszczalne w wodzie estry alkoholu metylowego i 

kwasu  poligalakturonowego  o  stopniu  zestryfikowania  grup  karboksylowych  poniżej  50%,  gdzie 

zawartość grup metoksylowych CH

3

O- wynosi 7%.   

Pektyny niskometylowane zdolne są do tworzenia żeli niskocukrowych (stężenie cukru 30-40%) w 

obecności  jonów Ca 

2+

. W cząsteczkach pektyn  LM  istnieją  mocno związane obszary, utworzone 

przez jednostki kwasu galakturonowego położone naprzeciwko siebie w linii zygzakowatej. Układ 

taki  związany  zostaje  jonami  Ca 

2+

,  które  wchodzą  w  połączenia  z  grupami  karboksylowymi  i 

hydroksylowymi łańcucha pektynowego. Taki model żelu pektyn LM określony jest jako egg- box 

czyli „pudełko na jaja” (ryc. 1). 

 

Ryc. 1.  Model żelu pektyny LM egg-box. O – jony Ca 

2+ 

 

background image

 

4

 

Niezbędne stężenie  jonów wapnia powinno wynosić 0,01-0,1%, pH 3-6 a stężenie pektyny 

1,5-3%. Temperatura żelowania jest tym wyższa im niższy stopień estryfikacji, niższe pH i większa 

zawartość  ekstraktu.  W  przeciwieństwie  do  pektyny  HM  żel  pektyny  LM  może  być  roztopiany 

przez podgrzewanie. Żele te są podatne na synerezę. 

 

Formowanie żelu skrobi 

 

 

Ziarna  skrobi  są  nierozpuszczalne  w  zimnej  wodzie,  podczas  podgrzewania  wodnej 

zawiesiny  skrobi  natywnej  następuje  wzrost  jej  lepkości.  Siły  wiążące  pomiędzy  poszczególnymi 

łańcuchami  skrobi  ulegają  osłabieniu  i  do  ziarna  skrobi  wnika  woda,  ziarna  te  pęcznieją  i 

powiększają się, a powyżej pewnej temperatury,  innej dla każdego gatunku skrobi, otoczka ziaren 

pęka,  wydobywa  się  z  nich  amyloza,  której  liniowe  proste  lub  spiralnie  skręcone  łańcuchy  za 

pośrednictwem  wiązań  wodorowych,  tworzą trójwymiarową  sieć  unieruchamiającą  znaczne  ilości 

wody. Struktura tych ziaren ulega wówczas nieodwracalnemu zniszczeniu powodując jednocześnie 

wzrost  lepkości  roztworu.  Właściwości  żelujące  skrobi  są  zależne  głównie  od  frakcji  amylozy. 

Temperaturę  odpowiadającą  tym  przemianom  nazywa  się  temperaturą  kleikowania.  Gdy  taki 

roztwór  odstawi  się  na  pewien  czas,  przy  dużej  koncentracji  skrobi  tworzy  się  trójwymiarowa 

usieciowana konstrukcja żelu.  

 

Żele  amylozy  wykazują  tendencję  do  retrogradacji,  czyli  nieodwracalnej  przemiany  skrobi 

rozpuszczalnej  lub  zdyspergowanej  w  formę  nierozpuszczalną  –  mikrokrystaliczną,  co  powoduje 

wytrącanie się osadów lub zmianę konformacji produktów skrobiowych. 

Żel  skrobi  modyfikowanej  uzyskuje  się  w  wyniku  obróbki  chemicznej,  fizycznej  lub 

enzymatycznej. Te  metody  modyfikacji  skrobi  mają  na celu polepszenie określonych właściwości 

skrobi  lub  nadanie  nowych  specyficznych  dla  danego  preparatu  właściwości,  np.  dodatek 

acetylowanych  adypinianów  dwuskrobiowych  (E  1422)  do  jogurtów  w  ilości  od  0.6  do  1.0% 

wpływa na ich stabilizację powodując, że jogurty są gęste, kremowe o niezmienionym smaku. 

Otrzymywanie  skrobi  modyfikowanych  przez  utlenianie  może  odbywać  się  za  pomocą  różnego 

rodzaju czynników chemicznych: podchlorynów, wody utlenionej i nadtlenków, nadmanganianów, 

chloranów,  itp.  W  łańcuchach  skrobi  powstają  grupy  aldehydowe,  karboksylowe,  karbonylowe. 

Najstarszym  a  jednocześnie  najpowszechniej  stosowanym  sposobem  jest  utlenianie  za  pomocą 

podchlorynu sodu (5,5%NaOCl) z niewielkim dodatkiem NaOH (pH 9-10). 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                                               

background image

 

5

Formowanie żeli karagenów 

 

Mechanizm  formowania  żelu  związany  jest  ze  strukturą  konformacyjną  karagenu,  który 

tworzy  podwójne spirale (ryc. 2). Przy zbliżonej sekwencji łańcuchów moc żeli karagenowych jest 

tym  większa  im  bardziej  jednorodna  jest  sekwencja  łańcucha,  ponieważ  możliwe  jest  wówczas 

utworzenie podwójnej spirali o większej długości, dzięki czemu wzajemne dopasowanie spirali jest 

lepsze. Podczas schładzania zolu powstaje trójwymiarowa struktura sieciowa. 

 

 

Ryc. 2. Schemat procesu żelowania karagenu  

 

 

Duży wpływ na zdolność żelowania karagenów oraz jakość żeli ma obecność jonów metali: 

potasu,  wapnia  i  amonu:  kappa  karagen  tworzy  najmocniejsze  i  najbardziej  elastyczne  żele  w 

obecności K

+

, a  jota karagen w obecności Ca

2+

. Ze wzrostem stężenia KCl rośnie sztywność i siła 

żelu.  

Galaretki karagenowe żelują w temperaturze 30˚C, a rozpływają się w temperaturze 45˚C. 

 

Czynniki wpływające na proces żelowania 

1. Stężenie 

Szybkość  formowania  żeli  zwiększa  się  wraz  ze  wzrostem  stężenia  roztworu,  w  wyniku 

zwiększonej  liczby  zderzeń  cząsteczek.  W  przypadku  gdy  cząstki  wykazują  nitkowatą  formę, 

żelowanie może zachodzić przy bardzo niskim ich stężeniu. 

 

background image

 

6

2. Temperatura 

Szybkość  żelowania  maleje  wraz  ze  wzrostem  temperatury  wskutek  wzrostu  energii  kinetycznej 

cząsteczek  roztworu  i  związanej  z  tym  większej  trudności  ich  uporządkowania.  Temperatura 

żelowania  jest  niższa  niż  temperatura  przejścia  żelu  w  zol.  Im  niższe  stężenie,  tym  niższa 

temperatura żelowania. 

 

3. Budowa cząsteczek 

Cząsteczki  nitkowe  lub  blaszkowe  tworzą  żele  o  wiele  łatwiej  niż  cząsteczki  kuliste.  Proste 

łańcuchy  amylozy  o  wiele  łatwiej  żelują  niż  rozgałęzione  łańcuchy  amylopektyny.  Cząsteczki  o 

małym  stopniu  spolimeryzowania  nie  posiadają  zdolności  żelowania  np.  pektyny  o  masie 

cząsteczkowej  50  000,  dopiero  cząsteczki  o  masie  powyżej  100  000  (do  350  000)  są  zdolne  do 

żelowania. Żelatyna o masie cząsteczkowej 10 00- 15 000 również nie tworzy żelu.   

 

4. Obecność związków odciągających wodę 

W  łańcuchach  pektynowych  grupy  karboksylowe  –COOH  i  hydroksylowe  –OH  są  otoczone 

osłonkami  wodnymi.  Dodatek  cukru  przy  otrzymaniu  żelu  pektynowego  niszczy  te  osłony  czyli 

dehydratyzuje  grupy  –OH,  –COOH  w  cząsteczkach  kwasu  galakturonowego,  które  w  ten  sposób 

mogą wytworzyć silne wiązania pomiędzy cząsteczkami pektyny. 

 

Zjawiska związane z żelowaniem 

1. Retrogradacja 

Jest  to  zjawisko  charakterystyczne  dla  żeli  skrobiowych.  Polega  ono  na  wytworzeniu  pomiędzy 

sąsiednimi  cząsteczkami  amylozy  mostków  wodorowych  i  powstaniu  struktury  krystalicznej  z 

jednoczesnym  wydzieleniem  wody.  Wskutek  przybliżenia  się  łańcuchów  skrobi  następuje 

wypchnięcie  wody  na  zewnątrz.  Retrogradacji  sprzyja  duża  zawartość  amylozy.  Zjawisko  to  nie 

występuje  w  wysokich  temperaturach  (55-70C),  a  jego  tempo  jest  bardzo  powolne  w  niskich 

temperaturach (poniżej –20C). Retrogradacja jest odpowiedzialna m. in. za czerstwienie pieczywa, 

rozwarstwienie sosów i zup zagęszczonych skrobią, mąką. 

2. Synereza  

Jest  to  samoczynne  zmniejszenie  się  ilości  żelu  wskutek  powstawania  dodatkowych  wiązań 

poprzecznych,  powodujących  zmniejszenie  się  miejsca  dla  wody  i  jej  wypchnięcie  na  zewnątrz. 

Przykładem może być starzenie się zsiadłego mleka i oddzielenie serwatki. 

 

 

background image

 

7

3. Tiksotropia 

Jest  to  odwracalny  izotermiczny  proces  przemiany  żelu  w  zol  pod  wpływem  bodźców 

mechanicznych (np. wytrząsanie, mieszanie). Czynności te powodują, że cząstki koloidowe w żelu 

ulegają odwracalnej solwatacji, której siła jest mniejsza od siły wiążącej z powrotem skoagulowane 

cząstki, co powoduje, że na nowo tworzy się żel. 

 

Charakterystyka hydrokoloidów żelujących  

Żelatyna E 441 

Jest  to  produkt  cieplnej  degradacji  kolagenu  (białka  z  grupy  skleroprotein),  głównego  składnika 

tkanki  łącznej  skóry  i  kości  zwierząt  uzyskanego  w  procesie  hydrolizy  alkalicznej  lub  kwaśnej,  a 

następnie ekstrahowanego gorącą wodą. Żelatyna zawiera znaczne ilości proliny, hydroksyproliny, 

glicyny, alaniny i kwasu glutaminowego i 15 innych aminokwasów. 

 A.D.I.: nie dotyczy 

(ADI Accetable Daily Intake – dopuszczalne dzienne spożycie) 

Właściwości: substancja żelująca, zagęstnik, stabilizator 

Zastosowanie:  do  produkcji  galaret  mięsnych  i  rybnych,  dodawana  jest  do  wyrobów 

garmażeryjnych  i  konserw  mięsnych  w  ilościach  4-10%,  do  wyrobów  cukierniczych  trwałych, 

kremów  owocowych,  deserów,  pianek  i  galaretek,  stabilizacji  lodów,  jako  środek  klarujący  soki, 

wina. 

Dodatek żelatyny w  ilości 0.2% do 0.6% korzystnie wpływa  na  lepkość  i cechy organoleptryczne 

jogurtu oraz zapobiega synerezie. 

 

Pektyny E 440 

Związki  pektyn  są  obecne  we  wszystkich  tkankach  roślin,  bulwach  łodygach,  słomie  i  owocach, 

gdzie  występują  w  ścianach  komórkowych,  blaszkach  środkowych,  i  przestrzeniach 

międzykomórkowych  roślin.  Są  odpowiedzialne  za  strukturalne  właściwości  roślin.  Pektyny  są 

heteropolisacharydami,  których  główny  szkielet  stanowi  łańcuch  nierozgałęziony,  zbudowany  z 

cząsteczek  kwasu  galakturonowego,  częściowo  zestryfikowanego  alkoholem  metylowym, 

połączonych wiązaniami glikozydowmi (ryc. 3a). W skład pektyn wchodzą również cukry tworzące 

łańcuchy  boczne,  są  to  głównie  ksyloza,  galaktoza  i  arabinoza.  Na  dziesięć  cząsteczek  kwasu 

galakturonowego  przypada  jedna  cząsteczka  L-ramnozy,  połączonej  z  kwasem  galakturonowym 

wiązaniem α-(1-2), co powoduje skręcenie łańcucha (ryc. 3b). 

background image

 

8

 

Ryc.  3. Schemat  struktury chemicznej łańcucha pektyny 

 

A.D.I.: nie określono 

Właściwości: substancja żelująca,  stabilizująca 

Zastosowanie:  pektyny  HM  stosowane  są  w  produkcji:  dżemów,  galaretek  owocowych,  nadzień 

cukierniczych  owocowych,  napojów  bezalkoholowych;  pektyny  LM  w  produkcji:  dżemów 

niskosłodzonych,  nadzień  cukierniczych  owocowych,  półproduktów  owocowych  do  napojów 

mlecznych,  keczupu,  jako  składniki  wsadów  owocowych  do  produkcji  jogurtów,  w  przemyśle 

piekarskim, cukierniczym, koncentratów. 

 

Skrobia modyfikowana tzw. żelująca E1404 

Skrobia  to  materiał  zapasowy  roślin.  Gromadzi  się  w  nasionach  i  korzeniach:  w  ziarnach  zbóż, 

ziemniakach,  nasionach  roślin  strączkowych,  warzywach  i  niektórych  owocach.  Jest 

polisacharydem  zbudowanym  z  jednostek  d-glukozy.  Cząsteczki  glukozy  w  skrobi  połączone  są 

wiązaniem  glikozydowym.  W  zależności  od  sposobu  powiązania  cząsteczek  d-glukozy  powstaje 

amyloza lub amylopektyna, które są podstawowymi składnikami skrobi (ryc.4). 

 

 

 

background image

 

9

 

 

Ryc.4. Schemat struktury chemicznej amylozy i amylopektyny 

 

 

Skrobia  łatwo  ulega  depolimeryzacji  pod  wpływem  czynników  fizycznych  i  chemicznych. 

Jednostki glukozy w cząsteczce skrobi zawierają trzy grupy hydroksylowe, które łatwo wchodzą w 

reakcje,  tworząc  estry  lub  estry  skrobiowe.  Ponadto  wiązania  glikozydowe  łatwo  ulegają 

rozerwaniu  pod  wpływem  kwasów,  podchlorynu  sodowego,  enzymów,  co  także  powoduje 

depolimeryzację i spadek lepkości skrobi. 

Wśród skrobi modyfikowanych stosowanych w żywności wyróżnia się grupy: 

- skrobie modyfikowane enzymatycznie 

- skrobie modyfikowane za pomocą hydrolizy kwasowej 

- skrobie modyfikowane przez utlenianie i hydrolizę podchlorynem sodu 

Niektóre modyfikacje skrobi i ich efekty: 

Usieciowani: decyduje o teksturze produktu 

Stabilizacja: podwyższa trwałość magazynowanych produktów końcowych 

Dekstrynowanie: podwyższa rozpuszczalność skrobi, wyklucza zdolność do pęcznienia 

Hydroliza kwasowa: podwyższa rozpuszczalność skrobi, obniża zdolność zagęszczania 

Utlenianie: zwiększenie przejrzystości, obniżona zdolność zagęszczania 

Właściwości: substancja zagęszczająca, żelująca, stabilizująca. 

odcinek amylozy 

odcinek amylopektyny 

background image

 

10

Agar E 406 

Jest  to  ekstrakt  z  czerwonych  alg  morskich  rosnących  u  wybrzeży  Cejlonu,  Japonii  i  Korei 

stanowiący mieszaninę polisacharydów o m.cz. 120 000. Agar nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, 

natomiast  jest  dobrze  rozpuszczalny  w  wodzie  wrzącej  (najlepiej  przy  pH  8-9).  Po ostudzeniu  do 

temperatury  36-40ºC  tworzy  zwarte,  klarowne  i  odwracalne  termicznie  żele.  Dodatek  cukru 

zwiększa odporność żelu na hydrolizę. 

A.D.I.: nie określono 

Właściwości: zagęstnik,  substancja żelująca,  stabilizator 

Zastosowanie:  do  wyrobuzżelowanych  produktów  owocowych,  klarowania  win,  soków,  octu, 

lodów,  przetworów  mięsnych  i  rybnych  o  jędrnej  galarecie,  do  produkcji  wyrobów  cukierniczych 

trwałych,  koncentratów,  deserów  w  proszku,  margaryny  o  obniżonej  kaloryczności,  twarogów 

terminizowanych. 

Alginiany E 401-405 

Otrzymuje się je z wodorostów morskich z rodziny Phaeophyceae (algi brązowe) jako mieszaninę 

soli  sodowej  i  magnezowej  kwasu  alginowego  o  m.  cz.  32  000  -  50  000.  Sól  sodowa  kwasu 

alginowego  (alginian  sodowy)  jest  rozpuszczalna  w  wodzie,  dając  roztwory  o  dużej  lepkości. 

Wprowadzenie do takiego roztworu soli wapnia powoduje wzrost lepkości  aż do utworzenia żelu. 

Alginiany  są  rozpuszczalne  w  wodnych  roztworach  przy  pH  zbliżonym  do  obojętnego.  Żele 

alginowe charakteryzują się dużą stabilnością w wysokiej temperaturze. 

Karagen E 407 

Jest  to  mieszanina  hydrokoloidów  otrzymywana  z  czerwonych  glonów  morskich  Rodophyceae 

biorących  swoją  nazwę  od  okręgu  w  Irlandii  –  Carragheen  oraz  alg  bałtyckich  (Furcellearia 

fastigate).  Pod  względem  chemicznym  karagen  jest  estrem  kwasu  siarkowego  kompleksu  D  i  L- 

galaktozy oraz 3,6- anhydro-D-glalaktozy. Wyróżnia się trzy główne typy karagenów: kappa, jota, 

lambda  z  których  pierwsze  dwa  tworzą  żele.  W  obecności  jonów  potasu  karageny  są  stosowane 

jako czynnik żelujący przy produkcji deserów i dżemów o małej zawartości cukru. 

 Dodatek cukru zwiększa też odporność żelu na hydrolizę. 

A.D.I.: nie określono 

Właściwości:  substancja żelująca,  stabilizująca 

Zastosowanie;  do  wyrobu  przetworów  owocowych  typu  konfitur,  galaretek  owocowych 

niskosłodzonych,  w  przemyśle  mleczarskim  do  wyrobu  jogurtów  smakowych  i  terminizowanych, 

serów  topionych,  twarogów  terminizowanych,  w  przemyśle  piekarskim,  cukierniczym, 

koncentratów, mięsnym, rybnym. 

background image

 

11

ŻELOWANIE

 

 

WYKONANIE ĆWICZENIA 
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z właściwościami żelującymi wybranych 
hydrokoloidów oraz wpływem dodatków i innych czynników technologicznych na zmiany tych 
właściwości. 
 
 

1.  Z przygotowanych  hydrokoloidów: pektyny wysoko i niskometylowanej, agaru, żelatyny i 

karagenu wykonać żele wg zamieszczonego przepisu.  

2.  Określić warunki w jakich dany hydrokoloid tworzy zwarte żele. W przypadku braku 

żelowania podać przyczyny nie utworzenia się struktury żelu. 

3.  Zbadać odwracalność termiczną i mechaniczną otrzymanych żeli. 
4.  Podać charakterystykę  hydrokoloidów, których żele zostały wykonane: budowę 

pochodzenie i zastosowanie w przemyśle spożywczym. 

 

W

YKONANIE ŻELU PEKTYNY WYSOKOMETYLOWANEJ 

(HM) 

 
1 wariant 
Odważyć 3g preparatu pektynowego i wymieszać z ok. 25 g mielonego cukru, po czym przenieść 
do wytarowanego wraz z łyżeczką porcelanową garnka zawierającego 160 cm

3

 wody destylowanej. 

Mieszać  łyżeczką  przez  około  2  minuty,  a  następnie  ogrzać  do  wrzenia,  ciągle  mieszając.  Dodać 
pozostałą  część  cukru  (155  g)  w  dwóch  porcjach,  za  każdym  razem  doprowadzając  do  wrzenia. 
Łączny  czas  ogrzewania  5-8  minut.  Masę  zolu  ustalić  na  poziomie  300  g  netto  (ogrzewając  lub 
dodając  wodę),  usunąć  pianę,  a  po  osiągnięciu  przez  zol  temperatury  95

°C  dodać  2,7  g  kwasu 

cytrynowego, wymieszać i napełnić zlewki.  
 
2 wariant 
Odważyć 3g preparatu pektynowego i wymieszać z około 25 g mielonego cukru, po czym przenieść 
do wytarowanego wraz z łyżeczką porcelanową garnka zawierającego 160 cm

wody destylowanej. 

Mieszać  łyżeczką  przez  około  2  minuty,  a  następnie  ogrzać  do  wrzenia,  ciągle  mieszając.  Dodać 
pozostałą  część  cukru  (50  g)  w  dwóch  porcjach,  za  każdym  razem  doprowadzając  do  wrzenia. 
Łączny  czas  ogrzewania  5-8  minut.  Masę  zolu  ustalić  na  poziomie  225  g  netto  (ogrzewając  lub 
dodając wodę), usunąć pianę i napełnić zlewki.  
 
W

YKONANIE ŻELU PEKTYNY NISKOMETYLOWANEJ 

(LM) 

 
1 wariant 
Odważyć  3  g  preparatu  pektynowego  z  dokładnością  do  0,01  g  i  wymieszać  z  20  g  zmielonego 
cukru. W rondlu wytarowanym wraz z łyżeczką do mieszania, przygotować mieszaninę 212,5 cm

3

 

wody destylowanej z dodatkiem 2,5 cm

3

 roztworu kwasu cytrynowego oraz 5 cm

3

 cytrynianu sodu. 

Przenieść  do  rondla  mieszaninę  pektyny  z  cukrem  i  mieszać  do  rozpuszczenia.  Mieszaninę 
ogrzewać,  doprowadzić  do  wrzenia,  dodać  70  g  cukru,  dalej  gotować  mieszając,  aż  do 
rozpuszczenia.  Następnie  dodać  12,5  cm

3

  roztworu  chlorku  wapniowego,  kroplę  po  kropli  przy 

ciągłym mieszaniu. Kontynuować mieszanie do uzyskania masy netto 300 g. Zdjąć garnek z ognia i 
pozostawić na 1 minutę, po czym napełnić preparatem trzy zlewki.  
 
 
 

background image

 

12

2 wariant 
Odważyć  3  g  preparatu  pektynowego  z  dokładnością  do  0,01  g  i  wymieszać  z  20  g  zmielonego 
cukru. W rondlu wytarowanym wraz z łyżeczką do mieszania, przygotować mieszaninę 212,5 cm

wody destylowanej z dodatkiem 2,5 cm

roztworu kwasu cytrynowego oraz 5 cm

3

 cytrynianu sodu. 

Przenieść  do  rondla  mieszaninę  pektyny  z  cukrem  i  mieszać  do  rozpuszczenia.  Mieszaninę 
ogrzewać,  doprowadzić  do  wrzenia,  dodać  40  g  cukru,  dalej  gotować  mieszając,  aż  do 
rozpuszczenia.  Kontynuować  mieszanie  do  uzyskania  masy  netto  300  g.  Zdjąć  garnek  z  ognia  i 
pozostawić na 1 minutę, po czym napełnić preparatem dwie zlewki.  
 
W

YKONANIE 

Ż

ELU  ŻELATYNOWEGO

 

 
Odważyć  7,5  g  badanej  żelatyny  i  wsypać  do  zlewki  o  pojemności  250-300  cm

3

.  Do  zlewki  z 

żelatyną  wlać  105  cm

3

  wody  destylowanej  o  temperaturze  pokojowej,  przykryć  i  odstawić  na  20 

minut  do  napęcznienia,  po  czym  wstawić  do  łaźni  wodnej  o  temperaturze  60

°C  i  mieszać  do 

rozpuszczenia żelatyny (około 15 min). Klarowny roztwór rozlać do zlewek, wstępnie schłodzić w 
temperaturze pokojowej, a następnie wstawić do lodówki.  
 
W

YKONANIE 

Ż

ELU AGAROWEGO

 

 
Odważyć 1,5 g agaru i umieścić w zlewce o pojemności 150 cm, dodać 65 cm

3

 wody destylowanej i 

gotować  do  całkowitego  rozpuszczenia  agaru.  Następnie  dodać  80  g  cukru  i  ogrzewać  do 
całkowitego rozpuszczenia. Otrzymany roztwór schłodzić  do temperatury 60

°C, dodać 1 g kwasu 

cytrynowego  i  dokładnie  wymieszać.  Roztwór  powinien  zawierać  38%  wody,  a  całkowita  masa 
próbki powinna wynosić 140 g. Jeżeli jest mniej to uzupełnić wodą do uzyskania tej masy. Roztwór 
przenieść na płytki Petriego i pozostawić w celu zakrzepnięcia.  
 
W

YKONANIE 

Ż

ELU  KARAGENOWEGO

 

 
1 wariant 
Odważony  1  g  karagenu  zalać  95  cm

3

  wody  destylowanej  z  dodatkiem  5  cm

3

  roztworu  chlorku 

potasowego. Odczekać 10 minut, po czym zlewkę wstawić do łaźni wodnej i mieszać od czasu do 
czasu do całkowitego rozpuszczenia karagenu. Natychmiast schłodzić w zimnej wodzie.  
 
2 wariant 
Odważony 1 g karagenu zalać 100 cm

3

 wody destylowanej. Odczekać 10  minut, po czym zlewkę 

wstawić  do  łaźni  wodnej  i  mieszać  od  czasu  do  czasu  do  całkowitego  rozpuszczenia  karagenu. 
Natychmiast schłodzić w zimnej wodzie.  
 
 
BADANIE ODWRACALNOŚCI TERMICZNEJ ŻELI 
Próbki żelu ogrzać w łaźni wodnej w temperaturze 70

°C (w przypadku agaru ogrzewanie prowadzić 

w  temperaturze  95

°C)  i  utrzymując  tę  temperaturę    przez  ok.  5  min.  obserwować  zachowanie  się 

żeli, po czym schłodzić je do temperatury około 10

°C. Opisać wyniki obserwacji. 

 
 
 
BADANIE ODWRACALNOŚCI MECHANICZNEJ ŻELI 
Zniszczyć  strukturę  żelu  przez  mechaniczne  wytrząsanie  lub  miksowanie,  po  czym  obserwować 
próbkę pozostawioną w temperaturze ok. 10

°C. Opisać wynik obserwacji.