Disperssit järjestelmät

Question 1

Disperssi järjestelmä =

Answer 1

• heterogeeninen, epäjatkuva
• kaksi toisiinsa sekoittumatonta ainetta
• toinen pieninä hiukkasina toisessa jatkuvassa faasissa

Question 2

Elintarvikedispersioiden ongelma? Ratkaisu?

Answer 2

• termodynaamisesti epätasapainossa: muutoksia prosessoinnissa & varastoinnissa
• lisäaineet: emulgointi- ja stabilointiaineet => muodostaa ‘esteitä’ komponenttien väliin

Question 3

Emulgointi- ja stabilointiaine esimerkkejä

Answer 3

• pienimolekyyliset, pinta-aktiiviset aineet: monoglyseridit
• proteiini: liivate
• polysakkaridit: ksantaani

Question 4

Dispersioväliaine =

Answer 4

jatkuva faasi

Question 5

Disperssi faasi =

Answer 5

hiukkasina oleva faasi

Question 6

Millaisia rakenteellisia elementtejä voi olla nestemäisessä dispersiossa? (8)

Answer 6

• kaasukupla
• emulsiopisara
• polymeerimolekyyli
• kiinteä amorfinen partikkeli
• öljypisara, jossa rasvakiteitä
• kide
• kuitu
• partikkelikasauma

Question 7

Mitä erikoista: öljypisara, jonka sisällä rasvakiteitä

Answer 7

Dispersion sisällä disperssi järjestelmä

Question 8

Molekulaariset dispersiot ovat yleensä… (5)

Answer 8

• liuoksia (vesi-, suola-, sokeriliuokset, jotkin juomat)
• harvinaisia
• läpinäkyviä (kirkkaita)
• valonsäde ei hajoa läpi kulkiessaan
• termodynaamisesti tasapainossa

Question 9

Miten homogeenisen nesteen termodynaaminen tasapaino vaikuttaa siihen?

Answer 9

Sen kemialline koostumus mmäärää sen ominaisuudet
- esim. käyttäytyminen tietyssä lämpötilassa

Question 10

Miten fysikaalinen rakenne vaikuttaa elintarvikedispersioihin?

Answer 10

Kemialliset yhdisteet epätasaisesti jakautuneena ja jopa lokeroituneena disperssiin faasiin
=> vaikutus kemialliseen, mikrobiologiseen ja aistittavaan laatuun

Question 11

Epätasainen jakautuminen, vaikutus (kem., mikrob., flavori)

Answer 11

• kemialliset/biokemialliset reaktiot estyy: ei törmäyksiä
• mikrobien kasvu estyy: ei riittävästi ravintoa
• flavori vapautuu: ei aistien turtumista

Question 12

Miten jäätelö eroaa jäätelömassa+ilmasta? Entä sulanut?

Answer 12

Jäätelömassa + ilma: 2 faasia, tasainen jäätelömassa
Jäätelö: ilmakuplia, jää- ja laktoosikiteitä, rasvapallosten ketjuja
Sulanut: vielä erilainen rakenne ja massan käyttäytyminen

Question 13

Elintarvikedispersioita:
1. kaasu + neste
2. kaasu + kiinteä
3. neste + neste
4. neste + kiinteä
5. kiinteä + kaasu
6. kiinteä + neste

Answer 13

1. vaahto: kermavaahto
2. kiinteä vaahto: leipä
3. emulsio: majoneesi
4. geeli: marmeladi
5. jauhe, pöly, savu
6. suspensio: tomaattimehu

Question 14

Elintarviketeknologisesti valmistetuissa dispersioissa hiukkaset…

Answer 14

ovat yleensä eri kokoisia (laaja kokojakauma)

Question 15

Dispersion kokojakaumaa voidaan kuvata:

Answer 15

• disperssin faasin hiukkasten jakaumana: kumulatiivinen, jatkuva, luokiteltu
• jakaumien tunnusluvuilla: keskiarvot, hajonta

Question 16

Kumulatiivinen kokojakauma kertoo…

Answer 16

kuinka paljon dispersiossa on hiukkasia, jotka ovat pienempiä kuin X (cumualtive)

Question 17

Luokiteltu kokojakauma kertoo…

Answer 17

kuinka paljon määrätyn kokoisia hiukkasia on dispersiossa (frequency)

Question 18

Jatkuva kokojakauma kertoo…

Answer 18

minkä verran tietynkokoista partikkelia (continuous)

Question 19

Keskilukuja (2)

Answer 19

Emulsioiden pisaroiden:
- kokojakauma
- tilavuusjakauma

Question 20

Geeli =

Answer 20

neste kiitneässä dispersio
- nestefaasi jakautuneena kolmiulotteiseen polymeeriverkostoon

Question 21

Mihin geelejä käytetään elintarviketeollisuudessa? (3)

Answer 21

• immobilisoimaan suuria määriä vettä
• kiinteä, yhtenäiseltä vaikuttava massa jossa ei vapaana erillisiä faaseja
• pienten kuormitusten alaisena käyttäytyy pehmeän kiinteän aineen tavoin

Question 22

Miksi geelirakenne on tavoiteltava ominaisuus? (4)

Answer 22

• hyvä rakenteen pysyvyys
• tietyntyyppinen suuntuntuma
• aistittava vaikutelma
• hallittu flavorin vapautuminen

Question 23

Elintarvikegeelejä (4)

Answer 23

• marmeladit
• hyytelöt
• jogurtti
• keitetty kananmuna

Question 24

Tärkeimmät elintarvikegeelit (2)

Answer 24

• proteiinigeelit = partikkeligeelit
• polysakkaridigeelit = polymeerigeelit

Question 25

Miten geeliytyminen saadaan aikaan?

Answer 25

- elintarvikkeen luonnolliset ainesosat geeliytyy - lisätään hyytelöitymisaine: liivate, tärkkelys, agar

Question 26

Miten geelirakennetta voidaan mitata? (2)

Answer 26

1. Liivatteen Bloom luku antaa kuvaa geelin lujuudesta 2. Pektiinin SAG luku kertoo kyvystä sitoa kuiva-ainetta (sokeria) geeliksi

Question 27

Vaatimuksia geeleille (4)

Answer 27

1. geeli pystyy säilyttämään muotonsa oman painonsa alla 2. sopivat lohkeilevuus- ja läpäisevyysominaisuudet 3. hallittu sooli-geeli-muunnos (geeli voi palata sooliksi lämpötilaa muuttamalla) 4. ei synereesiä (nesteen erottuminen)

Question 28

Polymeerigeeli/polysakkaridigeeli

Answer 28

- läpinäkyvä - geeliverkostossa paikallisesti järjestäytyneitä liitoskohtia: poikittaissidokset liittää molekyylejä yhteen

Question 29

Millaisia liitoskohtien sidokset voivat olla? (3)

Answer 29

- kovalenttisia: kuumennus, lisätyt reagenssit (-S-S-) - suolasiltoja: polyelektrolyyteissä (Ca2+-ionit stabiloi) - mikrokiteisiä alueita: syntyy jäähdyttäessä

Question 30

Polymeeri/polysakkaridigeelin muodostusvaiheet

Answer 30

1. hyytelöimisaineen suspendoiminen + sekoitus 2. kuumennus tiettyyn lämpötilaan 3. geelin muodostus jäähtyessä

Question 31

Partikkeli/proteiinigeelit (3)

Answer 31

- muodostuu lämpötila/pH/ionivahvuuden muutoksen tai entsyymilisäysken aiheuttaman aggregoitumisen seurauksena - läpinäkymätön - syntyneet geelit usein hauraita, synereesi nopeaa

Question 32

Partikkeli/proteiinigeelien muodostus

Answer 32

1. natiivin proteiinirakenteen denaturaatio: hydrofobiset soat paljastuu => hydrofobiset vuorovaikutukset 2. aggregoituminen 3D verkoksi

Question 33

Partikkeli/proteiinigeeliä pitää kasassa (3)

Answer 33

- kovalenttiset sidokset - vetysidokset - hydrofobiset vuorovaikutukset

Question 34

Geelin reologiset ominaisuudet

Answer 34

- elastisia ja viskoelastisia ominaisuuksia - pienillä kuormilla elastinen: muuttaa muotoa välittömästi, palautuva - suurilla kuormilla viskoelastinen: muuttaa ensin muotoa, alkaa virrata, palautuu vain osittain

Question 35

Geelin käyttäytyminen kun muodonmuutos hidas/nopea

Answer 35

- monet geelit ei murru jos muodonmuutos hidasta - murtuu nopeasti jos muodonmuutos nopea - myötöraja ja murtuminen voi olla vaikea erottaa - joillain murtuminen kestää