6.7. Взаимодействие макромолекул в растворе

Водном растворе высокомолекулярных соединенийможно наблюдать взаимодействие макромолекул друг с другом. Оно осуществляется по гидрофобным звеньям цепи, не

защищенным гидратными оболочками. При этом возникает пространственная молекулярная сетка, или каркас, а раствор полимера приобретает определенные механические свойства — прочность, упругость. Такие растворы принято называть структурированными. Они характеризуются более высокими значениями

вязкости, чем неструктурированные той же концентрации.

Степень структурирования зависит от концентрации и температуры. Так, повышение концентрации и понижение температуры приводят к более интенсивному взаимодействию макромолекул, в результате чего увеличивается вязкость раствора и он переходит в

студнеобразное состояние. В общественном питании применяется явление тиксотропии.

Выстаивание шоколадной массы при неизменной температуре помещения не сопровождается разделением твердой и жидкой фаз. Происходит тиксотропное упрочение структуры. Тиксотропные свойства зависят от степени дисперсности твердой фазы:

Чем тоньше измельчена твердая фаза, тем интенсивнее проявляются

тиксотропные свойства. Так, при размере частиц 5 мкм тиксотропия еще проявляется, а более крупные частицы уже оседают. При добавлении масла какао к компактной шоколадной массе происходят разжижение массы и переход ее в рыхлое состояние.

Это объясняется увеличением толщины прослоек дисперсионной среды между частицами, уменьшением площади контакта и возникновением новых тиксотропных связей частиц по активным центрам — углам и ребрам. Тиксотропное упрочение шоколадной массы объясняется легкой разрушаемостью и восстановлением

частиц в местах контакта, а также их броуновским движением. Яблочно-сахарная смесь еще до варки способна к желатинированию с образованием студня. Однако обычное механическое перемешивание разрушает студень. С течением времени благодаря

тепловому движению частиц возможно восстановление струк-туры пространственной сетки. Такая способность студней не влияет на ход дальнейшего студнеобразования после варки яблочно-сахарной массы.

Пространственные сетки, которые возникают из-за беспорядочного

сцепления мельчайших частиц дисперсной фазы через

тонкие прослойки дисперсионной среды, относятся к коагуляционным структурам. К такой коагуляционной структуре можно причислить и структуру маргарина.

По теории Ребиндера, системы с коагуляционной структурой

способны к обратимому восстановлению связей после их механического

разрушения. Эти структуры обладают сравнительно низкой прочностью и способны проявить пластично-вязкие свойства,

поскольку частицы структуры связаны между собой через тонкие

прослойки жидкой среды слабыми ван-дер-ваальсовыми

силами. Так, маргарин выходит из шнековой вакуум-месильной

машины в разжиженном виде, но после выстаивания он приобретает первоначальную твердость. Таким образом, маргарин способен

к тиксотропным изменениям. Примером тиксотропной системы является тесто. Оно представляет собой равновесную систему гель—золь. При механическом

воздействии на тесто происходит сдвиг равновесия справа налево. Достаточно прекратить это воздействие, как равновесие

сдвинется в обратном направлении. В результате консистенция теста восстановится. Такое попеременное изменение коагуляционных структур происходит вследствие проявления сил межчастичного взаимодействия среды. Замес теста вызывает равномерное распределение его компонентов. Длительный и интенсивный замес может привести к ослаблению структуры теста. Так как тесто — система тиксотропная, впоследствии можно восстановить его консистенцию.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. В каких явлениях природы наблюдается существование поверхностной энергии?

2. Плоское тело, лежащее на мокрой поверхности, очень трудно оторвать от нее,

хотя масса тела может быть и невелика. С чем это связано?

3. Объясните, почему две сложенные вместе мокрые полоски стекла невозможно

оторвать друг от друга, а погруженные в воду они разъединяются без труда.

4. Фильтрующая коробка противогаза, в которой находится адсорбент, имеет

определенный срок действия. Объясните, почему противогаз не защищает, если он

проработал дольше указанного срока?

5. Чем отличается адсорбция от абсорбции?

6. Какие вещества называются поверхностно-активными?

7. Как изменяется поверхностная активность от длины углеводородной цепи молекулы

ПАВ?

8. Какие факторы влияют на адсорбцию газов твердыми адсорбентами?

9. Чем отличается адсорбция паров на пористых адсорбентах от адсорбции газов?

10. Расскажите о явлении тиксотропии и приведите примеры тиксотропных превращений

в технологии пищевых производств.

11. Почему при некоторых пищевых отравлениях рекомендуется принимать таблетки

активированного угля?

12. На какие группы и по какому признаку разделяют поверхностно-активные вещества?

13. Как зависит поверхностное натяжение растворов коллоидных ПАВ от концентрации?

14. Где в общественном питании используется ионообменная адсорбция?