1.5. Влияние магнитной обработки на активацию дрожжей

В настоящее время существует много теорий о влиянии магнитных полей на биохимические процессы, протекающие в живом организме. Сущность и природа этого влияния до конца не изучена.

С. Е. Траубенберг, И. Ю Федоровой, Т. В. Каплиной и Т. В. Киреевой обосновывалась научная гипотеза об определяю­щей роли изменения характера движения ионов при наложении магнитного поля в наблюдаемых технологических эффектах омагничивания дрожжевой суспензии, которая легла в основу проводимых исследований.

Достаточно полный обзор работ о влиянии магнитного поля на реакции в жидкой и газовой средах, на полимеризацию и ка­тализ представлен Дж. Мюлеем и Л. Мюлеем. Из обобщенных сведений об изменении равновесия и скорости большинства хи­мических реакций в магнитном поле следует, что взаимодействие магнитного поля с пара- и диамагнитными молекулами, состав­ляющими основную массу клетки, характеризуется энергией воздействия магнитного поля. Эта энергия на много порядков меньше энергии теплового движения. Таким образом, можно считать, что магнитное поле не изменяет, а значит, и не нарушает природу химических связей веществ вообще и в биологических системах в частности.

Известно, что жидкокристаллическую структуру имеют многие вещества биологического происхождения. Примером может служить белок миозин, входящий в состав многих мем­бран. Существуют предположения, что отдельные структурные элементы цитоплазмы, например митохондрии, имеют жидко­кристаллическое строение, поэтому для них характерна анизо­тропия магнитных свойств.

М. А. Шишло, К. Яначек и др. не исключают возможности того, что жидкие кристаллы, являясь магнитно-анизотропными структурами клетки, ориентируются под влиянием магнитного поля. Локализуясь в мембранных структурах клетки, они ответ­ственны за изменение проницаемости мембраны, которая в свою очередь регулирует биохимические процессы.

М. А. Шишло, Г. М. Мелькиной и С. М. Ростеб доказано, что магнитное поле оказывает влияние на некоторые физико-хи­мические свойства воды: поверхностное натяжение, вязкость, электропроводность, диэлектрическую проницаемость, погло­щение света. Изменение свойств воды в свою очередь ведет к изменению единой системы воды с молекулами белков, нук­леиновых кислот, полисахаридов, липидов. Установлено, что магнитное поле, изменяя энергию слабых взаимодействий, оказывает влияние на надмолекулярную организацию жи­вых структур. Это приводит к количественным изменениям в химически специфичных реакциях, отдельные из которых протекают с участием ферментов.

Магнитные поля имеют разновидности. Некоторые из них активизируют биологические объекты. Основой их является вращающееся электромагнитное поле.

Следует отметить, что электромагнитное поле и локальные электромагнитные поля, образующиеся вокруг ферромагнитных частиц, являются переменными и в отличие от постоянных их воздействие на объекты может отличаться. Это является предпо­сылкой для исследования влияния подобного вида обработки как на биологические системы в целом, так и на пищевые продукты, в частности дрожжи.

Характер движения ферромагнитных частиц, как утвер­ждают Д. Д. Логвиненко и О. П. Шеляков, зависит от ряда фак­торов: скорости вращения и напряженности магнитного поля, создаваемого индуктором, массы, формы, размеров и магнитных свойств частиц, вязкости среды.

Исследования ученых показали, что, совершая механиче­ские, а также магнитострикционные колебания (из-за отставания в своем движении от движения магнитного поля и вследствие магнитоупругого эффекта при ударах), каждая ферромагнит­ная частица является источником акустических волн в среде, в которой образован вихревой слой. Установлено, что спектр частот звуковых волн в любой точке вихревого слоя непрерыв­ный и находится в пределах от десятков периодов в секунду до нескольких мегагерц.

Даже на сравнительно большом расстоянии от вихревого слоя величина звукового давления в воде достаточно большая (до 98 кПа для частоты 12 кГц), и механическое воздействие на обрабатываемую среду в вихревом слое может оказывать существенное влияние на скорость различных физических и химических процессов.

В результате действия акустических волн на поверхности частиц твердой фазы, в том числе ферромагнитных частиц, име­ет место кавитация. Образующиеся при кавитации газовые пу­зырьки под действием ультразвуковых волн подвергаются пуль­сации с определенной частотой. Колебательное, вращательное и поступательное движение ферромагнитных частиц, а также вращение всего вихревого слоя в целом обеспечивают интенсив­ное перемешивание обрабатываемого вещества как в микро-, так и в макрообъемах. В местах соударения ферромагнитных частиц может возникать давление до тысячи мегапаскаль. В зоне удара создаются условия для протекания таких физических и хими­ческих процессов, которые в обычных условиях затруднены или невозможны, деформируется кристаллическая решетка твер­дых тел, резко увеличивается химическая активность веществ, степень их диссоциации и др. Следовательно, действие вихревого слоя на различные системы может привести к существенному изменению состояния этих систем.

Таким образом, магнитная обработка дрожжей — один из эффективных способов, оказывающих влияние на их активацию. Этот физический метод позволяет в 1,5—2,0 раза ускорить бро­жение и созревание теста. Исследования, проводимые в данном направлении, считаются перспективными.