28.11.2021 by Dr. Carolin Fischer, Dr. Natalie Rudolph, Milena Riedl
ورق الزبدة وحصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون - هل هما آمنان للاستخدام؟
يعتبر موسم عيد الفصح من السنة بالنسبة للكثيرين موسم خبز الكعك والبسكويت. ولكن بعد ذلك، علينا أن نقرر: ورق الزبدة أم حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون؟ اليوم، سنجيب على السؤال عما إذا كان الخياران آمنان للاستخدام.
يعتبر هذا الموسم من السنة بالنسبة للكثيرين موسم خبز الكعك والبسكويت. الزبدة. السكر. طحين. الخلاط. دبوس الدرفلة. قطاعة الكوكيز... ولكن بعد ذلك، علينا أن نقرر: ورق الزبدة أم حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون؟
يُفضّل الكثيرون حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون نظرًا لسطح الخبز غير اللاصق المصنوع من السيليكون المخصص للطعام وحقيقة أنه قابل لإعادة الاستخدام - على عكس ورق الزبدة الذي يُستخدم مرة واحدة.
تنتمي السيليكون أو مطاط السيليكون إلى فئة البوليمرات المترابطة. ويعتمد العمود الفقري لأي سيليكون على ذرات السيليكون (Si) والأكسجين (O) بالتناوب؛ حيث ترتبط مجموعتان عضويتان بكل ذرة سيليكون. السيليكون الأكثر شيوعًا هو بوليديميثيل سيلوكسان (PDMS). واعتمادًا على تركيبها الجزيئي وكثافة الربط المتشابك، تتراوح هذه السيليكونات في شكلها الفيزيائي من الصلابة إلى المرونة. وهي تتميز بالعديد من الخصائص الرائعة التي تجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات التقنية؛ ومع ذلك، فإن مقاومتها الممتازة للحرارة التي تصل إلى 260 درجة مئوية - وبعض الدرجات حتى فوق 300 درجة مئوية - تجعلها خيارًا رائعًا لقوالب الخبز والحصائر والملاعق.
ومع ذلك، فإن معظم العملاء وخبراء التحليل لدينا في مختبر تطبيقات NETZSCH يتساءلون عما إذا كانت آمنة للاستخدام؟
أثناء عملية الفلكنة، تعتبر أوليغومرات السيلوكسان الحلقية والخطية من المنتجات الثانوية الشائعة. ولذلك، من المفيد دراسة ما إذا كان يتم إطلاق أي من مساعدات المعالجة أو المنتجات الثانوية أثناء عملية الخبز، وكذلك للكشف عن الغازات المنبعثة التي يحتمل أن تكون خطرة أثناء التسخين - على سبيل المثال، إطلاق الملدنات أو منتجات الانحلال الحراري السامة - والتي قد تنتقل إلى المخبوزات.
التحليل الحراري مناسب لتحديد سلامة المنتج
يمكن استخدام التحليل الحراري للكشف عن إطلاق المواد أثناء عملية الخبز. وعن طريق تحليل TGA-FT-IR، يمكن تحديد نوع ودرجة حرارة الإطلاق.
وللإجابة على هذا السؤال، قام أخصائيو TGA-FT-الأشعة تحت الحمراء لدينا بتقطيع حصيرة خبز من السيليكون وورق البرشمان المغطى بالسيليكون إلى قطع ووضع عدة قطع من كل مادة في بوتقة. أُجريت القياسات باستخدام جهاز PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® من PERSEUS® عند درجة حرارة 230 درجة مئوية، وهي أقصى درجة حرارة لهذه الحصيرة.
| كتلة العينة | ~ 130 مجم (كلتا العينتين) |
| برنامج درجة الحرارة | RT - 230 درجة مئوية، مع الثبات لمدة 60 دقيقة |
| معدل التسخين | 10 كلفن/دقيقة |
| الغلاف الجوي | الهواء |
الجدول 1: ظروف القياس
تحديد فقدان الكتلة في العينتين
تفقد حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون (الأخضر) 0.4% من كتلتها أثناء دورة التسخين. من ناحية أخرى، يفقد ورق البرشمان (الأحمر) 5.1% من كتلته الأولية أثناء التسخين و4.3% أخرى أثناء المعالجة المتساوية الحرارة. لا يكتمل فقدان الكتلة بعد 60 دقيقة في أي من الحالتين.
تحليل الغازات المتصاعدة من حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون
يتم نقل الغازات المتطايرة مباشرةً من الميزان الحراري إلى مطياف الأشعة تحت الحمراء FT-IR أعلاه عن طريق الاقتران وتحديدها في خلية غازات المطياف.
يتم نقل الغازات الهاربة التي يتم تحديدها عن طريق قياس طيف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FT-IR). في حالة حصيرة السيليكون (الطيف عند درجة حرارة 230 درجة مئوية باللون الأحمر)، تم العثور على إطلاق ثاني أكسيد الكربون (الأزرق) وآثار نواتج تحلل مطاط السيليكون (الأخضر)، والتي يمكن أن تكون أيضًا منتجات ثانوية من القلة القليلة القوام من الإنتاج. يمكن توفير المزيد من التفاصيل حول المكونات الفردية المنطلقة عن طريق اقتران GC-MS.
تحليل الغازات المتصاعدة من ورق البرشمان
يطلق ورق الزبدة الماء فقط، وهو ما يحدث في نطاق درجة حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية. يوضح الشكل 3 الطيف المقاس عند درجة حرارة 100 درجة مئوية باللون الأحمر مقارنةً بطيف قاعدة البيانات للماء (الأزرق).
يُظهر الطيف الخاص بورق الرق (الأحمر) عند درجة حرارة 230 درجة مئوية انبعاث ثاني أكسيد الكربون (البرتقالي) وثاني أكسيد الكربون (الأخضر) وآثار صغيرة من الميثانول (الأسود) وحمض الفورميك (الأزرق). من المفترض أن نواتج التحلل هذه تنتج عن التحلل الحراري للورق. بعد القياس، يمكن ملاحظة تغير لون الورق إلى اللون البني.
الخاتمة
إن انبعاث غازات الماء وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون غير ضارة لأنها تخرج من الفرن في صورة غازية. من المحتمل أن تكون كميات الميثانول وحمض الفورميك الموجودة صغيرة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، من المحتمل أيضًا أن تكون نواتج تحلل السيليكون غير مهمة لأنها غير ضارة. ومع ذلك، فإن تسخين حصيرة الخبز المصنوعة من السيليكون دون خَبز السلع قبل استخدامها لأول مرة سيكون بالتأكيد إجراءً معقولاً.
نحن هنا في NETZSCH للتحليل والاختبار نأمل أن تساعدك هذه الأفكار على الاستمتاع بخبز الكعك الطازج أكثر في موسم عيد الفصح هذا. نحن بالتأكيد نفعل ذلك الآن!