Въведение
Медът е естествен подсладител, който се отличава не само с уникалния си вкус, но и с хранителните и лечебните си свойства.
Всички гастрономи знаят, че медът може да кристализира с течение на времето в зависимост от състава му и условията на съхранение. Този процес се отразява на текстурата и външния му вид, тъй като глюкозата се отделя от водната фаза и образува твърди кристали. Стабилността на меда срещу кристализация е свързана, наред с други фактори, с неговите термични свойства. По-долу ще покажем как формата на стъпалото на стъкловиден преход на меда съдържа информация за неговата стабилност.
Експериментален
DSC (диференциална сканираща калориметрия) е типичен метод за определяне на термичните свойства на меда, като температура на топене и температура на встъкляване. Измерването на DSC е извършено върху две проби мед от една и съща марка с различна възраст и външен вид. Първата (OLD) е била в кристализирало (или частично кристализирало) състояние, а втората (NEW) е била прозрачна и в течно състояние.
За тестовете в алуминиев тигел, затворен с пробит капак, са приготвени 10,8 mg и 9,6 mg кристализиран и течен мед. Всеки тигел е поставен в DSC клетката, охладен е и след това е подложен на нагряване между -80°C и 100°C при контролирана скорост на нагряване от 10 K/min-1. По време на експеримента DSC клетката се прочиства с динамичен поток от азот (40 ml/min).
Резултати от измерването
На фигура 1 е представена получената DSC термограма за двете измервания. Ендотермичната стъпка, открита при -44°C (средна точка) и в двете криви, се дължи на стъкловидния преход на пробите мед. Тя е открита при една и съща температура, но е свързана с различни височини на стъпката на топлинния капацитет.
Височината на стъпката е свързана с количеството на аморфната фаза. Колкото по-висока е степента на кристализация на меда, толкова по-малко е количеството на аморфната фаза и толкова по-малка е стъпката на топлинния капацитет. Това обяснява делта Специфичен топлинен капацитет (cp)Топлинният капацитет е физична величина, специфична за материала, която се определя от количеството топлина, подадено на образеца, разделено на полученото увеличение на температурата. Специфичният топлинен капацитет се отнася за единица маса на образеца.cp от 0,84 J/(g-K) за кристализирания мед в сравнение с по-високата стойност от 1,06 J/(g-K) за течния.
Ендотермичен пик е открит между 30°C и 80°C само в DSC кривата на кристализирания мед. Той идва от прехода от твърдо към течно състояние и се проявява само при медове, които са в частично или напълно кристализирано състояние [1]. Пикът на топене се наслагва с ендотермично увеличение на основната линия. Това е резултат от изпарението на водата, съдържаща се в меда.
Използването на затворени тигли позволява да се предотврати изпаряването на влагата, както е показано на фигура 2. Тук измерванията са извършени при същите условия, както преди, с изключение на едно: използвани са затворени алуминиеви тигели вместо тигели с пробит капак. Промяната в тигела не оказва влияние върху стъпалото на стъкловиден преход. Пикът на топене може да бъде оценен по-точно, тъй като вече не се наслагва върху ефекта на изпарението. Измерванията показват, че процесът на топене е свързан с увеличаване на специфичната топлина.
Заключение
Топлинните свойства на две проби мед са определени с диференциална сканираща калориметрия. Първата беше прозрачна и течна, а втората - частично кристализирана. Двата продукта се различават по своята възраст, като кристализиралият е по-стар от прозрачния. Температурата на встъкляване и на двата меда е -44°C. Когато медът се съхранява при температура, по-ниска от температурата на стъкловидния му преход, Tg, той е стабилен. От друга страна, при температура над Tg той е податлив на кристализация. Ако продуктът съдържа кристализирала част, в DSC кривата се открива пик на топене. Колкото по-висока е кристалността, толкова по-висока е енталпията на топене.
По този начин DSC анализът може да се използва за визуализиране на състоянието на кристалност на меда и дори за прогнозиране на неговата стабилност.