Wprowadzenie
Miód to naturalny słodzik charakteryzujący się nie tylko wyjątkowym smakiem, ale także właściwościami odżywczymi i leczniczymi.
Wszyscy smakosze wiedzą, że miód może z czasem krystalizować, w zależności od jego składu i warunków przechowywania. Proces ten wpływa na jego konsystencję i wygląd, ponieważ glukoza oddziela się od fazy wodnej i tworzy stałe kryształy. Stabilność miodu przed krystalizacją jest związana, między innymi, z jego właściwościami termicznymi. Poniżej pokażemy, w jaki sposób forma stopnia zeszklenia miodu zawiera informacje o jego stabilności.
Eksperymentalny
DSC (różnicowa kalorymetria skaningowa) jest typową techniką określania właściwości termicznych miodu, takich jak Temperatury i entalpie topnieniaEntalpia syntezy substancji, znana również jako ciepło utajone, jest miarą nakładu energii, zazwyczaj ciepła, która jest niezbędna do przekształcenia substancji ze stanu stałego w ciekły. Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której zmienia ona stan ze stałego (krystalicznego) na ciekły (stopiony izotropowo).temperatura topnienia i temperatura zeszklenia. Pomiar DSC został przeprowadzony na dwóch próbkach miodu tej samej marki o różnym wieku i wyglądzie. Pierwsza z nich (OLD) była w stanie skrystalizowanym (lub częściowo skrystalizowanym), druga (NEW) była klarowna i w stanie ciekłym.
Do testów przygotowano 10,8 mg i 9,6 mg skrystalizowanego i płynnego miodu w aluminiowym tyglu zamkniętym przekłutą pokrywką. Każdy tygiel został umieszczony w celi DSC, schłodzony, a następnie poddany ogrzewaniu w zakresie od -80°C do 100°C z kontrolowaną szybkością ogrzewania 10 K/min-1. Podczas eksperymentu cela DSC była przedmuchiwana dynamicznym przepływem azotu (40 ml/min).
Wyniki pomiarów
Rysunek 1 przedstawia wynikowy termogram DSC dla obu pomiarów. Stopień EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny wykryty w temperaturze -44°C (punkt środkowy) na obu krzywych jest spowodowany zeszkleniem próbek miodu. Został on znaleziony w tej samej temperaturze, ale związany z różnymi wysokościami stopni pojemności cieplnej.
Wysokość stopnia jest związana z ilością fazy amorficznej. Im wyższy stopień krystalizacji miodu, tym mniejsza ilość fazy amorficznej i mniejszy skok pojemności cieplnej. Wyjaśnia to deltę Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp wynoszącą 0,84 J/(g-K) dla skrystalizowanego miodu w porównaniu z wyższą wartością 1,06 J/(g-K) dla miodu płynnego.
Pik EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny wykryto między 30°C a 80°C tylko na krzywej DSC skrystalizowanego miodu. Pochodzi on z przejścia ze stanu stałego do ciekłego i ma miejsce tylko dla miodów, które są w stanie częściowo lub całkowicie skrystalizowanym [1]. Pik topnienia nakłada się na EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny wzrost linii podstawowej. Wynika to z odparowania wody zawartej w miodzie.
Zastosowanie zamkniętych tygli pozwala na zapobieganie parowaniu wilgoci, jak pokazano na rysunku 2. Tutaj pomiary przeprowadzono w takich samych warunkach jak poprzednio, z jednym wyjątkiem: zastosowano zamknięte tygle aluminiowe zamiast tygli z przebitą pokrywą. Zmiana tygla nie ma wpływu na etap zeszklenia. Szczyt topnienia można ocenić dokładniej, ponieważ nie nakłada się on już na efekty parowania. Pomiary pokazują, że proces topnienia jest związany ze wzrostem ciepła właściwego.
Wnioski
Właściwości termiczne dwóch próbek miodu określono za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Pierwsza z nich była przezroczysta i płynna, a druga częściowo skrystalizowana. Oba produkty różniły się wiekiem, przy czym skrystalizowany był starszy od klarownego. Temperatura zeszklenia obu miodów została wykryta na poziomie -44°C. Gdy miód jest przechowywany w temperaturze poniżej temperatury zeszklenia, Tg, będzie stabilny. Z drugiej strony, powyżej Tg jest podatny na krystalizację. Jeśli produkt zawiera skrystalizowaną część, na krzywej DSC wykrywany jest pik topnienia. Im wyższa krystaliczność, tym wyższa entalpia topnienia.
Dlatego analiza DSC może być wykorzystana do wizualizacji stanu krystaliczności miodu, a nawet do przewidywania jego stabilności.