28.11.2021 by Dr. Carolin Fischer, Dr. Natalie Rudolph, Milena Riedl

ParcPapier i silikonowa mata do pieczenia - czy są bezpieczne w użyciu?

Okres Świąt Wielkanocnych to dla wielu sezon pieczenia ciast i ciasteczek. Ale wtedy musimy zdecydować: parchment papier czy silikonowa mata do pieczenia? Dziś odpowiadamy na pytanie, czy te dwie opcje są bezpieczne w użyciu.

Ta pora roku to dla wielu sezon na pieczenie ciasteczek i herbatników. Masło. Cukier. Mąka. Mikser. Wałek. Wycinarka do ciastek... Ale potem musimy zdecydować:arcPapier do pieczenia czy silikonowa mata do pieczenia?

arcWiele osób preferuje silikonową matę do pieczenia ze względu na jej nieprzywierającą powierzchnię wykonaną z silikonu spożywczego oraz fakt, że jest ona wielokrotnego użytku - w przeciwieństwie do papieru do pieczenia, który jest produktem jednorazowego użytku.

Silikony lub gumy silikonowe należą do klasy usieciowanych polimerów. Szkielet każdego silikonu opiera się na naprzemiennych atomach krzemu (Si) i tlenu (O); dwie grupy organiczne są związane z każdym atomem Si. Najpopularniejszym silikonem jest polidimetylosiloksan (PDMS). W zależności od ich struktury molekularnej i gęstości usieciowania, silikony te mają postać fizyczną od sztywnej do elastycznej. Mają one wiele wspaniałych właściwości, które sprawiają, że nadają się do różnych zastosowań technicznych; jednak ich doskonała odporność na ciepło do 260°C - a niektóre gatunki nawet powyżej 300°C - sprawiają, że są doskonałym wyborem do form do pieczenia, mat i szpatułek.

Jednak większość klientów i naszych ekspertów ds. analiz w Laboratorium Zastosowań NETZSCH zastanawia się, czy są one bezpieczne w użyciu?

Podczas wulkanizacji, cykliczne i liniowe oligomery siloksanowe są powszechnymi produktami ubocznymi. W związku z tym przydatne jest zbadanie, czy jakiekolwiek substancje pomocnicze lub produkty uboczne są uwalniane podczas procesu pieczenia, a także wykrycie potencjalnie niebezpiecznego odgazowania podczas ogrzewania - np. uwalnianie plastyfikatorów lub toksycznych produktów pirolizy - które mogą zostać przeniesione na wypieki.

Analiza termiczna jest odpowiednia do określania bezpieczeństwa produktu

Analiza termiczna może być wykorzystywana do wykrywania uwalniania substancji podczas procesu pieczenia. Za pomocą analizy TGA-FT-IR można określić rodzaj i temperaturę uwalniania.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, nasi specjaliści TGA-FTIR pocięli silikonową matę do pieczenia i pokryty silikonem papier parchmentowy na kawałki i umieścili kilka kawałków każdego materiału w tyglu. Pomiary przeprowadzono za pomocą urządzenia PERSEUS® TGA 209 F1 Libra® w temperaturze 230°C, maksymalnej temperaturze dla tej maty.

Masa próbki~ 130 mg (obie próbki)
Program temperaturyRT - 230°C, utrzymywana na stałym poziomie przez 60 min
Szybkość ogrzewania10 K/min
AtmosferaPowietrze

Tabela 1: Warunki pomiaru

Określenie utraty masy w dwóch próbkach

Silikonowa mata do pieczenia (zielona) traci 0,4% swojej masy podczas cyklu ogrzewania.arcZ drugiej strony papier do pieczenia (czerwony) traci 5,1% swojej początkowej masy podczas ogrzewania i kolejne 4,3% podczas obróbki izotermicznej. Utrata masy nie jest zakończona po 60 minutach w żadnym z dwóch przypadków.

Rysunek 1: Zależna od temperatury zmiana masy próbki silikonowej (zielony) i papieru parchment (czerwony)

Analiza gazów wydzielających się z silikonowej maty do pieczenia

Rozwijające się gazy są transportowane bezpośrednio z termowagi do FT-IR powyżej za pomocą sprzęgła i identyfikowane w komorze gazowej spektrometru.

Ulatniające się gazy są identyfikowane za pomocą spektrometrii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR). W przypadku maty silikonowej (widmo w 230°C w kolorze czerwonym) stwierdzono uwalnianieCO2 (niebieski) i ślady produktów degradacji gumy silikonowej (zielony), które mogą być również produktami ubocznymi oligomeru z produkcji. Więcej szczegółów na temat poszczególnych uwalnianych składników można uzyskać za pomocą sprzężenia GC-MS.

Rysunek 2: Zmierzone widmo silikonowej maty do pieczenia w temperaturze 230°C (czerwony), uwalnianie CO2 (niebieski) i ślady produktów degradacji gumy silikonowej (zielony)

Analiza gazów wydzielających się z papieru parchment

Parchment uwalnia tylko wodę, która występuje w zakresie temperatur do 150°C. Rysunek 3 przedstawia zmierzone widmo w temperaturze 100°C w kolorze czerwonym w porównaniu z widmem z bazy danych dla wody (kolor niebieski).

Rysunek 3: Zmierzone widmo w temperaturze 100°C (czerwony) w porównaniu z widmem literaturowym dla wody (niebieski)

Widmo dla papieru parchment (czerwony) w temperaturze 230°C pokazuje uwalnianie CO (pomarańczowy),CO2 (zielony) i small śladów metanolu (czarny) i kwasu mrówkowego (niebieski). Te produkty rozkładu są prawdopodobnie wytwarzane przez Reakcja rozkładuReakcja rozkładu to wywołana termicznie reakcja związku chemicznego tworząca produkty stałe i/lub gazowe. rozkład termiczny papieru. Po pomiarze można zaobserwować brązowe przebarwienie papieru.

Rysunek 4: Zmierzone widma w temperaturze 230°C (czerwony), CO (pomarańczowy), CO2 (zielony), metanolu (czarny) i kwasu mrówkowego (niebieski)

Wnioski

Gazowanie wody, CO iCO2 jest nieszkodliwe, ponieważ opuszczają one piec w postaci gazowej. Ilości zawartego metanolu i kwasu mrówkowego są prawdopodobnie bardzo small. Ponadto produkty degradacji silikonu są prawdopodobnie również nieistotne, ponieważ są nieszkodliwe. Niemniej jednak, podgrzanie silikonowej maty do pieczenia bez wypieków przed jej pierwszym użyciem byłoby z pewnością rozsądnym działaniem.

My tutaj na NETZSCH Analyzing & Testing mamy nadzieję, że te spostrzeżenia pomogą Ci jeszcze bardziej cieszyć się świeżo upieczonymi ciasteczkami w tym sezonie wielkanocnym. My z pewnością już to robimy!