Introdução
A lactose é um açúcar dissacarídeo composto de galactose e glicose que é encontrado no leite de mamíferos. A lactose compõe cerca de 2% a 8% do leite (em peso), embora a quantidade varie de acordo com a espécie e entre os indivíduos. O nome vem de lac (gen. lactis), a palavra latina para leite, mais a terminação -ose usada para nomear os açúcares [3].
A lactose é usada com frequência na tecnologia de alimentos ou como excipiente em produtos farmacêuticos. O conhecimento das propriedades térmicas da lactose é essencial porque sua transição vítrea está em relação direta com as propriedades físicas, como viscosidade e fluidez, dos pós que contêm açúcar do leite, o que, por sua vez, influencia o processamento. [4]
A seguir, a influência da taxa de aquecimento nas propriedades térmicas da α-lactose monoidratada FlowLac® 90 fornecida pela MEGGLE foi investigada por meio de DSC. Como um produto seco por pulverização, ele normalmente apresenta um conteúdo amorfo de 10% a 15%. [5]
Condições de teste
As medições foram realizadas com o NETZSCH DSC 214 Polyma em uma atmosfera dinâmica de nitrogênio. As amostras com massas entre 4,21 mg e 4,74 mg foram pesadas em cadinhos de alumínio Concavus® que foram selados com uma tampa perfurada e aquecidos a 280°C em diferentes taxas de aquecimento (20, 50, 100 e 200 K/min).
Resultados do teste
As Figuras 2 e 3 mostram as curvas de medição de DSC para as diferentes taxas de aquecimento.
Uma mudança na capacidade de calor com um ponto médio entre 62°C (medição a 20 K/min) e 85°C (medição a 200 K/min) indica a transição vítrea da amostra. O pico EndotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é endotérmica se for necessário calor para a conversão.endotérmico detectado entre 148°C e 185°C (temperatura de pico) vem da liberação da água. Isso está de acordo com os resultados publicados em [2] de que a lactose monohidratada liberou sua água hidratada quando aquecida acima de 150°C.
O segundo pico, localizado entre 222°C e 248°C, é devido à Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão dos cristais de α-lactose anidratada. Embora o curso das curvas seja muito semelhante, a influência da taxa de aquecimento pode ser observada em todos os efeitos (transição vítrea, desidratação e Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão). Primeiro, eles são deslocados para temperaturas mais altas com o aumento das taxas de aquecimento. Em segundo lugar, o aumento da taxa de aquecimento leva a uma amplificação dos efeitos de DSC. Isso se deve à influência da taxa de aquecimento na cinética dos processos.
O aumento da taxa de aquecimento é útil para melhorar a detecção dos efeitos small. Neste exemplo, por exemplo, a transição vítrea da lactose é mais fácil de detectar em medições realizadas com taxas de aquecimento mais altas. Por outro lado, a diminuição da taxa de aquecimento ajuda a separar os efeitos sobrepostos. Na medição a 200 K/min, o pico da liberação de água é parcialmente sobreposto ao pico de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão a 248°C, o que dificulta a avaliação da entalpia de pico. Em contrapartida, a energia de desidratação pode ser determinada com precisão para taxas de aquecimento mais baixas.
Conclusão
Os efeitos térmicos da α-lactose monoidratada podem ser facilmente determinados por meio da calorimetria de varredura diferencial (DSC). A temperatura de transição vítrea, bem como os picos de desidratação e Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão, dependem da taxa de aquecimento.
Para uma avaliação aprimorada, o aumento da taxa de aquecimento pode ser uma ferramenta útil quando os efeitos small na curva DSC precisam ser amplificados, e a diminuição da taxa de aquecimento pode ajudar quando os efeitos sobrepostos precisam ser separados.