Introdução
O mel é um adoçante natural caracterizado não apenas por seu sabor único, mas também por suas propriedades nutricionais e medicinais.
Todos os gourmets sabem que o mel pode se cristalizar com o tempo, dependendo de sua composição e das condições de armazenamento. Esse processo afeta sua textura e aparência, pois a glicose se separa da fase aquosa e forma cristais sólidos. A estabilidade do mel contra a CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização está relacionada, entre outros fatores, às suas propriedades térmicas. A seguir, mostraremos como a forma da etapa de transição vítrea do mel contém informações sobre sua estabilidade.
Experimental
A DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial) é uma técnica típica para determinar as propriedades térmicas do mel, como 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).ponto de fusão e temperatura de transição vítrea. Uma medição de DSC foi realizada em duas amostras de mel da mesma marca com idade e aparência diferentes. A primeira (VELHO) estava em um estado cristalizado (ou parcialmente cristalizado), enquanto a segunda (NOVO) estava clara e em um estado líquido.
Para os testes, 10,8 mg e 9,6 mg de mel cristalizado e líquido foram preparados em um cadinho de alumínio fechado com uma tampa perfurada. Cada cadinho foi colocado na célula de DSC, resfriado e, em seguida, submetido a um aquecimento entre -80°C e 100°C a uma taxa de aquecimento controlada de 10 K/min-1. Durante o experimento, a célula de DSC foi purgada com um fluxo dinâmico de nitrogênio (40 ml/min).
Resultados da medição
A Figura 1 mostra o termograma DSC resultante para ambas as medições. A etapa endotérmica detectada a -44°C (ponto médio) em ambas as curvas se deve à transição vítrea das amostras de mel. Ele foi encontrado na mesma temperatura, mas relacionado a diferentes alturas de passo de capacidade de calor.
A altura do degrau está relacionada com a quantidade de fase amorfa. Quanto maior o grau de CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização do mel, menor a quantidade de fase amorfa e menor o degrau de capacidade térmica. Isso explica o Delta Capacidade térmica específica (cp)A capacidade térmica é uma quantidade física específica do material, determinada pela quantidade de calor fornecida à amostra, dividida pelo aumento de temperatura resultante. A capacidade térmica específica está relacionada a uma unidade de massa do corpo de prova.cp de 0,84 J/(g-K) para o mel cristalizado em comparação com o valor mais alto de 1,06 J/(g-K) para o mel líquido.
Um pico EndotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é endotérmica se for necessário calor para a conversão.endotérmico foi detectado entre 30°C e 80°C somente na curva DSC do mel cristalizado. Ele vem da transição do estado sólido para o líquido e ocorre somente para méis que estão no estado parcial ou completamente cristalizado [1]. O 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 é sobreposto a um aumento EndotérmicoUma transição de amostra ou uma reação é endotérmica se for necessário calor para a conversão.endotérmico na linha de base. Isso resulta da evaporação da água contida no mel.
O uso de cadinhos fechados permite a prevenção da evaporação da umidade, conforme mostrado na figura 2. Aqui, as medições foram realizadas sob as mesmas condições de antes, com exceção de uma: foram usados cadinhos de alumínio fechados em vez de cadinhos com tampa perfurada. A mudança no cadinho não influencia a etapa de transição vítrea. O 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 pode ser avaliado com mais precisão porque não está mais sobreposto aos efeitos da evaporação. As medições mostram que o processo 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 está ligado a um aumento no calor específico.
Conclusão
As propriedades térmicas de duas amostras de mel foram determinadas com calorimetria de varredura diferencial. A primeira era translúcida e líquida, e a segunda era parcialmente cristalizada. Os dois produtos diferiam em sua idade, sendo o cristalizado mais antigo que o transparente. A temperatura de transição vítrea dos dois méis foi detectada em -44°C. Quando o mel é armazenado em uma temperatura abaixo de sua temperatura de transição vítrea, Tg, ele fica estável. Por outro lado, acima da Tg, ele é suscetível à CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização. Se o produto contiver uma parte cristalizada, um 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 será detectado na curva DSC. Quanto maior a Cristalinidade / Grau de cristalinidadeA cristalinidade refere-se ao grau de ordem estrutural de um sólido. Em um cristal, o arranjo de átomos ou moléculas é consistente e repetitivo. Muitos materiais, como vidro, cerâmica e alguns polímeros, podem ser preparados de forma a produzir uma mistura de regiões cristalinas e amorfas. cristalinidade, maior a entalpia 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.
Assim, a análise DSC pode ser usada para visualizar o estado de Cristalinidade / Grau de cristalinidadeA cristalinidade refere-se ao grau de ordem estrutural de um sólido. Em um cristal, o arranjo de átomos ou moléculas é consistente e repetitivo. Muitos materiais, como vidro, cerâmica e alguns polímeros, podem ser preparados de forma a produzir uma mistura de regiões cristalinas e amorfas. cristalinidade do mel e até mesmo para prever sua estabilidade.