Introducere
Lactoza este un zahăr dizaharidic compus din galactoză și glucoză care se găsește în laptele mamiferelor. Lactoza reprezintă aproximativ 2% până la 8% din lapte (în greutate), deși cantitatea variază în funcție de specie și de individ. Denumirea provine de la lac (gen. lactis), cuvântul latin pentru lapte, plus terminația -ose utilizată pentru a denumi zaharurile [3].
Lactoza este frecvent utilizată în tehnologia alimentară sau ca excipient în produsele farmaceutice. Cunoașterea proprietăților termice ale lactozei este esențială, deoarece tranziția sa vitroasă este în relație directă cu proprietățile fizice - cum ar fi aderența și fluiditatea - ale pulberilor care conțin zahăr din lapte, iar acestea, la rândul lor, influențează prelucrarea. [4]
În cele ce urmează, influența ratei de încălzire asupra proprietăților termice ale monohidratului de α-lactoză FlowLac® 90 furnizat de MEGGLE a fost investigată cu ajutorul DSC. Ca produs uscat prin pulverizare, acesta prezintă de obicei un conținut amorf de 10% până la 15%. [5]
Condiții de testare
Măsurătorile au fost efectuate cu NETZSCH DSC 214 Polyma într-o atmosferă dinamică de azot. Probele cu mase cuprinse între 4,21 mg și 4,74 mg au fost cântărite în creuzete din aluminiu Concavus®, care au fost închise cu un capac perforat și încălzite la 280 °C la diferite viteze de încălzire (20, 50, 100 și 200 K/min).
Rezultatele testelor
Figurile 2 și 3 prezintă curbele de măsurare DSC pentru diferite viteze de încălzire.
O modificare a capacității termice cu un punct mediu între 62°C (măsurare la 20 K/min) și 85°C (măsurare la 200 K/min) indică tranziția vitroasă a probei. Vârful EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermic detectat între 148°C și 185°C (temperatura de vârf) provine din eliberarea apei. Acest lucru este în conformitate cu rezultatele publicate în [2], conform cărora lactoza monohidrat își eliberează apa din hidrat atunci când este încălzită la peste 150°C.
Al doilea vârf, situat între 222°C și 248°C, se datorează topirii cristalelor de α-lactoză anhidră. Deși evoluția curbelor este foarte asemănătoare, influența vitezei de încălzire poate fi observată asupra tuturor efectelor (tranziție vitroasă, deshidratare și Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire). În primul rând, acestea sunt deplasate la temperaturi mai ridicate odată cu creșterea vitezei de încălzire. În al doilea rând, creșterea vitezei de încălzire duce la o amplificare a efectelor DSC. Acest lucru se datorează influenței vitezei de încălzire asupra cineticii proceselor.
Creșterea vitezei de încălzire este utilă pentru o mai bună detectare a efectelor small. În acest exemplu, de exemplu, tranziția vitroasă a lactozei este mai ușor de detectat în măsurătorile efectuate la viteze de încălzire mai mari. Pe de altă parte, scăderea vitezei de încălzire ajută la separarea efectelor care se suprapun. În măsurarea la 200 K/min, vârful de eliberare a apei se suprapune parțial cu vârful de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire la 248 °C, ceea ce face dificilă evaluarea entalpiei de vârf. În schimb, energia de deshidratare poate fi determinată cu precizie pentru viteze de încălzire mai mici.
Concluzie
Efectele termice ale monohidratului de α-lactoză pot fi determinate cu ușurință prin intermediul calorimetriei diferențiale de scanare (DSC). Temperatura de tranziție vitroasă, precum și vârfurile de deshidratare și de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire depind de viteza de încălzire.
Pentru o evaluare îmbunătățită, creșterea vitezei de încălzire poate fi un instrument util atunci când efectele small din curba DSC trebuie amplificate, iar scăderea vitezei de încălzire poate ajuta atunci când efectele suprapuse trebuie separate.