Introducere
Mierea este un îndulcitor natural caracterizat nu numai prin gustul său unic, ci și prin proprietățile sale nutritive și medicinale.
Toți gurmanzii știu că mierea se poate cristaliza în timp, în funcție de compoziția sa și de condițiile de depozitare. Acest proces îi afectează textura și aspectul, deoarece glucoza se separă de faza apoasă și formează cristale solide. Stabilitatea mierii împotriva cristalizării este legată, printre alți factori, de proprietățile sale termice. În cele ce urmează, vom arăta cum forma treptei de tranziție vitroasă a mierii conține informații despre stabilitatea acesteia.
Experimental
DSC (Calorimetria diferențială de scanare) este o tehnică tipică pentru determinarea proprietăților termice ale mierii, precum punctul 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 și temperatura de tranziție vitroasă. O măsurare DSC a fost efectuată pe două probe de miere de aceeași marcă, cu vechime și aspect diferite. Prima (OLD) era în stare cristalizată (sau parțial cristalizată), iar cea de-a doua (NEW) era limpede și în stare lichidă.
Pentru teste, 10,8 mg și 9,6 mg de miere cristalizată și lichidă au fost preparate într-un creuzet din aluminiu închis cu un capac găurit. Fiecare creuzet a fost plasat în celula DSC, răcit și apoi supus unei încălziri între -80°C și 100°C la o rată de încălzire controlată de 10 K/min-1. În timpul experimentului, celula DSC a fost purgată cu un flux dinamic de azot (40 ml/min).
Rezultatele măsurătorilor
Figura 1 prezintă termograma DSC rezultată pentru ambele măsurători. Treapta endotermală detectată la -44°C (punctul median) în ambele curbe se datorează tranziției vitroase a probelor de miere. Acesta a fost detectat la aceeași temperatură, dar legat de înălțimi diferite ale treptelor capacității termice.
Înălțimea treptei este legată de cantitatea de fază amorfă. Cu cât gradul de CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare al mierii este mai mare, cu atât cantitatea de fază amorfă este mai mică și treapta capacității termice este mai mică. Aceasta explică Delta Capacitate termică specifică (cp)Capacitatea termică este o mărime fizică specifică materialului, determinată de cantitatea de căldură furnizată specimenului, împărțită la creșterea de temperatură rezultată. Capacitatea termică specifică este raportată la o unitate de masă a specimenului.cp de 0,84 J/(g-K) pentru mierea cristalizată în comparație cu valoarea mai mare de 1,06 J/(g-K) pentru cea lichidă.
Un vârf EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermic a fost detectat între 30°C și 80°C numai în curba DSC a mierii cristalizate. Acesta provine din tranziția de la starea solidă la cea lichidă și are loc numai pentru mierea care se află în stare parțial sau complet cristalizată [1]. 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 este suprapus cu o creștere endotermală a liniei de bază. Aceasta rezultă din evaporarea apei conținute în miere.
Utilizarea creuzetelor închise permite prevenirea evaporării umidității, după cum se arată în figura 2. Aici, măsurătorile au fost efectuate în aceleași condiții ca înainte, cu o singură excepție: au fost utilizate creuzete închise din aluminiu în loc de creuzete cu capac perforat. Schimbarea creuzetului nu influențează pasul de tranziție vitroasă. 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 poate fi evaluat mai precis, deoarece nu se mai suprapune efectelor de evaporare. Măsurătorile arată că procesul 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 este legat de o creștere a căldurii specifice.
Concluzie
Proprietățile termice a două probe de miere au fost determinate cu ajutorul calorimetriei cu scanare diferențială. Prima a fost translucidă și lichidă, iar cea de-a doua parțial cristalizată. Cele două produse se deosebeau prin vechimea lor, cea cristalizată fiind mai veche decât cea transparentă. Temperatura de tranziție vitroasă a ambelor mieri a fost detectată la -44°C. Atunci când mierea este depozitată la o temperatură mai mică decât temperatura sa de tranziție vitroasă, Tg, aceasta va fi stabilă. Pe de altă parte, peste Tg, aceasta este susceptibilă la CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare. Dacă produsul conține o parte cristalizată, se detectează un vârf 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 în curba DSC. Cu cât cristalinitatea este mai mare, cu atât entalpia de topire este mai mare.
Astfel, analiza DSC poate fi utilizată pentru a vizualiza starea de Cristalinitate / grad de cristalinitateCristalinitatea se referă la gradul de ordine structurală a unui solid. Într-un cristal, dispunerea atomilor sau a moleculelor este consecventă și repetitivă. Multe materiale, cum ar fi vitroceramica și unii polimeri, pot fi preparate astfel încât să producă un amestec de regiuni cristaline și amorfe. cristalinitate a mierii și chiar pentru a prezice stabilitatea acesteia.