Введение
Мед - натуральный подсластитель, отличающийся не только неповторимым вкусом, но и питательными и лечебными свойствами.
Все гурманы знают, что мед может кристаллизоваться со временем, в зависимости от его состава и условий хранения. Этот процесс влияет на его текстуру и внешний вид, поскольку глюкоза отделяется от водной фазы и образует твердые кристаллы. Устойчивость меда к кристаллизации связана, помимо прочего, с его термическими свойствами. Далее мы покажем, как форма ступени стеклования меда содержит информацию о его стабильности.
Экспериментальный
Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) - это типичный метод определения термических свойств меда, таких как температура плавления и стеклования. Измерения ДСК проводились на двух образцах меда одной марки с разным возрастом и внешним видом. Первый образец (OLD) находился в кристаллизованном (или частично кристаллизованном) состоянии, второй (NEW) был прозрачным и находился в жидком состоянии.
Для проведения испытаний в алюминиевый тигель с проколотой крышкой поместили 10,8 мг и 9,6 мг кристаллизованного и жидкого меда. Каждый тигель помещали в ячейку ДСК, охлаждали, а затем подвергали нагреву от -80°C до 100°C при контролируемой скорости нагрева 10 К/мин-1. Во время эксперимента ячейка ДСК продувалась динамическим потоком азота (40 мл/мин).
Результаты измерений
На рисунке 1 показана термограмма ДСК, полученная в результате обоих измерений. Эндотермическая ступенька, обнаруженная при -44°C (средняя точка) на обеих кривых, обусловлена стеклованием образцов меда. Она была обнаружена при одной и той же температуре, но связана с разной высотой ступеньки теплоемкости.
Высота ступеньки связана с количеством аморфной фазы. Чем выше степень кристаллизации меда, тем меньше количество аморфной фазы и тем меньше ступенька теплоемкости. Этим объясняется дельта Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp 0,84 Дж/(г-К) для кристаллизованного меда по сравнению с более высоким значением 1,06 Дж/(г-К) для жидкого.
Эндотермический пик был обнаружен между 30 и 80 °C только на кривой ДСК кристаллизованного меда. Он возникает при переходе из твердого состояния в жидкое и имеет место только для меда, находящегося в частично или полностью кристаллизованном состоянии [1]. Пик плавления накладывается на эндотермическое увеличение базовой линии. Это происходит в результате испарения воды, содержащейся в меде.
Использование закрытых тиглей позволяет предотвратить испарение влаги, как показано на рисунке 2. Здесь измерения проводились при тех же условиях, что и раньше, за исключением одного: вместо тиглей с продырявленной крышкой использовались закрытые алюминиевые тигли. Смена тигля не влияет на ступень стеклования. Пик плавления может быть оценен более точно, поскольку на него больше не накладываются эффекты испарения. Измерения показывают, что процесс плавления связан с увеличением удельной теплоемкости.
Заключение
С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии были определены тепловые свойства двух образцов меда. Первый образец был полупрозрачным и жидким, второй - частично кристаллизованным. Эти два продукта различались по возрасту, причем кристаллизованный был старше прозрачного. Температура стеклования обоих медов была определена на уровне -44°C. Если мед хранится при температуре ниже температуры стеклования, Tg, то он будет стабильным. С другой стороны, при температуре выше Tg он подвержен кристаллизации. Если продукт содержит кристаллизованную часть, на кривой ДСК обнаруживается пик плавления. Чем выше степень кристалличности, тем выше энтальпия плавления.
Таким образом, анализ ДСК может быть использован для визуализации состояния кристалличности меда и даже для прогнозирования его стабильности.