Inledning
Honung är ett naturligt sötningsmedel som inte bara kännetecknas av sin unika smak utan också av sina näringsmässiga och medicinska egenskaper.
Alla finsmakare vet att honung kan kristalliseras med tiden, beroende på dess sammansättning och lagringsförhållandena. Denna process påverkar dess konsistens och utseende eftersom glukos separerar från vattenfasen och bildar fasta kristaller. Honungens stabilitet mot KristalliseringKristallisation är den fysiska processen av härdning under bildandet och tillväxten av kristaller. Under denna process frigörs kristallisationsvärme.kristallisering är bland annat relaterad till dess termiska egenskaper. I det följande visar vi hur formen på honungens glasövergångssteg innehåller information om dess stabilitet.
Experimentell
DSC (Differential Scanning Calorimetry) är en typisk teknik för att bestämma de termiska egenskaperna hos honung, t.ex. Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smältpunkt och glasomvandlingstemperatur. En DSC-mätning utfördes på två honungsprover av samma märke med olika ålder och utseende. Det första (OLD) var i kristalliserat (eller delvis kristalliserat) tillstånd, det andra (NEW) var klart och i flytande tillstånd.
För testerna bereddes 10,8 mg och 9,6 mg kristalliserad och flytande honung i en aluminiumdegel försedd med ett genomborrat lock. Varje degel placerades i DSC-cellen, kyldes ned och utsattes sedan för en uppvärmning mellan -80°C och 100°C med en kontrollerad uppvärmningshastighet på 10 K/min-1. Under experimentet spolades DSC-cellen med ett dynamiskt flöde av kväve (40 ml/min).
Resultat av mätning
Figur 1 visar det resulterande DSC-termogrammet för båda mätningarna. Det endotermiska steget som upptäcktes vid -44°C (mittpunkten) i båda kurvorna beror på honungsprovernas glasövergång. Det upptäcktes vid samma temperatur, men var relaterat till olika steghöjder för värmekapaciteten.
Steghöjden är kopplad till mängden av den amorfa fasen. Ju högre honungens kristalliseringsgrad är, desto lägre är mängden amorf fas och desto mindre är värmekapacitetssteget. Detta förklarar Delta Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp på 0,84 J/(g-K) för den kristalliserade honungen i jämförelse med det högre värdet på 1,06 J/(g-K) för den flytande.
En endotermisk topp upptäcktes mellan 30°C och 80°C endast i DSC-kurvan för den kristalliserade honungen. Den kommer från övergången från det fasta till det flytande tillståndet och äger rum endast för honung som är i delvis eller helt kristalliserat tillstånd [1]. Smälttoppen överlagras med en endotermisk ökning av baslinjen. Detta beror på avdunstningen av det vatten som finns i honungen.
Användningen av slutna deglar gör det möjligt att förhindra fuktavdunstning, vilket visas i figur 2. Här utfördes mätningarna under samma förhållanden som tidigare, med ett undantag: slutna aluminiumdeglar användes i stället för deglar med genomborrat lock. Förändringen i degeln påverkar inte glasövergångssteget. Smälttoppen kan utvärderas mer exakt eftersom den inte längre överlagras av avdunstningseffekter. Mätningarna visar att smältprocessen är kopplad till en ökning av den specifika värmen.
Slutsats
De termiska egenskaperna hos två honungsprover bestämdes med differentialskanningskalorimetri. Den första var genomskinlig och flytande, och den andra delvis kristalliserad. De två produkterna skiljde sig åt i ålder, den kristalliserade var äldre än den genomskinliga. Glasomvandlingstemperaturen för båda honungarna uppmättes till -44°C. När honung förvaras vid en temperatur under dess glasövergångstemperatur, Tg, är den stabil. Å andra sidan, över Tg, är den mottaglig för KristalliseringKristallisation är den fysiska processen av härdning under bildandet och tillväxten av kristaller. Under denna process frigörs kristallisationsvärme.kristallisering. Om produkten innehåller en kristalliserad del upptäcks en smälttopp i DSC-kurvan. Ju högre Kristallinitet / Grad av kristallinitetMed kristallinitet avses graden av strukturell ordning i ett fast ämne. I en kristall är arrangemanget av atomer eller molekyler konsekvent och repetitivt. Många material, t.ex. glaskeramik och vissa polymerer, kan framställas på ett sådant sätt att en blandning av kristallina och amorfa områden uppstår.kristallinitet, desto högre smältentalpi.
DSC-analys kan alltså användas för att visualisera honungens kristallinitetstillstånd och till och med för att förutsäga dess stabilitet.