食品和食品材料的玻璃化轉(zhuǎn)變-資料下載頁(yè)
2025-08-04 07:37本頁(yè)面
【正文】 部分是分子已占體積，另一部分為“自由”體積（未被占據(jù)的體積），它由空穴造成，或是由分子的無(wú)序排列引起分子堆砌缺陷造成的，這部分自由體積可提供分子活動(dòng)的空間，以使分子從一種構(gòu)象轉(zhuǎn)變到另一種構(gòu)象。自由體積是可供高聚物鏈段運(yùn)動(dòng)所需的體積，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是這樣一個(gè)溫度，當(dāng)其溫度降低時(shí)，自由體積收縮，當(dāng)自由體積收縮到?jīng)]有足夠的空間供分子鏈段運(yùn)動(dòng)時(shí)的臨界溫度，即為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下，分子鏈段運(yùn)動(dòng)基本凍結(jié)，當(dāng)升溫到達(dá)Tg后，分子鏈段才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，熱容變大，因而基線向吸熱一側(cè)偏移。在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，自由體積雖較凍結(jié)，但凍結(jié)程度受轉(zhuǎn)變過(guò)程中冷卻條件的影響，如在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近處理較長(zhǎng)時(shí)間，體積收縮完全，組織致密，當(dāng)再度升溫時(shí)，自由體積增大，熱容產(chǎn)生變化，處理時(shí)間越長(zhǎng)，則自由體積越小，組織越致密，熱容變化也越大，因此玻璃化轉(zhuǎn)變的臺(tái)階越明顯。由于玻璃化轉(zhuǎn)變主要是基線的偏移。要求儀器的穩(wěn)定性好，基線平直，并有較高的靈敏度。如果轉(zhuǎn)變不明顯，樣品進(jìn)行退火處理可以強(qiáng)化轉(zhuǎn)變前后自由體積的差別。經(jīng)過(guò)退火處理的溶液已達(dá)到最大凍結(jié)濃縮狀態(tài)，即A點(diǎn)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為Tg’，而未經(jīng)退火處理的溶液中尚有部分水沒(méi)有來(lái)得及結(jié)晶，可能處于圖中某一點(diǎn)B，B點(diǎn)雖然沒(méi)有達(dá)到最大凍結(jié)濃縮狀態(tài)，但該溶液濃度（w/w%）也較高，也能實(shí)現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變。其?；瘻囟仁荰gB Tg’（圖15）。五、 玻璃態(tài)保存1995年Reid采用DSC測(cè)量了近二十種水果、蔬菜及魚(yú)類的Tg’，果蔬中含水量高達(dá)90%左右，如草莓汁液的Tg’℃（圖16）。低溫保存分為冷藏（Chilling storage）和凍藏（Frozen storage），在冷藏條件下草莓的質(zhì)量下降很快，例如草莓貯藏在0~5℃，濕度90~95%，則其貯藏期為5~7天。如果草莓在18℃或更低溫度下凍藏，貯藏期達(dá)12個(gè)月。如果將草莓在玻璃態(tài)下保存，那么草莓質(zhì)量有更大程度的提高。凍藏草莓在解凍后往往有汁液流失現(xiàn)象，這是因?yàn)樵趦鼋Y(jié)或貯藏過(guò)程中細(xì)胞外細(xì)小的冰晶也會(huì)逐漸長(zhǎng)大，由于小的冰晶不斷長(zhǎng)大，較大的冰晶擠壓細(xì)胞，使細(xì)胞產(chǎn)生變形或破裂，甚至細(xì)胞壁也破壞，使持水能力下降，因此汁液流失，草莓的質(zhì)構(gòu)變化，硬度降低。如果在玻璃態(tài)下貯藏草莓，由于玻璃態(tài)的粘度高和自由體積小，分子的擴(kuò)散速率幾乎為0，使玻璃態(tài)中一些受擴(kuò)散控制的反應(yīng)速度變得十分緩慢，甚至不會(huì)發(fā)生，因此食品在較長(zhǎng)的貯存期內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)。但是玻璃態(tài)保藏的主要缺點(diǎn)是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很低。如何提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg’是關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)添加高聚物可以提高Tg’。13 / 13
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