低場(chǎng)核磁共振法用于淀粉玻璃化轉變溫度研究
淀粉不僅是食品中的重要的組成成分,而且也是有用的食品工業(yè)原料,應用用途十分的廣泛。大家都知道,淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成,直鏈淀粉為一條直鏈的結構,分子量較小,支鏈淀粉是高度分支,分子量通常較高。由于來(lái)自不同種植物的淀粉在結構,組成和分子狀態(tài)方面的差異,來(lái)自不同的來(lái)源的淀粉具備各自的使用功能。
食品的玻璃化轉變可能會(huì )引起食品的貨架壽命和質(zhì)構等的改變,已成為當今的研究熱點(diǎn)。玻璃化轉變溫度的這個(gè)概念目前被廣泛的應用在食品科學(xué)的領(lǐng)域當中。玻璃化轉變是一種二級相變,物質(zhì)不會(huì )放出潛熱,不發(fā)生相變,他的宏觀(guān)上在物質(zhì)的物理、電學(xué)、熱及力學(xué)等其他性質(zhì)上,表現出變化或者不連續性。當食品處在玻璃態(tài)時(shí),食品的分子分散的速率就會(huì )減慢,產(chǎn)品的品質(zhì)就會(huì )提高,然而,當食品發(fā)生了玻璃化轉變之后,它的理化性質(zhì)就會(huì )發(fā)生明顯的改變。淀粉的玻璃化轉變對機械性能的影響很大,如引起淀粉的質(zhì)構特性和產(chǎn)品老化等重要影響。因此,研究淀粉的玻璃化轉變溫度是非常重要的。
聚合物在比較低的溫度下,分子的熱運動(dòng)所需要的能量就很低,只有分子中的鏈節、支鏈等比較小的運動(dòng)單元可以運動(dòng),而鏈段和分子鏈處于被凍結的狀態(tài),聚合物在外界作用下只能發(fā)生微小的形變,這個(gè)時(shí)候聚合物表現出來(lái)的力學(xué)性質(zhì)和玻璃相似,所以把這種狀態(tài)叫做玻璃態(tài)。聚合物發(fā)生了玻璃化轉變時(shí)的溫度稱(chēng)為玻璃化轉變溫度(Tg)。當食品處在玻璃態(tài)的時(shí)候,受擴散控制的食品的品質(zhì)變化的反應就會(huì )變得非常的緩慢,有的甚至不會(huì )發(fā)生。這時(shí)的食品的各個(gè)方面的性質(zhì)就會(huì )非常的穩定,對于食品的保存和新鮮程度等品質(zhì)的保持就十分有利。大部分的谷物類(lèi)食品是以淀粉為原料的,如小吃、焙烤食品等。面包在儲藏的過(guò)程會(huì )發(fā)生老化(硬化),嚴重影響面包的品質(zhì),淀粉結晶就是影響面包老化的重要因素。當儲藏溫度低于Tg時(shí),淀粉就不會(huì )發(fā)生結晶,所以將面包在玻璃態(tài)時(shí)儲藏,對抑制面包老化很有效。食品中的玻璃化轉變會(huì )影響食品的貨架壽命和質(zhì)構等。
低場(chǎng)核磁共振法測定玻璃化轉變溫度：
NMR是一種通過(guò)測定活性原子核的弛豫特性來(lái)描述分子運動(dòng)特性的技術(shù)。用NMR測定玻璃化轉變溫度是基于弛豫時(shí)間(T1、T2)可以衡量玻璃化轉變時(shí)分子鏈段運動(dòng)的急劇變化。與上述方法相比，NMR對所測食品樣品沒(méi)有限制，對樣品亦不具破壞性，靈敏度高，能夠快速、實(shí)時(shí)、荃芳位、定量的研究樣品。
玻璃化轉變是指非晶態(tài)的高聚物（包括晶態(tài)高聚物中的非晶體部分）從玻璃態(tài)到高彈態(tài)的轉變或者從高彈態(tài)到玻璃態(tài)的轉變。許多研究人員已經(jīng)接受食品也是聚合物這一觀(guān)點(diǎn)并將其作為聚合物體系進(jìn)行分析，聚合物玻璃化轉變的基礎是分子運動(dòng)，聚合物由玻璃態(tài)轉變?yōu)橄鹉z態(tài)時(shí)，含有質(zhì)子的基團運動(dòng)頻率增加，這些變化可由弛豫時(shí)間T1和T2來(lái)衡量。
當聚合物處于玻璃態(tài)時(shí)，T2不隨溫度而變，表現出剛性晶格的性質(zhì)，玻璃化轉變后，突破剛性晶格的限制，T2隨溫度升高而增大。繪制T2-溫度曲線(xiàn)，T2轉折點(diǎn)所對應的溫度即玻璃化轉變溫度Tg。
T2-溫度曲線(xiàn)和T1-溫度曲線(xiàn)都是由兩條近似直線(xiàn)的不同斜率的直線(xiàn)部分組成，這兩條直線(xiàn)的交點(diǎn)就看作為相轉變點(diǎn)，所對應的溫度就是相轉變溫度，即我們所要測定的Tg。對于“U"曲線(xiàn)，其zui低點(diǎn)，即為相轉變點(diǎn)，所對應溫度為T(mén)g。
在線(xiàn)客服1