Comprendere il comportamento di fase dei prodotti alimentari

DSC
Comprendere il comportamento
di fase dei prodotti alimentari
Lo zucchero è parte integrante della nostra dieta quotidiana e ci dà energia. Gli zuccheri semplici e i carboidrati che possono essere suddivisi in
molecole di zucchero più piccole sono la fonte ideale di energia. Usando
il DSC823e, è possibile determinare il complesso processo naturale
delle fasi binarie di zucchero e acqua. In date condizioni, il sistema dello
zucchero descritto dà importanti informazioni strutturali riguardanti la
stabilità a lungo termine.
Nei prodotti alimentari, lo zucchero può
essere presente in forma amorfa o in soluzione. Questa proprietà complessa dello
zucchero si può descrivere meglio usando
dei diagrammi di fase.
Perché usare i diagrammi di
fase?
Gli scienziati studiano da tempo la correlazione esistente tra l’ingerimento di cibi
che causano grossi aumenti dei livelli di
zuccheri nel sangue e problemi di salute come il diabete o malattie del cuore.
Il fattore principale è il modo in cui lo
zucchero semplice entra nel flusso sanguigno e può essere studiato tramite diagrammi di fase.
Usando il DSC1 e il software STARe, la
transizione vetrosa dello zucchero amorfo
può essere misurata fino a concentrazioni
di circa 0,3%.
L’esempio in Figura 1 mostra l’influenza
del rapido raffreddamento e del raffreddamento controllato sulle caratteristiche
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materiali dello zucchero. È interessante
notare che, sottoposto a riscaldamento, il
campione raffreddato velocemente mostra
un picco che corrisponde alla cristallizzazione dell’acqua, oltre ad una temperatura
di transizione vetrosa molto più bassa. Ciò
fornisce informazioni su come lo zucchero amorfo sia inglobato nella matrice di
ghiaccio.
La Figura 2 presenta un confronto diretto di soluzioni di zucchero a varie concentrazioni. I risultati indicano che la
transizione vetrosa è quasi indipendente
dal contenuto di zucchero nella soluzione. Al di sopra della transizione vetrosa,
i cristalli di ghiaccio si sciolgono come
mostrato dal picco endotermico.
I risultati ottenuti con il DSC1 possono essere usati come base per il diagramma di
fase mostrato in Figura 3. I tratti distintivi
delle fasi presenti sono che entrambe sono
fisicamente e chimicamente diverse come
descritto di seguito:
n
Differenze fisiche – una è solida
(vetro), l’altra è liquida
n Differenze chimiche – una è zucchero puro, l’altra è una miscela di
zucchero e acqua.
Il diagramma di fase fornisce un approccio
grafico alla rappresentazione dei risultati
di complessi processi naturali. In condizioni definite per uno specifico sistema in
equilibrio, è possibile determinare la fase o
le fasi presenti. Il DSC1 offre un approccio
semplice dove possono essere determinati
i diagrammi di fase delle miscele. Le informazioni raccolte sono molto utili per
i test di stabilità a lungo termine degli
alimenti.
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Figura 1:
Analisi dello zucchero tramite DSC
Figura 2:
Transizione vetrosa e fusione
delle soluzioni di zucchero
Figura 3:
Diagramma di fase Zucchero-Acqua
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