玻璃化转变温度及其对干燥食品加工贮藏稳定性的影响

玻璃化转变温度及其对干燥食品加工贮藏稳定性的影响周顺华，陶乐仁，刘宝林上海理工大学制冷及，温技札研究所，上海20，3作为建立在动力控制过程的非平衡态基础上的物理化学参数，与水分含量和水分活度两重要指标相结合，可以用来解释干燥食品加工贮藏中引起食品腐畋变质的各种动力学过程。
引吕用玻捣化转变温度预测千燥食加工贮藏13.定性是种新方法。玻璃化转变温，结合水分含水分活度两个重要指标，可以判断预测食品的货架期和贮藏期，帮助择定有效的食品加工与贮藏条件，确保食品系统藏质试安全性和稳定性，作者从影响玻璃化转变温度的主要因素出发。阐述了玻璃化转变温度这个物理化学参数在干燥食品加工贮藏稳定性中的重要性。
2相关理论2.1破璃化转变聚合物科学中，玻璃化转变是指非晶态聚合物包括晶态聚合物中的非晶部分从玻璃态到橡胶态或从橡胶态到玻璃态的转变诎链段的微布朗运动在冷却，波冻纳或在升温，被解冻其特征温度称为玻璃化转变温度，用当77，体系所处的状态为玻璃态，此时分子运动能量很低，热能还不足以克服分子链段的旋转和平移运动的位垒，链段基本上处于冻结，状态，只有较小的运动单元如侧基支链和链节能够运动，高分子链不能实现构象的转变，体系的黏度很高公10.8，自由体积份额很小，仅为0.0200.34各种受扩散控制的松驰过程进行得十分缓慢，甚至不会发生。相反，当77时。体系所处的状态为橡胶态，此时可能出现整个聚合物链的动，体系黏度急剧降低。由体积山厂热膨胀系数的增大而显著增大，各种受分产扩散运动控制的变化反应相当快。
2.2破璃化转变温度的影响因素影响聚合物体系玻璃化转变温度的主要因素包括体系的组成成分均分子量及增塑剂等21.
具体刚述如1和组分2在7和2时的比热容变化。此外，出05提出对于碳氢化合物，可以运用下式估算，1和182方程还可推广并应用到多组分系统中，对于个7组分的系统和。38，方程形式为2厂扮子请对的影响。付分子量的依愉性帮坫由和，17214是出来的，他们认为在低分子量时，高聚物的2值与其分子量有关，随平均分子量的增加而增大，当分子量超过某临界值临界分子量时，7不再依赖于分子量，趋于个常数。此，8和13针对麦芽糖及麦芽糊精进行研允。进步证实了1述结论，即它末端部分的活动性是不样的。中间部分的两边都受其它的单体单元牵制，而链的末端只受个单体单元牵制，链端的活动性大于链中间部分的活动性。因此对含有较多末端的低分子量高聚物，在较低温度时便能达到含有较少链末端的高分子量高聚物相同的链活动性。故分子量越低，链端链段的比例越，所以也越低。随着分子量的逐渐增大，链端链段比例不断减少，所以不断升高。可，化学结构也是影响6的重要因素，对于具有相同分子量的同类聚合物来说，化学结构的微小变化也会导致！的显著改变21.
3水的增塑性对心的影响。对于食品体系，水是自然界中重要的，塑剂。大部分无定形食品组分都能溶厂水随着水分含量增加。无定物质的。值迅速1降1该因素的影响分析详下文3玻璃化转变温度与干燥食品加工贮藏的稳定性生物高聚物是典型的无定形或部分无定形物，在复杂的食品体系中通常含有的无定形物如明胶弹性蛋白谷蛋白支链淀粉直链淀粉等。在食品聚合物科学理论中，根据食品材料含水量的多少，玻璃化转变温度有两种定义1对于低水分食品冰的质量分数小于20，其玻璃化转变温度般大于0，梅；对于高水分或中等水分食品水的质量分数大于20，玻璃化转变温度指大冻结浓缩溶液发1.玻璃化转变，的温度，定义为。
由食品聚合物31.论飞中等湿度与低度食，材料是动力控制过程的亚衡体系。而玻璃化转变是个非平衡的动力学过程玻璃化转变温度作为建立在动力控制过程非平衡基础上的物理化学参数，可以用来弓！起食品腐畋变质的各种动力学过铷冷冻干燥过程中脱水食品的塌陷结晶褐变，喷雾干燥过程中制品的发黏烧结，粉状食品加工和贮藏过程中的凝集结块等品质下降现象都是以借助来解杼的物理化学变化。
然而，由于水对无定形物质的增塑作用，玻璃化转变温度受制品水分含量的影响很大，特别是水分含景相付较低的干燥。代加工贮贼的物州。性质和，句受水分，塑性毖响更显著，1随柄，质中水分含量的增加，各1迅速下降辟水分贪为0时，7为61；当水分含玷增加到时降至水分含玷为⑴力，为水分含社义洲扎降努651.同样，乳糖蔗糖及其与果糖的混合物等物质的心值亦呈快速下降趋势。冻千食品由于在冷冻千燥中形成了多孔疏松结构，使制品水分含量随吸湿过程的进行而增加，导致值不断降低，制品由相对稳定的玻璃态转化为不稳定的橡胶态，其黏度陡降几个数量级，多孔层不能支持自身重力而出现皱缩微观流动甚至狱钱观象付于含量的制乩如果将发生软化现象，冷却过程中则发生硬化，直至温度降至其以下为止2；对于诸如咖啡果汁粉末菠梦汁粉末等粉状食品，质构的变化则衣现为速溶性丧失而形成+从溶解的块状体，发黏和结块等现象1此外。3灿130；等2研究了厂菜下燥过程的连续收缩现象，认为这坫山尸芹菜所经历的干燥温度远高于其，的缘故。2是平衡状态下乳糖和含乳糖奶粉的7水分含量水分活度心之间的系，中日线03，ㄒ狱1测得，4水分7量冷乐幻以；8松型，7=77，人尤如1尤，+，其中讲为干基中水分含量；7.为单分子层水分含量，为水分活度尤为常数25.从中可含水量为7.68的每10总固形脱脂奶粉，其平衡水分活度为0.37，玻璃态转变温度。为24，此值即为该奶粉的临界5藏温度，高于此。值，奶粉的品质就会发生发黏结块等不良变化。
水对无定形物的上述，塑效应可以从两个方面加以解释方面水在体系中引入了自由体积，为溶质分子链段运动提供了所需的空间；另方面，水使得聚合物链间的氢键破坏，减弱了分子间力，从而使分广链01大的活动性和更效的推砌。使分户和分子链完全冻结所需的；度即降低，此外，访如攀说褐变叩床物质散失等现象亦叮以借助和水分活度心来解释3；1所在以下。由于分户链段运动处尸冻结状态。分子扩散系数。1常小。诸如结晶酶的活性微股诞1中的；1脂溢出如1未散失等受扩著空制的相对反应速率几平为系体系处厂相对稳定状态似在以上。由，分广迹段运动被解冻。体系黏度迅速降，扩散系数迅速上升。导致各种反应速率迅速加快，体系处于非稳态。肓发生结块塌陷松脆性丧失等不良反应的趋势同样，31所不1.，食品中1由水含景较低，其水分活度心低于临界值时，各种微生物生长繁殖以及食品自身生化反应由于失去传递介质而受到极大抑制。中曲线的变化趋势是因为水分对脂配彝碟瘅，逃，筐掩财，喉食蠢盗灌肪氧化酸，速也水分含量化10千物质曲线与水分活度心关系水分活度3胃活度降低至单分子层吸附水平时，食品中的水分均处于结合水状态，食品的稳定性高。但是，水分含量过低食品面的些活性基团没有全部被水分子覆盖佑则会暴露在空气中与氧气发生作用，使脂肪氧化酸腐的速度加快1.
2.，对体系稳定性。反应速率的影响玻璃化转变对低水分食品体系稳定性的影响；1水的，塑性对食品腐败变质反应速率的影响。分子可动性机械变化酶的活性结晶包胶的油脂溢出和风味散失；1.受扩散控制的反应霉菌生长；1.酵母菌生长；细菌生长；未包胶的油脂氧化。
可，对于预测干制食品的干制加工及贮藏温度湿度条件都具有重要指导意义。贮藏温度在2以下，食品贮藏稳定性较好，货架期较长；反之，货架期相对较短。同时，利用与水分含量水分活度，之间关系，还可以预计受水分含量和水分活度，的影响，从而通过控制加工贮藏条件来控制干制食品的品质。
心和，立了碳水化介物食品基通的心与水分活度，之间的线性关系⑴如射，得出经验方程121分活度在0.100.18之间。
丈际环节。沾在体系中加入定种类和数量的高分干添加剂来提高体系玻璃化转变温度12151付于富含糖干制品，通常在其面用油进行涂膜，以避免面之间直接接触凝集硬化成块或进步脱水。
综上可，干燥食品加工贮藏中食品品质的变化终都可以归结为食品物理状态之间的改变，水在其中起到了增塑剂的作用。干制品的许多质量特征都和其组分所处的物理状态有关，制品所处物理状态上的任何，郝可麟厌成分的物膣，极度是导致无娜，触化学结构变化；受纩，校的6，幼挹，1裹中的嫡，蠢出于其黏度极高自由体积份额很小而处于相对稳定状态；处于。以上的橡胶态时，由于黏度的急剧降低5自由体积份额大大增大，些受扩散控制的结构松驰过程变得十分活跃，体系相对不稳定。
4结论玻璃化转变理论对食品加工贮藏具有重要的实践指导意义，深入探究玻璃化转变与食品加工贮藏中所发生的系列品质变化关系机理。是今后的个1作方向；玻璃化转变温度为预测食品贮藏稳定性提供了个基本的准则，如何从技术发展的观点来看，找出简单快捷便宜且能够准确测量实际食品玻璃化转变温度的方法以确定贮藏温度力，是至今未能解决的难如何将玻璃化转变温度尺分含水分活度，等重要临界参数和现有的技术手段加以综合，并结合水动力学和玻璃化动力学具有的工艺性能，则是今后该领域的研究重点。
关断阀门和2种导管相集合的方式来限制推进剂进入放电真空室。在整个发射系统无大泄漏01 3，条件。当从1厂2装置内，场侧加料时，采内径1012以。，1的弯制导的倾斜注入，在快速关断阀门的作用下。被限制的推逃剂气体扩散后进入机2人陪空审制抓力上升内1叫小于弘43，从机2装置外低磁场侧水平加料时，选择节l5Al2l4mmX4.m；l5l8mm.2.5r；25，XI.5nJI8ftiMJtJtWF150涡轮分子栗机组分别抽气。在弹丸发射时，也在快速关断阀门的作用下，靠近12人装置的真空扩散室的讧空度可达41厂43.弹丸加料实验能顺利进行汁兑结采衣明本发射系统对真空负荷考虑留余地。限流导管的尺寸布局和真空泵的选配合理，完全满足12装置托卡马兑放电实验的要求；1 1正贵。孙文德权。等装7冗1发射系统的研；真卞科学与技术。19；3.36338.
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