Аналіз термограм ДСК (диференціальна скануюча калориметрія) молочного жиру

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.242804

Ключові слова:

молочний жир, швидкість нагріву, окислювальні властивості, температура плавлення, диференціальна скануюча калориметрія (ДСК)

Анотація

Об'єктом даного дослідження є окислювальні та плавильні властивості зразків молочного жиру при різних швидкостях нагрівання. Одним з найбільш проблемних питань є оцінка залежності температури та часу окислення від теплового потоку, а також оцінка відношення значень ентальпії до швидкості нагріву. Для комплексної оцінки окислювально-плавильних властивостей зразків молочного жиру на диференціальному скануючому калориметрі при різних швидкостях нагрівання необхідно провести експериментальні дослідження.

Аналіз проводився з використанням динамічного варіанта диференціальної скануючої калориметрії (ДСК) при наступних швидкостях нагріву зразка: 2,5, 4, 5, 7,5, 10, 12,5, 15 °C⋅хв–1. Аналіз проводився на 14 зразках молочного жиру, таким чином, для кожної швидкості нагріву призначалися два зразка молочного жиру.

В результаті аналізу при збільшенні відповідних швидкостей нагрівання було виявлено, що окисні властивості молочного жиру залежать від швидкостей нагрівання при дослідженні ДСК. При термічному ДСК-аналізі початкова температура (Ts) (на вході), початкова температура (Ton) і максимальна температура піку теплового потоку (Tp) окислення поступово підвищувалися. Всі значення окислення поступово збільшувалися зі збільшенням швидкості нагріву, тільки значення Tend були пов'язані між усіма швидкостями нагрівання. Однак час окислення молочного жиру обернено пропорційний різним швидкостям нагрівання на ДСК. Ентальпія окислення розраховувалася також за швидкостями нагрівання. Маси зразків відрізняються один від одного, хоча і незначним чином, що може бути пояснено індивідуальним значенням ентальпії через дане співвідношення та тривалість екзотермічного впливу. Температура плавлення є важливим показником, що пояснює чистоту зразків. Крива плавлення зразків екстрагованого молочного жиру на ДСК характеризувалася ендотермічною поведінкою та спостерігалася з м'якими піками, першим і другим окремими піками через низкоплавкі триацилглицеріни (з високим вмістом ненасичених жирних кислот) і високоплавких жирів, які є в молочному жирі.

У підсумку слід зазначити, що характеристики кривих окислення ДСК представляють собою температуру плавлення через хімічну структуру жирних кислот, що містяться в зразках молочного жиру.

Біографії авторів

Maltam Shamilova, Baku State University

PhD

Department of Ecological Chemistry

Sevinj Hajiyeva, Baku State University

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Department of Ecological Chemistry

Посилання

  1. Jensen, R. G., Newburg, D. S. (1995). Bovine Milk Lipids. Handbook of Milk Composition, 543–575. doi: https://doi.org/10.1016/b978-012384430-9/50024-x
  2. Gresti, J., Bugaut, M., Maniongui, C., Bezard, J. (1993). Composition of Molecular Species of Triacylglycerols in Bovine Milk Fat. Journal of Dairy Science, 76 (7), 1850–1869. doi: https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(93)77518-9
  3. Metin, S., Hartel, R. W. (2012). Milk Fat and Cocoa Butter. Cocoa Butter and Related Compounds, 365–392. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-9830791-2-5.50018-9
  4. Jensen, R. G., Clark, R. W. (1988). Lipid Composition and Properties. Fundamentals of Dairy Chemistry, 171–213. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-7050-9_4
  5. Lopez, C., Bourgaux, C., Lesieur, P., Riaublanc, A., Ollivon, M. (2006). Milk fat and primary fractions obtained by dry fractionation. Chemistry and Physics of Lipids, 144 (1), 17–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2006.06.002
  6. Lopez, C., Briard-Bion, V., Camier, B., Gassi, J.-Y. (2006). Milk Fat Thermal Properties and Solid Fat Content in Emmental Cheese: A Differential Scanning Calorimetry Study. Journal of Dairy Science, 89 (8), 2894–2910. doi: https://doi.org/10.3168/jds.s0022-0302(06)72562-0
  7. Ostrowska-Ligęza, E., Brozio, S., Bryś, J., Głowacka, R., Górska, A., Mańko-Jurkowska, D., & Wirkowska-Wojdyła, M. (2019). The assesment of oxidative stability and melting characteristic of palm oil and cocoa butter. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 596, 45–54. doi: https://doi.org/10.22630/zppnr.2019.596.5
  8. Ten Grotenhuis, E., van Aken, G. A., van Malssen, K. F., Schenk, H. (1999). Polymorphism of milk fat studied by differential scanning calorimetry and real-time X-ray powder diffraction. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 76 (9), 1031–1039. doi: https://doi.org/10.1007/s11746-999-0201-5
  9. Wright, A. J., Hartel, R. W., Narine, S. S., Marangoni, A. G. (2000). The effect of minor components on milk fat crystallization. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 77 (5), 463–475. doi: https://doi.org/10.1007/s11746-000-0075-8
  10. Lopez, C., Riaublanc, A., Lesieur, P., Bourgaux, C., Keller, G., Ollivon, M. (2001). Definition of a model fat for crystallization-in-emulsion studies. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 78 (12), 1233–1244. doi: https://doi.org/10.1007/s11745-001-0419-4
  11. Saldana, M. D. A., Martinez-Monteagudo, S. I. (2013). Oxidative Stability of Fats and Oils Measured by Differential Scanning Calorimetry for Food and Industrial Applications. Applications of Calorimetry in a Wide Context – Differential Scanning Calorimetry, Isothermal Titration Calorimetry and Microcalorimetry. doi: https://doi.org/10.5772/54486
  12. Bryś, J., Wirkowska, M., Górska, A., Ostrowska-Ligęza, E., Bryś, A., Koczoń, P. (2012). The use of DSC and FT-IR spectroscopy for evaluation of oxidative stability of interesterified fats. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 112 (1), 481–487. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-012-2794-4
  13. Boselli, E., Velazco, V., Fiorenza Caboni, M., Lercker, G. (2001). Pressurized liquid extraction of lipids for the determination of oxysterols in egg-containing food. Journal of Chromatography A, 917 (1-2), 239–244. doi: https://doi.org/10.1016/s0021-9673(01)00688-4
  14. Folch, J., Lees, M., Stanley, G. H. S. (1957). A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. Journal of Biological Chemistry, 226 (1), 497–509. doi: https://doi.org/10.1016/s0021-9258(18)64849-5
  15. Wirkowska, M., Ostrowska-Ligęza, E., Górska, A., Koczoń, P. (2012). Thermal properties of fats extracted from powdered baby formulas. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 110 (1), 137–143. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-012-2245-2
  16. Sun, Y., Dai, C., Shi, S., Zheng, Y., Wei, W., Cai, D. (2018). Composition analysis and antioxidant activity of essential oils, lipids and polysaccharides in different phenotypes of Lepidium meyenii. Journal of Chromatography B, 1099, 25–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2018.09.010
  17. Chrostek, T. (2016). The Influence of the Heating and Cooling Rates on the Temperature of the Phase Transitions. Available at: https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/10665/6_Chrostek.pdf?isAllowed=y&sequence=1
  18. Armand, J. Y., Vergnaud, J. M. (1988). Effect of the value of heating rate in DSC on the kinetic parameters, when there is high enthalpy of reaction. Thermochimica Acta, 131, 15–27. doi: https://doi.org/10.1016/0040-6031(88)80053-4
  19. Mahieux, C. A. (2006). Effect of temperature on polymer matrix composites. Environmental Degradation of Industrial Composites, 17–83. doi: https://doi.org/10.1016/b978-185617447-3/50027-x
  20. Pardauil, J. J. R., Souza, L. K. C., Molfetta, F. A., Zamian, J. R., Rocha Filho, G. N., da Costa, C. E. F. (2011). Determination of the oxidative stability by DSC of vegetable oils from the Amazonian area. Bioresource Technology, 102 (10), 5873–5877. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.02.022
  21. Afoakwa, E. O., Paterson, A., Fowler, M., Vieira, J. (2008). Characterization of melting properties in dark chocolates from varying particle size distribution and composition using differential scanning calorimetry. Food Research International, 41 (7), 751–757. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2008.05.009
  22. Ostrowska-Ligęza, E., Marzec, A., Górska, A., Wirkowska-Wojdyła, M., Bryś, J., Rejch, A., Czarkowska, K. (2019). A comparative study of thermal and textural properties of milk, white and dark chocolates. Thermochimica Acta, 671, 60–69. doi: https://doi.org/10.1016/j.tca.2018.11.005
  23. Pan, P., Kai, W., Zhu, B., Dong, T., Inoue, Y. (2007). Polymorphous Crystallization and Multiple Melting Behavior of Poly(l-lactide): Molecular Weight Dependence. Macromolecules, 40 (19), 6898–6905. doi: https://doi.org/10.1021/ma071258d
  24. Roy, S., Sarma, B., Nangia, A., Wagner, M., Riesen, R. (2007). The characterization of polymorphs by thermal analysis. Mettler Toledo User Com., 25, 9–13. Available at: https://www.researchgate.net/publication/235333525_The_characterization_of_polymorphs_by_thermal_analysis
  25. Kim, E. H.-J., Chen, X. D., Pearce, D. (2009). Surface composition of industrial spray-dried milk powders. 3. Changes in the surface composition during long-term storage. Journal of Food Engineering, 94 (2), 182–191. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.12.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-20

Як цитувати

Shamilova, M., & Hajiyeva, S. (2021). Аналіз термограм ДСК (диференціальна скануюча калориметрія) молочного жиру. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(61), 36–39. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.242804

Номер

Том 5 № 3(61) (2021): Хімічна інженерія

Розділ

Технології виробництва харчування: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Maltam Shamilova, Sevinj Hajiyeva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.