Metody termicznej analizy żywności ze szczególnym uwzględnieniem różnicowej kalorymetrii skaningowej

Żontała, K.; Łopacka, J.; Lipińska, A.; Rafalska, U.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Metody termicznej analizy żywności ze szczególnym uwzględnieniem różnicowej kalorymetrii skaningowej

Autorzy

Żontała K. , Łopacka J. , Lipińska A. , Rafalska U.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Methods of thermal analysis of food with particular emphasis on differential scanning calorimetry

Języki publikacji

Abstrakty

W niniejszym artykule scharakteryzowano wybrane metody analizy termicznej, w tym analizę termograwimetryczną, analizę termomechaniczną, dynamiczną analizę mechaniczną oraz dynamiczną sorpcję pary. Opisano różnicową kalorymetrię skaningową oraz jej warianty, różnicową kalorymetrię skaningową z modulowaną temperaturą oraz różnicową mikrokalorymetrię skaningową. Przedstawiono sposoby analizy i interpretacji danych oraz wyznaczania pojemności cieplnej i ciepła właściwego za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Scharakteryzowano także możliwości zastosowania omawianych metod w analizie właściwości termicznych wybranych produktów spożywczych.

Presented work describes methods of thermal analysis, including thermogravimetric analysis, thermomechanical analysis, dynamic mechanical analysis, and dynamic vapor sorption and differential scanning calorimetry. The work also characterize scanning calorimetry method and its variations: modulated temperature differential scanning calorimetry and micro differential scanning calorimetry. The interpretation methods of data provided by DSC, including determination of heat capacity and specific heat of foods is described, as well as potential uses of these methods in thermal analysis of food.

Słowa kluczowe

analiza termograwimetryczna analiza termomechaniczna dynamiczna analiza mechaniczna dynamiczna sorpcja pary różnicowa kalorymetria skaningowa

thermogravimetric analysis thermomechanical analysis dynamic mechanical analysis dynamic vapour sorption differential scanning calorimetry

Wydawca

Wyższa Szkoła Menadżerska

Czasopismo

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

Rocznik

2015

Tom

nr 2

Strony

97--104

Opis fizyczny

Bibliogr. 55 poz., tab.

Twórcy

autor

Żontała K.

Samodzielny Zakład Techniki w Żywieniu, SGGW w Warszawie

autor

Łopacka J.

Samodzielny Zakład Techniki w Żywieniu, SGGW w Warszawie

autor

Lipińska A.

Samodzielny Zakład Techniki w Żywieniu, SGGW w Warszawie

autor

Rafalska U.

Samodzielny Zakład Techniki w Żywieniu, SGGW w Warszawie

Bibliografia

[1] ABDILLAHI H., CHABRAT E., ROUILLY A., RIGAL L. 2013. „Influence of citric acid on thermoplastic wheat flour/poly(lactic acid) blends. II. Barrier properties and water vapor sorption isotherms”. Ind. Crop. Prod. 50: 104–111.
[2] ABECASSIS J., CUQ B., FAGES J., GALET L., HÉBRARD A., OULAHNA D. 2003. „Hydration properties of durum wheat semolina: influence of particle size and temperature”. Powder Technol. 130: 211-218.
[3] ADHIKARI B.P., BHANDARI B.R. 2008. Water activity in food processing and preservation. [w:] Chen X.D., Mujumdar A.S. (Red.): Drying Technologies in Food Processing. Blackwell Publishing, Oxford.
[4] ANGIULI M., BANTI A., FERRARI C., LEPORI L., MATTEOLI E., MINNAJA N., SALVETTI G., TOMBARI E. 2006. „On testing quality and traceability of virgin olive oil by calorimetry”. J. Therm. Anal. Calorim. 84: 105-112.
[5] ARAUJO K. L. G. V., EPAMINONDAS P. S., SILVA M. C. D., DE LIMA A. E. A., ROSENHAIM R., MAIA A. S., SOLEDADE L. E. B., SOUZA A. L., SANTOS I. M. G., SOUZA A. G., QUEIROZ N. 2011. „Influence of thermal degradation in the physicochemical properties of fish oil”. J. Therm. Anal. Calorim., 106: 557–561.
[6] ARGYROPOULOS D., ALEXhttp://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S0023643812000424 - aff2 R., KOHLERhttp://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S0023643812000424 - aff2 R., MÜLLER J. 2012. „Moisture sorption isotherms and isosteric heat of sorption of leaves and stems of lemon balm (Melissa officinalis L.) established by dynamic vapor sorption”. LWT - Food Sci. Technol. 47(2): 324–331.
[7] BENDINI A., CERRETANI L., CHIAVARO E., RODRIGUEZ-ESTRADA M.T., VITTADINI E. 2008. „Differential scanning calorimeter application to the detection of refined hazelnut oil in extra virgin oil”. Food Chem. 110: 248-256.
[8] BINGOL G., PRAKASH B., PAN Z. 2012. „Dynamic vapor sorption isotherms of medium grain rice varieties”. LWT - Food Sci Technol. 48(2): 156–163.
[9] BOTTOM R. 2008. Thermogravimetric analysis. [w:] Gabbott P. (red.): Principles and Applications of Thermal Analysis. Blackwell Publishing, Oxford.
[10] BOYE J.I. 2004. Differential Scanning Calorimetry in the Analysis of Foods. [w:] Nollet L.M.L. (Red.): Handbook of Food Analysis. Methods and Instruments in Applied Food Analysis. Second Edition, Revised and Expanded. T. 3. Marcel Dekker Inc., Nowy Jork.
[11] BROWN M.E. 2001. Introduction to Thermal Analysis. Techniques and Applications. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
[12] CABROL-BASS D., CORDELLA C., FAUCON J.- P., SBIRRAZZUOLI N. 2003. „Application of DSC as a tool for honey floral species characterization and adulteration detection”. J. Therm. Anal. Calorim. 71: 279-290.
[13] CHINACHOTI P. 1998. „NMR dynamics properties of water in relation to thermal characteristics in bread”. The Properties of Water in Foods 6: 139-159.
[14] CROMPTON, T.R. 2006. Polymer Reference Book. Smithers Rapra Technology, Shawbury, Shropshire.
[15] CUQ B., GUILBERT S., ROMAN-GUTIERREZ A.D. 2002. „Components: A Dynamic Water Vapour Adsorption Study”. J. Cereal Sci. 36: 347-355.
[16] DAHIMI O., ABDUL RAHIM A. , ABDULKARIM S.M., HASSAN M.S., SHAZAMAWATI B.T., HASHARI Z., MASHITOH A.S., SAADI S. 2014. „Multivariate statistical analysis treatment of DSC thermal properties for animal fat adulteration”. Food Chem. 158: 132–138.
[17] EMMERICH W.-D., KAISERSBERGER E., MARTII E. 2004. „New aspects of thermal analysis. Part I. resolution of DSC and means for its optimization”. J. Therm. Anal. Calorim. 77: 905-934.
[18] FARHAT I.A., MACNAUGHTAN B. 2008. Thermal Methods in the Study of Foods and Food Ingredients. [w:] Gabbott P. (red.): Principles and Applications of Thermal Analysis. Blackwell Publishing Ltd, Oxford.
[19] FENG Y.P., LI Y., XU S.X. 2000. „Study of temperature profile and specific heat capacity in temperature modulated DSC with low sample heat diffusivity”. Termochimica Acta 360: 131-140.
[20] FLAMMERSHEIM H.J., HEMMINGER W.F., HÖHNE G.W.H. 2003. Differential Scanning Calorimetry. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
[21] GÓRSKA A., OSTROWSKA-LIGĘZA E., WIRKOWSKA M., BRYŚ J. 2011. „Ocena parametrów utleniania kwasu linolowego z wykorzystaniem różnicowej kolorymetrii skaningowej”. Żywność. Nauk. Technol. Ja. 2 (75): 106 – 114.
[22] GROCHOWSKA-NIEDWOROK E., KARDAS M. 2009. „Różnicowa kalorymetria skaningowa jako metoda termoanalityczna stosowana w farmacji i analizie żywności”. Bromat. Chem. Toksykol. – XLII, 2: 224- 230.
[23] HAYMET A.D., WANG G.M. 1998. „Threhalose and other sugar solutions at low temperature: Modulated Differential Scanning Calorimetry (MDSC)”. J. Phys. Chem. B., 102: 5341-5347.
[24] HEAL G.R. 2002. Thermogravimetry and Derivative Thermogravimetry. [w:] Haines P.J. (Red.): Principles of Thermal Analysis and Calorimetry. The Royal Society of Chemistry, Cambridge.
[25] HEIDENREICH S., LANGNER T., ROHM H. 2007. „Heat capacity of cheese. Determination or calculation?” J. Therm. Anal. Calorim. 89: 815-819.
[26] HU J., SARI O., EICHER S., RAKOTOZANAKAJY A. R. 2009. „Determination of specific heat of milk at different fat content between 1 °C and 59 °C using micro DSC”. J. Food Eng. 90(3): 395–399.
[27] HUTCHINSON J.M., IMRIE C.T., JIANG Z. 2001. „An introduction to temperature modulated differential scanning calorimetry (TMDSC): a relatively non-mathematical approach”. Termochimica Acta 387: 75-93.
[28] JAYADAS N.H., NAIR P. K. 2005. „Coconut oil as base oil for industrial lubricants – evaluation and modification of thermal, oxidative and low temperature properties”. Tribol. Int. 39: 873-878.
[29] JUHÁSZ M., KITAHARA Y., TAKAHASHI S., FUJII T. 2012. „Thermal stability of vitamin C: Thermogravimetric analysis and use of total ion monitoring chromatograms”. J Pharmaceut. Biomed. 59: 190–193
[30] KALETUNÇ G. 2009. Calorimetry in food processing: analysis and design of food systems. Wiley-Blackwell, Ames (USA).
[31] KHANNA Y.P. 1996. Thermal Characterization of Materials. Dynamic Mechanical Analysis and Sonic Modulus. [w:] Sibilia J.P. (red.): A Guide to Materials Characterization and Chemical Analysis. Wiley-VCH, Nowy Jork.
[32] KING J.M., NEGULESCU I.I., PRINYAWIWATKUL W., SUBRAMANIAM S. 2008. „Determination of melting points, specific heat capacity and enthalpy of catfish visceral oil during the purification process”. J. Am. Oil Chem. Soc. 85: 291-296.
[33] LAAKSONEN T. J., ROOS Y. H. 2000. „Thermal, Dynamic-mechanical, and Dielectric Analysis of Phase and State Transitions of Frozen Wheat Doughs”. J. Cereal Sci. 32(3): 281–292.
[34] LAMBELET P., RAEMY A., ROUSSET P. 2004. Calorimetric information about food and food constituents. [w:] Lörinczy D. (red.): The Nature of Biological Systems as Revealed by Thermal Methods. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands.
[35] MELOAN C.E., POMERANZ Y. 2000. Food Analysis. Theory and Practice. Aspen Publishers, Maryland.
[36] METTLER TOLEDO. Różnicowa Kalorymetria Skaningowa spełniająca wszystkie wymagania. Broszura dla użytkowników aparatu DSC1. www.mt.com. Data korzystania: 29.03.2014 r.
[37] MURRIETA-PAZOS I., GALET L., PATRY S., GAIANI C., SCHER J. 2014. „Evolution of particle structure during water sorption observed on different size fractions of durum wheat semolina”. Powder Techn. 255: 66–73.
[38] NAGARAJAN K., VENKATA K. R. 2010. „Evaluation of heat capacity measurements by temperaturemodulated differential scanning calorimetry”. J. Therm. Anal. Calorim. 102: 1135-1140.
[39] OSTROWSKA-LIGĘZA E., WIRKOWSKA M., KOWALSKI B. 2009. „Termokinetyczna analiza tłuszczu z kukurydzy z wykorzystaniem różnicowej kolorymetrii skaningowej”. Żywność. Nauka Technologia. Jakość 1 (62): 128-139.
[40] PRICE D.M. 2002. Thermomechanical, Dynamic Mechanical and Dielectric Methods. [w:] Haines P.J. (Red.): Principles of Thermal Analysis and Calorimetry. The Royal Society of Chemistry, Cambridge.
[41] RAEMY A. 2003. „Behavior of Foods Studied by Thermal Analysis. Introduction”. J. Therm. Anal. Calorim. T. 71: 273-278.
[42] ROUX M.V., TEMPRADO M. 2008. Thermochemistry. [w:] Brown M.E., Gallagher P.K. (red.): Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry. Vol 5. Recent Advances, Techniques and Applications. Elsevier, Oxford.
[43] SAAD M. M., GAIANI C., SCHER J., CUQ B., EHRHARDT J.J., DESOBRY S. 2009. „Impact of regrinding on hydration properties and surface composition of wheat flour”. J Cereal Sci. 49(1): 134–140.
[44] SAHIN S., SUMNU S.G. 2006. Physical Properties of Food. Springer Science, LLC, Nowy Jork.
[45] SALDO J., SENDRA E. , GUAMIS B. 2002. „Changes in water binding in high-pressure treated cheese, measured by TGA (thermogravimetrical analysis)”. Innov Food Sci Emerg. 3(3): 203–207.
[46] SANTANA A., FERNÁNDEZ X., LARRAYOZ M.A., RECASENS F. 2008. „Vegetable fat hydrogenation in supercritical-fluid solvents: Melting behavior analysis by DSC and NMR”. J Supercriti Fluid, 46(3): 322–328.
[47] SANTOS J. C. O., SANTOS I. M. G., CONCEIÇĂO M. M., PORTO S. L., TRINDADE M. F. S., SOUZA A. G., PRASAD S., FERNANDES JR. V. J., ARAÚ- JO A. S. 2004. „Thermoanalytical, kinetic and rheological parameters of commercial edible vegetable oils”. J. Therm. Anal. Calorim. 75: 419-428.
[48] SCHAAP K., THOMAS L.C., VERDONCK E. 1999. „A discussion of the principles and applications of Modulaed Temperature DSC (MTDSC)”. Int Pharm. 192: 3-20.
[49] SCHMIDT S.J., THOMAS L.C. 2010. Thermal Analysis. [w:] Nielsen S.S.(red.) : Food Analysis. Fourth edition. Springer, Nowy Jork.
[50] SEROWIK M. 2012a. „Wpływ temperatury i wilgotności na wartość ciepła właściwego pieczarek”. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 571:99–106.
[51] SEROWIK M. 2012b. „Procesowa charakterystyka liofilizacji pieczarek wykonana z wykorzystaniem różnicowej kalorymetrii skaningowej”. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 570: 79–85.
[52] STAWSKI D. 2008. „New determination method of amylose content in potato starch”. Food Chem. 110: 777–781.
[53] TAN C.P., CHE MAN Y.B. 2002. „Differential scanning calorimetric analysis of palm oil, palm oil based products and coconut oil: effects of scanning rate variation”. Food Chem. 76(1): 89–102.
[54] TIAN Y., LI Y., XU X., JIN Z. 2011. „Starch retrogradation studied by thermogravimetric analysis (TGA)”. Carbohydrate Polym 84 (3): 1165–1168.
[55] VODOVOTZ Y., CHINACHOTI P. 2006. „Thermal Transitions in Gelatinized Wheat Starch at Different Moisture Contents by Dynamic Mechanical Analysis”. J Food Sci. 61(5): 932–938.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-f670a6a9-d624-420f-a22c-9e63eaab6ee0