La Transizione Vetrosa
La transizione vetrosa, è il passaggio da una fase amorfa ad una solida vetrosa.
Affinché all'interno di un alimento si sviluppi una fase
amorfa-vetrosa si opera il raffreddamento del prodotto fuso. Esistono
alcune sostanze che se rafreddate danno luogo ad una struttura
cristallina come le soluzioni saline.
 |
| La fragilità di un liquido è data dalla pendenza in prossimità della temperatura di transizione vetrosa ([math]T_g/T=1[math]). |
Raffreddando il prodotto dallo stato liquido ad una certa temperatura vi sono alcuni casi in cui il liquido cristallizza e si ha un decremento di volume.
Se il liquido non cristallizza esso da luogo ad una certa
struttura e viene detto liquido metastabile. La temperatura di
transizione vetrosa tg dipende oltre che dall'alimento anche dal tempo
in cui viene effettuato il raffreddamento.
La Tg è tanto più alta quanto più velocemente viene effettuato.
La Tg rappresenta la temperatura al di sotto della quale sono
congelati i movimenti di contorsione e rotazione di segmenti di
molecole di circa 40-50 atomi, oltre ai movimenti traslazionali
dell'intera molecola, e c'è energia sufficiente solo per le vibrazioni
degli atomi intorno alle posizioni di equilibrio e per movimenti di
pochi atomi appartenenti alla catena principale o di gruppi laterali.
Il prodotto raffreddato più velocemente avrà una temperatura di transizione da gommoso vetroso più alta.
Ad esempio nel caso dei prodotti surgelati si è visto che la conservabilità aumenta se l'acqua presente ha subito una transizione vetrosa. Perché quando questa soluzione molto concentrata è allo stato vetroso vengono parzialmente bloccate le cinetiche dei processi degradativi.
La tgi essere definita come temperatura di inizio alla temperatura media tra l'inizio e la fine della spalla come temperatura di fine spalla.
I PLASTICIZZANTI
Sono addizionati per aumentare la plasticità e la flessibilità dei materiali indebolendo le forze intermolecolari. Essi sono considerati come additivi a basso peso molecolare che vanno a modificare la mobilità molecolare e provocano l'abbassamento della TG. Negli alimenti l'acqua funge da plasticizzante la sua aggiunta provoca la riduzione della tg e contemporaneamente diminuisce la shelf life del prodotto. Infatti aumentando l'acqua ad esempio in un prodotto da forno, questo provoca la perdita della friabilità.
STATO CRISTALLINO
Per favorire la cristallizzazione è possibile operare in supersaturazione oppure in sottoraffreddamento.
1 per quanto riguarda la nucleazione esso è un meccanismo ancora incerto probabilmente comporta che le molecole di soluto come risultato del loro moto molecolare si concentrino disponendosi secondo un determinato ordine. Quanto maggiore è la concentrazione della soluzione tanto più probabile sarà la nucleazione.
In campo alimentare sono moltissimi esempi di cristallizzazione alle
strutture cambiano a seconda dei parametri di processo applicati la
formazione della fase cristallina stabile dipende da due fattori 1
nucleazione 2 accrescimento dei cristalli.
La nucleazione si dice omogenea o quando avviene in soluzione in cui non vi sono sostanze estranee a quelle che devono nucleare.
Se si utilizzano sostanze che catabolizzano la nucleazione allora verrà chiamata eterogenea. La nucleazione omogenea implica la formazione spontanea della nuova fase e in genere richiede un alto grado di supersaturazione.
Se nella nucleazione eterogenea sono presenti componenti solidi estranei avremo una nucleazione eterogenea primaria mentre sarà secondaria se nella soluzione sono presenti già dei cristalli del componente da nucleare.
Nel caso di nucleazione primaria omogenea la variazione
totale di energia libera per la formazione di nuclei sferici di raggio R
è data dalla somma di due contributi:
Velocità di nucleazione numeri di nuclei che si formano per
unita di tempo e per unita di volume per la nucleazione omogenea può
essere espressa con l'equazione di Arrenius.
Tutti i valori al di sopra della linea tratteggiata sono
condizioni che favoriscono la formazione dei nuclei. I valori compresi
tra la linea continua e quella discontinua favoriscono accrescimento dei
cristalli i valori al di sotto della linea continua favoriscono la
formazione di cristalli stabili.
Per quanto riguarda l'accrescimento dei cristalli essa sarà
presente alla seconda fase del processo di cristallizzazione. la curva
che esprime la velocità di accrescimento dei cristalli precede la curva
di nucleazione.
