ICPMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Investigating cocoa butter crystallization using rheology and Raman spectroscopy

Aplikace | 2024 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
RAMAN Spektrometrie
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Souhrn

Význam tématu


Krystalizace kakaového másla určuje texturu, lesk a stabilitu čokoládových výrobků. Porozumění tomuto procesu je klíčové pro optimalizaci výrobních postupů, kontrolu kvality a předcházení nežádoucím jevům jako fat bloom.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo prozkoumat izotermickou krystalizaci kakaového másla pomocí simultánních měření reologie a in situ Ramanovy spektroskopie (RheoRaman). Kombinací obou technik se odhalily samostatné fáze tuhnutí a krystalizace, které by jednotlivě zůstaly nepovšimnuty.

Použitá instrumentace


  • HAAKE MARS 60 Rheometer se 35 mm serrated destičkou
  • DXR3 Flex Raman Spectrometer
  • RheoRaman modul pro HAAKE MARS Rheometry
  • OMNIC software pro sběr a analýzu Ramanových dat
  • Elektrické topné prvky a vodní lázeň pro tepelnou kontrolu vzorku

Materiály a metoda


Vzorkem bylo komerčně dostupné organické kakaové máslo Theobroma cacao. Reologická měření probíhala v oscilačním režimu při frekvenci 1 Hz a deformaci 0,1 %. Vzorky byly zahřáty na 60 °C, vyrovnány 10 min, poté ochlazeny temp. 10 °C/min na 22 °C a drženy 120 min s odečty každých 10 s. Ramanová spektroskopie byla prováděna s 532 nm laserem, 10 mW, rozsah 50–3500 cm⁻¹, 2 s expozice, 4 opakování.

Hlavní výsledky a diskuse


Měření odhalila dvoufázový krystalizační průběh: nejprve elasticko-viskózní modul G′ a G″ prudce vzrostly, což indikuje amorfní zatuhnutí, následovalo formování krystalických struktur zaznamenané nárůstem poměrů intenzit Ramanových pásů I2882/I2850 a I1130/I2850. Mezi reologickou odezvou a spektroskopickými markery se objevil časový posun 15–20 min. Klíčové Ramanovy pásy: 2850 cm⁻¹ (sym. CH₂), 2882 cm⁻¹ (asym. CH₂), 1130 cm⁻¹ (sym. C–C).

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje souběžné sledování molekulárních změn a makroskopických mechanických vlastností v reálném čase. Tento přístup podporuje řízení kvality ve výrobě čokolády, optimalizaci temperace a minimalizaci vadných partií. Postupy lze aplikovat i na polymerizaci, gelaci a další materiálové systémy.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšíření RheoRaman technik pro on-line monitorování průmyslových procesů, automatizaci řízení výroby a analýzu nových lipidových směsí. Další oblastí je výzkum chemicko-fyzikálních přeměn u polymerů, gelů a kompozitních materiálů.

Závěr


Simultánní reologická a Ramanova analýza odhalila, že kakaové máslo krystalizuje ve dvou krocích: nejdříve amorfní tuhnutí, poté přechod do krystalické fáze. Hyphenace těchto technik poskytuje detailní vhled do složitých materiálových procesů.

Reference


  1. K. Sato, Crystallization of Lipids: Fundamentals and Applications in Food, Cosmetics and Pharmaceuticals, John Wiley, 2018.
  2. S. Bresson, D. Rousseau, S. Ghosh, M. El Marssi, V. Faivre, Raman spectroscopy of the polymorphic forms and liquid state of cocoa butter, Eur. J. Lipid Sci. Technol. 113, 992–1004, 2011.
  3. R. G. Snyder, H. L. Strauss, C. A. Elliger, C–H stretching modes and the structure of n-alkyl chains. 1. Long, disordered chains, J. Phys. Chem. 86, 5145–5150, 1982.
  4. R. J. Meier, Studying the length of trans conformational sequences in polyethylene using Raman spectroscopy: A computational study, Polymer 43, 517–522, 2002.
  5. M. Zheng, M. Du, Phase behavior, conformations, thermodynamic properties, and molecular motion of multicomponent paraffin waxes: A Raman spectroscopy study, Vib. Spectrosc. 40, 219–224, 2006.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Study of polylactide stereocomplex formation with combined Raman spectroscopy and rheology
Application note Study of polylactide stereocomplex formation with combined Raman spectroscopy and rheology Authors Introduction Maurizio Fiorini, University of Bologna; Polylactide (PLA) plays a prominent role in many biologically based and biodegradable Alberto Marcolongo, Microtec Srl and polymers. It already…
Klíčová slova
pla, plapdla, pdlaplla, pllastereocomplex, stereocomplexshear, shearpolylactide, polylactideg'min, g'mininduction, inductionformation, formationraman, ramantime, timeg'max, g'maxg’norm, g’normsaos, saoscutlery
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis
2020|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
iXR Raman Spectrometer for multi-modal analysis The Raman spectrometer developed specifically for integration with other analytical tools. thermofisher.com/ixr iXR Raman Spectrometer Welcome to the world of Raman multi-modal analysis As the rate of advanced material development accelerates, holistic characterization that…
Klíčová slova
raman, ramanixr, ixrmodal, modaldxr, dxrspectrometer, spectrometercoupling, couplingmaterials, materialsresearch, researchmulti, multithermo, thermoscientific, scientificphysical, physicalomnic, omnicmorphology, morphologyworld
DXR3 Flex Raman Spectrometer - Research-grade Raman “engine” that adjusts to your needs!
DXR3 Flex Raman Spectrometer Research-grade Raman “engine” that adjusts to your needs! Raman spectroscopy is an extremely powerful technique utilized for research and material characterization in a wide variety of fields such as semiconductors, pharmaceuticals, electronics, polymers and environmental science.…
Klíčová slova
multimodal, multimodalraman, ramanaugmentation, augmentationoptic, opticprobes, probesversatility, versatilityfiber, fibertio, tiosummary, summaryxps, xpsapplications, applicationsstretch, stretchresearch, researchpowder, powderanatase
Classification of polyethylene by Raman spectroscopy
Classification of polyethylene by Raman spectroscopy
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note Classification of polyethylene by Raman spectroscopy Authors Application benefits Mohammed Ibrahim, Ph.D., Raman spectroscopy provides molecular level structural information, and is Herman He, Ph.D., advantageous in classifying polyethylene (PE). Sample preparation is minimal. Thermo Fisher Scientific, USA The…
Klíčová slova
hdpe, hdpeldpe, ldperaman, ramanclassification, classificationcalibration, calibrationpellets, pelletsdiscriminant, discriminantpcs, pcsprincipal, principaldistance, distancespectral, spectralpca, pcapellet, pelletspectra, spectranorris
Další projekty
GCMS
LCMS
Sledujte nás
FacebookLinkedInYouTube
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.