概述

玻璃化轉變溫度是十分重要的物理化學(xué)參數它能決定食品系統的質(zhì)量、安全性和穩定性。在食品聚合物科學(xué)理論中，根據食品材料含水量的多少玻璃化轉變溫度有兩種定義：對于低水分食品（LWF，水的質(zhì)量分數小于20％），其玻璃化轉變溫度一般大于0℃，稱(chēng)為T(mén)g；對于高水分或中等水分食品（HMFIMF，水的質(zhì)量分數大于20％），除了對極小的樣品，降溫速率不可能達到很高因此，一般不能實(shí)現*玻璃化.。此時(shí)，玻璃化轉變溫度指的是大凍結濃縮溶液發(fā)生玻璃化轉變時(shí)的溫度定義為T(mén)g， 在聚合物科學(xué)中，一般將基質(zhì)在低于玻璃化轉變溫度時(shí)所處的狀態(tài)稱(chēng)為玻璃態(tài)；將基質(zhì)在高于玻璃化轉變溫度時(shí)所處的狀態(tài)稱(chēng)為橡膠態(tài)。玻璃化轉變是指基質(zhì)從橡膠態(tài)到玻璃態(tài)的轉變。玻璃態(tài)時(shí)，由于體系粘度較高而自由體積較小，一些受擴散控制的反應速率是十分緩慢的，甚至不會(huì )發(fā)生；而在橡膠態(tài)時(shí)其體系的粘度是明顯降低，但自由體積顯著(zhù)增大使受擴散控制的反應速度率也迅速加快。因此玻璃態(tài)對食品加工、貯藏的安全性和穩定性都十分重要。

１ 玻璃化轉變溫度與食品成分的關(guān)系

在Tg前后體系中一系列物理和力學(xué)性質(zhì)發(fā)生不連續的顯著(zhù)變化對于大多數固體食品的加工和品質(zhì)都會(huì )產(chǎn)生很大的影響，體系過(guò)低的Tg還可能限制食品的加工性產(chǎn)生多種不良結果。重視Tg并分析其影響因素可幫助人們更好的了解食品加工和貯藏特性提高產(chǎn)品品質(zhì)。 食品成分十分復雜食品中的各種成分對食品的玻璃化轉變溫度均有影響。食品中主要的固體成分為蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。碳水化合物對無(wú)定形的干燥食品的見(jiàn)影響很大，常見(jiàn)的糖如果糖、葡萄糖的Tg很低因此在高糖食品中它們顯著(zhù)地降低Tg，一般來(lái)說(shuō)蛋白質(zhì)和脂肪對Tg的影響并不顯著(zhù)。1．1水分含量 食品中的水分對食品的見(jiàn)具有特別作用。水的Tg極低，為－135℃，水分可看作一種強力增塑劑。一方面，水的分子量比食品中其他成分如糖蛋白質(zhì)及脂肪等的分子量都小的多，活動(dòng)比較容易，可以很方便地提供分子鏈段活動(dòng)所需的空間從而使體系萬(wàn)降低；另一方面當組分與水相溶后，水可以與其他成分的分子上的極性基因相互作用，減小其本身分子內外的氫鏈作用使其剛性降低而柔性增強，表現Tg的降低。因此，了解水分含量與Tg之間的關(guān)系有著(zhù)十分重要的意義。 在沒(méi)有其他外界因素的影響下水分含量是影響食品體系玻璃化轉變溫度的主要因素。由于水分對無(wú)定形物質(zhì)的增塑作用其玻璃化轉變溫度受制品水分含量的影響很大，特別是水分含量相對較低的干燥食品，其加工貯藏中的物理性質(zhì)和質(zhì)構受水分增塑影響更顯著(zhù)。如淀粉蔗糖混合物無(wú)水時(shí)，Tg為60℃；當水分上升到2％時(shí)，Tg降低到20t；當水分升至6％時(shí)，Tg僅為10℃。一般而言，每增加１％的水，Tg降低5℃－10℃

表1給出了小麥淀粉和預糊化小麥的淀粉水分含量與 Tg的關(guān)系。從表 1可以看出盡管預糊化作用對淀粉的Tg有一定的影響，但兩種淀粉的兒都隨水分含量的升高而降低。

1．2 碳水分合物 碳水化合物是食品中的主要成分之一各種碳水化合物的Tg．尤其是可溶性的小分子碳水化合物如果糖、葡萄糖、蔗糖等對干制品的加工及品質(zhì)有明顯的影響。而且糖類(lèi)的生物保護作用也與它們的玻璃態(tài)形成能力有關(guān)。糖類(lèi)在生化保護作用中效力的順序由強到弱與它們玻璃態(tài)轉變溫度由高到低的順序一致。表給出了幾種碳水化合物在不同含濕量時(shí)的玻璃化轉變溫度。從表2可以看出，在含濕量相近的情況下這幾種糖類(lèi)的玻璃化轉變溫度由高到低的順序為：乳糖＞麥芽糖＞蔗糖＞葡萄糖。這對于在食品加工的過(guò)程中，為了保證食品的品質(zhì)及貯藏的穩定性，選用適當Tg的碳水化合物有一定的指導意義。