Возможности электретно-термического анализа при исследовании полисахаридов и пищевых жиров

Abstract

В работе продемонстрирована возможность оценить физико-химические изменения в диэлектрических образцах по электрофизическому отклику на них. Метод электретно-термического анализа позволяет изучать поляризационные эффекты, которые свойственны любой сложноорганизованной физико-химической системе, содержащей электрически заряженные функциональные группы или молекулярные фрагменты. Представлены экспериментальные результаты, свидетельствующие об информативности метода электретно-термического анализа в отношении полисахаридов и натуральных пищевых жиров. В частности, получен и охарактеризован специфический токовый отклик (спектр термостимулированных токов) на нагрев образцов хитозана и жидких растительных масел. Показано, что в исследуемых объектах наблюдается явление, схожее с электретным эффектом в диэлектриках. Электретное состояние хитозана обусловлено координационной природой его надмолекулярной структуры и возможностью реализации нескольких конформационных вариаций макромолекул, причем каждая из этих вариаций характеризуется особым взаимным расположением связанных диполей. Именно с этими вариациями могут быть соотнесены токовые экстремумы, зафиксированные в конкретных температурных диапазонах. Интерпретация процессов, происходящих при нагреве растительных масел, может быть основана на выдвинутой гипотезе о том, что за счет межмолекулярных взаимодействий молекулы триглицеридов жирных кислот связаны между собой координационными связями, формируя своеобразные надмолекулярные образования - ассоциаты, объединяющие несколько молекул таких триглицеридов. Нагрев образца масла стимулирует разрушение этой сложно-организованной системы, которое сопровождается нарушением электрической нейтральности и формированием ионизированных фрагментов молекул. Именно эти фрагменты являются объектами, ответственными за токовый отклик, также регистрируемый в определенном температурном диапазоне. Токовые отклики на вышеуказанные процессы не распределены равномерно по всему спектру, а являются согласованными, формируя четко обрисованные экстремальные области. Это дает основание сделать вывод о последовательном характере распада различающихся по термической стабильности ассоциатов, объединяющих триглицериды насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Различия в токовых спектрах масел обусловлены их специфическим жирнокислотным составом. Очевидно, индивидуальный спектр полисахаридов и пищевых жиров является характеристическим параметром и позволяет судить о химическом составе этих объектов исследования, который может служить индикатором качества.