3.3. Поліморфні перетворення гліцеридів у молочному жирі

Суть поліморфізму полягає в тому, що одні і ті ж гліцериди здатні утворювати кристалічні форми (поліморфні форми), які різняться між собою характером будови елементарної кристалічної гратки, формою кристалів, питомим об'ємом, температурами плавлення та іншими показниками.

Структура ДДЛ
а	б
Структура ТДЛ
в	г
д	е
Рис. 1. Кристалічні структури тригліцеридів а – насичених однокислотних; б – насичених двокислотних з різницею в довжині кислотного ланцюга на два атоми вуглецю; в, г – насичених двокислотних з різницею в довжині ланцюгів більше ніж на два атоми вуглецю; д – насичених різнокислотних; е – олеодинасичених.

У молочному жирі та його фракціях виявлено чотири поліморфні форми гліцеридів (γ, α, β', β) з різною структурою кристалічної гратки: із структурою подвійної довжини ланцюга (ДДЛ) та потрійною довжиною ланцюга (ТДЛ). На структуру ДДЛ і ТДЛ впливає хімічний склад тригліцеридів (рис. 1).

Н айбільш легкоплавка та нестабільна γ-форма. Вона має склоподібний вигляд, утворюється при миттєвому охолодженні тонкого шару жиру в рідкому азоті до -80 ºС. Форми кристалів γ, α, β' є мета-стабільними тобто вони можуть в часі перетворюватись у β-форму, яка є стабільною формою кристала. Метастабільні форми кристалів перетворюються в стабільну β-форму лише в одному напрямку (монотропно):γ α β' β. Комп’ютерне моделювання показало, що поліморфні перетворення гліцеридів відбуваються внаслідок коливального руху вуглеводневих ланцюгів навколо осі. За розрахунками міжмолекулярної енергії встановлено, що у процесі переходу α-форми в β'-форму ланцюги молекул виконують 200 кроків.

Поліморфні перетворення проходять самостійно в кожній із груп змішаних кристалів. Більш стабільні форми кристалізуються із розплаву. Утворення β-форм відбувається дуже повільно. Швидше та повніше β' та β-форми утворюються перекристалізацією із метастабільної γ-форми і дрібнокристалічної α-форми. Встановлено, що β' – форма сприяє формуванню пластичної консистенції масла, а β – форма підвищує його термостійкість.

Запитання для самоперевірки:

1. Дайте визначення фазових перетворень у молочному жирі.

2. Визначення сутності твердіння молочного жиру та ступені твердіння.

3. Які періоди твердіння молочного жиру Ви знаєте?

4. Які основні положення теорії роздільно-групової кристалізації молочного жиру?

5. Які технологічні фактори впливають на фазові перетворення в молочному жирі і жировій фазі вершків?

6. Розкрийте сутність поняття «поліморфізм».

7. Які поліморфні форми гліцеридів та структури їх кристалічних граток Ви знаєте?

8. Що таке монотропні поліморфні перетворення? Охарактеризуйте їх.

9. Як впливає швидкість і глибина охолодження на фазові перетворення гліцеридів?

10. Охарактеризуйте вплив термостатування твердого жиру на фазові перетворення.