文摘
解吸和吸附等温线的平衡水分Ziziphus spina-christi叶子使用gravimetric-static方法测定30岁,40岁,50°C水活动从0.057到0.898不等。在给定的,结果表明,含水量随温度增加。观察到的滞后效应。吸附的实验数据拟合了八款车型(GAB,打赌,Henderson-Thompson modified-Chung Pfost,哈尔西,奥,法勒,和亚当和推)。根据多种标准评价模型后,法勒和奥模型被发现是最适合描述吸附曲线。净等排的解吸和吸附热Ziziphus spina-christi叶子被克劳修斯——克拉珀龙方程应用到计算表达式的吸附等温线和预测这些热力学性质。
1。介绍
Ziziphus spina-christi(l)Desf。是一种多用途树种属于家庭鼠李科植物(1];它主要生长在亚洲和非洲热带。工厂最初的中东和传播到非洲撒哈拉沙漠的绿洲在萨赫勒地区(2]。树和它的各个部分药品自古以来的一个重要来源(3]。Ziziphus脊柱- - - - - -克里斯蒂已在民间医学使用镇痛剂,纯化的,不痛不痒,软化剂,增进食欲,涩和漱口水(4,5];植物的叶子粉用作洗发水和据信离开头发干净和有光泽的6- - - - - -11]。
一些有用的植物化学物质,包括黄酮类化合物、脂类、萜烯、生物碱、类固醇,皂甙,碳水化合物已经孤立于植物(12- - - - - -20.]。
此外,水提物的各个部分植物显示镇痛、镇静,antinociceptive,抗炎,抗菌效果(21- - - - - -25]。
人们从阿尔及利亚撒哈拉使用不同的部分Ziziphus spina-christi治疗一些疾病,如腹痛、腹泻、唇疱疹、发烧、糖尿病、溃疡,伯恩斯(26- - - - - -28]。
因为蔬菜是高度易腐产品,质量是影响水分处理,运输、存储、销售。不当的处理、存储和运输可能导致腐蚀和微生物的生产(29日]。
水活动一直被认为是最重要的一个品质因素特别是长期存储,它影响保质期,安全、质地、风味和气味的食物。水活动被定义为水的分压比在湿固体系统的平衡蒸汽压水在同一温度(30.]。
吸附等温线的知识和理解食物是特别重要的特别是在干燥终点的确定,确保经济可行性和微生物安全。
一些经验和半经验的公式提出了相关的平衡含水率与食品的水分活度。其中唠叨方程已成功应用到各种食品(31日]。
此研究的目的是获取实验平衡水分等温线Ziziphus spina-christi叶子在30、40和50°C,确定最合适的模型描述等温线,确定磁滞现象,并计算出含水率的函数等排的热量。
2。材料和方法
2.1。实验过程的描述
Ziziphus spina-christi叶子从阿尔及利亚西南部Bechar地区获得的实验。收获是在2011年4月到6月之间完成的。变色和干涸的样本被丢弃。
2.2。吸附等温线的测定
的平衡含水率Ziziphus spina-christi叶子在30、40和50°C是由重量决定技术,基于饱和盐的使用解决方案获得恒定的周围空气的相对湿度。
六个饱和盐溶液(KOH MgCl2K2有限公司3、纳米3、氯化钾和BaCl2)是由适当数量的盐溶解在蒸馏水温度高于平衡冷却时确保他们仍然饱和。
实验仪器使用由六个玻璃瓶与绝缘盖1 L每个。每一个玻璃罐的四分之一深度是一个准备饱和盐溶液。一层固体盐是保持平衡的整个期间一直保持饱和确认解决方案。三脚架也放在每个jarZiziphus spina-christi离开样本。然后罐子放入烤箱温度控制为24小时稳定在实验温度。显示在表1获得水,饱和盐解决方案允许活动范围从0.07到0.89 (32]。复制样品,每个0.02克(0,为解吸和0.01 g(0001克)0,0001 g)吸附,加权使用分析天平(0,0001克),放入玻璃瓶。玻璃瓶,含有饱和盐溶液和Ziziphus spina-christi叶子样本,然后紧闭,然后放入烤箱在一个固定的温度(30 40或50±1°C)的平衡。
的Ziziphus spina-christi叶子样本加权每2天,直到质量没有变化。新鲜的Ziziphus spina-christi叶被用于解吸实验。样品用于吸附等温线在烤箱干24小时在105°C,直到达到最大的脱水。每个样品的水分含量是决定在105°C(干燥箱0 1°C)为24小时(33]。的吸湿平衡Ziziphus spina-christi叶子在08年天为吸附解吸和06年的日子。质量的差异(米w(后),米d)在烤箱了含水率干燥Xe产品的吸湿平衡:
2.3。数据分析
2.3.1。建模的吸附等温线
八个数学方程被用于描述解吸和吸附等温线Ziziphus spina-christi叶子在温度变化的范围从30到50°C。使用的表达式和八款车型的参数以适应数据展示在表2。
非线性回归分析被用来估计模型的常数实验结果的吸附等温线Ziziphus spina-christi。拟合优度决心用三个统计参数:标准错误(年代),相关系数(r),平均相对偏差百分比(P)。这些统计参数定义如下: 在哪里平衡含水率的计算值是通过使用测试模型,是平衡含水率的实验值,是特定模型的参数的数量,然后呢实验数据点的数量。算术平均值的实验平衡含水率()计算如下:
2.3.2。测定净等排的吸附热
净等排的吸附热可以确定从水分吸附数据通过使用下面的方程,这是由克劳修斯——克拉珀龙方程(42,43]: 在哪里是净等排的吸附热(焦每摩尔),水活动(无量纲)绝对温度(K),R理想气体常数(K焦每摩尔),和K一个常数。吸附等温线是策划和1 /T固定值的平衡湿含量(等排性曲线)。吸附的净等排的加热可以在每个值计算的平衡含水率等排性曲线的斜率等于−(/R)。
3所示。结果与讨论
3.1。的等温吸附线Ziziphus spina-christi
的初始含水率Ziziphus spina-christi叶子是1.06公斤的H2O每公斤干物质。实验解吸和吸附等温线得到30岁,40岁,50°C所示的数据1,2,3。吸附等温线有sigmoidal-shaped概要文件根据选择分类。这些曲线的典型植物产品据Ait-Mohammed et al。44),Kouhila et al。45],Idlimam et al。46]。如数据所示,与水平衡含水率增加活动在恒定温度下。两个弯曲区域指出,一个在0.1到0.3,另一个在0.6到0.7。因此,等温线分为三个区域。根据阿奎莱拉和斯坦利(47),在带我(水活动在0.05和0.2之间),最小的产品中包含的水,现在水分子紧密地绑定到活跃站点(例如,极性基团在分子)主要是通过氢键。在第二区(水活动在0.2和0.6之间)的水更松散,最初如上多层单层;之后,随着含水率的增加,这水先后填充微孔隙和大孔隙系统。在这个地区,化学和生化反应需要溶剂水开始发生,因为增加溶质的迁移。区三世(水活动在0.6和0.9之间),多余的水存在于macrocapillaries,表现出几乎所有大体积的水的特性。微生物生长成为这个地区的主要变质的反应。
数据还显示滞后之间的吸附和解吸的影响几乎整个范围的水活动在三个温度下,解吸等温线的含水量是高于在同一水吸附方面的活动。的原因之一的差异之间的水分含量两个关闭点是,在干燥(解吸),一些溶质可能使过度饱和低于其结晶水活动,因此持有更多的水,水活动降低了产品特别是高糖含量(表4)[47,48]。
还有一个平衡含水率随着温度的降低,以恒定水活动;这可以解释为水的超额焓的变化绑定,离解的水,或增加溶质在水中的溶解度随着温度的增加(49]。类似的趋势对于许多药用植物已报告(50,51]。
3.2。建模的吸附等温线
表2和3分别显示的结果的解吸和吸附等温线的非线性回归分析Ziziphus spina-christi离开了在30、40和50°C。八款车型的常量的值,也就是说,唠叨,打赌,Handerson-Thompson,修改涌Pfost,哈尔西,奥,法勒,和亚当和紧要关头,解吸和吸附数据以及它们的标准误差(年代),相关系数(r),平均相对偏差百分比(P)研究温度。
这些结果表明,预测模型是可以接受的平衡含水率。然而,法勒和奥模型的最佳拟合吸附和解吸等温线的三个温度,最低标准误差和相关系数最高。
法勒和奥方程是满意的对许多其他植物物种52- - - - - -54]。
之间的比较进行了实验和计算(法勒和奥模型)的解吸和吸附等温线得到数据Ziziphus spina-christi叶子在三个温度和所示,分别在数字4和5。
3.3。等排的的吸附热
净的吸附热等排的Ziziphus spina-christi叶子获得不同水分含量测定用法勒和奥模型结合(4)。
加热解吸和吸附的变化Ziziphus spina-christi叶子水分含量如图6。
大部分的曲线,热解吸已观察到现在的程度高于相应的吸附热。伊格莱西亚斯和Chirife42)认为这是由于结构性的修改发生在解吸;这个修改绑定的整体能量的山梨酸酯通过合作绑定或诱捕效果。这种现象不仅解释了吸附和解吸热之间的区别,但也能够解释之间的不同含水率的等温线的吸附和解吸部门对于一个给定的水分活度(55]。
如图所示,净等排的吸附热与含水率的增加减少。所示的曲线,曲线的陡峭的斜坡是观察;这是表明分子间吸引力之间的力量和水蒸气吸附的网站。
在低水分含量,吸附等排的热量高,然后在高湿度的降低内容。根据Tsami et al。56和Chirife[]和伊格莱西亚斯42),吸附热越高较低水分含量可能是由于这样的事实:水紧密地绑定到材料,相应的相互作用能高。增加水分含量,最活跃的网站成为占领和吸附发生在不活跃网站给予较低的吸附热。
一个指数函数是用来描述之间的关系等排的吸附和平衡含水率:热 解吸,和。考虑 吸附,和。
最好的统计参数表明,该指数函数可以用来计算的吸附热Ziziphus spina-christi叶子为不同水分含量。
4所示。结论
的水分解吸和吸附等温线Ziziphus spina-christi叶子已经决定在30、40和50°C通过重量法。吸附等温线的s形的形状。平衡水分内容被发现与增加温度恒定水活动减少。他们还发现在恒定温度下增加增加水活动。
法勒和修改奥方程解吸和吸附现象的最佳预测模型中八个常用的模型研究。解吸和吸附等温线显示水分吸附滞后现象的发生。
的净等排的热解吸和吸附计算使用克劳修斯——克拉珀龙方程。
净的吸附热等排的Ziziphus spina-christi叶子被发现增加与减少在含水率接近自由水的汽化热的价值较高的水分含量。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。