玻璃化转变PPT学习教案
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玻璃态保存
在玻璃态下冰晶的生长速率为1mm/103年，在橡胶 态冰晶的生长速率为1mm/3.6天。因此当溶液处 于比玻璃化转变温度高21℃的橡胶态时，反应 速率为玻璃态的105倍，因此在橡胶态冰晶生长 的速率是很大的，极易造成食品质量的下降。
第31页/共40页
如果将食品保存在玻璃态下， 避免了结晶产生，使得食品在 较长的贮藏时间内处于稳定状 态。
一般来说，食品中的蛋白质的玻璃化转变 温度都相对较高，蛋白质和脂肪对Tg的影 响并不显著，不会对食品的加工及贮藏过 程产生影响。
第16页/共40页
一般来说，平均分子量越大，分子结构越坚 固，越不易变形；分子自由体积越小，体系 粘度越高，从而Tg也越高。但这一结论只对 低分子量的高聚物成立。当分子量超过某一 临界值(临界分子量)时，Tg不再依赖于分子 量，而是趋向于一个常数。
第27页/共40页
当冷却速率大于结晶的成核速率和晶体长大速 率，那么液态过冷固化成玻璃态。
因此Tg不是取决于热力学因素，而是取决于动 力学因素。从以下两个方面可以证实：
1.非晶态固体（玻璃态）的形成取决于冷却速率。 2.Tg高低随冷却速率的变化而变化，冷却速率越高，
其Tg越高，反之则较低。
第28页/共40页
如果在玻璃态下贮藏草莓，由于玻璃态的粘度高 和自由体积小，分子的扩散速率几乎为0，使玻 璃态中一些受扩散控制的反应速度变得十分缓慢， 甚至不会发生，因此食品在较长的贮存期内处于 稳定状态。
第36页/共40页
分子流动性（Mm）：（分子淌度）是分子的 移动和转动性的总度量。决定食品Mm值的 主要因素是水和食品中占支配地位的非水 成分。
第10页/共40页
水的Tg极低，为-135℃，水分可看作一种强力增 塑剂。一方面，水的分子量比食品中其他成分如 糖、蛋白质及脂肪等的分子量都小得多，活动比 较容易，可以很方便地提供分子链段活动所需的 空间，从而使体系Tg降低；另一方面，当组分与 水相溶后，水可以与其他成分的分子上的极性基 团相互作用，使大分子间的作用力减弱，使其刚 性降低而柔性增强，表现Tg的降低。
第17页/共40页
对于具有相同分子量的同一类聚合物来说， 化学结构的微小变化也会导致Tg的显著变化 。如对淀粉而言，结晶区虽不参与玻璃化转 变，但限制淀粉主链的活动，因此随淀粉结 晶度的增大，Tg增大。
第18页/共40页
在体系中加入一定种类和数量的高分子物质来提 高体系玻璃化转变温度。冰淇淋Tg主要由其中的 低分子量糖类决定，添加低DE值或高分子量的物 质作添加剂，可以提高冰淇淋的Tg值。国外的一 些专利报道，采用多元醇代替部分低分子量糖类 既可以降低冰淇淋的甜度，又可增大Tg值。此外 ，用分子量较大的多糖如CMC、卡拉胶、黄原胶 、糊精、预糊化淀粉及瓜尔豆胶等作稳定剂也有 很好的效果。
第11页/共40页
如淀粉蔗糖混合物无水时，Tg为60℃；当水分 上升到2％，Tg降到20℃；当水分升至6％ 时， Tg仅为10℃。 一般而言，每增加1％的水，Tg下降５~10℃。 水对Tg的影响可用Gordon-Tayor方程来计算：
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第13页/共40页
➢食品成分十分复杂，食品中的各种成分 对食品的玻璃化转变温度均有影响。 ➢食品中主要的固体成分为蛋白质、碳水 化合物和脂肪。
第4页/共40页
WLF方程：lg｛（/T）/(g/gTg)｝= -C1(TTg)/｛C2+(T-Tg)｝
：密度 g，g：分别为Tg时的密度和粘度 C1，C2：物质常数 C1=17.44 C2=51.6 适用于橡胶态。
第5页/共40页
玻璃化转变：非晶态高聚物从玻璃态到橡胶态 态的转变称为玻璃化转变，此时的温度称为玻 璃化转变温度，以Tg表示。 几乎所有物质都具有玻璃化转变现象。 玻璃化转变一般是在一个温度区域，而不是一 确定的温度。 当高聚物发生玻璃化转变时，其物理和力学性 能都发生急剧变化，如聚合物的比容、比热、 膨胀系数、导热系数、折光指数、形变、模量 等都发生突变或不连续变化。
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玻璃态与橡胶态的区别
从客观上讲，玻璃态与橡胶态存在显著的差别： 玻璃态的粘度≥1012 Pa·s 橡胶态的粘度：103 Pa·s 粘度的差别在于聚合物链运动的差别引起。
第2页/共40页
不论是液体，还是固体，体积包括两 个部分 ，一部 分是分 子已占 体积， 另一部 分为“ 自由” 体积（ 未被占 据的体 积）， 它由空 穴造成 ，或是 由分子 的无序 排列引 起分子 堆砌缺 陷造成 的，这 部分自 由体积 可提供 分子活 动的空 间，以 使分子 从一种 构象转 变到另 一种构 象。自 由体积 是可供 高聚物 链段运 动所需 的体积 。 玻璃态的自由体积很小，而橡胶态的 自由体 积较大 。 由于橡胶态的自由体积大大增加，使 较大的 分子也 能发生 移动， 分子扩 散速率 随之增 大，反 应速率 非常快 。而在 玻璃态 中，受 扩散控 制的反 应速率 十分缓 慢，几 乎为0。
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当熔化物质在冷却时经过凝固点并不发生相变（ 即不产生结晶），液态一直可以保持到很低的温 度Tg，到达Tg，液态转变为玻璃态。如果冷却速 率非常高，冷却过程中不会产生结晶而是形成玻 璃态。
因此液体冷却时形成晶态还是玻璃态，主要取决 于动力学因素，即冷却速率大小，当冷却速率足 够快，温度足够低，几乎所有材料都能从液态过 冷转变为玻璃态。
Tg值与测定时的条件和方法有很大关系， 所以在研究食品玻璃化转变时的Tg时，一般 可同时采用不同的方法进行研究。
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差示扫描量热仪（DSC）
DSC是最为常用的测定玻璃化转变温度的方法 。是在程序升温下，测量输给样品和参考物的热 量与温度关系的一种技术。
DSC用于研究食品体系的玻璃化转变是基于体 系在发生相转变时，会出现吸热或放热现象。在 加热扫描过程中，当体系发生相转变时，吸热曲 线会出现一个台阶，此时的温度就是玻璃化转变 温度。
第34页/共40页
低温保存分为冷藏和冻藏，在冷藏条件下草莓 的质量下降很快，例如草莓贮藏在0~-5℃，湿度 90~95%，则其贮藏期为5~7天。
如果草莓在-18℃或更低温度下冻藏，贮藏期达 12个月。如果将草莓在玻璃态下保存，那么草 莓质量有更大程度的提高。
第35页/共40页
冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象，这是因 为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐 渐长大，由于小的冰晶不断长大，较大的冰晶挤 压细胞，使细胞产生变形或破裂，甚至细胞壁也 破坏，使持水能力下降，因此汁液流失，草莓的 质构变化，硬度降低。
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DSC
操作温度：-175～725℃ 操作条件：
样品量 10～20ml (or 10～20mg) 铝盘或银盘 需要估计扫描温度对样品可能发生的一些 热变化或反应
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但DSC测量时存在缺陷，操作繁琐，样品是 否具有代表性。
由于玻璃化转变时吸热强度低，因而DSC曲 线上发生玻璃化转变的台阶并不明显，这 会使Tg测定产生较大的误差。
第35页共40页冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象这是因这是因为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐渐长大渐长大由于小的冰晶不断长大由于小的冰晶不断长大较大的冰晶挤较大的冰晶挤压细胞压细胞使细胞产生变形或破裂使细胞产生变形或破裂甚至细胞壁也甚至细胞壁也破坏破坏使持水能力下降使持水能力下降因此汁液流失因此汁液流失草莓的草莓的质构变化质构变化硬度降低硬度降低
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经过玻璃化转变后处于橡胶态，其流动性和机械 性能都发生变化，食品加工的可行性和稳定性也 随之变化。如处于橡胶态的含低分子糖的食品难 以脱水，稳定性差。处于此状态的各类食品由于 分子流动性增加，导致劣变速度增加如酶反应速 度、非酶褐变速度、氧化反应速度，处在橡胶态 的脱水食品会出现发粘、崩溃和结晶等问题。
影响Tg的主要因素：体系的水分含量、组成成 分、平均分子量等多种因素。
第9页/共40页
在食品体系中一般都或多或少地含有水分， 水均匀分散在食品体系中或食品组分均匀分散 在水中。水的存在使食品体系Tg值下降称之为 内增塑作用。 在没有其他外界因素的影响下，水分含量是 影响食品体系玻璃化转变温度的主要因素。 食品含水量越高，玻璃化转变温度越低，玻 璃化的实现也越困难。
第24页/共40页
➢由于NMR是测定质子的活动性，因此用这种 方法研究和测定食品体系的玻璃化转变及Tg 是非常有效的。 ➢NMR可以快速、实时、全方位、定量的研究 样品，并对样品不具侵入和破坏性，灵敏度高 ，在研究食品的玻璃化转变和Tg中得到了较 好的应用。
第25页/共40页
玻璃化过程
溶液浓度为0时（即纯水），Tg=-135℃，随溶液浓 度增大，Tg也随之提高。当初始浓度为F的溶液从 室温开始冷却时，随温度的下降，开始析出冰晶， 由于冰晶不断析出，剩下溶液的浓度不断提高，而 冰晶周围剩余的未冻结溶液的浓度随温度下降而不 断升高。
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玻璃化转变温度的测定方法
由于在玻璃化转变过程中会发生热、力、电 性质的变化，因此测定玻璃化转变的方法 很多。
第20页/共40页
食品中Tg的测定通用的方法为差式扫描量 热法、动力学分析法和热力学分析法。除此 之外，还包括热机械分析、热高频分析、热 刺激流、松弛图谱分析、光谱法、电子自转 共振谱、核磁共振、磷光光谱法、动力学流 变仪测定法、粘度仪测定法等。
第32页/共40页
➢实现食品玻璃化保藏的必要条件是贮存温度 在Tg以下。达到这一要求可以通过两种途径， 一是寻找尽可能低的贮存温度；二是提高食品 大分子的Tg。一般来讲，所能提供的低温贮存 环境是冰柜的-18℃，在此温度下的玻璃化保藏 就称为冷冻玻璃化保藏。
第33页/共40页
➢但是玻璃态保藏的主要缺点是玻璃化转变 温度很低，如何提高玻璃化转变温度是关键 问题，通过添加高聚物可以提高Tg。 ➢冷冻稳定剂可以改变体系的Tg曲线，使大 分子的玻璃化转变温度升高，体系在较高的 温度下保持玻璃态而稳定。
玻璃化转变对半流体状态食品变成固态食品的操 作，如干燥、挤压成型、速冻、焙烤等都具有实 际的指导意义。
第7页/共40页
T<Tg时，非酶褐变反应速率很低，T>Tg时 ，反应速率随温差增大而增加，同时，他们 强调反应速率也被结构变化、水分含量等因 素控制。麦芽糖糊精、赖氨酸、木糖的非酶 褐变在玻璃化转变及玻璃态时仍未停止。
但在不同的冷却条件下（即不同的冷却速率）、 不同的初始浓度下，最终可得到两种不同的玻璃 态，一种是完全的玻璃态，一种是部分结晶的玻 璃态。
完全的玻璃态是指整个样品都形成了玻璃态，这 是食品材料和食品低温玻璃态保存的最理想的状 态。因为此时细胞内外完全避免了பைடு நூலகம்晶。
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当食品中水分含量≤20%时，其玻璃化转变温度＞ 0℃，一般用Tg表示。当食品中水分含量＞20% 时，由于冷却速率（降温速率）不可能达到很高 ，因此不能实现完全玻璃化。此时玻璃化转变温 度指最大冷冻浓缩溶液发生玻璃化转变时的温度 ，定义为Tg’。
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WLF方程和Arrhenuis 方程
玻璃态和橡胶态的反应速率可用定量的形式描述，即 采用WLF方程和Arrhenuis方程进行定量描述。
Arrhenuis方程：=0exp(-Ea/RT) ：粘度 0：温度为T0时的值 Ea：活化能 R：理想气体常数 T：绝对温度 适用于玻璃态及Tg+100℃温度范围内。
第14页/共40页
✓碳水化合物对无定形的干燥食品的Tg影响很大 ，常见的可溶性小分子糖如果糖、葡萄糖的Tg很 低，因此，在高糖食品中，它们显著地降低Tg， 对干制品的加工及品质有明显的影响。 ✓在含湿量相近的情况下，这几种糖类的玻璃化 转变温度由高到低的顺序为：乳糖>麦芽糖>蔗糖 >葡萄糖。
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第8页/共40页
影响玻璃化转变温度的因素
在各种含水量食品中，玻璃态、玻璃化转变温 度以及玻璃化转变温度与贮藏温度的差值，同 食品加工和贮存稳定性密切相关。
Tg值已成为食品品质的一个重要预测指标。在 Tg前后，体系中一系列物理和力学性质发生不 连续的显著变化，对于大多数固体食品的加工 和品质都会产生很大的影响。
玻璃化转变
会计学
1
橡胶态（ｒｕｂｂｅｒｙ ｓｔａｔｅ）：随着温度升高至 某一温度时，链段运动受到激发，但整个分子链 仍处于冻结状态，在受到外力作用时，无定型聚 合物表现出很大形变，外力解除后，形变可以恢 复，这种状态称为~或高弹态、晶态。
粘流态：温度继续升高，不仅链段可以运动，整个 分子链都可以运动，无定形聚合物表现出粘性流 动的状态，即粘流态。
玻璃态保存
在玻璃态下冰晶的生长速率为1mm/103年，在橡胶 态冰晶的生长速率为1mm/3.6天。因此当溶液处 于比玻璃化转变温度高21℃的橡胶态时，反应 速率为玻璃态的105倍，因此在橡胶态冰晶生长 的速率是很大的，极易造成食品质量的下降。
第31页/共40页
如果将食品保存在玻璃态下， 避免了结晶产生，使得食品在 较长的贮藏时间内处于稳定状 态。
一般来说，食品中的蛋白质的玻璃化转变 温度都相对较高，蛋白质和脂肪对Tg的影 响并不显著，不会对食品的加工及贮藏过 程产生影响。
第16页/共40页
一般来说，平均分子量越大，分子结构越坚 固，越不易变形；分子自由体积越小，体系 粘度越高，从而Tg也越高。但这一结论只对 低分子量的高聚物成立。当分子量超过某一 临界值(临界分子量)时，Tg不再依赖于分子 量，而是趋向于一个常数。
第27页/共40页
当冷却速率大于结晶的成核速率和晶体长大速 率，那么液态过冷固化成玻璃态。
因此Tg不是取决于热力学因素，而是取决于动 力学因素。从以下两个方面可以证实：
1.非晶态固体（玻璃态）的形成取决于冷却速率。 2.Tg高低随冷却速率的变化而变化，冷却速率越高，
其Tg越高，反之则较低。
第28页/共40页
如果在玻璃态下贮藏草莓，由于玻璃态的粘度高 和自由体积小，分子的扩散速率几乎为0，使玻 璃态中一些受扩散控制的反应速度变得十分缓慢， 甚至不会发生，因此食品在较长的贮存期内处于 稳定状态。
第36页/共40页
分子流动性（Mm）：（分子淌度）是分子的 移动和转动性的总度量。决定食品Mm值的 主要因素是水和食品中占支配地位的非水 成分。
第10页/共40页
水的Tg极低，为-135℃，水分可看作一种强力增 塑剂。一方面，水的分子量比食品中其他成分如 糖、蛋白质及脂肪等的分子量都小得多，活动比 较容易，可以很方便地提供分子链段活动所需的 空间，从而使体系Tg降低；另一方面，当组分与 水相溶后，水可以与其他成分的分子上的极性基 团相互作用，使大分子间的作用力减弱，使其刚 性降低而柔性增强，表现Tg的降低。
第17页/共40页
对于具有相同分子量的同一类聚合物来说， 化学结构的微小变化也会导致Tg的显著变化 。如对淀粉而言，结晶区虽不参与玻璃化转 变，但限制淀粉主链的活动，因此随淀粉结 晶度的增大，Tg增大。
第18页/共40页
在体系中加入一定种类和数量的高分子物质来提 高体系玻璃化转变温度。冰淇淋Tg主要由其中的 低分子量糖类决定，添加低DE值或高分子量的物 质作添加剂，可以提高冰淇淋的Tg值。国外的一 些专利报道，采用多元醇代替部分低分子量糖类 既可以降低冰淇淋的甜度，又可增大Tg值。此外 ，用分子量较大的多糖如CMC、卡拉胶、黄原胶 、糊精、预糊化淀粉及瓜尔豆胶等作稳定剂也有 很好的效果。
第11页/共40页
如淀粉蔗糖混合物无水时，Tg为60℃；当水分 上升到2％，Tg降到20℃；当水分升至6％ 时， Tg仅为10℃。 一般而言，每增加1％的水，Tg下降５~10℃。 水对Tg的影响可用Gordon-Tayor方程来计算：
第12页/共40页
第13页/共40页
➢食品成分十分复杂，食品中的各种成分 对食品的玻璃化转变温度均有影响。 ➢食品中主要的固体成分为蛋白质、碳水 化合物和脂肪。
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WLF方程：lg｛（/T）/(g/gTg)｝= -C1(TTg)/｛C2+(T-Tg)｝
：密度 g，g：分别为Tg时的密度和粘度 C1，C2：物质常数 C1=17.44 C2=51.6 适用于橡胶态。
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玻璃化转变：非晶态高聚物从玻璃态到橡胶态 态的转变称为玻璃化转变，此时的温度称为玻 璃化转变温度，以Tg表示。 几乎所有物质都具有玻璃化转变现象。 玻璃化转变一般是在一个温度区域，而不是一 确定的温度。 当高聚物发生玻璃化转变时，其物理和力学性 能都发生急剧变化，如聚合物的比容、比热、 膨胀系数、导热系数、折光指数、形变、模量 等都发生突变或不连续变化。
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玻璃态与橡胶态的区别
从客观上讲，玻璃态与橡胶态存在显著的差别： 玻璃态的粘度≥1012 Pa·s 橡胶态的粘度：103 Pa·s 粘度的差别在于聚合物链运动的差别引起。
第2页/共40页
不论是液体，还是固体，体积包括两 个部分 ，一部 分是分 子已占 体积， 另一部 分为“ 自由” 体积（ 未被占 据的体 积）， 它由空 穴造成 ，或是 由分子 的无序 排列引 起分子 堆砌缺 陷造成 的，这 部分自 由体积 可提供 分子活 动的空 间，以 使分子 从一种 构象转 变到另 一种构 象。自 由体积 是可供 高聚物 链段运 动所需 的体积 。 玻璃态的自由体积很小，而橡胶态的 自由体 积较大 。 由于橡胶态的自由体积大大增加，使 较大的 分子也 能发生 移动， 分子扩 散速率 随之增 大，反 应速率 非常快 。而在 玻璃态 中，受 扩散控 制的反 应速率 十分缓 慢，几 乎为0。
第26页/共40页
当熔化物质在冷却时经过凝固点并不发生相变（ 即不产生结晶），液态一直可以保持到很低的温 度Tg，到达Tg，液态转变为玻璃态。如果冷却速 率非常高，冷却过程中不会产生结晶而是形成玻 璃态。
因此液体冷却时形成晶态还是玻璃态，主要取决 于动力学因素，即冷却速率大小，当冷却速率足 够快，温度足够低，几乎所有材料都能从液态过 冷转变为玻璃态。
Tg值与测定时的条件和方法有很大关系， 所以在研究食品玻璃化转变时的Tg时，一般 可同时采用不同的方法进行研究。
第21页/共40页
差示扫描量热仪（DSC）
DSC是最为常用的测定玻璃化转变温度的方法 。是在程序升温下，测量输给样品和参考物的热 量与温度关系的一种技术。
DSC用于研究食品体系的玻璃化转变是基于体 系在发生相转变时，会出现吸热或放热现象。在 加热扫描过程中，当体系发生相转变时，吸热曲 线会出现一个台阶，此时的温度就是玻璃化转变 温度。
第34页/共40页
低温保存分为冷藏和冻藏，在冷藏条件下草莓 的质量下降很快，例如草莓贮藏在0~-5℃，湿度 90~95%，则其贮藏期为5~7天。
如果草莓在-18℃或更低温度下冻藏，贮藏期达 12个月。如果将草莓在玻璃态下保存，那么草 莓质量有更大程度的提高。
第35页/共40页
冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象，这是因 为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐 渐长大，由于小的冰晶不断长大，较大的冰晶挤 压细胞，使细胞产生变形或破裂，甚至细胞壁也 破坏，使持水能力下降，因此汁液流失，草莓的 质构变化，硬度降低。
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DSC
操作温度：-175～725℃ 操作条件：
样品量 10～20ml (or 10～20mg) 铝盘或银盘 需要估计扫描温度对样品可能发生的一些 热变化或反应
第23页/共40页
但DSC测量时存在缺陷，操作繁琐，样品是 否具有代表性。
由于玻璃化转变时吸热强度低，因而DSC曲 线上发生玻璃化转变的台阶并不明显，这 会使Tg测定产生较大的误差。
第35页共40页冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象冻藏草莓在解冻后往往有汁液流失现象这是因这是因为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐为在冻结或贮藏过程中细胞外细小的冰晶也会逐渐长大渐长大由于小的冰晶不断长大由于小的冰晶不断长大较大的冰晶挤较大的冰晶挤压细胞压细胞使细胞产生变形或破裂使细胞产生变形或破裂甚至细胞壁也甚至细胞壁也破坏破坏使持水能力下降使持水能力下降因此汁液流失因此汁液流失草莓的草莓的质构变化质构变化硬度降低硬度降低
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经过玻璃化转变后处于橡胶态，其流动性和机械 性能都发生变化，食品加工的可行性和稳定性也 随之变化。如处于橡胶态的含低分子糖的食品难 以脱水，稳定性差。处于此状态的各类食品由于 分子流动性增加，导致劣变速度增加如酶反应速 度、非酶褐变速度、氧化反应速度，处在橡胶态 的脱水食品会出现发粘、崩溃和结晶等问题。
影响Tg的主要因素：体系的水分含量、组成成 分、平均分子量等多种因素。
第9页/共40页
在食品体系中一般都或多或少地含有水分， 水均匀分散在食品体系中或食品组分均匀分散 在水中。水的存在使食品体系Tg值下降称之为 内增塑作用。 在没有其他外界因素的影响下，水分含量是 影响食品体系玻璃化转变温度的主要因素。 食品含水量越高，玻璃化转变温度越低，玻 璃化的实现也越困难。
第24页/共40页
➢由于NMR是测定质子的活动性，因此用这种 方法研究和测定食品体系的玻璃化转变及Tg 是非常有效的。 ➢NMR可以快速、实时、全方位、定量的研究 样品，并对样品不具侵入和破坏性，灵敏度高 ，在研究食品的玻璃化转变和Tg中得到了较 好的应用。
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玻璃化过程
溶液浓度为0时（即纯水），Tg=-135℃，随溶液浓 度增大，Tg也随之提高。当初始浓度为F的溶液从 室温开始冷却时，随温度的下降，开始析出冰晶， 由于冰晶不断析出，剩下溶液的浓度不断提高，而 冰晶周围剩余的未冻结溶液的浓度随温度下降而不 断升高。
第19页/共40页
玻璃化转变温度的测定方法
由于在玻璃化转变过程中会发生热、力、电 性质的变化，因此测定玻璃化转变的方法 很多。
第20页/共40页
食品中Tg的测定通用的方法为差式扫描量 热法、动力学分析法和热力学分析法。除此 之外，还包括热机械分析、热高频分析、热 刺激流、松弛图谱分析、光谱法、电子自转 共振谱、核磁共振、磷光光谱法、动力学流 变仪测定法、粘度仪测定法等。
第32页/共40页
➢实现食品玻璃化保藏的必要条件是贮存温度 在Tg以下。达到这一要求可以通过两种途径， 一是寻找尽可能低的贮存温度；二是提高食品 大分子的Tg。一般来讲，所能提供的低温贮存 环境是冰柜的-18℃，在此温度下的玻璃化保藏 就称为冷冻玻璃化保藏。
第33页/共40页
➢但是玻璃态保藏的主要缺点是玻璃化转变 温度很低，如何提高玻璃化转变温度是关键 问题，通过添加高聚物可以提高Tg。 ➢冷冻稳定剂可以改变体系的Tg曲线，使大 分子的玻璃化转变温度升高，体系在较高的 温度下保持玻璃态而稳定。
玻璃化转变对半流体状态食品变成固态食品的操 作，如干燥、挤压成型、速冻、焙烤等都具有实 际的指导意义。
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T<Tg时，非酶褐变反应速率很低，T>Tg时 ，反应速率随温差增大而增加，同时，他们 强调反应速率也被结构变化、水分含量等因 素控制。麦芽糖糊精、赖氨酸、木糖的非酶 褐变在玻璃化转变及玻璃态时仍未停止。
但在不同的冷却条件下（即不同的冷却速率）、 不同的初始浓度下，最终可得到两种不同的玻璃 态，一种是完全的玻璃态，一种是部分结晶的玻 璃态。
完全的玻璃态是指整个样品都形成了玻璃态，这 是食品材料和食品低温玻璃态保存的最理想的状 态。因为此时细胞内外完全避免了பைடு நூலகம்晶。
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当食品中水分含量≤20%时，其玻璃化转变温度＞ 0℃，一般用Tg表示。当食品中水分含量＞20% 时，由于冷却速率（降温速率）不可能达到很高 ，因此不能实现完全玻璃化。此时玻璃化转变温 度指最大冷冻浓缩溶液发生玻璃化转变时的温度 ，定义为Tg’。
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WLF方程和Arrhenuis 方程
玻璃态和橡胶态的反应速率可用定量的形式描述，即 采用WLF方程和Arrhenuis方程进行定量描述。
Arrhenuis方程：=0exp(-Ea/RT) ：粘度 0：温度为T0时的值 Ea：活化能 R：理想气体常数 T：绝对温度 适用于玻璃态及Tg+100℃温度范围内。
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✓碳水化合物对无定形的干燥食品的Tg影响很大 ，常见的可溶性小分子糖如果糖、葡萄糖的Tg很 低，因此，在高糖食品中，它们显著地降低Tg， 对干制品的加工及品质有明显的影响。 ✓在含湿量相近的情况下，这几种糖类的玻璃化 转变温度由高到低的顺序为：乳糖>麦芽糖>蔗糖 >葡萄糖。
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影响玻璃化转变温度的因素
在各种含水量食品中，玻璃态、玻璃化转变温 度以及玻璃化转变温度与贮藏温度的差值，同 食品加工和贮存稳定性密切相关。
Tg值已成为食品品质的一个重要预测指标。在 Tg前后，体系中一系列物理和力学性质发生不 连续的显著变化，对于大多数固体食品的加工 和品质都会产生很大的影响。
玻璃化转变
会计学
1
橡胶态（ｒｕｂｂｅｒｙ ｓｔａｔｅ）：随着温度升高至 某一温度时，链段运动受到激发，但整个分子链 仍处于冻结状态，在受到外力作用时，无定型聚 合物表现出很大形变，外力解除后，形变可以恢 复，这种状态称为~或高弹态、晶态。
粘流态：温度继续升高，不仅链段可以运动，整个 分子链都可以运动，无定形聚合物表现出粘性流 动的状态，即粘流态。