Although phase/state behavior is im

Although phase/state behavior is important, the second piece
to understanding and controlling phase transitions of sweeteners
is kinetics, or the rate at which crystallization (nucleation and
growth) takes place. Primarily, the rate of formation of nuclei is
the most important aspect for controlling crystallization since nucleation
rate determines the total number of crystals present in the
final product. However, the rate of crystal growth can influence
final properties as well. The rate of crystallization is governed by
a supersaturation driving force, but is also influenced by external
conditions such as heating or cooling rates, evaporation rates, and
shear or agitation rates. Furthermore, a supersaturated state may
exist but not lead to formation of crystals due to other constraints.
The effects of doctoring agents to moderate crystallization in confections
and the inability of the highly supersaturated glassy state
to grain are 2 examples where kinetic constraints act to retard or
completely inhibit crystallization.
The rate of crystallization is an important factor since it determines
the nature of the crystalline phase, whether there are
numerous small crystals or fewer larger crystals (Hartel 2001). The
nature of the crystalline dispersion influences numerous properties
of the food, including texture and appearance. For example, improper
crystallization in fondant leads to the occurrence of large
crystals that impart an undesirable coarse texture (Lees 1965).
Crystallization mechanisms
The general principles of crystallization have been covered in
great detail elsewhere (Dirksen and Ring 1991; Mullin 2001).
Crystallization in foods and sweeteners has also been reviewed in
detail (Hartel and Shastry 1991; Hartel 2001). In this section, we
briefly review the general principles and add recent citations on
mechanisms of sweetener crystallization.
Nucleation. Nucleation is the first and the most important step
of crystallization. Since the number and extent of nuclei determine
the amount and size of crystals in the finished product, controlling
crystallization starts with controlling nucleation (Hartel 2001).
Crystals can form only from a supersaturated solution, in which
the sweetener concentration exceeds the solubility concentration.
At a molecular level, nucleation occurs when enough sugar
molecules come together in an arrangement that minimizes their
free energy, leading eventually to formation of a crystal lattice.
While in the liquid state, sugar molecules associate with water
molecules through hydrogen bonds, with the number of molecules
of solvation water depending on the chemical structure of the
sugar and concentration of the dissolved sugar. For nucleation to
occur, these water molecules (the hydration layer) must de-solvate
from the sugar molecules to allow sugar-sugar molecular interactions,
which happen with increasing frequency as concentration
increases above the solubility concentration. A stable nucleus is
formed when a cluster of sugar molecules reaches the critical size,
which decreases with increasing supersaturation (Mullin 2001).
The propensity of different sugars to nucleate can be quite different;
for example, mannitol and maltitol nucleate readily compared
to sucrose and xylitol (Bensouissi and others 2010). How easily
nucleation occurs depends on the physicochemical properties of
the sweetener, such as solubility, viscosity (diffusivity), surface tension,
and hydration number (number of water molecules associated
with the sweetener molecule) (Bensouissi and others 2010).
Nucleation can occur by either homogeneous or heterogeneous
mechanisms. Homogeneous nucleation occurs when a sufficient
number of molecules come together to form a 3-dimensional, stable
nucleus, whereas in heterogeneous nucleation, a solid substrate
replaces a portion of the molecules needed to form a stable cluster.
Due to the natural presence of nucleating sites (such as dust
particles, other impurities, and so on), heterogeneous nucleation
is generally the predominant form of nucleation in foods. The
energy required for the formation of crystal volume and surface
(Dirksen and Ring 1991; Mullin 2001) needs to be overcome
by the driving force, or supersaturation. In heterogeneous nucleation,
foreign nucleation sites (dust and so on) decrease the energy
needed and the degree of supersaturation required for nucleation
(Mullin 2001).
Nucleation rate, or the number of crystals formed (per unit
time per unit volume), for a given sugar is dependent on both
internal and external factors. As noted above, each sweetener has
a propensity for nucleation based on its physicochemical nature,
but external heat and mass transport conditions (such as temperature,
cooling rate, and agitation) can also influence the ability of
a supersaturated state to nucleate. In some sugars, a fairly wide
zone of supersaturation exists where nucleation is limited; in this
metastable zone, sweetener molecules do not attain the critical
cluster size for conversion to a stable nucleus. The width of the
metastable zone of sucrose, mannitol, maltitol, and xylitol correlates
with the propensity of these sweeteners to crystallize (Bensouissi
and others 2010). That is, systems with a lower metastable
zone are faster nucleating than those with a large metastable
zone.
Measuring nucleation rate has generally proven difficult—nuclei
are defined as the initial crystal forms, before the crystals grow to a
size where they can be observed, and counting the number of nuclei
formed over time is difficult. Because of this difficulty, many
studies have investigated the induction time for nucleation and
then assumed an inverse relationship between induction time and
nucleation rate; however, this relationship does not work under
all circumstances, especially when near the glass transition region
(Levenson and Hartel 2005). Furthermore, measurement of induction
time is also difficult since the time required for nuclei to
reach a detectable size is often longer than the true induction time
required for initial onset of formation of nuclei.
Although numerous methods have been used over the years to
measure nucleation rate or induction time, most of these methods
make assumptions and introduce errors that limit their accuracy.
One of the simplest methods of characterizing nucleation rate
is to count the number of crystals that form as a function of
time. However, the time required for nuclei to grow to detectable
size may introduce significant errors depending on the sensing
measurement. Besides visual and microscopic observations, tools
such as calorimetry, turbidity, x-ray, and other spectroscopic tools
have been used. Sensing methods that get closest to the actual
nucleus formation give the best results. Recently, Stapley and
others (2009) used an image analysis method to extract nucleation
rate for samples nucleating on a microscope stage.
To further compound the difficulties of studying nucleation,
the natural variability inherent in formation of the crystal lattice
generally results in hugely variable results. A classical study on sucrose
nucleation by Van Hook and Bruno (1949) documented this
variability. Under carefully controlled conditions, a supersaturated
sucrose solution poured into 4 different vials varied in induction
time from as short as a few hours to as long as 24 h. Only slight
differences in the nucleating capability of heterogeneous nuclei
sites are sufficient to give such variable nucleation results. Experimental
measurement of induction time for nucleation of a sucrose
and corn syrup mixture (based on microscopic evaluation of the
presence of crystals) showed that the variability in time for onset
of nuclei formation was greatest when induction times were at
their highest (Figure 8). That is, at the optimal temperature for
nucleation, induction time was shortest and so was the variability
in nucleation rate.
Because of the variability in nucleation, seed crystals are often
added to bypass the nucleation step. For example, seeding of
nougat, fudge, or marshmallow with a small amount of fondant
or powdered sugar circumvents the need for controlling nuclei
Figure 8–Time required for onset of sucrose nucleation for sugar syrup
(80:20 sucrose to 42 DE corn syrup; 20% water content). Syrups (n = 3)
were cooled quickly from 80 ◦C to observation temperature with
agitation initiated once syrup had reached the desired temperature (data
from E. Wesner, unpublished).
formation (Minifie 1999). Rather than carefully cooling and agitating
the mass to induce graining, the fudge maker can elect
simply to add fondant to the mass after cooking. The seed crystals
that remain after adding fondant simply dissolve or grow until the
saturation concentration has been reached. However, the trade-off
with seeding is that the crystal size in the finished product is only
as small as the size of the seed crystals added; thus, slightly coarser
product is generally obtained from seeding.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แม้ว่าขั้นตอน/รัฐลักษณะสำคัญ ชิ้นที่สองการทำความเข้าใจ และการควบคุมการเปลี่ยนเฟสของสารให้ความหวานจลนพลศาสตร์ หรืออัตราที่ซึ่งตกผลึก (nucleation และเจริญเติบโต) เกิดขึ้น เป็นหลัก มีอัตราการก่อตัวของแอลฟาด้านที่สำคัญที่สุดสำหรับการควบคุมการเกิด nucleation ตั้งแต่จำนวนทั้งหมดที่อยู่ในผลึกกำหนดอัตราการผลิตภัณฑ์สุดท้าย อย่างไรก็ตาม อัตราการเจริญเติบโตของผลึกสามารถมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติสุดท้ายเช่นกัน อัตราการตกผลึกเป็นไปตามsupersaturation ขับรถบังคับ แต่ยังได้รับอิทธิพลจากภายนอกเช่นความร้อน หรือเย็นราคา อัตราการระเหย และแรงเฉือนหรืออาการกังวลต่ออัตรา นอกจากนี้ รัฐ supersaturated อาจมี แต่ไม่นำไปสู่การก่อตัวของผลึกเนื่องจากข้อจำกัดอื่น ๆลักษณะพิเศษของตัวแทนเองตกผลึกใน confections doctoringและไม่สามารถฟิตรัฐ supersaturated สูงกับข้าวเป็นตัวอย่างที่ 2 ที่มีข้อจำกัดเดิม ๆ ทำหน้าที่เหนี่ยว หรือยับยั้งการตกผลึกอย่างสมบูรณ์อัตราการตกผลึกเป็นปัจจัยสำคัญเนื่องจากกำหนดธรรมชาติของเฟสผลึก ว่า มีผลึกขนาดเล็กจำนวนมากหรือน้อยกว่าขนาดใหญ่ผลึก (Hartel 2001) ที่ลักษณะของการกระจายตัวเป็นผลึกมีผลต่อคุณสมบัติมากมายอาหาร รวมทั้งเนื้อสัมผัสและลักษณะปรากฏ ตัวอย่างเช่น ไม่เหมาะสมตกผลึกใน fondant ที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของขนาดใหญ่ผลึกที่มีเนื้อหยาบไม่พึงปรารถนา (ลีส์ 1965) สอนกลไกการตกผลึกหลักการทั่วไปของการตกผลึกมีการครอบคลุมในดีรายละเอียดอื่น ๆ (Dirksen และแหวน 1991 Mullin 2001)ตกผลึกในอาหารและสารให้ความหวานยังมีการตรวจทานในรายละเอียด (Hartel และ Shastry 1991 Hartel 2001) ในส่วนนี้ เราทบทวนหลักการทั่วไป และเพิ่มอ้างล่าสุดบนสั้น ๆกลไกการตกผลึกของสารให้ความหวานNucleation Nucleation เป็นครั้งแรก และขั้นตอนสำคัญที่สุดของตกผลึก เนื่องจากกำหนดหมายเลขและขอบเขตของแอลฟาจำนวนและขนาดของผลึกในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป การควบคุมตกผลึกเริ่มต้น ด้วยการควบคุม nucleation (Hartel 2001)สามารถฟอร์มผลึกเฉพาะจากโซลูชัน supersaturated ที่ความเข้มข้นของสารให้ความหวานเกินความเข้มข้นละลายในระดับโมเลกุล nucleation เกิดพอน้ำตาลโมเลกุลมารวมกันในการจัดเรียงที่ช่วยลดความฟรีพลังงาน ในที่สุดนำไปสู่การก่อตัวของโครงตาข่ายประกอบคริสตัลในสถานะของเหลว น้ำตาลโมเลกุลที่เชื่อมโยงกับน้ำโมเลกุล โดยที่พันธบัตรไฮโดรเจน กับจำนวนโมเลกุลsolvation น้ำขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมีของการน้ำตาลและความเข้มข้นของน้ำตาลละลาย สำหรับ nucleation เพื่อเกิดขึ้น โมเลกุลน้ำเหล่านี้ (ชั้นไล่น้ำ) ต้อง solvate เดอจากโมเลกุลน้ำตาลให้น้ำตาลน้ำตาลโมเลกุลโต้ซึ่งเกิดขึ้น ด้วยการเพิ่มความถี่ความเข้มข้นเพิ่มขึ้นสูงกว่าความเข้มข้นละลาย เป็นนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพเกิดขึ้นเมื่อคลัสเตอร์ของโมเลกุลน้ำตาลขนาดสำคัญที่ลดลงกับเพิ่ม supersaturation (Mullin 2001)สิ่งของต่าง ๆ น้ำตาลไป nucleate จะค่อนข้างแตกต่างกันตัวอย่าง mannitol และ maltitol nucleate พร้อมเปรียบเทียบซูโครสและไซลิทอล (Bensouissi และอื่น ๆ 2010) วิธีง่าย ๆเกิด nucleation ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของ physicochemicalการสารให้ความหวาน ละลาย ความหนืด (diffusivity) แรง ตึงผิวและไล่น้ำ (หมายเลขของโมเลกุลน้ำที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลสารให้ความหวาน) (Bensouissi และ 2010)สามารถเกิด nucleation เหมือน หรือแตกต่างกันกลไกการ Nucleation เหมือนเกิดขึ้นเมื่อมีเพียงพอจำนวนโมเลกุลมารวมกันเพื่อฟอร์มคอก 3 มิตินิวเคลียส ในขณะที่ในบริการ nucleation พื้นผิวแข็งแทนส่วนของโมเลกุลที่จำเป็นในรูปแบบคลัสเตอร์ที่มีเสถียรภาพเนื่องจากธรรมชาติของ nucleating (เช่นฝุ่นละอองอนุภาค อื่น ๆ สิ่งสกปรก และอื่น ๆ), nucleation ที่แตกต่างกันโดยทั่วไปจะกันตัว nucleation ในอาหาร ที่พลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของผลึกปริมาตรและพื้นผิว(Dirksen และแหวน 1991 Mullin 2001) ต้องเอาชนะโดยแรงขับ หรือ supersaturation ในบริการ nucleationพลังงานลด nucleation ต่างประเทศอเมริกา (ฝุ่นและอื่น ๆ)จำเป็น และระดับของ supersaturation จำเป็นสำหรับ nucleation(Mullin 2001)อัตรา nucleation หรือหมายเลขของผลึกที่เกิดขึ้น (ต่อหน่วยเวลาต่อหน่วยปริมาตร), สำหรับน้ำตาลที่กำหนดจะขึ้นอยู่กับทั้งปัจจัยภายใน และภายนอก ตามที่กล่าวข้างต้น สารให้ความหวานแต่ละได้สิ่งสำหรับ nucleation ตามลักษณะ physicochemicalแต่มวลและความร้อนภายนอก (เช่นอุณหภูมิ การขนส่งทำความเย็นอัตรา และอาการกังวลต่อ) สามารถยังมีอิทธิพลต่อความสามารถของรัฐ supersaturated เพื่อ nucleate ในบางน้ำตาล ค่อนข้างหลากหลายโซนของ supersaturation อยู่ที่จำกัด nucleation ในที่นี้โซน metastable โมเลกุลสารให้ความหวานไม่บรรลุที่สำคัญขนาดคลัสเตอร์สำหรับการแปลงให้เป็นนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพ ความกว้างของการโซน metastable ของซูโครส mannitol, maltitol และไซลิทอลสัมพันธ์กับมีสิ่งของสารให้ความหวานเหล่านี้ตกผลึก (Bensouissiและผู้อื่น 2010) นั่นคือ ระบบล่างเป็น metastableโซน nucleating เร็วกว่าผู้ที่มีขนาดใหญ่ metastableโซนวัดอัตรา nucleation ได้โดยทั่วไปพิสูจน์ยากเช่นแอลฟามีกำหนดเป็นแบบคริสตัลครั้งแรก ก่อนที่ผลึกเติบโตเป็นขนาดที่พวกเขาจะสังเกตได้จาก และตรวจนับจำนวนของแอลฟาเกิดขึ้นช่วงเวลาเป็นเรื่องยาก เพราะปัญหานี้ หลายศึกษาได้ตรวจสอบเวลาเหนี่ยวนำสำหรับ nucleation และแล้ว ถือว่ามีความสัมพันธ์ผกผันระหว่างเวลาเหนี่ยวนำ และอัตรา nucleation อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์นี้ไม่ทำงานภายใต้กฎหมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใกล้ภูมิภาคเปลี่ยนแก้ว(Levenson และ Hartel 2005) นอกจากนี้ วัดของเวลาก็ยากตั้งแต่เวลาที่จำเป็นสำหรับแอลฟาเพื่อถึงขนาดอาสาเป็นนานกว่าเวลาจริงการเหนี่ยวนำจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นของการก่อตัวของแอลฟาแม้ว่าการใช้วิธีการหลายปีการวัด nucleation อัตราหรือเหนี่ยวนำเวลา ส่วนใหญ่ของวิธีการเหล่านี้ทำให้สมมติฐาน และแนะนำข้อผิดพลาดที่จำกัดความถูกต้องของวิธีที่ง่ายที่สุดของการกำหนดลักษณะ nucleation อัตราคือการ นับจำนวนของผลึกที่เป็นฟังก์ชันของเวลา อย่างไรก็ตาม เวลาจำเป็นสำหรับแอลฟาจะเติบโตสามารถตรวจสอบได้ขนาดอาจเกิดข้อผิดพลาดที่สำคัญขึ้นอยู่กับการตรวจวัด นอกจากการสังเกตภาพ และกล้องจุลทรรศน์ เครื่องมือเช่น calorimetry ความขุ่น เอ็กซ์เรย์ และเครื่องมือด้านอื่น ๆมีการใช้ วิธีการตรวจที่ได้รับใกล้เคียงกับค่าจริงก่อตัวของนิวเคลียสให้ผลดีสุด ล่าสุด Stapley และอื่น ๆ (2009) ใช้วิธีการวิเคราะห์ภาพเพื่อแยก nucleationอัตราตัวอย่างที่ nucleating บนเวทีกล้องจุลทรรศน์การผสมความยากของการเรียน nucleation เพิ่มเติมความแปรผันทางธรรมชาติในการก่อตัวของโครงตาข่ายประกอบคริสตัลโดยทั่วไปผลอย่างมหาศาลตัวแปรผลลัพธ์ การศึกษาคลาสสิกซูโครสnucleation Hook แวนและ Bruno (1949) เอกสารนี้สำหรับความผันผวน ภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมอย่างระมัดระวัง การ supersaturatedโซลูชั่นซูโครส poured เป็น 4 vials ที่แตกต่างกันแตกต่างกันในการเหนี่ยวนำเวลาจากสั้นกี่ชั่วโมงจะเป็นเวลานาน 24 ชม เล็กน้อยเท่านั้นความแตกต่างในความสามารถในการ nucleating ของแอลฟาที่แตกต่างกันอเมริกามีเพียงพอที่จะให้ผลลัพธ์ nucleation ตัวแปรดังกล่าว ทดลองวัดเวลา nucleation ของซูโครสเหนี่ยวนำและส่วนผสมน้ำเชื่อมข้าวโพด (ตามการประเมินด้วยกล้องจุลทรรศน์จะสถานะของผลึก) ชี้ให้เห็นว่าความแปรผันที่ในเวลาที่เริ่มมีอาการของแอลฟา ก่อตัวได้มากที่สุดเมื่อถูกเหนี่ยวนำเวลาที่ความสูง (รูปที่ 8) นั่นคือ อุณหภูมิเหมาะสมสำหรับnucleation เหนี่ยวนำเวลาสั้นที่สุด และการที่ความแปรผันในอัตรา nucleationเนื่องจากความแปรผันใน nucleation ผลึกเมล็ดมักเพิ่มการข้ามขั้นตอน nucleation อัตราตัวอย่าง ของnougat ฟัดจ์ หรือมาร์ชแมลโลว์ ด้วย fondant จำนวนเล็กน้อยหรือน้ำตาลผง circumvents จำเป็นสำหรับการควบคุมแอลฟารูป 8-ระยะเวลาการเริ่มของ nucleation ซูโครสสำหรับน้ำตาลน้ำเชื่อม(ซูโครส 80:20 กับน้ำเชื่อมข้าวโพดเดอ 42 น้ำ 20%) Syrups (n = 3)ได้ระบายความร้อนด้วยอย่างรวดเร็วจาก 80 ◦C สังเกตอุณหภูมิด้วยอาการกังวลต่อเมื่อน้ำเชื่อมได้ถึงอุณหภูมิ (ข้อมูลที่ต้องการเริ่มต้นจาก E. Wesner ยกเลิกประกาศ)ก่อ (Minifie 1999) แทนที่จะเย็น และ agitating อย่างระมัดระวังสามารถเลือกมวลชวน graining, maker ฟัดจ์เพียงเพื่อเพิ่ม fondant เพื่อมวลชนหลังจากการทำอาหาร ผลึกเมล็ดที่ยังคงอยู่หลังจากเพิ่ม fondant ก็ละลาย หรือเติบโตจนถึงการความเข้มข้นอิ่มตัวแล้ว อย่างไรก็ตาม การ trade-offเมล็ดมีขนาดผลึกในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเพียงตามขนาดของผลึกเมล็ดเพิ่ม ดังนั้น เล็กน้อย coarserโดยทั่วไปมีรับผลิตภัณฑ์จากเมล็ด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แม้ว่าขั้นตอน /
พฤติกรรมของรัฐเป็นสิ่งที่สำคัญชิ้นที่สองในการทำความเข้าใจและการเปลี่ยนขั้นตอนการควบคุมของสารให้ความหวานเป็นจลนศาสตร์หรืออัตราที่ตกผลึก
(นิวเคลียสและการเจริญเติบโต) จะเกิดขึ้น ส่วนใหญ่อัตราการก่อตัวของนิวเคลียสคือสิ่งสำคัญที่สุดในการควบคุมการตกผลึกเนื่องจากนิวเคลียสอัตรากำหนดจำนวนของผลึกอยู่ในผลิตภัณฑ์สุดท้าย อย่างไรก็ตามอัตราการเติบโตของผลึกจะมีผลต่อคุณสมบัติขั้นสุดท้ายเช่นกัน อัตราการตกผลึกเป็นหน่วยงานจุดอิ่มตัวแรงผลักดันแต่ยังได้รับอิทธิพลจากภายนอกเงื่อนไขเช่นความร้อนหรือมีอัตราการระบายความร้อนอัตราการระเหยและเฉือนหรือมีอัตราการกวน นอกจากนี้รัฐอิ่มตัวอาจอยู่ แต่ไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของผลึกเนื่องจากข้อ จำกัด อื่น ๆ . ผลของ doctoring ตัวแทนถึงปานกลางตกผลึกในฝาชีและการไร้ความสามารถของรัฐเหลือบอิ่มตัวสูงเมล็ดจะมี2 ตัวอย่างที่ จำกัด การเคลื่อนไหวทำหน้าที่ในการชะลอหรือสมบูรณ์ยับยั้งการตกผลึก. อัตราการตกผลึกเป็นปัจจัยสำคัญเพราะมันเป็นตัวกำหนดลักษณะของผลึกไม่ว่าจะมีผลึกขนาดเล็กจำนวนมากหรือน้อยกว่าผลึกขนาดใหญ่(Hartel 2001) ลักษณะของการกระจายตัวของผลึกที่มีอิทธิพลต่อคุณสมบัติมากมายของอาหารรวมทั้งพื้นผิวและลักษณะที่ปรากฏ ยกตัวอย่างเช่นที่ไม่เหมาะสมตกผลึกใน fondant จะนำไปสู่การเกิดขึ้นของขนาดใหญ่ผลึกที่บอกเนื้อหยาบที่ไม่พึงประสงค์(กาก 1965). กลไกการตกผลึกหลักการทั่วไปของการตกผลึกได้รับการกล่าวถึงในรายละเอียดที่ดีอื่นๆ (เดิร์กสันและแหวน 1991; มัลลิน 2001). การตกผลึก ในอาหารและสารให้ความหวานยังได้รับการทบทวนในรายละเอียด(Hartel และ Shastry 1991; Hartel 2001) ในส่วนนี้เราสั้น ๆ ทบทวนหลักการทั่วไปและเพิ่มการอ้างอิงล่าสุดเกี่ยวกับกลไกของการตกผลึกสารให้ความหวาน. นิวเคลียส นิวเคลียสเป็นครั้งแรกและขั้นตอนที่สำคัญที่สุดของการตกผลึก เนื่องจากจำนวนและขอบเขตของนิวเคลียสกำหนดจำนวนและขนาดของผลึกในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป, การควบคุมการตกผลึกเริ่มต้นด้วยการควบคุมนิวเคลียส(Hartel 2001). คริสตัลสามารถรูปแบบเฉพาะจากการแก้ปัญหาอิ่มตัวซึ่งความเข้มข้นของสารให้ความหวานสูงกว่าความเข้มข้นของการละลาย. ที่ ระดับโมเลกุลนิวเคลียสเกิดขึ้นเมื่อน้ำตาลมากพอโมเลกุลมาร่วมกันในการจัดเรียงที่ช่วยลดของพวกเขาพลังงานชั้นนำในที่สุดก็จะก่อตัวของผลึกตาข่ายได้. ขณะที่อยู่ในสถานะของเหลวโมเลกุลน้ำตาลเชื่อมโยงกับน้ำโมเลกุลผ่านพันธะไฮโดรเจนกับจำนวนโมเลกุลของน้ำ solvation ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมีของน้ำตาลและความเข้มข้นของน้ำตาลละลาย สำหรับนิวเคลียสที่จะเกิดขึ้นเหล่านี้โมเลกุลของน้ำ (ชั้นชุ่มชื้น) จะต้องยกเลิกการละลายจากโมเลกุลของน้ำตาลเพื่อให้โมเลกุลน้ำตาลน้ำตาลที่เกิดขึ้นกับความถี่ที่เพิ่มขึ้นเป็นความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวข้างต้นมีความเข้มข้นละลาย นิวเคลียสที่มีเสถียรภาพจะเกิดขึ้นเมื่อกลุ่มของโมเลกุลน้ำตาลถึงขนาดที่สำคัญ. ซึ่งลดลงด้วยการเพิ่มความเข้มข้นเกินจุดอิ่มตัว (มัลลิน 2001) นิสัยชอบของน้ำตาลแตกต่างกันเพื่อ nucleate สามารถแตกต่างกันค่อนข้างเช่นmannitol และ maltitol nucleate เทียบได้อย่างง่ายดายเพื่อซูโครสและไซลิทอล (Bensouissi และอื่น ๆ 2010) วิธีง่ายนิวเคลียสที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของสารให้ความหวานเช่นการละลายความหนืด(แพร่) แรงตึงผิวและจำนวนความชุ่มชื้น(จำนวนโมเลกุลของน้ำที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลของสารให้ความหวาน) (Bensouissi และอื่น ๆ 2010). นิวเคลียสสามารถเกิดขึ้นได้โดย อย่างใดอย่างหนึ่งเหมือนกันหรือแตกต่างกันกลไก นิวเคลียสเป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อมีเพียงพอจำนวนของโมเลกุลมารวมตัวกันในรูปแบบ 3 มิติที่มีความเสถียรนิวเคลียสในขณะที่ในนิวเคลียสต่างกันพื้นผิวที่เป็นของแข็งแทนส่วนของโมเลกุลที่จำเป็นในรูปแบบคลัสเตอร์ที่มีเสถียรภาพ. เนื่องจากการปรากฏตัวตามธรรมชาติของเว็บไซต์ nucleating (เช่นฝุ่นละอองอนุภาคสิ่งสกปรกอื่นๆ และอื่น ๆ ) นิวเคลียสที่แตกต่างกันโดยทั่วไปเป็นรูปแบบที่โดดเด่นของนิวเคลียสในอาหาร พลังงานที่จำเป็นสำหรับการก่อตัวของปริมาณคริสตัลและพื้นผิว(เดิร์กสันและแหวน 1991; มัลลิน 2001) ความต้องการที่จะเอาชนะโดยแรงผลักดันหรือจุดอิ่มตัว ในนิวเคลียสต่างกันเว็บไซต์นิวเคลียสต่างประเทศ (ฝุ่นและอื่น ๆ ) ลดพลังงานที่จำเป็นและระดับของความเข้มข้นเกินจุดอิ่มตัวจำเป็นสำหรับนิวเคลียส(มัลลิน 2001). อัตรานิวเคลียสหรือจำนวนของผลึกที่เกิดขึ้น (ต่อหน่วยครั้งต่อหน่วยปริมาตร) สำหรับ ได้รับน้ำตาลจะขึ้นอยู่กับทั้งปัจจัยภายในและภายนอก ดังที่ระบุไว้ข้างต้นสารให้ความหวานที่แต่ละคนมีนิสัยชอบสำหรับนิวเคลียสขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีกายภาพของมันแต่ความร้อนภายนอกและเงื่อนไขขนส่งมวลชน (เช่นอุณหภูมิอัตราการระบายความร้อนและกวน) นอกจากนี้ยังสามารถมีอิทธิพลต่อความสามารถของรัฐที่จะอิ่มตัว nucleate น้ำตาลในบางกว้างพอสมควรโซนจุดอิ่มตัวอยู่ที่นิวเคลียสมี จำกัด ; ในโซน metastable โมเลกุลสารให้ความหวานไม่บรรลุสำคัญขนาดของคลัสเตอร์สำหรับการแปลงนิวเคลียสที่มีเสถียรภาพ ความกว้างของเขต metastable ของซูโครสแมนนิทอล, maltitol และไซลิทอลมีความสัมพันธ์กับความโน้มเอียงของสารให้ความหวานเหล่านี้เพื่อตกผลึก(Bensouissi และอื่น ๆ 2010) นั่นคือระบบที่มี metastable ต่ำโซนมีnucleating เร็วกว่าผู้ที่มี metastable ขนาดใหญ่โซน. อัตรานิวเคลียสวัดได้รับการพิสูจน์โดยทั่วไปนิวเคลียสยากจะถูกกำหนดเป็นรูปแบบผลึกเริ่มต้นก่อนที่จะผลึกเติบโตไปขนาดที่พวกเขาสามารถจะสังเกตเห็นและนับจำนวนนิวเคลียสที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเป็นเรื่องยาก เพราะความยากลำบากนี้หลายการศึกษาได้รับการตรวจสอบเวลาการเหนี่ยวนำสำหรับนิวเคลียสและจากนั้นสันนิษฐานว่าความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างช่วงเวลาการเหนี่ยวนำและอัตรานิวเคลียส; แต่ความสัมพันธ์นี้ไม่ได้ทำงานภายใต้ทุกสถานการณ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงที่อยู่ใกล้เขตแก้ว(Levenson และ Hartel 2005) นอกจากนี้การวัดของการเหนี่ยวนำเวลาที่ยังเป็นเรื่องยากตั้งแต่เวลาที่จำเป็นสำหรับนิวเคลียสที่จะถึงขนาดที่ตรวจพบมักจะเป็นเวลานานกว่าการเหนี่ยวนำความจริงที่จำเป็นสำหรับการเริ่มมีอาการเริ่มต้นของการก่อตัวของนิวเคลียส. แม้ว่าวิธีการจำนวนมากได้ถูกนำมาใช้ในช่วงหลายปีที่จะวัดอัตรานิวเคลียสหรือเวลาการเหนี่ยวนำมากที่สุดของวิธีการเหล่านี้ทำให้สมมติฐานและนำข้อผิดพลาดที่ จำกัด ของพวกเขาถูกต้อง. หนึ่งในวิธีการที่ง่ายที่สุดของพัฒนาการอัตรานิวเคลียสคือการนับจำนวนของผลึกที่ฟอร์มเป็นหน้าที่ของเวลา แต่เวลาที่จำเป็นสำหรับนิวเคลียสจะเติบโตไปตรวจพบขนาดอาจนำข้อผิดพลาดที่สำคัญขึ้นอยู่กับการตรวจจับวัด นอกจากการสังเกตภาพและกล้องจุลทรรศน์เครื่องมือเช่น calorimetry ขุ่น, X-ray, สเปกโทรสโกและเครื่องมืออื่น ๆ ที่มีการใช้ การตรวจวัดได้รับวิธีการที่ใกล้เคียงกับที่เกิดขึ้นจริงการก่อนิวเคลียสให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เมื่อเร็ว ๆ นี้ Stapley และคนอื่นๆ (2009) ที่ใช้วิธีการวิเคราะห์ภาพเพื่อดึงนิวเคลียสอัตราตัวอย่างnucleating บนเวทีกล้องจุลทรรศน์. เพื่อเพิ่มเติมสารประกอบความยากลำบากของการศึกษานิวเคลียส, ความแปรปรวนทางธรรมชาติที่อยู่ในการก่อตัวของผลึกตาข่ายผลโดยทั่วไปในผลตัวแปรอย่างมหาศาล. การศึกษาคลาสสิกในซูโครสนิวเคลียสโดย Hook แวนบรูโน่ (1949) เอกสารนี้แปรปรวน ภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมอย่างระมัดระวังเป็น supersaturated สารละลายน้ำตาลซูโครสเทลงในขวดที่แตกต่างกัน 4 แตกต่างกันในการเหนี่ยวนำเวลาสั้นที่สุดเท่าที่ไม่กี่ชั่วโมงที่จะได้นานถึง24 ชั่วโมง เพียงเล็กน้อยความแตกต่างในความสามารถ nucleating นิวเคลียสที่แตกต่างกันเว็บไซต์มีเพียงพอที่จะให้ผลลัพธ์ที่นิวเคลียสตัวแปรดังกล่าว การทดลองวัดเวลาสำหรับการเหนี่ยวนำนิวเคลียสของน้ำตาลซูโครสและมีส่วนผสมน้ำเชื่อมข้าวโพด(ขึ้นอยู่กับการประเมินผลด้วยกล้องจุลทรรศน์ของการปรากฏตัวของผลึก) พบว่าความแปรปรวนในเวลาสำหรับการโจมตีของการก่อนิวเคลียสเป็นที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อครั้งการเหนี่ยวนำอยู่ที่สูงสุดของพวกเขา(รูปที่ 8) นั่นคือที่อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับนิวเคลียสเวลาที่สั้นที่สุดคือการเหนี่ยวนำและเพื่อเป็นความแปรปรวนของอัตรานิวเคลียส. เพราะความแปรปรวนในนิวเคลียสของผลึกเมล็ดมักจะเพิ่มที่จะหลีกเลี่ยงขั้นตอนนิวเคลียส ยกตัวอย่างเช่นการเพาะของตังเมเหลวไหลหรือขนมหวานที่มีจำนวนเล็ก ๆ ของ fondant หรือน้ำตาลผงหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการควบคุมนิวเคลียสรูปที่ 8 เวลาที่จำเป็นสำหรับการโจมตีของนิวเคลียสน้ำตาลน้ำเชื่อมน้ำตาล (80:20 น้ำตาลซูโครส 42 DE น้ำเชื่อมข้าวโพด; 20% ปริมาณน้ำ) น้ำเชื่อม (n = 3) ได้รับการระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็วจาก 80 ◦Cอุณหภูมิสังเกตที่มีการกวนริเริ่มน้ำเชื่อมครั้งเดียวได้ถึงอุณหภูมิที่ต้องการ(ข้อมูลจากอี Wesner, ไม่ถูกเผยแพร่). การสร้าง (Minifie 1999) แทนที่จะระบายความร้อนอย่างระมัดระวังและก่อกวนมวลที่จะทำให้เกิด graining ผู้ผลิตเหลวไหลสามารถเลือกเพียงเพื่อเพิ่มfondant เพื่อมวลหลังจากการปรุงอาหาร ผลึกเมล็ดพันธุ์ที่ยังคงอยู่หลังจากที่เพิ่ม fondant เพียงละลายหรือเติบโตจนความเข้มข้นของความอิ่มตัวของสีที่ได้รับถึง อย่างไรก็ตามการปิดที่มีการเพาะคือขนาดของผลึกในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเป็นเพียงขนาดเล็กเป็นขนาดของผลึกเมล็ดเพิ่ม; จึงหยาบเล็กน้อยสินค้าที่จะได้รับโดยทั่วไปจากการเพาะ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แม้ว่าพฤติกรรมเฟส / รัฐสำคัญสองชิ้น
เพื่อความเข้าใจและการควบคุมการเปลี่ยนเฟสของสารให้ความหวาน
เป็นจลนศาสตร์ หรืออัตราที่ตกผลึก ( nucleation และ
การเจริญเติบโต ) จะเกิดขึ้น เป็นหลัก , อัตราการก่อตัวของนิวเคลียสคือ
สำคัญที่สุดในการควบคุมอัตราการตกผลึก เพราะขนาด
กําหนดจํานวนทั้งหมดของผลึกที่มีอยู่ใน
ผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้าย อย่างไรก็ตาม อัตราการเติบโตของผลึกสามารถมีอิทธิพลต่อ
คุณสมบัติสุดท้ายเช่นกัน อัตราการตกผลึกอยู่ภายใต้การบังคับขับขี่ต่ำ แต่ยังได้รับอิทธิพลจากภายนอก เช่น ความร้อน หรือความเย็น

ราคาอัตราการระเหยและแรงเฉือนหรืออัตราการกวน นอกจากนั้น รัฐอาจ supersaturated
มีอยู่ แต่ไม่ได้นำไปสู่การก่อตัวของผลึก เนื่องจากข้อ จำกัด อื่น ๆ .
ผลของ doctoring ตัวแทนปานกลางการตกผลึกในขนม
และการไร้ความสามารถของรัฐสูง supersaturated เหลือบ
เสี้ยน 2 ตัวอย่างที่ 4 ข้อจำกัดพ.ร.บ. ชะลอหรือยับยั้งการตกผลึกสมบูรณ์
.
อัตราการตกผลึกเป็นปัจจัยสำคัญเนื่องจากจะกำหนด
ธรรมชาติของเฟสผลึก , ไม่ว่าจะมีขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่น้อยมากมาย
ผลึกคริสตัล ( hartel 2001 )
ลักษณะของการแพร่กระจายของผลึกอิทธิพลมากมายคุณสมบัติ
ของอาหารรวมถึงพื้นผิวและลักษณะที่ปรากฏ ตัวอย่างเช่น ไม่เหมาะสม
ตกผลึกในฟอน นำไปสู่การเกิดผลึกขนาดใหญ่
ที่บอกเป็นเนื้อหยาบที่ไม่พึงประสงค์ ( Lee
1965 )