Методика оцінки якісних та морфологічних показників шкаралупи курячих яєць на основі фізико-геометричного підходу в термохімічному аналізі

Abstract

В роботі представлені результати оцінки показників якості та морфологічних особливостей шкаралупи курячих яєць як біонанокомпозитних захисних бар’єрних структур на основі фізико-геометричного підходу в термохімічному аналізі. Зважаючи на це, метою нашого дослідження була розробка методу оцінки якості яєчної шкаралупи на основі комплексу «мас-спектрометр – високовакуумна електрична піч – ПК». Цей метод надає можливість оцінити морфологічні і нерозривно пов’язані з ними механічні та міцнісні параметри за допомогою термодесорбційного аналізу (ТДС). Метод визначення щільності та мікроструктури шарів кальциту (СаСО3) як базового інгредієнту шкаралупи пташиних яєць включає дослідження кінетичних параметрів вуглекислого газу (СО2 ; m/z 44 а.о.м.) із зразка шкаралупи масою 0,5-5 мкг, який знаходиться у вакуумі в кварцовій пробірці при поступовому підвищенні температури (від 25 до 950 о С). Вимірювання кількості СО2 проводиться методом газової мас-спектрометрії (мас-спектрометр МХ-7304А (SELMI, Суми, Україна) з подальшою комп’ютерної обробкою отриманої термограми (крива інтенсивності піку в мас-спектрі, котрий обумовлений іонами СО2, яка тісно корелює з кількістю вуглекислого газу, що утворюється в реакції термічної деструкції кальциту). Теоретичною основою нашого дослідження є роботи N. Koga, котрий ввів термін фізико-геометричний підхід в термохімії, що демонструє, зокрема пряму залежність форми та інтенсивності піків іонів на термограмах, які відповідають певним компонентам газової суміші, що утворюються при нагріванні твердофазових структур при високих температурах і термічному розкладанні цих структур. Більш того, крім змін форми та інтенсивності піків, відбуваються зрушення цих піків на температурній шкалі, які корелюють з морфологічними та міцнісними характеристиками твердофазових структур. Проведений аналіз методом ТДС та електронної мікроскопії (ЕМ) шкаралупи яєць курей трьох груп – 1 – контроль, 2 – яйця з кальцитними наростами, 3 – яйця, шкаралупі яких притаманна хаотична кристалічна структура та мікро- і макродефекти і встановлена наявність прямого зв’язку між формами термограм, характерних для шкаралупи зазначених яєць. Створена бібліотека типових термограм шкаралупи, на основі яких можна проводити визначення якісних та морфологічних особливостей шкаралупи яєць курей.