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

Петренко, Ганна Олександрівна; Бордунова, Ольга Георгіївна; Petrenko, G. O.; Bordunova, O. G.

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

Петренко, Ганна Олександрівна; Бордунова, Ольга Георгіївна; Petrenko, G. O.; Bordunova, O. G.

URI: https://repo.snau.edu.ua/xmlui/handle/123456789/14851

Date: 2024

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.

Description:

Тhe paper presents the results of the assessment of quality indicators and morphological features of chicken eggshells as bionanocomposite protective barrier structures based on the physical-geometric approach in thermochemical analysis. Considering this, the goal of our research was to develop a method for evaluating the quality of eggshells based on the "mass spectrometer – high-vacuum electric oven – PC" complex. This method provides an opportunity to evaluate the morphological and inextricably related mechanical and strength parameters using thermal desorption analysis (TDS). The method for determining the density and microstructure of calcite layers (CaСО3) as the basic ingredient of bird eggshells includes the study of the kinetic parameters of carbon dioxide (СО2; m/z 44 a.o.m.) from a shell sample weighing 0.5-5 μg, which is in vacuum in a quartz tube with a gradual increase in temperature (from 25 to 950 °C). The amount of CO2 is measured by gas mass spectrometry (mass spectrometer МХ-7304А (SELMI, Sumy, Ukraine) with subsequent computer processing of the obtained thermogram (the peak intensity curve in the mass spectrum, which is caused by CO2 ions, which is closely correlated with the amount carbon dioxide formed in the reaction of thermal destruction of calcite). The theoretical basis of our research is the works of N. Koga, who introduced the term physico-geometrical approach in thermochemistry, which demonstrates, in particular, the direct dependence of the shape and intensity of ion peaks on thermograms that correspond to certain components of the gas mixture formed when solid-phase structures are heated at high temperatures and thermal decomposition of these structures. Moreover, in addition to changes in the shape and intensity of the peaks, there are shifts of these peaks on the temperature scale, which correlate with the morphological and strength characteristics of the solid-phase structures. Analysis by TDS and electron microscopy (EM) of eggshells of chickens of three groups was carried out – 1 – control, 2 – eggs with calcite growths, 3 – eggs, the shell of which is characterized by a chaotic crystal structure and micro and macrodefects, and the existence of a direct relationship between the forms of thermograms characteristic of the shell of the specified eggs has been established. A library of typical shell thermograms has been created, on the basis of which it is possible to determine the qualitative and morphological features of the shell of chicken eggs.

Show full item record