Vuorovaikutukset

Question 1

Elintarvikkeiden fys. rakenne vaikuttaa (3)

Answer 1

• fysikaalisiin o. (viskositeetti)
• teknologisiin o. (säilyvyys)
• aistittaviin o. (maku, haju, väri)

Question 2

Elintarvikkeiden fysikaalisen rakenteen tarkastely fys-kem. keinoin haastavaa, koska… (3)

Answer 2

• koostumukseltaan ja rakenteeltaan mutkikkaita järjestelmiä
• eivät ole homogeenisiä
• eivät ole aina termodynaamisesti tasapainotilassa

Question 3

Millaisia termodynaamisia systeemejä elintarvikkeet ovat?

Answer 3

Minimienergiaan pyrkiviä

Question 4

Avoin systeemi

Answer 4

• energiaa ja ainetta vaihtuu
• salaattikulho: lämpenee auringosta, haihduttaa vettä

Question 5

Suljettu systeemi

Answer 5

• vaihtaa energiaa
• säilykepurkki: kuumentaminen

Question 6

Sisäinen/sisäenergia =

Answer 6

• U
• molekyylien kineettisen ja potentiaalienergian summa

Question 7

Gibssin energia G soveltuu…

Answer 7

avoimien ja suljettujen systeemien energiamuutosten tarkasteluun

Question 8

Gibssin energia kaava

Answer 8

G = H-TS, jossa
H = entalpia
T = absoluuttinen lämpötila
S = entropia

Question 9

Reaktiot ovat spontaaneja/tasapainossa, jos…

Answer 9

spontaani: G < 0
tasapainossa: G = 0, eikä tila muutu spontaanisti

Question 10

Vapaa energia G = H - TS voi minimoitua… (3)

Answer 10

• entalpian H pienentymisen kautta
• entropiatermin TS suurentumisen kautta
• näiden yhdistelmänä

Question 11

Entropiatermi TS suurenee, kun…

Answer 11

• T kasvaa
• epäjärjestys kasvaa

Question 12

Itsejärjestäytyminen

Answer 12

Prosessi, jossa järjestelmän osat (esim. molekyylit/polymeerit) järjestäytyvät spontaanisti järjestäytyneiksi rakenteiksi ilman ihmisen vaikutusta.

Question 13

Attraktio

Answer 13

Vetovoima rakenneosien välillä

Question 14

Repulsio

Answer 14

Poistovoimat
- tarvitaan, jotta aine ei luhistu kasaan

Question 15

Vuorovaikutukset heikkenevät…

Answer 15

hiukkasten etäisyyden kasvaessa

Question 16

Staattisessa itsejärjestäytymisessä…

Answer 16

systeemi pyrkii kohti tasapainotilaa, jossa järjestelmän vapaa energia on minimissään

Question 17

Dynaamisessa itsejärjestäytymisessä…

Answer 17

systeemi ei ole tasapainossa ja sen ylläpitämiseen tarvitaan energiaa

Question 18

Staattinen molekulaarinen itsejärjestäytyminen…

Answer 18

on molekyylien välistä (intermolekulaarista) tai molekyylien sisäistä (intramolekulaarista)

Question 19

Intermolekulaarinen järjestäytyminen

Answer 19

Misellien muodostuminen

Question 20

Intramolekulaarinen järjestäytyminen

Answer 20

Proteiinien laskostuminen

Question 21

Biologisten systeemien itsejärjestäytyminen (esim.)

Answer 21

• proteiinit
• proteiinimisellit

Question 22

Elintarvikkeiden prosessoinnin eri vaiheissa itsejärjestäytyneet (esim.)

Answer 22

• kaksoiskalvot
• misellit
• liposomit

Question 23

Yhteistä: biologinen ja prosessoinnin aiheuttama itsejärjestäytyminen

Answer 23

Ei tarkoituksellisesti ohjattu perinteisessä elintarvikkeiden valmistuksessa

Question 24

Ero: biologinen ja prosessoinnin itsejärj.

Answer 24

Biologisten systeemien itsejärj. taustalla pääasiassa genomien ohjaus, prosessoinnissa termodynamiikka

Question 25

Vahvat sidokset

Answer 25

- metallisidos - ionisidos - kovalenttinen sidos (poolinen/pooliton)

Question 26

Heikot sidokset

Answer 26

- ioni-dipoli-sidos - dipoli-dipoli-sidos (vetysidos) - van der Waalsin vetovoima

Question 27

Sidoksen voimakkuutta voidaan kuvata...

Answer 27

energiana sidosten lukumäärää kohti - kJ/mol

Question 28

Mitkä sidokset 'pysyviä'?

Answer 28

- kovalenttiset - ioni => muut rikkoutuu lämpöliikkeen seurauksena

Question 29

Kovalenttinen sidos

Answer 29

- hyvin voimakas 150-900 kJmol > kBT - sidoselektronit useamman atomin orbitaaleilla

Question 30

Sähköstaattiset sidokset

Answer 30

- aina sähkösiten hiukkasten välillä (ionit, molekyylit, kolloidaaliset hiukkaset) - suht. voimakkaita

Question 31

Dipoli-dipoli sidos

Answer 31

- molekyyleillä osittaisvarauksia (elektronegatiivisuusero) - vuorovaikutus aina puoleensavetävä

Question 32

Vetysidos

Answer 32

- verraten vahva dipoli-dipolisidos - molekyylit, joissa vety kovalenttisesti sitoutunut elektronegatiiviseen atomiin (O, N, F) - vesimolekyylien väliset H-sidokset

Question 33

van der Waalsin vuorovaikutus

Answer 33

- voimia kaikkien molekyylien välillä - vv heikkoja, pienenee molekyylien etäisyyden kasvaessa

Question 34

Fysikaalisen rakenteen kannalta tärkeimmät kem. yhdisteet elintarvikkeissa (3)

Answer 34

- vesi - triasyyliglyserolit - elintarvikepolymeerit (proteiinit, polysakkaridit)

Question 35

Veden merkittävimmät ominaisuudet (3)

Answer 35

- molekyylin dipolinen luonne - vetysidokset - molekyylien hydratoituminen - hydrofiilisten yhdisteiden liukeneminen

Question 36

TAG ominaisuudet

Answer 36

- kiinteän rasvan määrä - rasvakiteiden rakenne - kideverkostot

Question 37

Rasvakiteisiin/kideverkkoihin vaikuttaa (5)

Answer 37

- teknologiset käsittelyt - lämpötilahistoria - rh koostumus (pituus, tyydyttyneisyys, cis-trans) -TAG koostumus (sn-paikkaisomeria) - polymorfiset muodot

Question 38

Polymeeri =

Answer 38

suuri molekyyli, joka koostuu monesta kovalenttisin sidoksin toisiinsa liittyneestä toistuvasta rakenneyksiköstä (monomeerista)

Question 39

Polyelektrolyytti

Answer 39

Polymeerin rakenneyksiköt vedessä dissosioituvia, eli varauksellisia - anioninen/polyhappo: pektiini, alginaatit - kationinen/polyemäs: harvinainen - polyamfolyytti sis. molempia: proteiini

Question 40

Elintarvikkeiden rakenteelle tärkeitä proteiinien fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia (3)

Answer 40

- liukoisuus - adsorboituminen faasien rajapinnoille - 3D- proteiiniverkostojen muodostaminen, viskositeetin nostaminen