鑠思百檢測可提供DSC測試-差示掃描量熱儀檢測服務(wù)！

食品加工過程中，熱是最普遍的加工參數(shù)，不論是食品的熱殺菌、烹調(diào)、干燥還是冷凍保藏都會涉及到熱加工過程。

當食品與熱之間相互作用，食品會發(fā)生一系列的變化，如相變（水和冰）、蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生變化（有序到無序）、質(zhì)量或組成的變化、流變性質(zhì)的變化等等。大多數(shù)物質(zhì)隨溫度的變化，熱容、結(jié)構(gòu)等將發(fā)生變化，這個過程同時伴隨著能量的改變，因此可用熱分析技術(shù)對其進行研究。

一、蛋白質(zhì)

在加熱過程中，蛋白質(zhì)分子的展開需要吸收能量（如氫鍵的斷裂等），這部分熱稱為變性熱。蛋白質(zhì)變性一般表現(xiàn)為分子結(jié)構(gòu)從有序到無序、從折疊到展開，這些結(jié)構(gòu)的變化伴隨能量的變化，可用DSC進行測量。

應(yīng)用舉例：蛋白質(zhì)熱變性和組分分析肌肉是一個復(fù)雜的體系，主要有三類蛋白質(zhì)組成，分別為肌球蛋白、肌漿蛋白、肌動蛋白。

下圖是有關(guān)大白兔肌肉受熱變性的DSC熱分析。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個變性峰分別代表肌球蛋白、肌漿蛋白、肌動蛋白在不同溫度下的熱變性。可清楚地看到，肌球蛋白對熱最不穩(wěn)定，在60℃左右就發(fā)生變性，而肌動蛋白對熱相對較穩(wěn)定。

PS：DSC并不能研究所有的蛋白質(zhì)。就酪蛋白而言，其分子結(jié)構(gòu)是展開的，因此加熱時，并不存在分子展開的問題，在DSC給出的熱分析圖上將沒有變性峰的出現(xiàn)。

此外，DSC熱分析技術(shù)也可用于分析檢驗，如嬰幼兒奶粉中β-乳球蛋白的檢測。DSC熱分析技術(shù)還可用于研究蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-水、蛋白質(zhì)-糖、蛋白質(zhì)的熱變性動力學(xué)等等問題。

二、水分含量的測定

食品中的水用水分活度來表示時，可分為可凍結(jié)水（在0℃能結(jié)冰，也稱為自由水）和非凍結(jié)水（一般在-80℃不能結(jié)冰，也稱為結(jié)合水）。

DSC熱分析技術(shù)可用來測定食品體系中的自由水。總水分含量可根據(jù)AOAC標準方法在103~105℃進行恒重來測定，即可得結(jié)合水含量，結(jié)合水含量=總水分含量-自由水含量。     

下圖是有關(guān)蠟質(zhì)玉米淀粉中水分含量的DSC熱分析。一般方法是利用冰的熔化熱來進行測量自由水的含量。 此實驗是以2℃/min的速度從15℃冷卻到-40℃來進行測量的。圖上吸收峰的峰面積就代表了樣品的熔化焓ΔH,而ΔH0為在0℃時冰的熔化熱 (355.6 J/g)。

計算公式為:自由水含量=ΔH/ΔH0×100%。這樣可根據(jù)冰的熔化熱來測定和計算食品中自由水的含量。

三、淀粉

淀粉糊化過程代表了淀粉分子從有序狀態(tài)到無序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，同時也伴隨著能量的變化，因此可以利用DSC對淀粉的糊化特性、糊化程度及淀粉顆粒晶體結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)移溫度等進行測定。

舉例：完全糊化的淀粉樣品在DSC分析過程中應(yīng)為沒有吸收峰的平坦直線。

Mechteldis等人提出：根據(jù)淀粉DSC分析過程中吸熱峰面積(即熱焓ΔH)的大小可估測淀粉糊化度的大小。

他們將制備好的馬鈴薯糊化淀粉（α-淀粉酶測得糊化度為糊化度為61.1%）與天然馬鈴薯淀粉（未經(jīng)糊化）分別按0:100、25:75、50:50、75:25、100:0混合成5個樣，分別用DSC和α-淀粉酶測定其焓變和糊化程度，結(jié)果如圖示。

由焓變ΔH和糊化度的關(guān)系曲線知，兩者成正相關(guān)，因此只要找出它們的相關(guān)系數(shù)，便可用DSC測定淀粉的糊化度。

四、油脂

油脂在加熱及冷卻過程中表現(xiàn)出大量的由加熱而引起的相轉(zhuǎn)變，因此可用DSC對油脂進行研究。DSC關(guān)于脂類的研究分為兩類，一類是生物膜；另一類是動物脂肪和植物油。一般可以使用DSC熱分析技術(shù)來研究脂類物質(zhì)的熔點和結(jié)晶動力學(xué)。

如圖，用DSC監(jiān)測牛油在卡諾拉油中的摻假狀況。牛油熔點高,其DSC冷卻曲線表現(xiàn)有一個尖銳的高熔點放熱峰，卡諾拉油高熔點酯含量遠低于牛油。由圖可知，一旦卡諾拉油中含有一定量牛油，則在DSC冷卻記錄圖中高溫區(qū)域會出現(xiàn)放熱峰。摻假量上升時，這高溫區(qū)峰的尺寸增大，峰的位置（最大峰出現(xiàn)的溫度）會朝著較高的溫度區(qū)域做少許移動。除了在植物油中檢測動物油脂的存在，DSC還可應(yīng)用于植物油氧化穩(wěn)定性的研究及油脂中蠟質(zhì)的檢測等等。