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复活兔的热分析之旅 ——巧克力的差示扫描量热法测试

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【概述】

现如今热分析法在食品生产及食品检测中应用越来越广泛,如碳和脂肪含量的检测,尤其对巧克力的组分研究。其对研究不同混合物的熔融行为、熔融温度和脂肪含量非常有效,因此对生产美味的乳脂产品至关重要。



【实验/设备条件】



 


所有样品都是从当地的食品供应商处获取。按规定使用样品,直接用带淬冷器的Chip-DSC进行测量,测试前所有样品均用液氮冷却至-40°C。

【实验/操作方法】

采用差示扫描量热法(DSC)分析食品和有机物。在此应用中,采用LINSEIS Chip DSC10对不同巧克力进行了测量。用同一热源加热样品和参比物两端,观察样品端和参比端的热功率随温度或时间的变化,获取样品在温度程序过程中的吸热、放热、比热变化等信息,计算热效应的吸放热量和特征温度。

Chip DSC集成所有DSC所需的全部主要部件。加热炉、传感器和电子元件均集成于小型化的外壳中。该芯片包含化学惰性陶瓷材料及金属材料制成的加热器和温度传感器。因此,Chip DSC具有卓越的加热和冷却速率,高达1000℃,以及优越的可再现性。

【实验结果/结论】


测试结果:


 

上图显示五种不同巧克力的DSC曲线样本。每个样品用液氮预冷至-40°C,使用相同条件和样品质量进行测量。

巧克力是脂肪、糖和可可的混合物。此外,巧克力中添加乳化剂,以确保被接触时巧克力不熔化,而放入嘴里时即可融化,有奶油及芳香的口感。因此,巧克力的质量取决于融化温度和融化峰的形状。在这个实验中,将复活节兔子的三颗硬巧克力与白色和黑色奶油巧克力进行了比较。结果表明,几乎所有测试的巧克力都呈现出双峰,这是由于低融点的牛奶脂肪和稍高融点的植物脂肪融化引起的。手工牛奶巧克力(紫色DSC曲线)在28.5℃时有一个非常窄的融化峰,这表明它的融化范围很窄,而且几乎所有脂肪都形成良好的乳状液。

然而,廉价的工业牛奶巧克力(蓝色DSC曲线)在几乎相同的起始温度下出现了一个更宽的融化峰。这或多或少相当于一种双组分巧克力,如黑白巧克力混合物的红色曲线。相比之下,两种低融点奶油巧克力(黑色和绿色DSC曲线)在大约15°C开始融化,而低融点乳脂之间也有明显的差别,奶油和外壳部分在35℃时融化。

结论

利用LINSEIS Chip DSC10很容易地分析巧克力的熔融行为。乳化剂的质量和熔融温度可以进行比较,用于质量控制和产品设计。此案例显示,手工巧克力比廉价的工业巧克力具有更均匀的融化行为。

【仪器/耗材清单】

Chip-DSC 10差示扫描热量仪

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