熱分析儀應用於食品原料特性分析

水分、以及其他存在於食材 (奶、蛋、肉類、蔬菜、穀物)中的天然化合物，通常對加熱過程有一定的敏感度。加熱這些食品原料，通常會改變這些原料的物理特性、微生物特性、以及感官風味。了解食材在食品加工熱處理過程中的「溫度-時間」變化，將有助於在食品加工、儲存處理過程中，採用加熱或冷卻程序，來保持食品成品的物理穩定性，並研發出長期保存食材新鮮度與安全性的方法。比方延遲牛油的氧化速度、阻止麵包中的澱粉變質、避免巧克力產生油斑、或是醬汁中的固液相分離情形。

這些都是食品工程研究人員專注的研究領域，透過示差掃描量熱儀 (DSC) 的協助，從非平衡反應 (non-equilibriium reactions)、或不明化學分子交互作用的熱動力學角度，來了解食品原料的特性。

法國專業熱分析儀製造商 SETARAM 提供一系列全方位食品熱分析儀，其中高靈敏的 MicroSC 微示差掃描量熱儀，可模擬所有食品處理過程中的環境條件，並精密測量在這些條件下的相關係數變化。例如低溫條件對蛋白質變性的影響，或是高壓處理這類延長食品保鮮期的新研究。SETARAM 的專業高精密熱分析儀器 MicroSC，同時具有示差掃描模式與等溫模式，能夠為您大大提高研究的效率，以及相關數據的可靠性。

澱粉的回凝反應研究（MicroSC 示差掃描模式）

糊化後的澱粉經歷回凝反應 (retrogradation)的過程，涉及直鏈澱粉和支鏈澱粉的再結晶，並造成食物的老化。研究小麥麵團的老化情形，可使用法國 SETARAM 儀器公司，最新型的微量熱儀 「MicroSC」。

MicroSC 可量測到各種澱粉團的熱效應：

• 溶解再結晶的支鏈澱粉（在30℃到80℃之間的吸熱）。熔化熱會隨著麵團的老化而增加，並隨時間穩定增加。透過通過小麥和玉米的指數法，可窺知一二。
• 溶解直鏈澱粉複合物（在120℃左右吸熱）。熔化熱隨著麵團的老化而增加，並隨時間穩定增加。
• 在較高溫度下（約160℃），檢測到再結晶澱粉酶的熔化（不在下圖中）

白蛋白的變性研究 Denaturation of Albumin（MicroSC 示差掃描模式）

白蛋白 (Albumin) 是在許多食品中存在的主要蛋白質，例如蛋清，牛奶、肉。這些蛋白質會在特定溫度的影響下凝固。這種熱性質常被用於食品加工過程，例如在糖精煉過程中，用以淨化溶液，或被用作乳化劑和膠凝劑。

這種現象，可用 MicroSC 微量熱儀來觀察。將550mg的10％白蛋白，溶解在pH5，0.1M 的 NaCl溶液中，溫度以1℃/min的加熱速率，從20℃ 加熱至 95℃。在白蛋白變性之前，可清楚地測量到到聚合轉化 (Aggregation Transformation) 的情形。

在不同掃描速率下融化棕櫚油（MicroSC 示差掃描模式）

棕櫚油主要由甘油和稱為甘油酯 (glycerides) 的脂肪酸所組成。棕櫚油中的甘油酯比例，是控制其品質的重要因素。

該成分可以使用新型的 MicroSC 量熱儀來觀察，在多晶型形式與固-液相之間的相變來確定。當甘油酯被加熱時，對應於不同的晶形，可檢測出不同的吸熱效應。透過降低掃描速率（降至0.05℃/min），可達到更好分離的分離效果，在不影響熱流信號品質的前提下，提供不同部分的更好的鑑識資料。