測定原理DSC即差示掃描量熱法[5]是在維持樣品與參比物的溫度相同的程序控制下,?測量輸送給被測物質(zhì)和參比物質(zhì)的能量差值與溫度之間關(guān)系的一種熱分析技術(shù)方法。DSC有兩套獨(dú)立的加熱裝置在相同的溫度條件下采用電補(bǔ)償,?并測量樣品對熱量的吸收,?兩個加熱器在整個過程中保持在一定的溫度范圍之內(nèi),?可以精確、快速地控制溫度并進(jìn)行熱容、熱焓的測量。DSC分為功率補(bǔ)償型、熱通量DSC和熱流型3種類型,?具有易定量分析、分辨率高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),?能定量測定多種熱力學(xué)和動力學(xué)參數(shù),?且可進(jìn)行晶體微細(xì)結(jié)構(gòu)分析等工作,?如樣品的焓變,?比熱容等的測定。DSC的工作原理參見圖16】。樣品與參照物的溫差(?ΔT)?反映出熱效應(yīng)的大小。DSC在操作時,?其樣品量非常少,?通常固體樣品在10~20mg,?液體樣品在10~20μL?范圍內(nèi)。樣品的制備與進(jìn)樣對測定結(jié)果均有很大的影響。
樣品與參照物的溫差(?ΔT)?反映出熱效應(yīng)的大小。DSC?在操作時,?其樣品量非常少,?通常固體樣品在10~20?mg,?液體樣品在10~20?μL?范圍內(nèi)。樣品的制備與進(jìn)樣對測定結(jié)果均有很大的影響。
淀粉與水混合后，淀粉顆粒就會吸水膨脹，當(dāng)加熱淀粉乳時，淀粉分子開始劇烈震動，淀粉分子內(nèi)和分子間氫鍵就被打斷，因此在原來氫鍵位置上就吸入大量水(水化作用)，淀粉結(jié)晶區(qū)開始慢慢消失，當(dāng)結(jié)晶區(qū)完全消失時即稱為糊化，此時溫度為糊化溫度??因淀粉糊化過程代表淀粉分子從有序狀態(tài)到無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變，同時也伴隨著能量變化，因此可利用DSC進(jìn)行測量??淀粉糊化是食品加工過程中的一種重要現(xiàn)象,如面包和蛋糕的焙烤、谷物類品的擠壓等都有賴于適度的淀粉糊一直以來學(xué)者們對淀粉糊化的工藝性都很關(guān)注,根據(jù)淀粉顆粒的性質(zhì),?采不同的方法研究了淀粉的糊化。這些法包括:粘度法、顯微觀察法、光透射、雙折射法等,?但這些方法都受到一些數(shù)諸如淀粉/水比例、溫度范圍等的限而用DSC卻不受這些因素的限制[8]。原因在于 ? DSC可以在較寬的淀粉/比例范圍內(nèi)研究淀粉糊化;? DSC可測定100℃以上的糊化溫度;??根據(jù)C檢測結(jié)果可以估算相變熱焓值[?7]。
劉京生等[9]利用DSC研究了脫脂米粉與未脫脂米粉淀粉的糊化過程，結(jié)果見圖2。
通過冷卻糊化后的濃縮淀粉水懸浮液可以得到淀粉凝膠。在凝膠陳化過程中,其流變學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶度和持水能力發(fā)生顯著變化,?這一變化過程就是淀粉老化。它是影響淀粉食品質(zhì)構(gòu)的主要因素。一般認(rèn)為,?淀粉老化包括兩個相互獨(dú)立的過程,?(?a)?糊化過程中可溶性直鏈淀粉凝膠化。(?b)?糊化后的淀粉顆粒內(nèi)支鏈淀粉的重結(jié)晶。通常用定量DSC技術(shù)來研究淀粉老化過程中支鏈淀粉重結(jié)晶的速率和程度,?也就是說,DSC技術(shù)是一種檢測重結(jié)晶凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成過程的可行方法。根據(jù)DSC曲線中融化吸熱峰的大小,?可以計算出老化淀粉結(jié)晶的量,?從而判斷淀粉的老化程度[?10-11]。
丁文平等[12]利用DSC對糯小麥淀粉老化(?回生)?特性進(jìn)行研究，測試條件為將糊化后的樣品分別在4℃下儲藏1、3、5、?和14?d?后重新用DSC進(jìn)行回生測定。掃描范圍為20～100?℃，?升溫速率為10?℃/min?，結(jié)果見表4。
由表4可知，糊化淀粉在DSC分析過程中不再有熱力學(xué)過程發(fā)生，而在冷卻時，隨著糊化淀粉在低溫下放置時間不同，老化程度也不同。時間越長，回生程度越大，從而導(dǎo)致回生后淀粉的分析結(jié)果相差很大，這與淀粉回生理論相一致。因此，可以用DSC分析手段來檢測淀粉回生程度。
玻璃化相變是影響大分子聚合物物理性質(zhì)的一種重要相變特性。它是無定形聚合物的特征,?是一個二級相變過程[?13]。在低溫下,?聚合物長鏈中的分子是以隨機(jī)的方式呈
