差示扫描量热法在食品中的应用
dsc工作原理
dsc工作原理DSC工作原理DSC（Differential Scanning Calorimetry）即差示扫描量热法，是一种常用的热分析技术。
它通过测量样品在升温或降温过程中释放或吸收的热量，来研究样品的热性质、热行为以及相变过程等。
DSC 广泛应用于材料科学、化学、制药、食品、能源等领域。
DSC仪器由一个样品室和一个参比室组成，两个室都装有热电偶，用于测量温度差异。
样品室中放置待测试的样品，参比室中放置一个已知热性质的参比物质，用于校准。
在实验过程中，两个室的温度同时升高或降低，记录下温度变化和热流变化的数据。
当样品发生热变化时，会吸收或释放热量，导致温度差异。
DSC通过比较样品室和参比室的温度差异，来推断样品的热行为。
当样品吸收热量时，其温度高于参比室，反之，当样品释放热量时，其温度低于参比室。
DSC曲线是根据样品和参比物的温度差异绘制的。
曲线的横轴表示温度，纵轴表示热流变化。
曲线的形状和峰值位置可以提供关于样品的热性质的信息。
DSC曲线的主要特征有以下几个方面：1. 峰形：DSC曲线上的峰表示样品的热变化。
峰的形状可以提供关于样品的相变类型和性质的信息。
例如，峰的形状可以判断样品是否发生了熔融、结晶、玻璃化等相变过程。
2. 峰面积：峰面积表示样品在相变过程中释放或吸收的热量。
通过计算峰面积，可以确定相变的焓变。
3. 峰温：峰温表示样品发生相变的温度。
通过测量峰温，可以确定样品的熔点、结晶点等热性质。
DSC的工作原理可以简单总结为：样品和参比物同时升温或降温，测量样品室和参比室的温度差异，绘制DSC曲线，通过曲线的形状、峰面积和峰温等特征，来研究样品的热性质和相变过程。
DSC在材料科学和化学领域有着广泛的应用。
例如，在材料研究中，DSC可以用来研究材料的熔融、结晶、玻璃化等相变过程，评估材料的热稳定性和热性能。
在制药领域，DSC可以用来研究药物的相变性质，优化药物的制备工艺。
在食品行业，DSC可以用来研究食品的热稳定性和储存稳定性。
油脂氧化程度指标
油脂氧化程度指标
油脂氧化程度指标是衡量油脂质量的一个重要参数。
油脂在存储、加工、烹调等过程中，由于受到氧气、光照、温度等因素的影响，会发生氧化反应，导致氧化程度的增加。
氧化程度较高的油脂会产生酸败、变味等不良反应，不仅影响口感和营养价值，还可能对人体健康造成风险。
因此，对油脂的氧化程度进行监测和评估，能够及时发现油脂的质量问题，保障食品安全和健康，具有重要的意义。
目前常用的油脂氧化程度指标主要包括：过氧化值（POV）、酸值（AV）、自由脂肪酸值（FFA）、差示扫描量热法（DSC）等。
其中，过氧化值是最常用的指标之一，它反映油脂中过氧化物的含量，越高则说明油脂氧化程度越高。
酸值和自由脂肪酸值则是反映油脂中自由脂肪酸含量的指标，当油脂氧化程度较高时，脂肪酸会被分解出来，导致酸值和自由脂肪酸值的升高。
差示扫描量热法是一种新兴的氧化指标，它通过测量油脂在加热过程中的热变化，来判断油脂的氧化程度。
除了以上指标外，还有许多其他的氧化指标，如硫化值、二烯值、色泽、味道等。
不同的指标适用于不同种类的油脂，具体的选择需要根据实际情况进行判断。
此外，还需要注意的是，氧化指标只是反映油脂氧化程度的一个方面，实际应用中还需要结合其他指标和实验结果进行综合评估，以确保油脂质量的稳定和安全。
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差示扫描量热法在食品中的应用
35 Apr. 2019 CHINA FOOD SAFETY Copyright©博看网 . All Rights Reser食品中的应用
□ 李 琪 吕珍珍 张 娴 德阳市食品检验重点实验室 德阳市食品药品安全检验检测中心
前言
在食品加工过程中，涉及许多跟热 能相关的工艺手段，如高温灭菌、煮制、 干燥及冷冻等，在这些过程中，食品 的性质和结构会发生一些变化，如淀 粉糊化、蛋白质变性、热熔变化、相 变及流变性改变等，其中伴随的能量 的变化可用热分析技术进行研究。差 示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）是在程序控温的 条件下，测定样品对热能的吸收和释 放速率，并以热流率与温度或时间的 关系来表示物质发生热力学变化的参 数的一种热分析技术，在食品中广泛 应用于比热容、结晶速率、相转变及 玻璃化转变温度等的研究。差示扫描 量热法可监测温度范围宽，具有较高 的灵敏度和分辨率，且所需试样少， 适用于多种不同形式和种类的食品样 品的分析。
差示扫描量热法在油脂研究中 的应用
在 油 脂 加 工 业， 劣 质 油 掺 杂 造 成 的食品安全问题频发，气相色谱法是 检测劣质油掺杂的主要方法，但存在 样品前处理复杂、成本高等缺点。差 示扫描量热法在检测油脂掺杂方面具 有快速、便捷、准确性高等优点。使 用差示扫描量热法测定椰子油中廉价 棕果油的掺入可知，随着棕果油加入 量的增加，吸热峰面积、峰尾温度及 峰值随之减少，并呈线性关系，可以 测定棕果油的加入量从而对劣质油掺 入的判定提供依据。差示扫描量热法 还可以测定油脂的氧化过程中的能量 变化（主要表现为放热），为研究植 物油的氧化稳定性提供基础。在油脂 微 波 加 热 或 煎 炸 过 程 中， 随 着 加 热 时 间 的 增 加， 油 脂 结 晶 峰 向 低 温 处 转移，随之热焓值也急剧下降。油脂 的氧化主要是由于氧分子与不饱和脂 肪酸的结合，油脂的不饱和脂肪酸含 量越高，氧化程度越高，结晶峰更加 明显。值得注意的是，油中的氧化产 物和部分甘三酯也会使熔程向低温方 向转移，从而影响差示扫描量热法结 晶峰参数。
DSC在淀粉中的应用
DSC在淀粉中的应用（Application of DSC in the research starch）生化学院食品101班李玉娇3100401119摘要：介绍了DSC 热分析仪的原理与性能, 利用DSC研究淀粉糊化与老化过程的热力学性质，测定玻璃化转变温度,并对其在食品研究中的发展趋势进行了展望。
关键词：DSC; 淀粉；玻璃化；应用A b st r a ct : This paper introduces the principle and performance of DSC. The method of differential scanning calorimetry (DSC) was used to study thermodynamic property of gelatinization .The prospect of its application in food research is also mentioned .K e y w o r d s: DSC;starch ;glass state;application前言差示扫描量热技术( DSC) 是一种使用最为普遍的热分析技术, 主要用来直接测量程序控制温度下物质的物理性质与温度的关系热分析曲线, 特别适合于研究伴随有焓变或比热容变化的现象。
淀粉作为大多数高等植物的主要储藏物,是由直链淀粉和支链淀粉构成, 它的许多性质如糊化、老化、玻璃化相变等都与热有关, 都伴随着热焓或比热容的变化。
故而许多研究人员都采用DSC来检测淀粉在热相变过程中的热流变化,为深入研究淀粉颗粒在热相变过程中的结构变化提供有价值的参考资料[ 1]。
淀粉是绿色植物果实种子块根块茎的主分是空气中二氧化碳和水经光合作用合成的产物取之不尽用之不竭的天然资源目前广泛应用于造纸纺织精细化工包装材料制造等工业类在4000多年前就开始使用淀粉，但大规模工产和以应用淀粉及对其结构的研究，只有100多年历史｡淀粉是人类主食，在营养方面起着重要作用。
热分析技术简介——DSC
热分析技术简介——DSC摘要：差示扫描量热分析仪因其使用方便，精确度高等特点，多年来备受青睐。
本文介绍了差示扫描量热法（DSC）的发展历史、现状及工作原理，并且简要地介绍了DSC在天然气水合物、食品高聚物测定和水分含量测定、油脂加工过程及产品、沥青性能研究及改性沥青的性能评定中的应用。
关键词：DSC 技术发展现状应用一、差示扫描量热法( DSC ) 简史18世纪出现了温度计和温标。
19世纪，热力学原理阐明了温度与热量即热焓之间的区别后，热量可被测量。
1887年，L e Chatel ier进行了被认为的首次真正的热分析实验：将一个热电偶放入黏土样品并在炉中升温，用镜式电流计在感光板上记录升温曲线。
1899年，Robert s Austen将两个不同的热电偶相反连接显著提高了这种测量的灵敏度，可测量样品与惰性参比物之间的温差。
1915年，Honda首次提出连续测量试样质量变化的热重分析。
1955年，Boersm a设想在坩埚外放置热敏电阻，发明现今的D SC。
1964年，Watson等首次发表了功率补偿DSC的新技术。
差示扫描量热法是六十年代以后研制出的一种热分析方法。
它被定义为：在温度程序控制下，测量试量相对于参比物的热流速随温度变化的一种技术，简称DSC（Differ entia l Scanni ng Calovi metry）。
根据测量方法的不同，又分为两种类型：功率补偿型D SC和热流型DSC。
其主要特点是使用的温度范围比较宽、分辨能力高和灵敏度高。
由于它们能定量地测定各种热力学参数（如热焓、熵和比热等）和动力学参数，所以在应用科学和理论研究中获得广泛的应用。
二、差示扫描量热法的现状2.1差示扫描量热法（DSC）的原理差示扫描量热法（DSC）装置是准确测量转变温度，转变焓的一种精密仪器,它的主要原理是：将试样和参比物置于相同热条件下，在程序升降温过程中，始终保持样品和参比物的温度相同。
差示扫描量热法
差示扫描量热法
差示扫描量热法（DSC）是一种用于确定受控温度范围内被测样品与参考样品之间热流率差异的技术。
该分析过程是在一个封闭的系统中实现的，该封闭系统与周围环境之间通过边界隔离，只有热量和能量可以流动，而质量不能通过边界流动。
差示扫描量热法可以在恒定压力或恒定体积下进行，这使分析人员可以监测由所研究的反应引起的温度变化。
差示扫描量热法。
DSC常用于：1，获取未知材料的性质和成分信息；2，研究样品纯度和确认成分分析。
同时，DSC在食品和制药行业中也很流行，用于表征和微调某些性质；大分子的稳定性，折叠或展开信息也可以通过DSC实验测量。
差示扫描量热法可应用于：
1，相变分析。
通过测量焓随温度的变化来确定熔点、结晶点和相变；
2，玻璃化温度测量。
用高分辨率量热法检测玻璃化转变温度（Tg）；3，比热容的测量。
用蓝宝石标准测定固体和液体的Cp（比热容）；4，化学反应焓的测定。
测定化学反应的吸热和放热焓ΔH；
5，热、氧化稳定性的测定。
测定各种气体环境和不同压力下的氧化诱导时间。
简述dsc的测定原理、方法和应用。
简述dsc的测定原理、方法和应用
差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）是一种常用的热分析技术，用于测定物质在温度变化下的热特性。
下面是关于DSC的测定原理、方法和应用的简要概述：测定原理：DSC通过比较被测样品与参比样品之间的热量差异来分析样品的热性质。
样品和参比样品均受相同的温度变化，并通过测量它们之间的温差来计算样品吸放热的变化。
这种测量可以提供有关固、液、气相变、热容量和反应等性质的信息。
测定方法：DSC的测定方法包括样品和参比样品的制备和装填、温度控制和扫描速率、数据采集和分析等步骤。
样品和参比样品一起加热或冷却，期间测量温度差异所产生的热量变化。
通过控制加热速率和记录热量响应，可以获得样品的热性质。
应用：DSC在材料科学、化学、医药、食品和生物等领域具有广泛的应用。
一些主要的应用包括：
•确定材料的熔点、热分解、相变和结晶性质。
•研究聚合物的热性质、玻璃转变温度和热稳定性。
•表征药物的热性质、配方稳定性和反应动力学。
•分析食品的固-液相变、结晶过程和品质特性。
•研究生物分子的热稳定性、折叠和反应动力学。
此外，DSC还可用于评估材料的纯度、反应动力学参数、材料
的储存和运输条件等方面的研究。
dsc热焓值
DSC热焓值1. 引言热焓值是一种重要的热力学参数，它描述了物质在恒定压力下吸收或释放的热量。
DSC（差示扫描量热仪）是一种常用的实验方法，可以测量物质的热焓值。
本文将介绍DSC热焓值的定义、测量原理、应用以及相关的注意事项。
2. DSC热焓值的定义热焓值是指物质在恒定压力下吸收或释放的热量。
在DSC实验中，热焓值可以通过测量样品与参比物之间的温度差来计算得到。
DSC仪器会对样品和参比物同时加热，测量它们之间的温度差异，并将其转化为热焓值。
3. DSC热焓值的测量原理DSC仪器通过测量样品和参比物的温度差来计算热焓值。
在实验开始前，样品和参比物会被放置在同一环境中，然后以相同的速率加热。
当样品发生物理或化学变化时，会吸收或释放热量，导致样品和参比物之间的温度差异。
DSC仪器会通过控制加热功率来保持样品和参比物的温度相等，从而测量它们之间的温度差。
这个温度差可以转化为热焓值，通过下面的公式计算：热焓值 = 温度差× 热容其中，温度差是指样品和参比物之间的温度差，热容是指样品或参比物的热容。
4. DSC热焓值的应用DSC热焓值在许多领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：4.1 材料科学DSC热焓值可以用于研究材料的热性质，如熔点、热分解温度等。
通过测量材料在不同温度下的热焓值变化，可以了解材料的热稳定性和热行为，从而指导材料的设计和制备。
4.2 化学反应动力学DSC热焓值可以用于研究化学反应的动力学过程。
通过测量反应前后的热焓值变化，可以确定反应的放热或吸热性质，进而分析反应的速率和机理。
4.3 药物研究DSC热焓值可以用于药物研究中的晶体相变和稳定性研究。
通过测量药物在不同温度下的热焓值变化，可以评估药物的物理稳定性和热稳定性，从而指导药物的制剂和储存条件的选择。
4.4 食品科学DSC热焓值可以用于食品中成分的相变和热稳定性的研究。
通过测量食品在不同温度下的热焓值变化，可以了解食品的热性质和储存条件对其品质的影响，从而指导食品的加工和保存。
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差示扫描量热法在食品中的应用
作者：李琪吕珍珍张娴
来源：《食品安全导刊·下旬刊》2019年第04期
前言
在食品加工过程中，涉及许多跟热能相关的工艺手段，如高温灭菌、煮制、干燥及冷冻等，在这些过程中，食品的性质和结构会发生一些变化，如淀粉糊化、蛋白质变性、热熔变化、相变及流变性改变等，其中伴随的能量的变化可用热分析技术进行研究。
差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）是在程序控温的条件下，测定样品对热能的吸收和释放速率，并以热流率与温度或时间的关系来表示物质发生热力学变化的参数的一种热分析技术，在食品中广泛应用于比热容、结晶速率、相转变及玻璃化转变温度等的研究。
差示扫描量热法可监测温度范围宽，具有较高的灵敏度和分辨率，且所需试样少，适用于多种不同形式和种类的食品样品的分析。
差示扫描量热法在蛋白质研究中的应用
不同的蛋白质具有不同的功能特性，这些性质与蛋白质的结构密切相关。
在食品加工过程中蛋白质会变性，使蛋白质结构改变，而影响其功能。
蛋白质从天然状态变成变性状态一般伴随着分子排列无序化以及结构从折叠状态变成展开状态，差示扫描量热法可以测量在这些状态变化过程中伴随的能量变化，进而评估加工形式对食品功能性的影响。
加热是食品工业中处理大豆蛋白的常见方式，加热过程中蛋白质的天然结构改变而使其凝胶性、乳化性发生变化，通过差示扫描量热法来监测这个过程，可以分析溶剂条件、分子间相互作用及加工条件等对蛋白质功能性质的影响。
谷氨酰胺转胺酶是一种已广泛应用于食品工业加工领域的蛋白质交联剂，它是催化蛋白质分子之间酰基转移的催化剂，使各种蛋白质分子间产生共价交联，从而改善工业食品的产品性能，已成为酶制剂领域研究和生产的热点产品。
谷氨酰胺转氨酶作为一种以蛋白质为结构基础的酶制剂，许多因素会导致蛋白质变性从而使其失去活性，如加热、重金属、紫外线照射等，其中温度变化是造成酶失去活性的主要原因，这极大地影响了蛋白质的生产、保存、运输和在较宽泛环境下的使用。
加入外源性保护剂可以改善这一问题，如糖类、蛋白质和多肽类物质等可使活性酶蛋白分子折叠的驱动力和酶蛋白的自由能改变等方面来使蛋白质分子结构具有更高的稳定性。
可以使用差示扫描量热法来研究改变这些外部条件的情况下谷氨酰胺转胺酶的热稳定性变化。
差示扫描量热法在油脂研究中的应用
在油脂加工业，劣质油掺杂造成的食品安全问题频发，气相色谱法是检测劣质油掺杂的主要方法，但存在样品前处理复杂、成本高等缺点。
差示扫描量热法在检测油脂掺杂方面具有快
速、便捷、准确性高等优点。
使用差示扫描量热法测定椰子油中廉价棕果油的掺入可知，隨着棕果油加入量的增加，吸热峰面积、峰尾温度及峰值随之减少，并呈线性关系，可以测定棕果油的加入量从而对劣质油掺入的判定提供依据。
差示扫描量热法还可以测定油脂的氧化过程中的能量变化（主要表现为放热），为研究植物油的氧化稳定性提供基础。
在油脂微波加热或煎炸过程中，随着加热时间的增加，油脂结晶峰向低温处转移，随之热焓值也急剧下降。
油脂的氧化主要是由于氧分子与不饱和脂肪酸的结合，油脂的不饱和脂肪酸含量越高，氧化程度越高，结晶峰更加明显。
值得注意的是，油中的氧化产物和部分甘三酯也会使熔程向低温方向转移，从而影响差示扫描量热法结
晶峰参数。
差示扫描量热法在碳水化合物中的应用
淀粉的糊化特性、糊化程度、已经糊化的淀粉的老化程度等均可使用差示扫描量热法来测定。
淀粉糊化是指在水中加热的情况下，淀粉颗粒溶胀，随着温度的升高，淀粉分子中氢键断裂，淀粉链分离，淀粉溶液变为糊状，这是一个吸热的过程，在差示扫描量热法分析图谱上呈现吸热峰。
完全糊化的淀粉在差示扫描量热法分析过程中表现为无吸热峰，故差示扫描量热法分析淀粉糊化过程中吸热峰面积的大小可估测其糊化程度。
淀粉糊老化时，分子重排形成晶体结构，要破坏这种晶体结构需要外加能量。
因此老化后的淀粉糊在差示扫描量热法分析中出现吸热峰，老化程度增加，吸热峰增大，从而可评估淀粉老化程度。
差示扫描量热法研究食品的玻璃化转变温度
食品在玻璃化状态下，其品质变化速率十分缓慢，所以玻璃化状态在食品色、香、味以及营养成分的保存方面具有重要意义。
玻璃化状态即随着温度的升高，聚合物由玻璃态转变为橡胶态，这个转化温度即玻璃化温度Tg。
差示扫描量热法的一项非常重要的用途就是研究食品的玻璃化转变温度。
物质在转变为玻璃化状态时，通常伴随吸热或放热的能量变化，这为差示扫描量热法研究食品体系的玻璃化转变提供了基础。
目前，谷物、淀粉等的玻璃化转变过程研究较为广泛，这些方面的研究测定可以为生产实践提供更好的加工保藏工艺参数。
结语
近年来，差示扫描量热法在蛋白质、碳水化合物、油脂的热性质测定中有了长足发展。
食品的玻璃态是现代食品领域的一个很重要的研究课题，运用差示扫描量热法研究玻璃态转变现象更加方便、快捷而有效。
随着差示扫描量热法在食品动力学和热力学性质等方面的研究越来越深入，在提高工业食品产品性能，优化食品加工和贮藏条件等方面的应用将会越来越广泛。