圣诞特辑 | 借助NEXTA DSC系列进行巧克力的质量控制

您偏爱哪种口感的巧克力？是追求丝滑柔润，还是偏爱脆爽质地？期望它在口中融化却不在手上留下粘腻痕迹吗？消费者对心仪巧克力的风味特质早已了然于心。正因如此，众多市场营销策略都围绕这款甜食的质地与特性展开。倘若贸然更改产品中的巧克力配方，很可能会引发强烈抵制（参考2015年吉百利奶油蛋事件[1]）。 确保每批巧克力的品质稳定，关键在于严格的质量控制。这对食品生产商而言并非易事，因为储存温度的变化会显著影响巧克力的特性。这就是为什么差示扫描量热法这种热分析技术会成为巧克力检测的利器。

DSC测定熔化特性与固体脂肪含量

差示扫描量热法作为热分析家族的重要成员，通过监测巧克力对温度变化的响应，为产品表征提供了一种简洁而精准的检测手段。基于可可脂含量的分析结果，能有效揭示产品的关键特性参数，包括熔融温度、结晶行为、储存稳定性及质地特征。

如图1中绿色曲线所示，柔滑型巧克力的典型DSC图清晰呈现了两个吸热峰（波谷），分别对应10ºC与28ºC的熔融峰温。这表明在此配方条件下，大部分脂肪将在略高于室温时融化，从而赋予巧克力绵密柔滑的独特口感。

图1：奶油巧克力的DSC图示例

差示扫描量热法还可用于测试低温储存对巧克力的影响。将样品置于仪器中降至零下温度，会改变巧克力的结晶状态，从而影响其质地结构。通过对比冷藏前后的DSC测试结果，即可验证产品在冷链储运后是否仍保持所需特性。通常极寒环境会降低巧克力的熔点。

下图2展示了储存温度与储存时间对可可脂熔融特性的影响。可可脂存在六种已知的晶体多晶型（Ⅰ型至Ⅵ型），编号越高的晶体结构热稳定性越强。通过分析可可脂的晶体多晶型，可以测定产品的耐热性、储存稳定性及质地特征，从而精确调控巧克力入口时的口感体验。这也揭示了储存温度对巧克力特性（如柔滑度）的重要性。换言之，巧克力的丝滑质感、断裂脆度和入口融化效果，都取决于其内部晶体结构的稳定表现。

图2：DSC熔融曲线 - 未处理的可可脂（a）、在10℃条件下放置1小时的可可脂（b）、在10℃下放置210小时的可可脂（c）以及在30℃下放置984小时的可可脂（d）

脂肪特性并非决定巧克力质感的唯一因素，配方同样至关重要。为展示不同类型巧克力对温度变化的响应差异，我们分别对原始样本与经控温熔融再凝固的样本进行了测试。

图3展示了柔滑型、牛奶型及高可可含量巧克力的熔融特性曲线。柔滑型巧克力在10℃与28℃附近呈现吸热峰，表明其大部分脂肪在室温下即可融化，从而形成绵密柔软的口感。

相比之下，牛奶巧克力与高可可含量巧克力的熔融峰温分别出现在33℃与34℃附近。因其大部分脂肪需在高于室温时融化，故入口初显坚实感，随后才逐渐软化。

图3展示了奶油巧克力、牛奶巧克力和高可可巧克力的熔融特性

随后将这三类巧克力以每分钟10摄氏度的速率冷却至零下50摄氏度，使其重新结晶。图4展示了第二次加热过程的DSC曲线。对比第一次与第二次加热曲线可观察到：所有样品的熔融温度均出现下降，且部分巧克力在室温下仍持续熔融。这表明冷却过程显著影响了各类巧克力的熔融特性。

图4：奶油巧克力（蓝色）、牛奶巧克力（红色）、高可可巧克力（绿色）的二次加热DSC曲线

如前文图1所示，DSC还能测定固体脂肪含量（SFC）——这是食品中脂肪与油脂含量的重要指标。虽然该指标通常采用脉冲核磁共振法检测，但通过DSC熔融峰的积分曲线也可获得简便可行的替代方案。固体脂肪含量的量化至关重要，因为它直接决定巧克力的软硬度。生产商可通过调控这一特性来满足消费者的需求。图5展示了三类巧克力的固体脂肪含量曲线：柔滑型与牛奶型巧克力在0℃以下就开始流失固体脂肪，而高可可含量巧克力直至室温附近才开始熔融。

图 5：奶油巧克力（蓝色）、牛奶巧克力（红色）、高可可巧克力（绿色）的固体脂肪含量（SFC）结果

理解巧克力熔融特性的另一种方法是将实时图像捕捉技术与差示扫描量热法结合使用。图6与图7展示了白巧克力与黑巧克力的DSC测试结果。在这种"加热-冷却"实验方法中，实时图像清晰呈现了样品的熔融与结晶过程。例如，虽然白巧克力在11.6℃处显示熔融峰，但图像显示其外观直到32.4℃完全融化时才发生明显变化。

图6：白巧克力DSC加热-冷却测试的实时图像捕捉

图7：黑巧克力DSC加热-冷却测试的实时图像捕捉