热分析-DSC 热分析应用-食品糊化程度分析
稻米是人类的主要粮食作物，据知目前世界上的稻属植物可能超过14万种，而且科学家还在不停研发新的稻种。稻米的种类非常多种，作为粮食的大致分为亚洲米和非洲米，较浅显易懂的分类是依稻谷的淀粉成分来区分。要了解稻米，基本的分法是往往先根据稻生长所需要的条件，依照水份灌溉来区分，因此稻又可分为水稻和旱稻。但多数研究稻作的机构，都针对于水稻，旱稻的比例则较少。旱稻又可称陆稻，它与水稻的主要品种其实大同小异，一样有籼、粳两个种。有些水稻可直接在旱地直接栽种，但产量较低，也能在水田中直接栽种。旱稻则具有很强的抗旱性，就算缺少水份，也能在贫瘠的土地上结出穗来。旱稻多种在降雨稀少的山区，也因地域不同，演化出许多特别的山地稻种。目前旱稻已成为人工杂交稻米的重要研究方向，可帮助农民节省灌溉用水。
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测试的样品是使用粳米和麻糬，在准备样品时，先加入2倍的水（约20mg）。处理样品并且测定其水含量。使用DSC测试以每分钟2℃升温，通入氮气30ml/min进行，可得到以下测试图
▲图1 显示出米样品测量结果
★ 食品中的含水量；
★ 淀粉种类和颗粒大小
★ 食品添加物：高浓度的糖会降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物并降低整体糊化程度。提高糊化温度，像食盐有时会使糊化温度提高，有时会使糊化温度降低
★ 酸度：在pH 4-7的范围内酸度对糊化的影响不太明显，然而当pH大于10.0时，降低酸度会加速糊化作用
样品C是经冷冻的米样品，相比于前两者样品，并未看到任何糊化现象产生，可假设此样品已经先产生糊化作用，故此测试并未看到糊化峰。从以上所有样品来比较糊化反应的热量，可以看出未加工过的粳米有较大热量，拥有较明显的糊化现象产生。
传统上常以黏度计测量淀粉类食品的糊化特性，使用DSC测试来测量米或淀粉类食品，可有效在样品含水的状况下来探讨浓度高或低的糊化程度，藉由DSC可准确且成功地测量出米淀粉食品类的糊化温度和吸热反应，此方法也可以了解不同米淀粉样品糊化的温度状况条件，甚至对已经加工过后的米类食品进行评估，甚至食品控管等。
稻米或淀粉食品，其糊化温度都有高低之分，糊化温度高低直接影响食品品质及加工特性，如具有高糊化温度的米煮成熟，相较于低糊化温度的米需要长时间煮食及较多的水分，依个人口感不同，米为国人的主食，一般偏好于中糊化温度的米口感；点心之类的食品则需要较低的糊化温度来制作加工；稻米的食用和蒸煮品质主要由直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度来决定，当然稻米的品质好与坏，主要在每个人的口感及喜好不同，有效利用DSC辅助并进行稻米或淀粉类食用改质，都是有效的测量方式。
▲图1 显示出米样品测量结果
从这两个样品的DSC图谱中，我们可以清楚看到在60℃和100℃之间观察到的吸热峰，是由于淀粉在此温度区域产生糊化作用，因淀粉具有糊化性，在淀粉含水的状况下，受热后颗粒会吸水膨胀，原本淀粉分子是链状甚至分支状，彼此互相牵扯，当温度上升到糊化温度时，颗粒的结晶结构被破坏，使淀粉分子变成单分子，但由于水的包覆而形成具有粘性的糊状溶液，这种现象称为糊化作用。在分析图谱中可看出两个样品在糊化下的吸热峰有所差异，可能是由于两者淀粉组成的差异所造成。粳米的淀粉组合是80%的支链淀粉和20％直链状淀粉，麻糬则是100%支链淀粉的淀粉组合物。
▲图2 显示出原料粳米和加工过后的米样品各DSC测量结果
样品A升温时可清楚看到60℃和100℃之间的吸热峰(糊化现象)，然而样品B是加工过后米样品，其吸热峰在53℃下发生，此区域产生糊化现象，相对于样品A提早约12℃左右，影响淀粉的糊化程度有：★ 食品中的含水量；
★ 淀粉种类和颗粒大小
★ 食品添加物：高浓度的糖会降低淀粉的糊化，脂类物质能与淀粉形成复合物并降低整体糊化程度。提高糊化温度，像食盐有时会使糊化温度提高，有时会使糊化温度降低
★ 酸度：在pH 4-7的范围内酸度对糊化的影响不太明显，然而当pH大于10.0时，降低酸度会加速糊化作用
样品C是经冷冻的米样品，相比于前两者样品，并未看到任何糊化现象产生，可假设此样品已经先产生糊化作用，故此测试并未看到糊化峰。从以上所有样品来比较糊化反应的热量，可以看出未加工过的粳米有较大热量，拥有较明显的糊化现象产生。
传统上常以黏度计测量淀粉类食品的糊化特性，使用DSC测试来测量米或淀粉类食品，可有效在样品含水的状况下来探讨浓度高或低的糊化程度，藉由DSC可准确且成功地测量出米淀粉食品类的糊化温度和吸热反应，此方法也可以了解不同米淀粉样品糊化的温度状况条件，甚至对已经加工过后的米类食品进行评估，甚至食品控管等。
稻米或淀粉食品，其糊化温度都有高低之分，糊化温度高低直接影响食品品质及加工特性，如具有高糊化温度的米煮成熟，相较于低糊化温度的米需要长时间煮食及较多的水分，依个人口感不同，米为国人的主食，一般偏好于中糊化温度的米口感；点心之类的食品则需要较低的糊化温度来制作加工；稻米的食用和蒸煮品质主要由直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度来决定，当然稻米的品质好与坏，主要在每个人的口感及喜好不同，有效利用DSC辅助并进行稻米或淀粉类食用改质，都是有效的测量方式。
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| 适用仪器: 示差扫描热分析仪(DSC) |
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