1．DWS测试技术介绍
 

　　微观结晶分析仪(Rheolaser Crystal)基于多散斑扩散波光谱学原理(DWS)。激光被样品中的颗粒散射，形成光学信号，通过数学处理后得到样品结构的表征参数，叫做微观动力因子(Hz)(Micro-Dynamics)，微观动力因子随时间或温度逐渐发生变化，当产品微观结构发生显著变化时(如相转变等)会出现特征峰。将该因子进行积分，可以得到微观动力因子演化图。
 

　　仪器基本结构
 

　　结构变化时出现的特征峰
 

　　2．脂肪结晶的构成
 

　　脂肪的结晶成分主要是脂肪酸，脂肪酸依赖于不同的结晶条件可以形成混合的甘油三酯，下图左为共晶形式，下图右为多晶形式。
 

　　共晶和多晶
 

　　脂肪多晶的组成结构，从小至大依次为：分子、薄板、纳米片状(多层薄板)、脂肪球、宏观脂肪。
 

　　脂肪多晶的结构
 

　　脂肪多晶(固体)在加热融化过程中，当温度超过低熔点的脂肪球熔点时，低熔点的脂肪球先分解，高熔点的脂肪球依然支撑着脂肪的整体形状，类似于Jenga积木一样，虽然部分结构瓦解了，但是整体形状依然保持不变。随着温度继续增加，高熔点的脂肪球再分解，脂肪全部变成液体。
 

　　多晶融化过程示意图
 

　　3．实测数据
 

　　样品信息
 

　　蜜蜡(低融化点)，烛木蜡(高融化点)，混合蜡(50%蜜蜡50%烛木蜡)
 

　　下图是蜜蜡和烛木蜡升温融化过程的微观动态因子(μD)曲线图，纵坐标代表着结晶结构的变化程度，即100%意味着结晶结构*变化；横坐标为样品实际温度。
 

　　样品融化过程的微观动态因子曲线图
 

　　从图中可见，蜜蜡在较早的温度下结晶就开始变化瓦解，当温度升高至70℃时结晶*瓦解(融化变为液体)；而烛木蜡μD在55- 65℃的缓慢增加，随后在73-78℃快速的增加，说明烛木蜡具有两种不同的结晶结构，即多晶。
 

　　将蜜蜡和烛木蜡以50/50混合后，以2℃/min的速度使样品结晶。测试该结晶在融化过程中的结晶结构变化过程。
 

　　样品融化过程的微观动态因子曲线图
 

　　从图中可见，在2℃/min的降温速度下，混合蜡样品(中间的曲线)，在低温时，蜜蜡的结晶结构先瓦解，而后随着温度升高，烛木蜡的结晶结构再瓦解，说明混合蜡样品形成了典型的多晶结构，一部分是蜜蜡结晶，另一部分是烛木蜡结晶。
 

　　将混合蜡以更快的降温速度冷却，测试该结晶在融化过程中的结晶结构变化过程。
 

　　样品融化过程的微观动态因子曲线图
 

　　可以看到，越快的降温速度，得到的T50(结晶结构变化到达50%时的温度)越高，说明结晶结构越以烛木蜡为主。当混合蜡直接在冰水浴中结晶时，可以看到形成的结晶结构*为烛木蜡结晶，蜜蜡分子在形成结晶前，体系就烛木蜡结晶凝固了，没有来得及组装成蜜蜡结晶。这说明，脂肪在凝固时，越快的降温速度越利于形成共晶。
 

　　4．结论
 

　　1.共晶的脂肪产品具有单一的融化点，多晶样品具有多个融化点。
 

　　2.对于混合的脂肪结晶，越快的降温速度越利于形成共晶。
 

　　3.Rheolaser Crystal可以监测样品的微观结构变化过程，判断样品的结晶结构，确定每个多晶的相转变温度。
 

　　4.DWS方法监测结晶结构变化过程，具有精度高(升降温速率设置范围)、分辨率高(光学无侵入式测量)、通用性强(不限制样品形态可直接测试)的优点，可以监测样品所有的物理转变现象结晶、融化、相转变、多晶形态转变等。