本课题基于巧克力储藏期起霜的油脂“迁移-重结晶”理论假说，通过DSC、旋转流变法、分子模拟等探究油凝胶、改性淀粉在不同条件下对巧克力微观结构的稳定作用，并通过货架期实验对模型巧克力储藏过程中的热稳定性、抗霜性等进行验证，从而实现配方优化，为高稳定性巧克力的功能性配方筛选及开发提供新的策略思路。

1. 油凝胶、改性淀粉在不同条件下对微结构调控的效果

2. 不同组分配方的模型巧克力的最优过程工艺参数和储藏条件

  巧克力一种老少皆宜的食品。中国巧克力市场巨大且发展迅速，2024年中国巧克力市场规模预计达40.1亿美元（折合人民币约280亿元），到2029年市场规模预计达到20.8亿美元，在2024-2029年间复合年增长率预计为4.81%；然而人均消费量远低于全球值，本土市场被国外品牌垄断，国产产品品质普遍偏低，巧克力稳定性等等关键优化技术较落后，因此研究具有自主知识产权的巧克力关键产业技术意义十分重大。

  油凝胶是一种由油相和凝胶剂组成的半固体材料，它可以模拟固体脂肪的物理性质。油凝胶中的凝胶剂分子能够在油相中形成三维网络结构，将油相固定在其中。油凝胶对可可脂结晶行为具有特殊影响，油凝胶中的凝胶剂分子能够在油相中形成三维网络结构，限制可可脂晶体的生长空间，促使可可脂形成更小、更均匀的晶体，从而改善巧克力的微结构。油凝胶还会与巧克力中的其他成分如可可粉和糖相互作用。它可以包裹在可可粉颗粒表面，改善可可粉与油脂相的界面性质，从而影响巧克力的整体微结构。这种相互作用有助于提高巧克力的细腻度和口感。此外，油凝胶的存在可以抑制可可脂的迁移，减少巧克力起霜现象的发生，提高巧克力在储存过程中的稳定性。

  改性淀粉是通过物理、化学或酶法处理天然淀粉得到的产物，具有不同的功能特性，如更好的流变性能、稳定性和乳化性能等。其在巧克力中的应用有助于提高其稳定性。特定的改性淀粉能够吸附在可可粉和糖等固体颗粒表面，改善巧克力的流变性能，进而影响其微结构。一些改性淀粉被证明可以增加巧克力的稠度，使颗粒在巧克力基体中分布更均匀，提高巧克力的细腻度。在不同的环境条件下，改性淀粉能够维持巧克力的质地稳定性。它可以吸收和保留巧克力中的水分，防止水分迁移对巧克力质地的影响，保持巧克力的硬度、脆性等口感特性。此外，改性淀粉与巧克力中的油脂相发生相互作用，还能够防止油相分离，在储存过程中保持巧克力的均一性。

  目前，观察巧克力的微观结构特征主要通过X射线衍射法（XRD）、差示扫描量热法（DSC）和流变旋转仪（Rheometer）观察其热稳定性及流变特性，从而得到其颗粒相稳定性与脂相稳定性的数据。X射线衍射法（XRD）基于X射线与晶体中规则排列的原子或离子相互作用时产生的衍射现象。当X射线以特定角度照射到晶体样品上时，晶体内部的原子会作为散射中心，将X射线散射到各个方向。满足布拉格定律的特定角度方向上，散射波会相互加强，形成明显的衍射峰。通过分析衍射峰的强度、位置、形状等信息，可以计算出样品的晶粒尺寸、晶格参数等，进而间接评估结晶度。结晶度较高的样品会展现出更加尖锐且强烈的衍射峰，而结晶度较低的样品则可能表现为衍射峰较弱或峰形较宽。差示扫描量热法（DSC）是一种热分析技术，通过比较样品与参比物（通常为空坩埚或已知热性质的物质）在相同温度变化条件下所吸收或释放的热量差异，来获取样品的热流曲线，基于材料在加热过程中发生相变时所释放或吸收的热量来计算结晶度。旋转仪流变主要用于测量材料的流变性质。对于含有颗粒的悬浮液或乳状液，其粘度会受到颗粒大小和浓度的影响。通过测量不同剪切速率下的粘度，可以分析出颗粒的平均尺寸和分布情况。在动态测试中，可以通过测量存储模量（G'）和损耗模量（G''）来评估颗粒分散体的结构强度，这些模量的变化可以反映出结晶度。此外，可通过扫描电子显微镜（SEM）可观察巧克力内部颗粒的分布、油脂的结晶状态以及配料与其他成分的相互作用。这种方法能够提供直观的图像，帮助了解微结构的变化，进而探究在研究淀粉或油凝胶对巧克力微结构热稳定性的影响。

  巧克力是一个复杂的多相体系，包含油脂、可可粉、糖等多种成分。改性淀粉和油凝胶在巧克力中的应用需要考虑它们与这些成分的相互作用。例如，油凝胶的网络结构可能会影响可可粉的分散性，而改性淀粉的亲水性质可能与油脂相的兼容性存在挑战。确保配料与巧克力体系的兼容性是实现微结构有效调控和提高稳定性的关键，但由于成分间复杂的相互作用，很难准确预测和控制。微结构调控能够影响巧克力的口感、质地、稳定性等多个关键特性，而新型功能配料的引入则为满足消费者对健康和功能特性的需求提供了可能。在添加改性淀粉或油凝胶以提高巧克力稳定性的同时，不能牺牲巧克力的口感和风味。例如，过多的改性淀粉可能会导致巧克力口感过于粘腻，而油凝胶的某些凝胶剂可能会带来不良的风味。如何在保证稳定性的前提下，维持巧克力原有的口感和风味是一个难点。

（1）本研究创新地运用了新型改性淀粉和油凝胶的特性，探究新型配料对巧克力脂相和颗粒相的微观结构的调控方式，为巧克力货架期起霜的形成机制提供新的方向。

（2）本研究创新地将油凝胶、改性淀粉运用在巧克力生产中，从而实现货架期的延长，为制造新型高质量的甜食类休闲产品的开发提供新的策略思路。

1、拟解决的问题

油凝胶、改性淀粉等新型功能性配料对巧克力微结构（脂相/颗粒相）的调控机制及具有高稳定性的巧克力体系的配方的筛选方向。

2、预期成果

开发高稳定性巧克力，增强其感官和储存稳定性；并为巧克力生产配方的创新和优化发展提供了新的思路和技术支持，以满足日益变化的消费者需求。

同时：（1）发表论文1篇或申请专利1项；（2）培养学生的自主学习、科研素质、创新意识和团队协作精神，提高学生的专业素质与科研兴趣。

3、技术路线

1. 2024年11月-2025年2月

（1）查阅相关文献资料，掌握项目研究背景及难点，设计项目研究方案并完善实验框架及实验过程细节；

（2）确认各实验人员的分工及实验安排，确保仪器与材料就位，相关分析测试沟通妥当；

（3）完成项目申请书和立项工作。

2. 2025年3月-2025年5月

（1）建立巧克力基础配方模型，练习巧克力调温。

（2）改变油凝胶及改性淀粉的配方参数，形成个性化配料模型，并基于Kleinert调温法建立个性化调温及验证体系。

3. 2025年6月-2025年8月

（1）通过旋转流变、沉降法、分子模拟等探讨配方参数对巧克力颗粒相微结构稳定性的影响。

（2）通过DSC、TPA法等探讨配方参数对巧克力脂相微结构稳定性的影响。

（3）获得筛选最优微结构稳定性的配方理化特性的优化方向。

4. 2025年9月-2025年11月

（1）根据不同配方参数制作巧克力，震荡温度提速起霜进程，进行货架期研究。

（2）使用DSC、XRD对不同阶段的晶型进行追踪，并分析巧克力表面感官特征变化。

（3）探讨不同配方工艺参数对货架期起霜进程的各阶段的影响，筛选并优化配方参数及工艺过程。

5. 2025年12月-2026年2月

（1）采用最优配方参数模型制作巧克力，并在起霜程度最高的储藏条件下，进行货架期研究，探讨改进后的配方对极端储藏条件的耐受度。

（2）整理实验数据及已取得成果等，总结实验执行情况，准备项目中期检查材料，完成项目中期检查报告。

6. 2026年3月-2026年5月

（1）整理及分析实验数据，撰写研究报告，完成结题答辩。

（2）撰写研究论文或专利。