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现在，鱼籽状的火锅底料成为了火锅店和顾客们的新宠，一粒粒饱满的鱼籽红油给人以用料足、味道巴适的感官预期。在底料的冷却中我们会发现，大桶装的底料比小包装的底料更易形成“鱼籽”，这个现象的背后有怎样的科学原理呢？
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要解答这个现象，我们就要先了解牛油的一种特别的固体形态特性“同质多晶”，而运用这个原理，我们也会更易得到大而饱满的“鱼籽”。
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牛油的同质多晶
同一化学组成的物质在不同的热力学条件下(温度、压力等)，结晶成为不同结构的晶体，并表现出不同的物理、化学性质的现象称为同质多晶。虽然这个定义看起来很复杂，但同质多晶现象在我们的生活中却十分常见，包括动物脂、植物油以及巧克力的凝固，在SiO2等矿物质中也广泛存在。
同质多晶型物可通过X射线衍射（XRD） 和差示扫描量热法（DSC）进行鉴定。在牛油中，常见的晶型被总结为α型，β'和β型3种。
表1 脂晶的同质多晶型、可能的转化及稳定性
在牛油中，α晶型熔点最低，密度最小，不稳定，为六方堆砌型；β´晶型能形成很精细的网络，具有的表面积能束缚大量的液体油和液相油滴，因此β´晶型的牛油光洁、细腻，具有令人满意的口感。而β晶型质地紧密并粗大，易产生在牛油的缓慢降温中，被认为是产生“颗粒”的物质基础。
牛油为什么呈现同质多晶？这还得从牛油本身说起。
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牛油的甘油三酯组成
在甘油骨架上每个位置（sn-1位， sn-2位或sn-3位）上可存在不同的脂肪酸，通过3分子脂肪酸和1分子甘油酯化、脱水后就形成了甘油三酯分子。从化学角度讲，牛油是由甘油三酯组成的。
图1 甘油三酯分子结构
研究报告显示，牛油有超过50种的甘油三脂，其中含有的三饱和甘油三酯及二饱和甘油三酯分别约占20%、60%。表2展示了牛油的主要甘油三酯。
表2 牛油中主要甘油三酯
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牛油的凝固结晶过程
牛油 结晶需要经过成核和晶体生长两个阶段 ，同时牛油的结晶还伴随着晶型转变，直到在范德华力的作用下聚集形成三维结晶网络结构，即：
①环境温度低于油脂熔点时（油脂过冷状态），甘油三酯克服自由能屏障，产生有序排列结构，结构尺寸超过临界尺寸时，成为晶核；
②沿着晶核，甘油三酯有序排列形成分子薄层，分子薄层持续叠加成为纳米级的微晶；
③纳米微晶单元在范德华力的作用下相互吸引、聚集成为晶体簇；
④晶体簇继续聚集、填充，形成最终的三维结晶网络结构，最后在宏观上就表现为牛油凝固。
图2 油脂晶体网络多层次结构示意图
纳米级甘油三酯分子（Lamella）、纳米晶体结构单元（Nano-crystal）、微米尺度的晶体束（Crystal agglomerate）、晶体网络（Crystal network）。
因此，正是由于牛油甘油三酯中脂肪酸链长、不饱和度的变化多样性，导致牛油的同质多晶现象。例如脂肪酸对称分布的（如POP、POS）易形成β晶形；不对称结构甘油三酯易形成β´型晶体。
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同质多晶的应用
不同的结晶形态在牛油中提供了不同的感官性质：高熔点的三饱和甘油三酯（如PPS、PSS）和单不饱和甘油三酯（如POP、POS、SOS）能赋予牛油良好口感且承担部分骨架作用；单饱和甘油三酯（如PLO、POO）能提供良好口融性；三不饱和甘油三酯由于熔点最低，则具有渗透性。
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而在油脂加工过程中，我们利用牛油同质多晶的结晶现象来改善油脂性质。例如，急冷捏合、冷却隧道控制牛油形成大量细小的β´晶型，利于牛油形成期望的光泽度、质地、风味，达到稳定的货架期。
当然，也由于牛油的同质多晶，当储存温度频繁变化时，牛油中的不稳定晶型将向稳定晶型（如β晶型）转变，这种被称为“同质多晶型转变”。这个现象就又和牛油“起砂”相关了。
参考文献：
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[3] 张磊. 饱和同酸偶数碳甘油三酯结晶行为的研究[D].天津科技大学,2016.
[4] 刘丽艳. 乳化剂对塑性脂肪机械性能及结晶结构影响研究[D]. 华南理工大学, 2019.
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