物性測(cè)試儀在食品品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1、物性測(cè)試儀在食品品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用1. 概述中國(guó)面制食品主要包括饅頭、面包、面條、餃子、餅干等, 面制食品的品質(zhì)主要包括商品品質(zhì)(如面條的色澤、表觀狀態(tài)、強(qiáng)度等 和食用品質(zhì)(如面條的咬勁、食感等 。食用品質(zhì)反映的多為食品的質(zhì)構(gòu)特性, 如硬度、酥性、脆性、粘性、彈性和咀嚼性等。對(duì)于食品品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法主要包括主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)即感官評(píng)價(jià), 利用感官品嘗鑒別的方法對(duì)食品進(jìn)行評(píng)判分析, 這也是國(guó)內(nèi)外多年來(lái)一直沿用的方法。比如對(duì)于面條, 國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要有面條色澤、表觀狀態(tài)、適口性(軟硬度 、韌性(咬勁和彈性 、粘性、爽口性、食口味等。雖然評(píng)價(jià)項(xiàng)目因區(qū)域習(xí)慣而有所不同, 但除外觀特征外, 都是以

2、口感為實(shí)質(zhì)性評(píng)價(jià)內(nèi)容。而口感則是一個(gè)綜合性現(xiàn)狀, 其評(píng)價(jià)也多屬于偏愛(ài)型感官分析, 易受評(píng)價(jià)員的嗜好、品味等不穩(wěn)定因素的影響, 從而難以做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià), 導(dǎo)致主觀評(píng)價(jià)的人為誤差較大, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性、可比性差。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家一直致力于研究客觀、簡(jiǎn)單易行、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的鑒定食用品質(zhì)的方法, 以確保感官評(píng)價(jià)不受人員組成變化和嗜好的影響, 最終以統(tǒng)一的測(cè)試方法, 精確的量化測(cè)量?jī)x器正確地量化食品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)來(lái)獲得對(duì)物性概念的準(zhǔn)確表述, 確保評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究就是針對(duì)以上評(píng)價(jià)需求, 利用物性測(cè)試儀亦即質(zhì)構(gòu)儀而作的一些初步探索。2. 質(zhì)構(gòu)儀的開(kāi)發(fā)及測(cè)試原理早在1861年, 德國(guó)人就設(shè)計(jì)出世界上第1臺(tái)食品品

3、質(zhì)特性測(cè)定儀, 用來(lái)測(cè)定膠狀物的穩(wěn)定程度。Procter 等1955年提出了食品的標(biāo)準(zhǔn)咀嚼條件, 用接近與口中感觸的形式去研究食品的物理性質(zhì)1。之后,Szczeniak 等1963年確定了綜合描述食品物性的“質(zhì)構(gòu)曲線解析法(TPA”2。近幾年, 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的主要有TA.XTi/5型質(zhì)構(gòu)儀和QTS-25型兩種。本研究采用的儀器是英國(guó)Stable.Micro System公司研制生產(chǎn)的TA.XT2i/5型物性測(cè)試儀。質(zhì)構(gòu)儀主要包括主機(jī)、專(zhuān)用軟件、備用探頭及附件。其基本結(jié)構(gòu)一般是由一個(gè)能對(duì)樣品產(chǎn)生變形作用的機(jī)械裝置,一個(gè)用于盛裝樣品的容器和一個(gè)對(duì)力、時(shí)間和變形率進(jìn)行記錄的記錄系統(tǒng)組成。其測(cè)試圍繞

4、著距離、時(shí)間、作用力三者進(jìn)行測(cè)試和結(jié)果分析, 也就是說(shuō), 質(zhì)構(gòu)儀所反映的主要是與力學(xué)特性有關(guān)的食品質(zhì)地特性3,其結(jié)果具有較高的靈敏性與客觀性, 并可對(duì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)量化處理, 以量化的指標(biāo)來(lái)客觀全面地評(píng)價(jià)成品, 從而避免了人為因素對(duì)食品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的主觀影響。質(zhì)構(gòu)儀有許多配套探頭, 如破裂測(cè)試探頭HDP/TPB、粘著性探頭A/DS、輕型刀片A/LKB、堅(jiān)實(shí)度粘性測(cè)試探頭HDP/PFS、抗拉測(cè)試探頭A/SPR、柱型探頭P/35等。在用質(zhì)構(gòu)儀評(píng)價(jià)食品品質(zhì)時(shí), 首先要根據(jù)測(cè)試樣品選擇探頭的形狀、規(guī)格, 然后再根據(jù)探頭來(lái)選擇操作模式如壓縮模式或拉伸模式。通過(guò)不同種類(lèi)的壓縮、切割、擠壓和拉伸模具進(jìn)行測(cè)

5、試, 得出能夠表示一些質(zhì)構(gòu)特性及相關(guān)關(guān)系的一個(gè)曲線圖4、5。3. 質(zhì)構(gòu)儀在不同面制食品品質(zhì)中的應(yīng)用3·1 面包3·1·1 測(cè)試樣品的準(zhǔn)備采用直接發(fā)酵法, 參照小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗(yàn)法直接發(fā)酵法GB/T14611-1993進(jìn)行。面包出爐后, 在10 min內(nèi)測(cè)定面包體積, 稱(chēng)量質(zhì)量, 分別以毫升和克表示。面包在室溫下冷卻1 h后, 裝入塑料袋并密封。在室溫下放置12 h后對(duì)面包進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)。質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試時(shí), 將面包在面包切片機(jī)下切成厚度為12.5 mm 的厚薄均勻的薄片, 選取中間固定位置的兩片進(jìn)行測(cè)定后取平均值。3·1·2 測(cè)試樣品的評(píng)價(jià)方法(1

6、感官評(píng)價(jià):參照GB/T14611-1993進(jìn)行。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括百克重量、體積比容、表皮色澤、 包心色澤、包心平滑度、紋理結(jié)構(gòu)、彈柔性、口感、總評(píng)分等。(2質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試儀器:采用壓盤(pán)式測(cè)試探頭P/35,具體測(cè)試模式與測(cè)試參數(shù)如表1。(3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)及圖解說(shuō)明見(jiàn)圖。硬度:樣品達(dá)到一定變形時(shí)所必須的力。硬度值指第一次穿沖樣品時(shí)的壓力峰值。在感官上是指用牙咬斷樣品所用的力, 其反義詞為柔軟度。彈性:變形樣品在去除變形力后恢復(fù)到變形前的條件下的高度或體積比率。它的度量是第二次穿沖的測(cè)量高度同第一次測(cè)量的高度的比值(長(zhǎng)度2/長(zhǎng)度1 。粘聚性或粘結(jié)性:該值可模擬表示樣品內(nèi)部粘合力, 即將樣品拉在一起的

7、內(nèi)聚力, 其反義詞為可壓縮性。當(dāng)粘聚性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘著性, 探頭同樣品充分接觸, 探頭仍可保持清潔而無(wú)樣品粘著物。它的度量是第二次穿沖的作功面積除以第一次的作功面積的商值(面積2/面積1 。 粘著性:該值模擬表示在探頭與樣品接觸時(shí)用以克服兩者表面間吸引力所必需的力, 當(dāng)粘著性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘聚性, 在探頭上將附有部分樣品殘留物。他的度量是用負(fù)的峰值面積除以第一次穿沖中下壓穿沖階段面積的比值(面積3/面積4 。在感觀上指樣品的表面對(duì)其他材料(如舌頭、牙齒、盤(pán)子、手指等 表面的粘附能力。膠著性:該值摸擬表示將半固體的樣品破裂成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量。計(jì)算公式為:硬度×粘聚性。咀嚼度:該值摸擬表

8、示將半固體的樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量。計(jì)算公式為:膠著性×彈性(或硬度×粘聚性×彈性 恢復(fù)性:該值度量出變形樣品在與導(dǎo)致變形同樣的速度、壓力條件下恢復(fù)的程度。計(jì)算方法是在第一次穿次中的“回收”階段的面積同下壓穿刺階段面積的商(面積5/面積4）。 、三個(gè)特性與樣品內(nèi)部分子之間用以抵抗外來(lái)解聚力的內(nèi)力有關(guān), 粘性則與樣品的表面狀況有關(guān), 除此之外, 如、的一些間接指標(biāo)在描述樣品的質(zhì)構(gòu)特性上也很有用4。3·1·3 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試品質(zhì)與感官品質(zhì)間的關(guān)系硬度、粘聚性、彈性與面包感官品質(zhì)關(guān)系極為密切, 可作為面包質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試的首選指標(biāo)。 硬度與面包體

9、積、包心色澤、平滑度、紋理結(jié)構(gòu)、口感、總評(píng)分呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。彈性與面包外觀形狀、包心色澤、紋理結(jié)構(gòu)、彈柔性、總評(píng)分呈顯著或極顯著正相關(guān)。 硬度值、膠著性、咀嚼性與面包品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)。這三個(gè)指標(biāo)數(shù)值越大, 面包吃起來(lái)就越硬, 缺乏彈性、綿軟、爽口的感覺(jué)。彈性值、粘聚性、回復(fù)性與面包品質(zhì)正相關(guān), 數(shù)值越大, 面包吃起來(lái)柔軟不勁道, 爽口不粘牙。 也曾有報(bào)道認(rèn)為6:粘聚性與面包體積、比容、外觀形狀、包心平滑度、紋理結(jié)構(gòu)、彈柔性、總評(píng)分呈顯著或極顯著正相關(guān); 粘著性與面包外觀形狀、彈柔性、總評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān); 膠著性與面包百克重量、口感呈顯著負(fù)相關(guān); 咀嚼度與面包百克重量呈顯著負(fù)相關(guān)。3·

10、;2 面條3·2·1 測(cè)試樣品的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)室機(jī)制面條制作法。參照面條用小麥粉SB/T10137-1993采用以下方法進(jìn)行:稱(chēng)取100 g 面粉, 加水適量(用手握成團(tuán), 松開(kāi)后散開(kāi) 攪拌成面絮狀, 使面絮狀顆粒的直徑均勻地處于5 mm 左右裝入塑料袋中, 密封靜置20 s用電動(dòng)壓面機(jī)在1 mm的軋距處壓延一次將面帶折疊成23層厚復(fù)合壓延6次依次在軋距3.5、3.0、2.5、2.0、1.5、1.0 mm處壓延2次切成2 mm寬,1 mm厚的長(zhǎng)面條, 之后, 立即對(duì)鮮濕面條進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)。質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試時(shí), 將面條置于沸水中煮至白芯剛好消失, 取出, 用水沖洗3次, 自然淋水, 放在濾

11、網(wǎng)上靜置15 s后進(jìn)行測(cè)定:3·2·2 測(cè)試樣品的評(píng)價(jià)方法(1感官評(píng)價(jià):參照SB/T10137-1993中所列方法進(jìn)行, 主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括色澤、表觀狀態(tài)、適口性、韌性、粘性、光滑性、總評(píng)分等。(2質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試儀器:共采用四種探頭, 測(cè)其硬度、韌性、4 。在感觀上指樣品的表面對(duì)其他材料(如舌頭、牙齒、盤(pán)子、手指等 表面的粘附能力。膠著性:該值摸擬表示將半固體的樣品破裂成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量。計(jì)算公式為:硬度×粘聚性。咀嚼度:該值摸擬表示將半固體的樣品咀嚼成吞咽時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)所需的能量。計(jì)算公式為:膠著性×彈性(或硬度×粘聚性×彈性 恢

12、復(fù)性:該值度量出變形樣品在與導(dǎo)致變形同樣的速度、壓力條件下恢復(fù)的程度。計(jì)算方法是在第一次穿次中的“回收”階段的面積同下壓穿刺階段面積的商(面積5/面積4）。彈性、粘性, 具體測(cè)試模式與測(cè)試參數(shù)如表2。(3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)及圖解說(shuō)明:參見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖5。咬勁(硬度:最大峰值所對(duì)應(yīng)的力(g,數(shù)值越大, 說(shuō)明面條越硬, 越有咬勁。見(jiàn)圖2。粘著性:橫坐標(biāo)線以下的倒峰面積(g.s,表示面條的粘著性, 該數(shù)值絕對(duì)值越大, 表示面條粘性越強(qiáng), 面條口感粘牙。見(jiàn)圖2。彈性(拉斷力:圖中最大峰值所對(duì)應(yīng)的力, 數(shù)值越大, 拉伸距離越長(zhǎng), 則面條彈性越好。見(jiàn)圖3。延伸性(拉伸時(shí)間:從開(kāi)始拉伸到拉斷時(shí)間,

13、該值越大, 延伸性越好。見(jiàn)圖3。韌性:曲線下的面積, 即切斷時(shí)所作的功。數(shù)值越大, 韌性就越好。見(jiàn)圖4。最大切斷力:最大峰值所對(duì)應(yīng)的力, 數(shù)值越大, 切斷面條時(shí)所用的力越大。見(jiàn)圖4。粘性:最高峰值的力, 數(shù)值越大粘性越大。見(jiàn)圖5。 3·2.3 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試品質(zhì)與感官品質(zhì)的關(guān)系(1面條色澤、表觀狀態(tài)與面條品質(zhì)密切相關(guān), 面條表觀狀態(tài)是反映面條內(nèi)部品質(zhì)的重要指標(biāo)7。(2面條色澤與其感官總平分呈顯著正相關(guān)7。(3表觀狀態(tài)與其適口性、粘性、韌性、光滑性、感觀總評(píng)分呈顯著或極顯著正相關(guān)。(4表觀狀態(tài)與干物質(zhì)失落率呈顯著負(fù)相關(guān), 干物質(zhì)失落率可作為評(píng)價(jià)面條品質(zhì)的一項(xiàng)客觀指標(biāo)。(5粘聚性與干物質(zhì)失落

14、率呈顯著負(fù)相關(guān), 與面條品質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系8、9、10。 3·3 饅頭3·3·1 測(cè)試樣品的準(zhǔn)備手工饅頭制作法:參照饅頭用小麥粉SB/T10139-1993。饅頭出籠后, 在10 min內(nèi)測(cè)定饅頭體積, 稱(chēng)量質(zhì)量, 分別以毫升和克表示。饅頭在室溫下冷卻1 h后, 裝入塑料袋并密封。室溫下放置12 h后對(duì)饅頭進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià)。3·3·2 測(cè)試樣品的評(píng)價(jià)方法(1感官評(píng)價(jià):參照SB/T10139-1993主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括百克重量、體積、比容、外觀形狀、色澤、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、總評(píng)分等。(2質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試儀器:采用壓盤(pán)式測(cè)試探頭P/35,具體測(cè)試模式與測(cè)試參數(shù)如表1。(3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)及圖解說(shuō)明(同上述面包 。3·3·3 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試品質(zhì)與感官品質(zhì)的關(guān)系(1彈性、回復(fù)性與其感官品質(zhì)的相關(guān)性顯著, 數(shù)值越高, 其品質(zhì)越好。(2彈性與饅頭百克重量呈顯著正相關(guān), 回復(fù)性與饅頭外觀形狀呈顯著負(fù)相關(guān)。(3彈性、回復(fù)性數(shù)值過(guò)大, 其外觀形狀較差, 如用強(qiáng)筋小麥制作的饅頭, 雖然彈性(Springness回復(fù)性(Resilence數(shù)值較高, 但其表面易起泡、皺縮、不光滑、不適合作手工饅頭。4. 問(wèn)題與展望一般來(lái)講, 化學(xué)和儀器分析方法衡量的只是一些獨(dú)立的分析指標(biāo), 而感官評(píng)