質(zhì)構儀在食品科研及加工和研發(fā)中的重要性

1. 什么是食品質(zhì)構？
  食品的質(zhì)構是指眼睛、口中的豁膜及肌肉所感覺(jué)到的食品的性質(zhì)，包括粗細、滑爽、顆粒感等，ISO(標準化組織)規定的食品質(zhì)構是指用“力學(xué)的、觸覺(jué)的、可能的話(huà)還包括視覺(jué)的、聽(tīng)覺(jué)的方法能夠感知的食品流變學(xué)特性的綜合感覺(jué)”。

2. 食品質(zhì)構的重要性   
  產(chǎn)品的質(zhì)構影響產(chǎn)品五個(gè)方面的特性：第yi，質(zhì)構影響食品食用時(shí)的口感質(zhì)量；第二，質(zhì)構影響產(chǎn)品的加工過(guò)程，如粘度過(guò)小的產(chǎn)品充填在面包夾層中很難沉積在面包的表面，又如我們開(kāi)發(fā)脂肪替代的低脂產(chǎn)品時(shí)，構建合適的粘度來(lái)獲得合理的口感，但如果產(chǎn)品過(guò)粘，可能很難通過(guò)板式熱交換器進(jìn)行殺菌等；第三，質(zhì)構影響產(chǎn)品的風(fēng)味特性。一些親水膠體、碳水化合物以及淀粉通過(guò)與風(fēng)味成分的結合而影響風(fēng)味成分的釋放?，F在許多研究都集中于怎樣利用這種結合來(lái)使低脂食品的風(fēng)味釋放與高脂食品相匹配，最終達到相似的口感；第四，質(zhì)構與產(chǎn)品的穩定性有關(guān)。一個(gè)食品體系中，若發(fā)生相分離，則其質(zhì)構一定很差，食用時(shí)的口感質(zhì)量也很差。第五，質(zhì)構也影響產(chǎn)品的顏色和外觀(guān)，雖然是間接的影響，但也確實(shí)影響產(chǎn)品的顏色、平滑度和光澤度等性質(zhì)。

3. 如何分析食品質(zhì)構？
  感官分析 人類(lèi)在進(jìn)食時(shí)，可以分成七步質(zhì)構感官體驗。第yi步是表面質(zhì)構，這包括食品到達嘴邊的感覺(jué)和產(chǎn)品總的質(zhì)構外觀(guān)。接下來(lái)的兩步是部分的壓縮和口咬的動(dòng)作，這是一個(gè)力學(xué)的過(guò)程，合在一起，決定產(chǎn)品的彈性、硬度和內聚性。第yi次咀嚼揭示了咬的許多特性包括在口中的粘性和食品的密度。咀嚼過(guò)程揭示了樣品 的水分吸附和食品的密度在這一階段，食品風(fēng)味釋放可以進(jìn)行評估。當咀嚼繼續直到吞咽時(shí)，產(chǎn)品的所有濕度和吃的愉悅程度變得非常重要。質(zhì)構評估的第六個(gè)階段 是溶化率，即食品在口腔中的溶化程度。第七個(gè)階段是回顧階段，即在吞咽后，回顧產(chǎn)品在口中的感覺(jué)。
  儀器分析  儀器分析食品的質(zhì)構基于食品的流變科學(xué)，即材料的變形和流動(dòng)特性的測量。儀器分析主要是模擬口腔的運動(dòng)，對樣品進(jìn)行壓縮，變形，從而能分析出食品的質(zhì)構。主要包括食品質(zhì)構儀、粘度計、果蔬硬度計等物性分析儀器。其中質(zhì)構儀在食品領(lǐng)域應用廣，測定指標最多，包括硬度、粘性、彈性、回復性、咀嚼性、脆性、黏聚性等指標。雖然質(zhì)構儀不能*模擬人的口腔運動(dòng)，但是獲得的質(zhì)構參數或者指標能夠很好地反映食品的口感或者質(zhì)構。

例如：從典型的全質(zhì)構分析(TPA)曲線(xiàn)中獲取我們所需的質(zhì)構參數

典型TPA測試曲線(xiàn)

質(zhì)構參數的定義及計算：

硬度 (Hardness) : 直接反應口感的一項指標，在質(zhì)地剖面分析中，直接影響咀嚼性 (Chewiness)、膠著(zhù)性(Chewiness)及凝聚性(Cohesiveness)。在TPA圖中，第yi次下壓區段內最大力量值。

脆度 (Fracturability) : 針對樣品有酥脆外殼(外皮)者樣品所*，多數樣品都無(wú)法測得此參數。在TPA圖中， 硬度之前出現的較小峰值。

粘性 (Adhesiveness) : 樣品經(jīng)過(guò)加壓變形之后，樣品表面若有黏性，會(huì )產(chǎn)生負向的力量。在食品領(lǐng)域可以解釋為黏牙性口感。在TPA圖中，為*個(gè)負峰的面積（A3）或者最大值。

彈性 (Springiness) : 食物在*咬結束與第二口開(kāi)始之間可以恢復的高度。在TPA圖中為T(mén)2 / T1

咀嚼性 (Chewiness) : 咀嚼性被定義為膠著(zhù)性x彈性?？梢越忉尀榫捉拦腆w食物所需的能量。難以測量，因為咀嚼涉及壓縮、剪切、穿刺、粉碎、撕裂、切割等，另外也與口腔狀況有關(guān)(唾液分泌、體溫)。這個(gè)參數主要用在固體、半固體的口感描述上。在TPA圖中， 咀嚼性 = A2 / A1 x 硬度 x 彈性。

膠著(zhù)性 (Gumminess) : 膠著(zhù)性被定義為硬度x凝聚力。半固體食品的一個(gè)特點(diǎn)就是具有低硬度，高凝聚力。因此這項指標應該用于描述半固體食品的口感所使用。在TPA圖中， 膠著(zhù)性= A2 / A1 x 硬度。

粘聚性 (Cohesiveness) : 凝聚力被定義為*壓縮與第二壓縮正受力面積的比值?？估鞆姸仁悄哿Φ囊环N體現，如果凝聚較佳樣品，顯示探頭也較容易保持干凈。通常測試凝聚力相較脆性、咀嚼性和膠著(zhù)性為較次要參數。在TPA圖中， 黏聚性= A2 / A1。

回復性 (Resilience) : 韌性是一種測量樣品如何恢復變形的指針包括了速度和力量?jì)煞矫?。定義為*下壓時(shí)，形變目標之前面積與形變目標之后的面積比值。在量測的時(shí)候需要注意樣品的恢復狀況，一般而言會(huì )使用一個(gè)較慢的測試速度已達到使樣品有足夠時(shí)間恢復的狀況。也能確保這個(gè)特性的準確性。在TPA圖中，回復性= A5 / A4

4. 質(zhì)構儀在食品質(zhì)構分析中的重要性

(1) 食品質(zhì)構的感官分析容易受到人為因素的影響如個(gè)人喜好、個(gè)人狀態(tài)、個(gè)人感官閾值等，結果具有主觀(guān)性，導致數據結果的真實(shí)性、重復性和穩定性大大收到影響。而質(zhì)構儀不受人為因素的影響，具有客觀(guān)性，大大提高了數據的真實(shí)性、可靠性和重復性。
(2) 質(zhì)構儀能夠對食品的質(zhì)構作出數據化的描述，對食品的質(zhì)構特性進(jìn)行量化，從而為揭示各種感官刺激的起因，研究探明對感官刺激的感知的原理和方法提供了條件。
(3) 通過(guò)質(zhì)構儀研究食品原料配方對食品質(zhì)構的影響，可以預測食品原料的加入或加入多少將對食品的質(zhì)構產(chǎn)生何種影響，對原料的加入和產(chǎn)品研發(fā)有很多幫助。
(4) 通過(guò)質(zhì)構儀研究食品加工工藝對食品質(zhì)構的影響，預言采用某種加工工藝后將對食品的質(zhì)構產(chǎn)生何種影響，可用于幫助調整食品生產(chǎn)工藝。
(5) 通過(guò)質(zhì)構儀來(lái)測定不同批次產(chǎn)品的質(zhì)構，對食品生產(chǎn)原料和終端產(chǎn)品實(shí)施自動(dòng)質(zhì)量控制。
(6) 通過(guò)質(zhì)構儀來(lái)對市面上銷(xiāo)售好的產(chǎn)品或者口碑比較好的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構分析，為我們研發(fā)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品提供數據支持和理論依據。

5. 質(zhì)構儀的分類(lèi)及功能

（1）研究型質(zhì)構儀（物性分析儀）

  研究型質(zhì)構儀可以測定果蔬、烘焙食品、肉制品、乳制品、休閑食品等樣品的硬度、脆性、粘附度、松弛、柔軟性、斷裂強度、膠粘性、回復性、彈性、摩擦系數、屈服應力、延展性、凝膠強度、成熟度等多個(gè)指標。

  另外，在實(shí)驗過(guò)程中，測試距離，測試速度，測試模式等等高度可調，探頭400多套可選，可以獲得多個(gè)產(chǎn)品的多個(gè)指標，功能非常強大。非常適合適用于科研院所和高校的物性研究與教學(xué)應用，企業(yè)和工廠(chǎng)的原料質(zhì)量控制、配方研究、生產(chǎn)工藝研究、質(zhì)量控制和產(chǎn)品研發(fā)等。

（2）實(shí)用型質(zhì)構儀（物性分析儀）

  上海騰拔儀器科技有限公司Rapid TA實(shí)用型國產(chǎn)質(zhì)構儀，具有實(shí)用性強、測試領(lǐng)域廣泛、測試指標豐富、操作方便（無(wú)需復雜培訓，一鍵操作，結果實(shí)時(shí)自動(dòng)顯示）等優(yōu)點(diǎn)。

  該款儀器價(jià)格實(shí)惠，非常適合于高校、職業(yè)院校和科研院所的科研與教學(xué)，企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量控制與研發(fā)。