質(zhì)構(gòu)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(gòu)？
  食品的質(zhì)構(gòu)是指眼睛、口中的豁膜及肌肉所感覺到的食品的性質(zhì)，包括粗細(xì)、滑爽、顆粒感等，ISO(標(biāo)準(zhǔn)化組織)規(guī)定的食品質(zhì)構(gòu)是指用“力學(xué)的、觸覺的、可能的話還包括視覺的、聽覺的方法能夠感知的食品流變學(xué)特性的綜合感覺”。

2. 食品質(zhì)構(gòu)的重要性   
  產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)影響產(chǎn)品五個(gè)方面的特性：第yi，質(zhì)構(gòu)影響食品食用時(shí)的口感質(zhì)量；第二，質(zhì)構(gòu)影響產(chǎn)品的加工過程，如粘度過小的產(chǎn)品充填在面包夾層中很難沉積在面包的表面，又如我們開發(fā)脂肪替代的低脂產(chǎn)品時(shí)，構(gòu)建合適的粘度來獲得合理的口感，但如果產(chǎn)品過粘，可能很難通過板式熱交換器進(jìn)行殺菌等；第三，質(zhì)構(gòu)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與風(fēng)味成分的結(jié)合而影響風(fēng)味成分的釋放。現(xiàn)在許多研究都集中于怎樣利用這種結(jié)合來使低脂食品的風(fēng)味釋放與高脂食品相匹配，最終達(dá)到相似的口感；第四，質(zhì)構(gòu)與產(chǎn)品的穩(wěn)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(gòu)一定很差，食用時(shí)的口感質(zhì)量也很差。第五，質(zhì)構(gòu)也影響產(chǎn)品的顏色和外觀，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(gòu)？
  感官分析 人類在進(jìn)食時(shí)，可以分成七步質(zhì)構(gòu)感官體驗(yàn)。第yi步是表面質(zhì)構(gòu)，這包括食品到達(dá)嘴邊的感覺和產(chǎn)品總的質(zhì)構(gòu)外觀。接下來的兩步是部分的壓縮和口咬的動作，這是一個(gè)力學(xué)的過程，合在一起，決定產(chǎn)品的彈性、硬度和內(nèi)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(dāng)咀嚼繼續(xù)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(gòu)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。
  儀器分析  儀器分析食品的質(zhì)構(gòu)基于食品的流變科學(xué)，即材料的變形和流動特性的測量。儀器分析主要是模擬口腔的運(yùn)動，對樣品進(jìn)行壓縮，變形，從而能分析出食品的質(zhì)構(gòu)。主要包括食品質(zhì)構(gòu)儀、粘度計(jì)、果蔬硬度計(jì)等物性分析儀器。其中質(zhì)構(gòu)儀在食品領(lǐng)域應(yīng)用廣，測定指標(biāo)最多，包括硬度、粘性、彈性、回復(fù)性、咀嚼性、脆性、黏聚性等指標(biāo)。雖然質(zhì)構(gòu)儀不能*模擬人的口腔運(yùn)動，但是獲得的質(zhì)構(gòu)參數(shù)或者指標(biāo)能夠很好地反映食品的口感或者質(zhì)構(gòu)。

例如：從典型的全質(zhì)構(gòu)分析(TPA)曲線中獲取我們所需的質(zhì)構(gòu)參數(shù)

典型TPA測試曲線

質(zhì)構(gòu)參數(shù)的定義及計(jì)算：

硬度 (Hardness) : 直接反應(yīng)口感的一項(xiàng)指標(biāo)，在質(zhì)地剖面分析中，直接影響咀嚼性 (Chewiness)、膠著性(Chewiness)及凝聚性(Cohesiveness)。在TPA圖中，第yi次下壓區(qū)段內(nèi)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(shù)樣品都無法測得此參數(shù)。在TPA圖中， 硬度之前出現(xiàn)的較小峰值。

粘性 (Adhesiveness) : 樣品經(jīng)過加壓變形之后，樣品表面若有黏性，會產(chǎn)生負(fù)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(fù)峰的面積（A3）或者最大值。

彈性 (Springiness) : 食物在*咬結(jié)束與第二口開始之間可以恢復(fù)的高度。在TPA圖中為T2 / T1

咀嚼性 (Chewiness) : 咀嚼性被定義為膠著性x彈性?？梢越忉尀榫捉拦腆w食物所需的能量。難以測量，因?yàn)榫捉郎婕皦嚎s、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(shù)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。

膠著性 (Gumminess) : 膠著性被定義為硬度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(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該用于描述半固體食品的口感所使用。在TPA圖中， 膠著性= 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?qiáng)度是凝聚力的一種體現(xiàn)，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、咀嚼性和膠著性為較次要參數(shù)。在TPA圖中， 黏聚性= A2 / A1。

回復(fù)性 (Resilience) : 韌性是一種測量樣品如何恢復(fù)變形的指針包括了速度和力量兩方面。定義為*下壓時(shí)，形變目標(biāo)之前面積與形變目標(biāo)之后的面積比值。在量測的時(shí)候需要注意樣品的恢復(fù)狀況，一般而言會使用一個(gè)較慢的測試速度已達(dá)到使樣品有足夠時(shí)間恢復(fù)的狀況。也能確保這個(gè)特性的準(zhǔn)確性。在TPA圖中，回復(fù)性= A5 / A4

4. 質(zhì)構(gòu)儀在食品質(zhì)構(gòu)分析中的重要性

(1) 食品質(zhì)構(gòu)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(jié)果具有主觀性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果的真實(shí)性、重復(fù)性和穩(wěn)定性大大收到影響。而質(zhì)構(gòu)儀不受人為因素的影響，具有客觀性，大大提高了數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性和重復(fù)性。
(2) 質(zhì)構(gòu)儀能夠?qū)κ称返馁|(zhì)構(gòu)作出數(shù)據(jù)化的描述，對食品的質(zhì)構(gòu)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) 通過質(zhì)構(gòu)儀研究食品原料配方對食品質(zhì)構(gòu)的影響，可以預(yù)測食品原料的加入或加入多少將對食品的質(zhì)構(gòu)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) 通過質(zhì)構(gòu)儀研究食品加工工藝對食品質(zhì)構(gòu)的影響，預(yù)言采用某種加工工藝后將對食品的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生何種影響，可用于幫助調(diào)整食品生產(chǎn)工藝。
(5) 通過質(zhì)構(gòu)儀來測定不同批次產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)，對食品生產(chǎn)原料和終端產(chǎn)品實(shí)施自動質(zhì)量控制。
(6) 通過質(zhì)構(gòu)儀來對市面上銷售好的產(chǎn)品或者口碑比較好的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，為我們研發(fā)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

5. 質(zhì)構(gòu)儀的分類及功能

（1）研究型質(zhì)構(gòu)儀（物性分析儀）

  研究型質(zhì)構(gòu)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(qiáng)度、膠粘性、回復(fù)性、彈性、摩擦系數(shù)、屈服應(yīng)力、延展性、凝膠強(qiáng)度、成熟度等多個(gè)指標(biāo)。

  另外，在實(shí)驗(yàn)過程中，測試距離，測試速度，測試模式等等高度可調(diào)，探頭400多套可選，可以獲得多個(gè)產(chǎn)品的多個(gè)指標(biāo)，功能非常強(qiáng)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(yīng)用，企業(yè)和工廠的原料質(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(gòu)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(gòu)儀，具有實(shí)用性強(qiáng)、測試領(lǐng)域廣泛、測試指標(biāo)豐富、操作方便（無需復(fù)雜培訓(xùn)，一鍵操作，結(jié)果實(shí)時(shí)自動顯示）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)。