質構儀在食品科研及加工和研發中的重要性

1. 什麽(me) 是食品質構？
  食品的質構是指眼睛、口中的豁膜及肌肉所感覺到的食品的性質，包括粗細、滑爽、顆粒感等，ISO(標準化組織)規定的食品質構是指用“力學的、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特性的綜合感覺”。

2. 食品質構的重要性   
  產(chan) 品的質構影響產(chan) 品五個(ge) 方麵的特性：第yi，質構影響食品食用時的口感質量；第二，質構影響產(chan) 品的加工過程，如粘度過小的產(chan) 品充填在麵包夾層中很難沉積在麵包的表麵，又如我們(men) 開發脂肪替代的低脂產(chan) 品時，構建合適的粘度來獲得合理的口感，但如果產(chan) 品過粘，可能很難通過板式熱交換器進行殺菌等；第三，質構影響產(chan) 品的風味特性。一些親(qin) 水膠體(ti) 、碳水化合物以及澱粉通過與(yu) 風味成分的結合而影響風味成分的釋放。現在許多研究都集中於(yu) 怎樣利用這種結合來使低脂食品的風味釋放與(yu) 高脂食品相匹配，最終達到相似的口感；第四，質構與(yu) 產(chan) 品的穩定性有關(guan) 。一個(ge) 食品體(ti) 係中，若發生相分離，則其質構一定很差，食用時的口感質量也很差。第五，質構也影響產(chan) 品的顏色和外觀，雖然是間接的影響，但也確實影響產(chan) 品的顏色、平滑度和光澤度等性質。

3. 如何分析食品質構？
  感官分析 人類在進食時，可以分成七步質構感官體(ti) 驗。第yi步是表麵質構，這包括食品到達嘴邊的感覺和產(chan) 品總的質構外觀。接下來的兩(liang) 步是部分的壓縮和口咬的動作，這是一個(ge) 力學的過程，合在一起，決(jue) 定產(chan) 品的彈性、硬度和內(nei) 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，食品風味釋放可以進行評估。當咀嚼繼續直到吞咽時，產(chan) 品的所有濕度和吃的愉悅程度變得非常重要。質構評估的第六個(ge) 階段 是溶化率，即食品在口腔中的溶化程度。第七個(ge) 階段是回顧階段，即在吞咽後，回顧產(chan) 品在口中的感覺。
  儀(yi) 器分析  儀(yi) 器分析食品的質構基於(yu) 食品的流變科學，即材料的變形和流動特性的測量。儀(yi) 器分析主要是模擬口腔的運動，對樣品進行壓縮，變形，從(cong) 而能分析出食品的質構。主要包括食品質構儀(yi) 、粘度計、果蔬硬度計等物性分析儀(yi) 器。其中質構儀(yi) 在食品領域應用廣，測定指標最多，包括硬度、粘性、彈性、回複性、咀嚼性、脆性、黏聚性等指標。雖然質構儀(yi) 不能*模擬人的口腔運動，但是獲得的質構參數或者指標能夠很好地反映食品的口感或者質構。

例如：從(cong) 典型的全質構分析(TPA)曲線中獲取我們(men) 所需的質構參數

典型TPA測試曲線

質構參數的定義(yi) 及計算：

硬度 (Hardness) : 直接反應口感的一項指標，在質地剖麵分析中，直接影響咀嚼性 (Chewiness)、膠著性(Chewiness)及凝聚性(Cohesiveness)。在TPA圖中，第yi次下壓區段內(nei) 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) : 樣品經過加壓變形之後，樣品表麵若有黏性，會(hui) 產(chan) 生負向的力量。在食品領域可以解釋為(wei) 黏牙性口感。在TPA圖中，為(wei) *個(ge) 負峰的麵積（A3）或者最大值。

彈性 (Springiness) : 食物在*咬結束與(yu) 第二口開始之間可以恢複的高度。在TPA圖中為(wei) T2 / T1

咀嚼性 (Chewiness) : 咀嚼性被定義(yi) 為(wei) 膠著性x彈性。可以解釋為(wei) 咀嚼固體(ti) 食物所需的能量。難以測量，因為(wei) 咀嚼涉及壓縮、剪切、穿刺、粉碎、撕裂、切割等，另外也與(yu) 口腔狀況有關(guan) (唾液分泌、體(ti) 溫)。這個(ge) 參數主要用在固體(ti) 、半固體(ti) 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(yi) 為(wei) 硬度x凝聚力。半固體(ti) 食品的一個(ge) 特點就是具有低硬度，高凝聚力。因此這項指標應該用於(yu) 描述半固體(ti) 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(yi) 為(wei) *壓縮與(yu) 第二壓縮正受力麵積的比值。抗拉伸強度是凝聚力的一種體(ti) 現，如果凝聚較佳樣品，顯示探頭也較容易保持幹淨。通常測試凝聚力相較脆性、咀嚼性和膠著性為(wei) 較次要參數。在TPA圖中， 黏聚性= A2 / A1。

回複性 (Resilience) : 韌性是一種測量樣品如何恢複變形的指針包括了速度和力量兩(liang) 方麵。定義(yi) 為(wei) *下壓時，形變目標之前麵積與(yu) 形變目標之後的麵積比值。在量測的時候需要注意樣品的恢複狀況，一般而言會(hui) 使用一個(ge) 較慢的測試速度已達到使樣品有足夠時間恢複的狀況。也能確保這個(ge) 特性的準確性。在TPA圖中，回複性= A5 / A4

4. 質構儀(yi) 在食品質構分析中的重要性

(1) 食品質構的感官分析容易受到人為(wei) 因素的影響如個(ge) 人喜好、個(ge) 人狀態、個(ge) 人感官閾值等，結果具有主觀性，導致數據結果的真實性、重複性和穩定性大大收到影響。而質構儀(yi) 不受人為(wei) 因素的影響，具有客觀性，大大提高了數據的真實性、可靠性和重複性。
(2) 質構儀(yi) 能夠對食品的質構作出數據化的描述，對食品的質構特性進行量化，從(cong) 而為(wei) 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) 通過質構儀(yi) 研究食品原料配方對食品質構的影響，可以預測食品原料的加入或加入多少將對食品的質構產(chan) 生何種影響，對原料的加入和產(chan) 品研發有很多幫助。
(4) 通過質構儀(yi) 研究食品加工工藝對食品質構的影響，預言采用某種加工工藝後將對食品的質構產(chan) 生何種影響，可用於(yu) 幫助調整食品生產(chan) 工藝。
(5) 通過質構儀(yi) 來測定不同批次產(chan) 品的質構，對食品生產(chan) 原料和終端產(chan) 品實施自動質量控製。
(6) 通過質構儀(yi) 來對市麵上銷售好的產(chan) 品或者口碑比較好的產(chan) 品進行質構分析，為(wei) 我們(men) 研發新產(chan) 品或者改進老產(chan) 品提供數據支持和理論依據。

5. 質構儀(yi) 的分類及功能

（1）研究型質構儀(yi) （物性分析儀(yi) ）

  研究型質構儀(yi) 可以測定果蔬、烘焙食品、肉製品、乳製品、休閑食品等樣品的硬度、脆性、粘附度、鬆弛、柔軟性、斷裂強度、膠粘性、回複性、彈性、摩擦係數、屈服應力、延展性、凝膠強度、成熟度等多個(ge) 指標。

  另外，在實驗過程中，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(ge) 產(chan) 品的多個(ge) 指標，功能非常強大。非常適合適用於(yu) 科研院所和高校的物性研究與(yu) 教學應用，企業(ye) 和工廠的原料質量控製、配方研究、生產(chan) 工藝研究、質量控製和產(chan) 品研發等。

（2）實用型質構儀(yi) （物性分析儀(yi) ）

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  該款儀(yi) 器價(jia) 格實惠，非常適合於(yu) 高校、職業(ye) 院校和科研院所的科研與(yu) 教學，企業(ye) 產(chan) 品的質量控製與(yu) 研發。