食品质构学

1第五章食品质构学前言：质构本来是指织物的编织组织材料构成等情况的概念。人们对食品从入口前到接触、咀嚼、吞噬时的印象，即对美味口感，需要有一个语言的表现，于是就借用了“质构”这一用语。质构：表示食品的组织状态，口感即美味感觉。研究食品质地的表现、质地的测定和质地的改善等，也逐渐成为一门学问，称为食品质构学。2重点难点•食品质构的特点和分类；•食品质构感观检验的评审员条件、环境条件以及试样的准备；•感观检验的方法及分类；•消费者试验的显著性检验；•食品质构仪的结构以及使用质构仪进行稠度检测和脆性检测的方法；•食品质构分析的原理和方法；•感观检验与仪器测定的相关性分析；•仪器质构的生理学检测方法。3第一节食品质构概论•一、食品质构的定义•食品的质构是除温度感觉和痛觉以外的食品物•性感觉。•它主要由口腔皮肤及肌肉的感觉来感知。•即：a）用手或手指对食品的触摸感；•b）目视的外观感觉；•c）口腔摄入时的综合感觉，包括咀嚼•时感到的软硬、粘稠、酥脆、滑爽等。4二、研究目的（1）解释食品的组织结构特性;（2）解释食品在加工和烹饪过程中所发生的物性变化；（3）提高食品的品质及嗜好特性;（4）为生产功能性好的食品提供理论依据;（5）明确食品物性的仪器测定和感官检验的关系。5三、食品质构的分类67食品的感官检验VS仪器测定食品的感官检验：要求评审人员具备一定的判别能力；在鉴定上费时间、费劳力；对结果的影响因素有很多种，结果不稳定。食品的仪器测定:可分为力学测定、半经验测定、模拟测定。定义明确，单位明确；数据可以互换；便于分析；缺点：很难表现感官评定对食品质构那样的综合的力学性质。面条的软硬度，肉的嫩度等四、食品质构的研究方法89第二节食品质构的感官检验•食品感官检验：就是以心理学、生理学、统计学为基础，依靠人的感觉(视、听、触、味、嗅觉)对食品进行评价、测定或检验的方法。•食品感官检验的方法分为分析型感官检验和嗜好型感官检验两种。•分析型感官检验—把人的感觉作为测定仪器，测定食品的特性或差别。•嗜好型感官检验—根据消费者的嗜好程度评定食品特性的方法。10一、感官检验的准备1评审员评审员分为分析型评审员和嗜好型评审员。分析型评审员主要用于识别特性的差异、特性的大小等。因此尽量排除评审员个人所具有的情感，客观地进行评定。嗜好型评审员主要通过市场调查等调查个人的爱好上，因此其判断属于情感领域，人的感觉或情感是检验的目的，故又称为主观型评审员。分析型评审组成员一般为l0人左右。对于嗜好型评审员，如果用于新产品开发，一般采用本单位评审员或者消费者评审员，对他们无需进行训练。但要考虑到年龄、性别等对嗜好性的影响，以便保证试验结果的代表性和可靠性。嗜好型评审组成员一般要求30人以上。112试验条件的准备(1)品尝室的设计和内部设施品尝室要求安静、隔音、整洁、不受外界干扰且保持恒温、恒湿和无异味，给评审员以舒适感。品尝室的墙壁用白色或奶黄色，颜色太深会影响人的情绪。房间大小可按现有的面积条件和品尝样品的次数而定，一般要求44m2以上。品尝室分单间式和圆桌式两种。(2)试样准备室试样准备室要与品尝室完全隔开，目的是不让评审员见到样品的配置过程。要具备最基本的厨房设备，准备室应具有很好的排风系统，并且具有放置足够样品的工作台。123试样的准备•试样的数量:待品尝的各种样品在数量上应相同，每种样品应有足够的数量，保证最少品尝三次以上，以便提高结果的可靠性。•试样的温度:高温食品使食感迟钝，低温食品使食感麻木。一般认为，味觉试验的最宜温度为20-21℃。汤类食品一般是吃热的，一般以74℃左右为宜。•试样呈送法:试样的排列顺序、品尝顺序、组合顺序对试验结果产生“顺序效应”。例如，在3点试验法中，当试样个数为奇数时，选择放在中间的试样的概率比两边高。因此，在做排列试验时每次试验都要进行随机排列，尽量避免因排列顺序而产生的误差。13•器皿:(a)器皿的颜色、大小、形状、材质应该一致;(b)器皿的材质应无味、无臭。一般地说，纸有纸臭味，塑料和金属制品也有其特殊异味。故最好要采用陶瓷或玻璃制品;(c)要洗净已用过的器皿，避免污染，保证洗净后无杂味;(d)标记器皿的号码太小时(如用1,2……9等数字)容易使人记忆，也容易引起猜测，因此应该以多位数随机编号器皿(一般用3位数)。14在试验准备过程中，还应为评审员准备一杯漱口水、一些糖果和饼干。在一般情况下，可用25℃水洗漱掉口中样品的余味，然后再接着品尝下一样品。如果食品的口味很浓，很辛辣，很油腻，则可用茶水漱口或咀嚼些饼干、面包片、生蔬菜片(如卷心菜)等方法来清除口腔内的余味。15第三节感官检验的方法1差别试验差别试验是对样品进行选择性的比较，一般领先于其他试验，在许多方面有广泛的用途。例如在贮藏试验中，可以比较不同的贮藏时间对食品的味觉、口感、鲜度等质量指标的影响。试验方法主要有:2点检验法、1一2点比较法、3点检验法、5中取2检验法等。试验结果的分析常用查表法。2阈值试验阈值试验主要用于味觉的测定，刺激阈(RL)—是指能够分辨出感觉的最小刺激量;分辨阈(DL)—是指感觉上能够分辨出刺激量的最小变化量;主观等价值(DSE)—主观上感觉到与标准刺激有相同感觉的刺激强度。163排列试验排列试验是对食品的某一质量指标按顺序进行排列，并记上1，2，3等数据。它具有简单并且能够评判两个以上样品的特点。其缺点是排列试验只是一个初步的分辨试验形式，它无法判断样品之间的差别大小和程度。4分级试验分级试验是以某个级数值来描述食品的属性。在排列试验中，两个样品之间必须存在先后顺序。而在分级试验中，两个样品可能属于同一级数，也可能属于不同级数，而且它们之间的级数差别可大可小。排列试验和分级试验各有特点和针对性。175描述试验一般用3-8名评审员坐在一起描述试样的特性。主要用于新产品的开发、品质管理和评审员的训练上。目前常用的方法主要是定量描述特性试验法(QDA)。此法是用特性和特性强度制作QDA图，并利用该图的形态变化定量描述试样的品质变化。186消费者试验生产食品的最终目的是使食品被消费者所接受和喜爱。消费者试验的目的是确定广大消费者对某食品的态度。主要用于市场调查、向社会介绍新产品、进行预测等。由于消费者一般都没有经过正规培训，各人的爱好、偏食习惯、感官敏感性等情况都不一致，故要求试验形式应尽可能简单、明了、易行，使得广大消费者乐于接受。而且要保证有较多的人数(50-80人)参加。19第三节食品质构的仪器测定20一.压缩破坏型测试仪器•破坏或变形方式：•实用仪器：压缩破坏型仪器：•万能试验仪、质地测定仪、压缩仪。•测定项目：压力、弹性率、粘度、破坏功、脆度、•硬度、凝聚性、胶弹性、咀嚼性。•使用对象范围：固体、半固体、多孔性食品•测定举例：奶油、干酪、汉堡包、稀奶油、黄瓜、胡萝卜、果冻、面包、蛋糕。211.万能测试仪压缩模型KP2P1ŋP2P1ε1ε222•设变形的速度为U，则有：•P=Kε+ŋU1-exp(-K(ε-ε1)/ŋU)红色：黄油蓝色：汉堡包熟肉饼绿色：软干酪黑色：煮熟马铃薯几种食品的应变压力关系曲线力F（N)应变（％）23各种食品的压缩破坏力学参数奶油汉堡包（肉饼）软质干酪煮马铃薯温度(℃）K(Pa)ŋ（Pa⋅s)P1(Pa)P2(Pa)W(J/cm2)10(5.0-0.4)Χ104(1.5-4.1)Χ104(1.1-7.8)Χ104(2.2-8.3)Χ104(2.0-3.5)Χ10-240(0.8-2.3)Χ104(4.5-14.6)Χ104(1.8-10.0)Χ104(2.2-11.2)Χ104(3.5-41.7)Χ10-210(5.2-8.6)Χ104(3.3-11.9)Χ104(0.4-1.3)Χ104(0.7-2.3)Χ104(1.5-3.4)Χ10-220(0.6-2.6)Χ104(1.9-6.8)Χ104(0.4-2.5)Χ104(0.6-3.1)Χ104(1.1-3.0)Χ10-224黄瓜的压缩拉伸曲线FbFcA101234567变形（mm)A2d012变形（mm)Fb:脆度d:弹性Fc:硬度A2/A1:凝聚性FcΧA2/A1：胶性咀嚼性：FcΧ（A2/A1）Χd力F(N)1501005025果冻状食品的压缩拉伸曲线力F(N)变形（mm）A1Fcd´+0.90+0.60+0.300-0.30A2A3dFTA1：最初压缩曲线面积；FC：最初压缩的最大压力(N)；d：第二次压缩开始至最大压力时的变形（mm）；FT为最初拉伸的最大拉力（N）；A3：拉伸开始至最大拉力时的面积A4：第二次拉伸开始至最大拉力时的面积；d´为第二次拉伸开始至达到最大拉力时的变形A426拉伸曲线部分则可以定义以下质地性质参数•FT：拉伸强度；•d：拉伸弹性；•A4/A3:拉伸凝聚性；•FT×A4/A3:拉伸胶性；•FT×（A4/A3）×d´:拉伸咀嚼性。272.质地测试仪11123410985761.记录笔和记录纸2.分配器3.电桥回路4.电压计5.应变测压仪6.压头7.盘8.电机和变速机构9.电源10.记录器11.记录仪是一种模仿口腔咀嚼动作，来测定食品质地的客观仪器28质地特征曲线FH1BCH2A2A1A3食品质地特征曲线从右至左记录了破碎动作的第一次（A1）和第二次(A2)力和时间的变化。并可以得到如下质地参数：反映试样在咀嚼下，所受力随时间变化的破碎过程的曲线29TPA分析参数•1.硬度：H1/U，H1为第一波峰高度，U为所加电压•2.凝聚性:A2/A1,A2、A1分别为第一、二波峰面积,•3.弹性:C-B,C为用典型无弹力物质(如黏土),作相同试验时所测得的两次压缩接触点间距离;B为用试样作相同试验时所测得的两次压缩接触点间距离.•4.粘着性:A3/U,A3为面积,•5.胶黏性:H2/U，•6.脆性（brittleness）:F/U•7.耐嚼性:硬度×凝聚性×弹性（固体食品）•8.黏性:硬度×凝聚性（半固态食品）3031主要用于测定面包、蛋糕那样的多孔制食品的硬度用压缩某一距离所需要的压强来表示试样的硬度。3.压缩仪32变形或破坏方式实用仪器：柔嫩度仪冲孔测定仪测定项目：剪断力、硬度（刚性率）、最大剪切应力使用对象：纤维状食品测定举例：肉片汉堡包二、剪断型测试仪常用于具有纤维组织的食品，测定试样质地的柔嫩度或硬度。柔嫩度仪和冲孔测试仪等。33主要用来对肉片的嫩度进行测定。基本原理：通过一个特殊穿孔的冲孔压头，对试样的穿透阻力及剪断阻力进行测定，从而判断试样的柔嫩性。将肉片试样切成一定厚度，放在中心有孔的载物台上，上面再盖上压板。压头由不同直径、带有见不得两同心圆柱构成。端部的圆柱冲头直径为3.175mm，后部圆柱直径为9.4488mm与载物台钻孔的公称尺寸相同（间隙只有0.0762mm±0.0254，）。1.柔嫩度仪34129.4488±0.0127mm3.1750±.0127mm18.415mm36.35mm43.175mm519.05mm19.05mm6.35mm1.肉片2.压头3.铝压板4.不锈钢平台5.铝砧肉片柔嫩度测试仪简图352.冲孔测试仪与柔嫩度仪类似•冲头是平端的圆柱体，砧模孔中冲切成洞。•记录此过程中试样阻抗力与变形曲线；•求出试样的硬度和最大剪切应力。•应力б=F/(πtd)式中•F：冲头压力；t：试样厚度；d：冲头直径；应变ε＝l/(D-d)/2l:冲头位移量；D：冲膜孔的直径硬度G＝б/ε注：试样的厚度应小于冲头的直径d.t不超过15mm.D冲头砧膜试样冲头砧膜试样Dld(D-d)/236破坏或变形方式实用仪器：凝乳质地仪、流变仪测定项目：切断力、切断功硬度、粘稠度；使用对象：高脂肪食品、凝胶状食品测定举例：豆腐、鸡蛋羹、奶油、干酪、人造奶油、汉堡包三.切断型测试仪（刀片或钢丝）37是为测试凝固酸奶的硬度而开发的，现在常用于凝胶状食品的力学性质测试。弹簧重锤感压柱载物台重锤：60、100、200、400、800g感压柱直径：0.3、0.56、0.8、1.13mm1.凝乳质地仪382.流变仪•流变仪