食品質構學講解課件

1、第五章 食品質構學前言：質構本來是指織物的編織組織材料構成等情況的概念 。人們對食品從入口前到接觸、咀嚼、吞噬時的印象，即對美味口感，需要有一個語言的表現(xiàn)，于是就借用了“質構”這一用語。質構：表示食品的組織狀態(tài)，口感即美味感覺。 研究食品質地的表現(xiàn)、質地的測定和質地的改善等，也逐漸成為一門學問，稱為食品質構學。第1頁，共64頁。1重點難點 食品質構的特點和分類； 食品質構感觀檢驗的評審員條件、環(huán)境條件以及試樣的準備； 感觀檢驗的方法及分類； 消費者試驗的顯著性檢驗； 食品質構儀的結構以及使用質構儀進行稠度檢測和脆性檢測的方法； 食品質構分析的原理和方法。第2頁，共64頁。2第一節(jié) 食品質構概論

2、一、食品質構的定義食品的質構是除溫度感覺和痛覺以外的食品物性感覺。它主要由口腔皮膚及肌肉的感覺來感知。 a）用手或手指對食品的觸摸感； b）目視的外觀感覺； c）口腔攝入時的綜合感覺，包括咀嚼 時感到的軟硬、粘稠、酥脆、滑爽等。 第3頁，共64頁。3二、研究目的（1）解釋食品的組織結構特性;（2）解釋食品在加工和烹飪過程中所發(fā)生的物性變化；（3）提高食品的品質及嗜好特性;（4）為生產功能性好的食品提供理論依據;（5）明確食品物性的儀器測定和感官檢驗的關系。第4頁，共64頁。4三、食品質構的分類 第5頁，共64頁。5第6頁，共64頁。6 食品的感官檢驗VS儀器測定食品的感官檢驗：要求評審人員具備

3、一定的判別能力；在鑒定上費時間、費勞力；對結果的影響因素有很多種，結果不穩(wěn)定。食品的儀器測定:可分為力學測定、半經驗測定、模擬測定。定義明確，單位明確；數據可以互換；便于分析；缺點：很難表現(xiàn)感官評定對食品質構那樣的綜合的力學性質。面條的軟硬度，肉的嫩度等四、食品質構的研究方法第7頁，共64頁。7第8頁，共64頁。8第二節(jié)食品質構的感官檢驗食品感官檢驗 ：就是以心理學、生理學、統(tǒng)計學為基礎，依靠人的感覺(視、聽、觸、味、嗅覺)對食品進行評價、測定或檢驗的方法。食品感官檢驗的方法分為分析型感官檢驗和嗜好型感官檢驗兩種。分析型感官檢驗把人的感覺作為測定儀器，測定食品的特性或差別。 嗜好型感官檢驗根據

4、消費者的嗜好程度評定食品特性的方法。 第9頁，共64頁。9一、感官檢驗的準備 1 評審員 評審員分為分析型評審員和嗜好型評審員。 分析型評審員主要用于識別特性的差異、特性的大小等。因此盡量排除評審員個人所具有的情感，客觀地進行評定。 嗜好型評審員主要通過市場調查等調查個人的愛好上，因此其判斷屬于情感領域，人的感覺或情感是檢驗的目的，故又稱為主觀型評審員。 分析型評審組成員一般為l0人左右。對于嗜好型評審員，如果用于新產品開發(fā)，一般采用本單位評審員或者消費者評審員，對他們無需進行訓練。但要考慮到年齡、性別等對嗜好性的影響，以便保證試驗結果的代表性和可靠性。嗜好型評審組成員一般要求30人以上。 第

5、10頁，共64頁。102 試驗條件的準備 (1)品嘗室的設計和內部設施 品嘗室要求安靜、隔音、整潔、不受外界干擾且保持恒溫、恒濕和無異味，給評審員以舒適感。品嘗室的墻壁用白色或奶黃色，顏色太深會影響人的情緒。房間大小可按現(xiàn)有的面積條件和品嘗樣品的次數而定，一般要求44m2以上。品嘗室分單間式和圓桌式兩種。(2)試樣準備室 試樣準備室要與品嘗室完全隔開，目的是不讓評審員見到樣品的配置過程。要具備最基本的廚房設備，準備室應具有很好的排風系統(tǒng)，并且具有放置足夠樣品的工作臺。 第11頁，共64頁。113 試樣的準備試樣的數量:待品嘗的各種樣品在數量上應相同，每種樣品應有足夠的數量，保證最少品嘗三次以上

6、，以便提高結果的可靠性。試樣的溫度:高溫食品使食感遲鈍，低溫食品使食感麻木。一般認為，味覺試驗的最宜溫度為20-21。湯類食品一般是吃熱的，一般以74左右為宜。試樣呈送法:試樣的排列順序、品嘗順序、組合順序對試驗結果產生“順序效應”。例如，在3點試驗法中，當試樣個數為奇數時，選擇放在中間的試樣的概率比兩邊高。因此，在做排列試驗時每次試驗都要進行隨機排列，盡量避免因排列順序而產生的誤差。 第12頁，共64頁。12 器皿: (a)器皿的顏色、大小、形狀、材質應該一致; (b)器皿的材質應無味、無臭。一般地說，紙有紙臭味，塑料和金屬制品也有其特殊異味。故最好要采用陶瓷或玻璃制品; (c)要洗凈已用過

7、的器皿，避免污染，保證洗凈后無雜味; (d)標記器皿的號碼太小時(如用1,29等數字)容易使人記憶，也容易引起猜測，因此應該以多位數隨機編號器皿(一般用3位數)。第13頁，共64頁。13 在試驗準備過程中，還應為評審員準備一杯漱口水、一些糖果和餅干。在一般情況下，可用25水洗漱掉口中樣品的余味，然后再接著品嘗下一樣品。如果食品的口味很濃，很辛辣，很油膩，則可用茶水漱口或咀嚼些餅干、面包片、生蔬菜片(如卷心菜)等方法來清除口腔內的余味。 第14頁，共64頁。14第三節(jié)感官檢驗的方法1 差別試驗2 閾值試驗3 排列試驗4 分級試驗5 描述試驗6 消費者試驗 第15頁，共64頁。151、差別檢驗法

8、差別檢驗的目的是要求評價員對兩個或兩個以上的樣品，做出是否存在感官差別的結論。差別檢驗的結果，是以做出不同結論的評價員的數量及檢驗次數為基礎，進行概率統(tǒng)計分析。 差別試驗是對樣品進行選擇性的比較，一般領先于其它試驗，在許多方面有廣泛的用途。 例如在貯藏試驗中，可以比較不同的貯藏時間對食品的味覺、口感、鮮度等質量指標的影響。又如在外包裝試驗中，可以判斷哪種包裝形式更受歡迎，而成本高的包裝形式有時并不一定受消費者歡迎，都可以用差別試驗檢驗。第16頁，共64頁。16差別檢驗法的常用方法：常用方法有：兩點檢驗法、1:2 點比較法三點檢驗法、“A非A檢驗法、五中取二檢驗法、選擇檢驗法等。第17頁，共64

9、頁。17（一）兩點檢驗法 兩點檢驗法又稱配對檢驗法。此法以隨機順序同時出示兩個樣品給評價員，要求評價員對這兩個樣品進行比較，判斷兩個樣品間是否存在某種差異及其差異方向（如某些特征強度的順序）的一種評價方法。這是最簡單的一種感官評價方法。第18頁，共64頁。18 具體試驗方法：把A, B兩個樣品同時呈送給評價員，要求評價員根據要求進行評價。在實驗中，應使樣品A、B和B、A這兩種次序出現(xiàn)的次數相等，樣品編碼可以隨機選取3位數組成，且每個評價員之間的樣品編碼盡量不重復。 試驗形式有AB、BA、AA、BB 組合，每次試驗中，每個樣品的猜測性(有無差別)的概率為12。如果增加試驗次數至n 次，那么其概率

10、將降低至12n。所以在條件許可的情況下，應盡可能增加試驗次數。具體試驗方法第19頁，共64頁。19兩點檢驗法的分類 兩點檢驗法按試驗目的又分：兩點識別法兩點嗜好法第20頁，共64頁。20兩點識別法檢驗方法：2 點識別法是比較X、Y 兩種試樣，根據人的感覺排列X、Y 的順序，即區(qū)別兩者的方法。由于X 和Y 之間的順序是客觀存在的。當人們的感覺判斷的順序和客觀存在的順序一致時，回答是正確的，否則回答是錯誤的，因此識別檢驗只需做單側檢驗。檢驗目的：2 點識別法一般用于判斷評審員的識別能力或者判斷X、Y 之間的差別是否達到能識別的程度等。優(yōu)缺點：該法具有準備和實施方便等優(yōu)點，缺點是結果差錯的偶然可能性

11、大。第21頁，共64頁。21兩點嗜好法檢驗方法： 2 點嗜好法是指比較X、Y 兩種試樣后指出自己喜歡哪一種的方法。在嗜好性檢驗中，評審員指出X、Y 兩種試樣中的任何一個均可以，故必須進行雙側檢驗。檢驗目的：本法主要用于市場調查和質量檢驗。第22頁，共64頁。22(二)1:2 點比較法檢驗方法： 1:2 比較法是指先供給試樣X，讓評審員記住它的特性(這個試樣稱明試樣)，然后同時供給用暗號表示的試樣X和Y(因為評審員事先不知兩個試樣的內容和特性，故稱暗試樣)，讓評審員判斷兩個暗試樣中哪個是試樣X的試驗。檢驗目的： 1:2 比較法一般用于出廠檢查驗收商品，或用于測定評審員的識別能力，優(yōu)缺點：該法比2

12、點比較法靈敏度高。第23頁，共64頁。23(三)三點檢驗法 三點檢驗法是同時提供三個樣品，其中二個是相同的，要求評價員區(qū)別出有差別的那個樣品叫做三點識別法。然后再比較一個試樣和剩余的兩個相同試樣，判斷喜歡哪一個的方法叫做三點嗜好法。因此，三點比較法只經一次試驗，就能同時完成識別和嗜好兩個試驗。 為使三個樣品的排列次序、出現(xiàn)次數的概率相等，可運用以下6組組合：BAA, ABA、AAB、ABB、BAB、BBA。在檢驗中，六組出現(xiàn)的概率也應相等。當評價員人數不足6的倍數時，可舍去多余的樣品組，或向每個評價員提供六組樣品做重復檢查。第24頁，共64頁。24（四）“A”- “非A”檢驗法 在評價員熟悉樣

13、品“A”以后，再將一系列樣品提供給評價員，其中有“A” 也有非“A ”。要求評價員指出哪些是“A”，哪些是“非A”的檢驗方法稱“A”非“A”檢驗法。 此檢驗適用于確定由于原料、加工、處理、包裝和儲藏等各環(huán)節(jié)的不同所造成的產品感官特性的差異。特別適用于檢驗具有不同外觀或后味樣品的差異檢驗，也適用于確定評價員對一種特殊刺激的敏感性。 實際檢驗時，分發(fā)給每個評價員的樣品數應相同，但樣品“A”的數目與樣品“非A”的數目不必相同。第25頁，共64頁。25閾值試驗 刺激閾：能夠分辨出感覺的最小刺激量叫做刺激閾。分為：敏感閾、識別閾和極限閾。閾值大小取決于刺激的性質和評價員的敏感度，閾值大小也因測定方法的不

14、同而發(fā)生變化。 分辨閾：感覺上能夠分辨出刺激量的最小變化量稱分辨閾。用S 來表示刺激量的增加(上) 或減少(下)，上下分辨閾的絕對值的平均值稱平均分辨閾。 主觀等價值：對某些感官特性而言，有時兩個刺激產生相同的感覺效果，我們稱之為等價刺激。例如：10的葡萄糖與6.3的蔗糖的刺繳等價。 閾值試驗的試驗方法主要有極限法和定常法。第26頁，共64頁。26 排列試驗是對食品的某一質量指標按順序進行排列，并記上1，2，3等數據。它具有簡單并且能夠評判兩個以上樣品的特點。其缺點是排列試驗只是一個初步的分辨試驗形式，它無法判斷樣品之間的差別大小和程度。 試驗結果的分析常用查表法和方差分析法。 分級試驗是以某

15、個級數值來描述食品的屬性。在排列試驗中，兩個樣品之間必須存在先后順序。而在分級試驗中，兩個樣品可能屬于同一級數，也可能屬于不同級數，而且它們之間的級數差別可大可小。排列試驗和分級試驗各有特點和針對性。 試驗方法主要有評分法、Scheffe 對比較法、模糊數學法等。試驗結果的分析常用方差分析法。第27頁，共64頁。27 描述試驗：一般用3-8名評審員坐在一起描述試樣的特性。主要用于新產品的開發(fā)、品質管理和評審員的訓練上。 目前常用的方法主要是定量描述特性試驗法(QDA)。此法是用特性和特性強度制作QDA圖，并利用該圖的形態(tài)變化定量描述試樣的品質變化。 第28頁，共64頁。28消費者試驗 生產食品

16、的最終目的是使食品被消費者所接受和喜愛。消費者試驗的目的是確定廣大消費者對某食品的態(tài)度。主要用于市場調查、向社會介紹新產品、進行預測等。由于消費者一般都沒有經過正規(guī)培訓，各人的愛好、偏食習慣、感官敏感性等情況都不一致，故要求試驗形式應盡可能簡單、明了、易行，使得廣大消費者樂于接受。而且要保證有較多的人數(50-80人)參加。 第29頁，共64頁。29 第四節(jié) 食品質構的儀器測定第30頁，共64頁。30一. 壓縮破壞型測試儀器破壞或變形方式：實用儀器：壓縮破壞型儀器： 萬能試驗儀、質地測試儀、壓縮儀。測定項目：壓力、彈性率、粘度、破壞功、脆度、 硬度、凝聚性、膠彈性、咀嚼性。使用對象范圍：固體、

17、半固體、多孔性食品測定舉例：奶油、干酪、漢堡包、稀奶油、黃瓜、胡蘿卜、果凍、面包、蛋糕。第31頁，共64頁。311.萬能試驗儀第32頁，共64頁。32 壓縮模型KP2P1 P2 P11 21.萬能試驗儀第33頁，共64頁。33紅色：黃油藍色：漢堡包熟肉餅紫色：軟干酪黑色：煮熟馬鈴薯幾種食品的應變壓力關系曲線力 F （N)應變（）第34頁，共64頁。34各種食品的壓縮破壞力學參數奶油 漢堡包（肉餅）軟質干酪煮馬鈴薯溫度(） K (Pa) （ Pas)P1 (Pa)P2 (Pa)W (J/cm2)10(5.0-0.4)104(1.5-4.1)104 (1.1-7.8)104 (2.2-8.3)10

18、4 (2.0-3.5)10-240(0.8-2.3)104(4.5-14.6)104 (1.8-10.0)104 (2.2-11.2)104 (3.5-41.7)10-210(5.2-8.6)104(3.3-11.9)104 (0.4-1.3)104 (0.7-2.3)104 (1.5-3.4)10-220(0.6-2.6)104(1.9-6.8)104 (0.4-2.5)104 (0.6-3.1)104 (1.1-3.0)10-2第35頁，共64頁。352. 質地測試儀第36頁，共64頁。362. 質地測試儀：是一種模仿口腔咀嚼動作，來測定食品質地的客觀儀器11123410985761. 記

19、錄筆和記錄紙 2.分配器 3. 電橋回路4. 電壓計5. 應變測壓儀6. 壓頭 7. 盤8. 電機和變速機構9. 電源10. 記錄器 11. 記錄儀第37頁，共64頁。37黃瓜的壓縮拉伸曲線F bF cA10 1 2 3 4 5 6 7 變形（mm）A2d 0 1 2 變形（mm）F b : 脆度 d:彈性F c : 硬度 A2 / A1 :凝聚性F c A2 / A1 ：膠性咀嚼性：F c （A2 / A1） d力F(N)15010050第38頁，共64頁。38果凍狀食品的壓縮拉伸曲線力 F(N)變形（mm）A1：最初壓縮曲線面積；FC：最初壓縮的最大壓力(N) ；d：第二次壓縮開始至最大壓

20、力時的變形（mm）；FT為最初拉伸的最大拉力（N）；A3：拉伸開始至最大拉力時的面積A4：第二次拉伸開始至最大拉力時的面積；d：為第二次拉伸開始至達到最大拉力時的變形+0.90+0.60+0.300-0.30A1F cdA2A3dFTA4第39頁，共64頁。39拉伸曲線部分則可以定義以下質地性質參數FT：拉伸強度；d：拉伸彈性； A4/A3:拉伸凝聚性；FT A4/A3:拉伸膠性； FT （ A4/A3 ）d:拉伸咀嚼性。 第40頁，共64頁。40 主要用于測定面包、蛋糕那樣的多孔制食品的硬度 用壓縮某一距離所需要的壓強來表示試樣的硬度。3.壓縮儀第41頁，共64頁。41變形或破壞方式實用儀器

21、：柔嫩度儀 沖孔測定儀測定項目：剪斷力、硬度（剛性率）、 最大剪切應力使用對象：纖維狀食品測定舉例：肉片、 漢堡包二、剪斷型測試儀 常用于具有纖維組織的食品，測定試樣質地的柔嫩度或硬度。柔嫩度儀和沖孔測試儀等。第42頁，共64頁。42 主要用來對肉片的嫩度進行測定。 基本原理：通過一個特殊穿孔的沖孔壓頭，對試樣的穿透阻力及剪斷阻力進行測定，從而判斷試樣的柔嫩性。將肉片試樣切成一定厚度，放在中心有孔的載物臺上，上面再蓋上壓板。壓頭由不同直徑、帶有見不得兩同心圓柱構成。端部的圓柱沖頭直徑為3.175mm，后部圓柱直徑為9.4488mm與載物臺鉆孔的公稱尺寸相同（間隙只有0.0762mm0.0254

22、）。1.柔嫩度儀第43頁，共64頁。436.35mm3.175mm12 9.44880.0127mm 3.17500.0127mm18.415mm5 19.05mm19.05 mm6.35mm肉片壓頭鋁壓板不銹鋼平臺鋁砧肉片柔嫩度測試儀簡圖第44頁，共64頁。442. 沖孔測試儀(與柔嫩度儀類似)應力=F/(td) F-沖頭壓力 t-試樣厚度 d-沖頭直徑 應變l/(D-d)/2 l:沖頭位移量； D：沖膜孔的直徑 硬度G / 注：試樣的厚度應小于沖頭 的直徑d，t不超過15mm.D沖頭砧膜試樣沖頭砧膜試樣Dld(D-d)/2第45頁，共64頁。45實用儀器：凝乳質地儀、流變儀測定項目：切斷力

23、、切斷功 硬度、粘稠度；使用對象：高脂肪食品、凝膠狀食品測定舉例：豆腐、雞蛋羹、奶油、 干酪、人造奶油、漢堡包 三. 切斷型測試儀（刀片或鋼絲）破壞或變形方式第46頁，共64頁。461.凝乳質地儀 是為測試凝固酸奶的硬度而開發(fā)的，現(xiàn)在常用于凝膠狀食品的力學性質測試。 彈簧重錘感壓柱載物臺重錘： 60、100、200、400、800g感壓柱直徑： 0.3、0.56、0.8、1.13mm第47頁，共64頁。47第48頁，共64頁。482.流變儀流變儀的構造原理與凝膠質地儀基本相同。隨著電子技術的進步，把彈簧測力換成了應變片壓力傳感器，而且壓力與變形之間可以轉換成電信號輸出到計算機中進行各種運算、處

24、理和存儲。這就大大擴展了該儀器的測試項目。它不僅可以進行各種剪斷型測試，還可以完成幾乎所有流變性質的力學測定。流變儀還可直接進行蠕變測定或應力松弛測定。 第49頁，共64頁。49第50頁，共64頁。50流變儀探頭的種類鋼絲弦型齒型壓縮平板型球形柱狀針狀應力松弛探頭硬度破壞試驗壓縮試驗切斷試驗咀嚼試驗彎曲試驗拉伸試驗第51頁，共64頁。51四、插入型測試儀實用儀器：針入度儀 岡田式果凍強度儀測定項目：硬度（插入度） 屈服值使用對象范圍：高脂肪狀食品 凝膠狀食品測定舉例：奶油、干酪、魚糕破壞或變形方式第52頁，共64頁。52插入型測試儀專用裝置，如針入度儀，利用流變儀測試:感力探頭：針狀、圓板狀、

25、圓錐狀或球狀。針狀、圓板狀、圓錐狀探頭用來測定高脂肪食品如奶油、人造奶油、豬油等，球狀探頭多用來測試凝膠類食品。插入的食品一般以一定載荷垂直作用，使感力頭插入，或以一定速度將探頭插入試樣。第53頁，共64頁。53第54頁，共64頁。541.針入度儀 針入度儀是以針入度表示食品硬度的。Y kW/ h1.6Y:屈服應力 W :圓錐頭的重量 h :5s內插入的深度 k :圓錐角所決定的常數圓錐角度K值 15 20 25 30 35 40 45 50 30700 19000 13000 9670 7400 5840 4700 3900 圓錐角與k的關系第55頁，共64頁。55針入度儀的各種感應探頭2.

26、 岡田式果凍強度測試儀對象：高彈性凝膠食品，果凍、布丁、魚麋糕、香腸探頭：球形a第56頁，共64頁。56 五.攪拌型測試儀實用儀器：布拉本德粉質儀 淀粉粉力儀測定項目：面團形成時間、面團穩(wěn)定度、面團衰落度、綜合評價值、粘度、 糊化溫度使用對象范圍：揉混類食品測定舉例：米飯、年糕、面團破壞或變形方式第57頁，共64頁。57第58頁，共64頁。581.布拉本德粉質儀 - 面團阻力儀調粉器動力測定計原理：把小麥粉加水后用調粉儀上的攪拌臂揉成一定硬度的面團，持續(xù)攪拌一定時間，此時，自動記錄揉面攪拌過程中面團阻力的變化。第59頁，共64頁。59測定原理是:面團作用于攪拌翼上的力對測力計2產生轉矩使之傾斜，傾斜度通過刻度盤6讀出，5是緩沖器，用于防止連桿4的振動。通過恒溫水槽8保證緩沖用油的恒溫(30)。用帶刻度的滴定管11加水。試驗時，當恒溫槽達到規(guī)定的溫度后，把面粉倒進