食品质构学讲解课件

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。第1页，共64页。1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。第2页，共64页。2第一节 食品质构概论

2、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。 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。 第3页，共64页。3二、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。第4页，共64页。4三、食品质构的分类 第5页，共64页。5第6页，共64页。6 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

3、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第7页，共64页。7第8页，共64页。8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

4、消费者的嗜好程度评定食品特性的方法。 第9页，共64页。9一、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。 第

5、10页，共64页。102 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。 第11页，共64页。113 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

6、，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。 第12页，共64页。12 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

7、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1,29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)。第13页，共64页。13 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。 第14页，共64页。14第三节感官检验的方法1 差别试验2 阈值试验3 排列试验4 分级试验5 描述试验6 消费者试验 第15页，共64页。151、差别检验法

8、差别检验的目的是要求评价员对两个或两个以上的样品，做出是否存在感官差别的结论。差别检验的结果，是以做出不同结论的评价员的数量及检验次数为基础，进行概率统计分析。 差别试验是对样品进行选择性的比较，一般领先于其它试验，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。又如在外包装试验中，可以判断哪种包装形式更受欢迎，而成本高的包装形式有时并不一定受消费者欢迎，都可以用差别试验检验。第16页，共64页。16差别检验法的常用方法：常用方法有：两点检验法、1:2 点比较法三点检验法、“A非A检验法、五中取二检验法、选择检验法等。第17页，共64

9、页。17（一）两点检验法 两点检验法又称配对检验法。此法以随机顺序同时出示两个样品给评价员，要求评价员对这两个样品进行比较，判断两个样品间是否存在某种差异及其差异方向（如某些特征强度的顺序）的一种评价方法。这是最简单的一种感官评价方法。第18页，共64页。18 具体试验方法：把A, B两个样品同时呈送给评价员，要求评价员根据要求进行评价。在实验中，应使样品A、B和B、A这两种次序出现的次数相等，样品编码可以随机选取3位数组成，且每个评价员之间的样品编码尽量不重复。 试验形式有AB、BA、AA、BB 组合，每次试验中，每个样品的猜测性(有无差别)的概率为12。如果增加试验次数至n 次，那么其概率

10、将降低至12n。所以在条件许可的情况下，应尽可能增加试验次数。具体试验方法第19页，共64页。19两点检验法的分类 两点检验法按试验目的又分：两点识别法两点嗜好法第20页，共64页。20两点识别法检验方法：2 点识别法是比较X、Y 两种试样，根据人的感觉排列X、Y 的顺序，即区别两者的方法。由于X 和Y 之间的顺序是客观存在的。当人们的感觉判断的顺序和客观存在的顺序一致时，回答是正确的，否则回答是错误的，因此识别检验只需做单侧检验。检验目的：2 点识别法一般用于判断评审员的识别能力或者判断X、Y 之间的差别是否达到能识别的程度等。优缺点：该法具有准备和实施方便等优点，缺点是结果差错的偶然可能性

11、大。第21页，共64页。21两点嗜好法检验方法： 2 点嗜好法是指比较X、Y 两种试样后指出自己喜欢哪一种的方法。在嗜好性检验中，评审员指出X、Y 两种试样中的任何一个均可以，故必须进行双侧检验。检验目的：本法主要用于市场调查和质量检验。第22页，共64页。22(二)1:2 点比较法检验方法： 1:2 比较法是指先供给试样X，让评审员记住它的特性(这个试样称明试样)，然后同时供给用暗号表示的试样X和Y(因为评审员事先不知两个试样的内容和特性，故称暗试样)，让评审员判断两个暗试样中哪个是试样X的试验。检验目的： 1:2 比较法一般用于出厂检查验收商品，或用于测定评审员的识别能力，优缺点：该法比2

12、点比较法灵敏度高。第23页，共64页。23(三)三点检验法 三点检验法是同时提供三个样品，其中二个是相同的，要求评价员区别出有差别的那个样品叫做三点识别法。然后再比较一个试样和剩余的两个相同试样，判断喜欢哪一个的方法叫做三点嗜好法。因此，三点比较法只经一次试验，就能同时完成识别和嗜好两个试验。 为使三个样品的排列次序、出现次数的概率相等，可运用以下6组组合：BAA, ABA、AAB、ABB、BAB、BBA。在检验中，六组出现的概率也应相等。当评价员人数不足6的倍数时，可舍去多余的样品组，或向每个评价员提供六组样品做重复检查。第24页，共64页。24（四）“A”- “非A”检验法 在评价员熟悉样

13、品“A”以后，再将一系列样品提供给评价员，其中有“A” 也有非“A ”。要求评价员指出哪些是“A”，哪些是“非A”的检验方法称“A”非“A”检验法。 此检验适用于确定由于原料、加工、处理、包装和储藏等各环节的不同所造成的产品感官特性的差异。特别适用于检验具有不同外观或后味样品的差异检验，也适用于确定评价员对一种特殊刺激的敏感性。 实际检验时，分发给每个评价员的样品数应相同，但样品“A”的数目与样品“非A”的数目不必相同。第25页，共64页。25阈值试验 刺激阈：能够分辨出感觉的最小刺激量叫做刺激阈。分为：敏感阈、识别阈和极限阈。阈值大小取决于刺激的性质和评价员的敏感度，阈值大小也因测定方法的不

14、同而发生变化。 分辨阈：感觉上能够分辨出刺激量的最小变化量称分辨阈。用S 来表示刺激量的增加(上) 或减少(下)，上下分辨阈的绝对值的平均值称平均分辨阈。 主观等价值：对某些感官特性而言，有时两个刺激产生相同的感觉效果，我们称之为等价刺激。例如：10的葡萄糖与6.3的蔗糖的刺缴等价。 阈值试验的试验方法主要有极限法和定常法。第26页，共64页。26 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。 试验结果的分析常用查表法和方差分析法。 分级试验是以某

15、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。 试验方法主要有评分法、Scheffe 对比较法、模糊数学法等。试验结果的分析常用方差分析法。第27页，共64页。27 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。 第28页，共64页。28消费者试验 生产食品

16、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。 第29页，共64页。29 第四节 食品质构的仪器测定第30页，共64页。30一. 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、质地测试仪、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、

17、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。第31页，共64页。311.万能试验仪第32页，共64页。32 压缩模型KP2P1 P2 P11 21.万能试验仪第33页，共64页。33红色：黄油蓝色：汉堡包熟肉饼紫色：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（）第34页，共64页。34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) （ 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页，共64页。352. 质地测试仪第36页，共64页。362. 质地测试仪：是一种模仿口腔咀嚼动作，来测定食品质地的客观仪器11123410985761. 记

19、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. 记录仪第37页，共64页。37黄瓜的压缩拉伸曲线F bF cA10 1 2 3 4 5 6 7 变形（mm）A2d 0 1 2 变形（mm）F b : 脆度 d:弹性F c : 硬度 A2 / A1 :凝聚性F c A2 / A1 ：胶性咀嚼性：F c （A2 / A1） d力F(N)15010050第38页，共64页。38果冻状食品的压缩拉伸曲线力 F(N)变形（mm）A1：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

20、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+0.90+0.60+0.300-0.30A1F cdA2A3dFTA4第39页，共64页。39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。 第40页，共64页。40 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.压缩仪第41页，共64页。41变形或破坏方式实用仪器

21、：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。第42页，共64页。42 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0.0762mm0.0254

22、）。1.柔嫩度仪第43页，共64页。436.35mm3.175mm12 9.44880.0127mm 3.17500.0127mm18.415mm5 19.05mm19.05 mm6.35mm肉片压头铝压板不锈钢平台铝砧肉片柔嫩度测试仪简图第44页，共64页。442. 冲孔测试仪(与柔嫩度仪类似)应力=F/(td) F-冲头压力 t-试样厚度 d-冲头直径 应变l/(D-d)/2 l:冲头位移量； D：冲膜孔的直径 硬度G / 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)/2第45页，共64页。45实用仪器：凝乳质地仪、流变仪测定项目：切断力

23、、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）破坏或变形方式第46页，共64页。461.凝乳质地仪 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、1.13mm第47页，共64页。47第48页，共64页。482.流变仪流变仪的构造原理与凝胶质地仪基本相同。随着电子技术的进步，把弹簧测力换成了应变片压力传感器，而且压力与变形之间可以转换成电信号输出到计算机中进行各种运算、处

24、理和存储。这就大大扩展了该仪器的测试项目。它不仅可以进行各种剪断型测试，还可以完成几乎所有流变性质的力学测定。流变仪还可直接进行蠕变测定或应力松弛测定。 第49页，共64页。49第50页，共64页。50流变仪探头的种类钢丝弦型齿型压缩平板型球形柱状针状应力松弛探头硬度破坏试验压缩试验切断试验咀嚼试验弯曲试验拉伸试验第51页，共64页。51四、插入型测试仪实用仪器：针入度仪 冈田式果冻强度仪测定项目：硬度（插入度） 屈服值使用对象范围：高脂肪状食品 凝胶状食品测定举例：奶油、干酪、鱼糕破坏或变形方式第52页，共64页。52插入型测试仪专用装置，如针入度仪，利用流变仪测试:感力探头：针状、圆板状、

25、圆锥状或球状。针状、圆板状、圆锥状探头用来测定高脂肪食品如奶油、人造奶油、猪油等，球状探头多用来测试凝胶类食品。插入的食品一般以一定载荷垂直作用，使感力头插入，或以一定速度将探头插入试样。第53页，共64页。53第54页，共64页。541.针入度仪 针入度仪是以针入度表示食品硬度的。Y kW/ h1.6Y:屈服应力 W :圆锥头的重量 h :5s内插入的深度 k :圆锥角所决定的常数圆锥角度K值 15 20 25 30 35 40 45 50 30700 19000 13000 9670 7400 5840 4700 3900 圆锥角与k的关系第55页，共64页。55针入度仪的各种感应探头2.

26、 冈田式果冻强度测试仪对象：高弹性凝胶食品，果冻、布丁、鱼麋糕、香肠探头：球形a第56页，共64页。56 五.搅拌型测试仪实用仪器：布拉本德粉质仪 淀粉粉力仪测定项目：面团形成时间、面团稳定度、面团衰落度、综合评价值、粘度、 糊化温度使用对象范围：揉混类食品测定举例：米饭、年糕、面团破坏或变形方式第57页，共64页。57第58页，共64页。581.布拉本德粉质仪 - 面团阻力仪调粉器动力测定计原理：把小麦粉加水后用调粉仪上的搅拌臂揉成一定硬度的面团，持续搅拌一定时间，此时，自动记录揉面搅拌过程中面团阻力的变化。第59页，共64页。59测定原理是:面团作用于搅拌翼上的力对测力计2产生转矩使之倾斜，倾斜度通过刻度盘6读出，5是缓冲器，用于防止连杆4的振动。通过恒温水槽8保证缓冲用油的恒温(30)。用带刻度的滴定管11加水。试验时，当恒温槽达到规定的温度后，把面粉倒进