食品的质地评定与分类.pdf

- 1 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 食品的质地评定与分类食品的质地评定与分类 谢静，张秋亮，赵阿丹，熊善柏，赵思明* 作者简介：谢静（1987-），女，硕士研究生，主要从事食品工艺研究 通信联系人：赵思明（1963-），女，教授，主要从事食品大分子结构及功能特性的研究. E-mail: （华中农业大学食品科技学院，武汉 430070） 摘要摘要：以 20 种典型口感的食品为材料，采用质构仪测定食品的质地并进行感官评定，分析5 感官品质与质构参数的相关性，通过主成分分析和聚类分析对食品的质地进行评定和分类。 结果表明，食品的酥性、脆性和硬度分别与空间破裂数（Nsr）、最大应变 Sm 和斜率 K1 有较大相关性。食品的质地可用硬脆性、咀嚼性、酥性和黏性来描述。在研究的范围内，食 品的质地可以分为硬脆性和酥性较大、硬脆性较大而酥性较小、硬脆性中等而酥性较小、硬 脆性较小、柔软无酥性和脆性、有较大黏性而无酥性和脆性六类。 10 关键词关键词：食品；质地；酥性；脆性；硬度 中图分类号中图分类号：A Assessment and Classification of Food Texture xiejing, zhangqiuliang, zhaoa dan, xiong shan bai, zhao si ming 15 (College of Food Science and Technology，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070) Abstract: Texture Analizer and sensory evalution was used to study the texture of 20 different foods, analized the correlationship between sensorr quality and texture parameters, assessed and classified the food texture through Principal Component Analysis and Cluster Analysis. The results showed that crispness score ,brittleness score and hardness score correlated signnificantly 20 with the Number of Spacial ruptures(Nsr), Strain Sm, Gradient K1 respectively. Hards-brittleness, chewiness, crispness and adhesiveness could be uesd to describe the textural features. Within the scope of referd food, food texture could be classified as six cluster, which were hard and britle and crispy, hard and britle but less crispy, middle hard and middle brittle but crispless，less hard and less brittle, soft but non-crispy or non-brittle, more adhesive but non-crispy or non-brittle. 25 Key words: food; texture; crispness; brittleness; hardness 0 引言引言 质地是食品的力学性质、 表面性质以及组织结构等性质的触觉、 视觉和听觉的综合感官 表现1。常用于评价质地的术语有软硬、酥脆、黏稠、滑爽和劲道等。酥脆性是低水分含量30 干性食品最重要的质地特性， 也是评价酥脆食品品质和消费者接受性的关键指标2 、3， 油炸、 焙烤和膨化食品等一般都具有酥脆性。 Szczesniak 提出的质地多剖面分析法把对质地评价的概念按力学特性、几何特性和其他 性质分为三类，其中力学特性又可以分为一次特性和二次特性，一次力学特性主要有硬度、 强度、脆性和韧性等；二次力学特性主要用于描述食品的口感，如酥脆性、咀嚼性等，与一35 次力学特性有关4 、5。目前关于食品的酥脆性、酥性和脆性等质地用语，国内外的文献并没 有给出明确的定义和区别1 、6、7，同时也由于各国文化的差异和语言翻译等原因，酥性、脆 性和酥脆性等词语的使用比较混乱。 本文以 20 种典型口感的食品为材料，采用感官评定和质构测试对食品的酥性、脆性和 硬度等质地特性进行研究， 分析感官品质与质构参数的相关性， 建立食品质地评价和表征的40 - 2 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 方法，并根据力学性质对食品质地进行分类，为食品质地的评价、分类和品质控制提供新的 方法。 1 材料与方法材料与方法 1.1 实验材料实验材料 试验选取的 20 种样品及其尺寸在表 1 中列出，主要从市场上购买或作者所在实验室按45 照一定工艺制作而成，未测定时均密封保存。 表 1 样品及其尺寸 Table 1 Samples and their sizes 样品 编号 样品名称 制作方式 生产厂家 水分含量 （%） 脂肪含 量 （%） 尺寸（长宽 厚，mm） 1 苔烧薄脆饼干烘焙 河南梦想食品有限公司 1.00 25.67 40302 2 太平梳打饼干烘焙 卡夫食品上海有限公司 2.73 21.14 50454 3 好吃点层层松烘焙 福建达利集团 2.62 36.28 45458 4 桃酥 烘焙 购自华农糕点店 2.55 27.41 453013 5 酥饼 烘焙 购自华农糕点店 12.37 33.06 704525 6 香蕉片-1 真空油炸 实验室自制 2.88 36.18 307 7 香蕉片-2 真空油炸 实验室自制 3.67 29.78 303 8 酒鬼花生 常压油炸 海宁市袁花康老大食品厂 1.50 38.89 1285 9 花生-1 真空油炸 实验室自制 3.20 50.74 1285 10 花生-2 真空油炸 实验室自制 2.98 48.82 1285 11 旺旺仙贝 膨化 旺旺集团 1.71 25.20 60308 12 乐事薯片 常压油炸 百事食品有限公司 1.90 28.47 40353 13 乐吧薯片 烘焙 天津凯涛奇食品有限公司 2.55 24.58 25255 14 红薯片 真空油炸 实验室自制 1.28 33.10 40306 15 酥脆香菇 真空油炸 实验室自制 3.78 38.85 4016 16 鼎峰面包 烘焙 英联鼎峰烘焙食品有限公司29.11 5.93 404010 17 馒头 蒸制 华购自农糕点店 43.21 2.51 503030 18 火腿肠 灌肠 双汇集团 62.58 8.31 2030 19 绿豆糕 糕点 购自华农糕点店 17.00 25.95 401013 20 雅客软糖 凝胶糖果 福建雅客食品有限公司 5.63 3.77 35125 注：花生-1、香蕉片-1 与花生-2、香蕉片-2 区别在于花生-2 和香蕉片-2 的加工工艺不同；薄脆饼干为椭圆50 形，尺寸为长轴短轴厚度，香蕉片-1、香蕉片-2、酥脆香菇和火腿肠的尺寸为直径厚度（香菇仅采用菌 盖），花生的尺寸为单片子叶的尺寸。 1.2 仪器与设备仪器与设备 TA-XT2i 型质构仪，英国 Stable Micro Systems 公司；DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥 箱，上海精宏实验设备有限公司；索氏抽提装置。 55 1.3 方法方法 1.3.1 水分含量和脂肪含量的测定水分含量和脂肪含量的测定 水分含量按 GB5009.3-2010 进行，105烘干法；脂肪含量按 GB/T14772-2008 进行测 定。 1.3.2 感官评定感官评定 60 从实验室选取经过专业感官培训的学生 10 名， 按照表 2 对 20 种样品进行感官评定， 各 项满分 10 分。评定时，将一小块样品放在臼齿间，缓慢咬第一口仔细感受，然后咀嚼食品， 仔细感受食品在牙齿施加作用力之后到到吞咽之前所产生的感觉。 脆性一般是在牙齿第一次 - 3 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 作用后嘴唇尚未闭合时，口腔和耳朵所感受到的感觉；酥性是在牙齿咀嚼食品的过程中，口 腔和耳朵所感受到的感觉 8 、9。 65 表 2 感官评定标准 Table 2 Standard for sensory evalution 项目 感官特征 810 47 03 酥性 在牙齿作用后，食品发生连续 的破碎，碎片或碎块较小，伴 随有较小的响声 轻轻一咬即破碎，有 颗粒感且破碎时声响 较小 较易破碎，声响较 大，碎块较多 难以咬破，酥松感 较小，或无酥性 脆性 用牙齿作用时，容易发生突然 的断裂，碎片或碎块较大，并 伴随有较大的嘎嘣响声 一咬即断成两块，并 且断裂时嘎嘣声较大 较容易断裂，破断 时声响较小， 不易破断或很难 破断 硬度 用牙齿在咬碎或咀嚼食品时具 有一定抵抗性 咬碎或咀嚼食品时抵 抗性较大 咬碎或咀嚼食品时 抵抗性一般 咬碎或咀嚼食品 时抵抗性较小 整体酥脆 性 用牙齿作用时，食品破碎和断 裂，并伴随有嘎吱响声 食品容易被破碎成大 小不均的碎块并且伴 随有较大声音 食品较易断裂或破 碎，伴随的响声较 小 食品不容易断裂 或破碎 1.3.3 力学性质的测定力学性质的测定 采用质构仪的 HDP-BSK 探头对食品进行剪切测试：测试模式为 Return to start；测前、 测中和测后分别为速度：5mm/s、1mm/s、5mm/s；剪切比例：100%；触发力：10g；数据采70 集速度：200pps。同一种样品重复测定 8 次。测试时，样品的尺寸为表 1 中的尺寸，按长边 与探头垂直的方向放置， 使探头下压时作用在样品的中心位置， 其中花生的子叶较平的一面 朝下放置，香菇菌褶一面朝下。 根据质构仪自带的 Texture Exponent32 软件， 对样品得到的力-距离曲线进行分析， 计算 表 3 中的参数10 、11。食品的力-距离曲线示意图如图 1 所示。 75 图 力-距离曲线示意图 Fig.1 Schematic diagram of force-distance curve 表 3 力-距离曲线中的特征参数 80 Table 3 Characteristic parameters extracted from force-distance curve 特征参数 定义 最大力 Fm 探头下压过程中受到的最大力，即图 1 中最高点 P 对应的力 Fm，力学定义为食品的强度 最大力对应的距离 D 图 1 中 ME 的长度。点 E 为为过 P 点的垂线与横轴的交点 最大力对应的应变 Sm 最大力对应的距离 D 与剪切距离 MG 之比 斜率 K1 图 1 中点起点 M 与顶点 P 两点的斜率。K1的数值为 Fm/ME，力学定义为食品的硬度 斜率 K2 图 1 中点 P 与 Q 两点的斜率。点 Q 为过 P 点后第一个负峰（凹峰）的顶点， 点 F 为过 Q 点的垂线与横轴的交点，K2的数值为(Fm-Fq)/(MF-ME)，力学定义为食品的脆性 面积 A1 、A2、A3 图 1 中左半面积 A1、右半面积 A2、负面积 A3，其中 A3用绝对值表示 正峰数 N0 曲线上 O 点和 P 点两点之间正峰（凸峰）的总数10 、11 空间破裂次数 Nsr 正峰数 N0与距离 D之比12 D P Q o G EF A3 A1 A2 正峰 力 距离 M - 4 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 1.3.4 据处理方法据处理方法 所有的数据采用 Microsoft Excel 进行计算， 采用 SAS 9.0 进行数据分析， 分析方法按照 文献13进行。 2 结果与分析结果与分析 85 2.1 感官品质感官品质 20 种食品感官评定结果见表 4。 从表 4 可以看出， 酥性较大的食品为梳打饼干、 层层松、 桃酥、酥饼和酥脆香菇；脆性较大的食品为酒鬼花生、花生-1、花生-2、旺旺仙贝、乐吧薯 片及红薯片；硬度较大的食品为香蕉片-2、酒鬼花生、花生-2、旺旺仙贝、乐吧薯片和红薯 片；酥脆性较好的食品为梳打饼干、香蕉片-2、旺旺仙贝、红薯片和酥脆香菇；三种花生制90 品的脆性最大，其硬度也较大，而几乎无酥性；酥饼的酥性较大，而几乎无脆性；馒头、面 包、火腿肠、绿豆糕和软糖 5 种食品无酥性或脆性，且硬度都比较小。 表 4 感官评分（n=10,平均值标准差） Table 4 Sensory evvalution scores（n=10, SDX ） 95 编号 样品名称 酥性（S） 脆性(C) 硬度(Y) 整体酥脆性(Z) 1 薄脆饼干 4.30.4F 4.40.5F 5.20.4FG 5.10.7D 2 梳打饼干 7.60.4AB 50.7EF 5.60.5EF 7.10.5BC 3 层层松 6.90.7BCD 5.50.5E 5.20.4FG 5.20.8D 4 桃酥 7.10.7BCD 6.20.8D 4.60.5HI 4.60.5DE 5 酥饼 8.20.8A 1.61.1H 4.30.4I 2.60.5G 6 香蕉片-1 4.90.2EF 3.30.8G 6.10.2E 6.50.4C 7 香蕉片-2 6.30.4D 6.40.4D 8.00.4B 7.50.5B 8 酒鬼花生 0.00.0H 9.10.2A 8.70.4A 4.40.5E 9 花生-1 1.00.7G 8.30.3B 6.80.4D 4.00.7EF 10 花生-2 0.40.5HG 8.20.3B 7.40.4C 3.40.5F 11 旺旺仙贝 4.60.5EF 8.10.2B 80.4B 7.10.7BC 12 薯片 5.20.3E 5.00.7EF 4.20.3IJ 6.50.5C 13 乐吧薯片 6.71.6CD 7.80.3BC 8.00.0B 6.70.4C 14 红薯片 6.40.4D 7.40.4C 8.50.5AB 8.40.4A 15 酥脆香菇 7.40.4BC 5.40.5E 5.80.4E 7.70.4B 16 馒头 0.00.0H 0.00.0I 4.90.5HG 0.00.0G 17 面包 0.00.0H 0.00.0I 3.70.4J 0.00.0G 18 火腿肠 0.00.0H 0.00.0I 1.30.3L 0.00.0G 19 绿豆糕 0.00.0H 0.00.0I 1.00.0L 0.00.0G 20 软糖 0.00.0H 0.00.0I 1.90.2K 0.00.0G 注：同一列字母不同，表示有显著差异（显著水平 =0.05）。 2.2 质构及特征参数质构及特征参数 20 种食品力-距离曲线的特征值见表 5。Fm为食品的强度，从表 5 可以看出， 酥饼、香 蕉片-2 和红薯片的强度较大，所能承受的外力较大；火腿肠和绿豆糕的强度较弱。 Sm为达到最大力时的应变，酒鬼花生、花生-1、花生-2 和旺旺仙贝达的 Sm最小，发生100 较小的形变就可以使这四种食品断裂。花生的断裂属于典型的脆性断裂，断裂出现的力-距 离曲线的初期，因此断裂时的应变较小。综合 20 种食品 Sm值及 2.1 中的感官评分，可以发 现，脆性较大的食品 Sm值较小，当 Sm0.8 时，食品的脆性较小或无脆性。火腿肠的 Sm为 0.51，表现出一 定的脆性， 是由于灌肠肉糜类制品内部具有凝胶网络结构， 具有一定的凝胶强度从而呈现出105 柔脆性14 、15。 - 5 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 K1为食品的硬度，酒鬼花生的 K1最大，其次是红薯片、香蕉片-2、旺旺仙贝和乐吧薯 片，馒头、面包、香肠、绿豆糕和软糖的 K1值较小；K2为食品的脆性，香蕉片-2、酒鬼花 生、红薯片的斜率 K2的较大，其次是乐吧薯片、花生-1、花生-2 和酥脆香菇，而其他食品 的 K2较小。结合 K1、K2及感官评分，可以发现硬度和脆性较大的几种食品，具有较大的110 K1和 K2，当 K11 kg/mm 时，食品的硬度较大，当 0.2 kg/mm 100 kg/mm 时食品具有较大的脆 性，当 10 kg/mm 5 次/mm；酒鬼花生、花生-2、馒头、 面包和绿豆糕的 Nsr为 0，表明达到最大力之前没有破裂。 面积 A1为探头从接触样品开始到达到最大力的过程所作的功， 面积 A2为从力达到最大 值后到剪切比例为 100%探头所作的功，A1和 A2反映样品的咀嚼特性或断裂破碎的难易程 度。A1值较大的是馒头和酥饼，较小的是薄脆饼干、酒鬼花生、花生-1 和花生-2； A2值最120 大的是酥饼，其次是馒头，而绿豆糕、酒鬼花生、花生-1、花生-2 和薄脆饼干很小，表明馒 头和酥饼的咀嚼性较大，不容易断裂，具有较大的断裂能，而酒鬼花生、花生-1、花生-2 和 薄脆饼干的断裂能很小。绿豆糕的 A2值表现出一定的特殊性，是由于绿豆糕的质地比较松 散，探头下降的距离与其厚度相等时才能把其完全分割成两部分。A3为探头在返回时样品 对探头所作的功，反映样品的黏性，软糖的 A3值较大，其次是绿豆糕、面包、香肠和馒头，125 其他具有酥性或脆性的大部分食品的 A3都很小，表明酥性或脆性食品几乎无黏性或黏性很 小。 表 5 质构特征参数（n=8, 平均值标准差） Table 5 Characteristic parameters of texture（n=8, SDX ） 最大力 Fm 应变 Sm 斜率 K1 斜率 K2 Nsr 面积 A1 面积 A2 面积 A3 样品名称 kg % kg/mm kg/mm 次/mm kg.mm kg.mm kg.mm*10-3 薄脆饼干 1.680.27H 0.620.08C 0.060.01FG 28.6512.99A 2.190.77GH1.040.16G 0.310.08G 0.910.37H 梳打饼干 2.520.22F 0.350.07EF 1.020.21E 29.516.74A 7.21.38CD 2.150.59FG 1.450.74FG1.020.89H 层层松 2.120.43FGH 0.320.03EFG 0.660.23EFG 4.920.99A 5.681.13E 4.000.90EFG 3.531.42EF0.870.63H 桃酥 2.440.15FG 0.280.11FG 0.570.05FGHI5.720.99A 6.481.33DE4.610.45DEF 2.250.64FG3.831.31H 酥饼 7.211.24A 0.680.09C 0.40.05GHIJ 9.915.40A 8.082.01BC24.366.53B 23.966.63A13.323.16G 香蕉片-1 2.660.49F 0.280.07FG 0.840.16EF 0.610.20A 1.110.43HI5.771.78DE 5.051.50DE2.171.02H 香蕉片-2 5.790.69B 0.290.01FG 3.040.08B 498.51223.41G3.650.5F 2.140.38FG 0.540.26G 2.171.02H 酒鬼花生 3.410.55E 0.130.04H 3.590.59A 354.92199.84F00I 1.500.29FG 0.010.00G 3.760.53H 花生-1 1.730.47H 0.150.04H 1.560.25D 243.5252.11DE0.510.59I 1.000.42G 0.050.09G 3.350.35H 花生-2 1.920.54GH 0.170.07H 1.580.43D 175.5718.02CD0.210.41I 1.240.32G 0.020.01G 3.250.77H 旺旺仙贝 4.520.77 CD 0.190.01 H 2.310.07 C 115.7935.99 BC91.02B 0.380.92 EFG 0.450.05G 22.340.68F 薯片 2.530.53F 0.860.05B 0.500.17FGHI6.072.73A 3.190.78GF2.710.62FG 1.460.27FG0.750.61H 乐吧薯片 4.210.93D 0.270.06G 2.050.65C 212.8847.78DE13.381.99A1.610.05FG 3.830.98EF3.20.65H 红薯片 6.287.45B 0.280.09G 3.180.86B 292.0565.11EF5.262.39E 1.950.86FG 7.632.48C 3.850.85H 酥脆香菇 4.020.54D 0.380.01E 0.620.15EFGH72.2357.45AB 6.520.86DE13.593.24C 7.011.96CD3.930.67H 馒头 4.810.16 C 0.850.01 B 0.170.03 IJ 1.030.44 A 00H 38.158.89 A 15.265.38B37.514.09E 面包 6F 0.940.07A 0.220.06HI 2.601.69A 00H 7.241.31D 1.630.52 FG81.347.64B 香肠 0.470.05J 0.510.03D 0.040.00J 0.040.02A 1.000.02H 3.860.66EFG 3.860.87EF58.2418.64D 绿豆糕 0.260.02J 1.000.01A 0.0200J 13.572.41A 0.070.02H 2.010.22FG 00G 71.9310.31C 软糖 1.110.31I 1.000.01A 0.18.03IJ 0.110.06A 00H 3.191.05EFG 6.722.32CD172.0715.95A 注：同一列字母不同，表示有显著差异（显著水平 =0.05） 130 - 6 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 2.3 感官评分与质构特征参数的相关性分析感官评分与质构特征参数的相关性分析 表 6 为感官评分与质构参数的相关性系数。从表 6 可以看出，酥性评分与 Nsr、A3和 Fm 显著正相关，其中与 Nsr的相关系数最大；脆性评分与 Sm、A1和 A3显著负相关，与 K1和 K2显著正相关，其中与 Sm的相关系数最大；硬度评分与 Fm、K1、K2显著正相关，与 Sm和 A3显著负相关，其中与 K1的相关系数最大；整体酥脆性评分与 Sm和 A3显著负相关，与135 K1、K2和 Nsr显著正相关。可用质构剪切测试得到的 Fm、Sm、K1、K2、Nsr、A1和 A3特征 值表征食品的质地特性。 对感官评分和质构参数进行回归分析， 建立感官评分的表达参数和回归方程， 结果见表 7。 通过 R2和 p 值可以看出， 表 7 中的回归方程可以较好的表征和反映食品酥脆食品的酥性、 脆性、硬度和整体酥脆性。 140 表 6 感官评分与质构特征参数的相关性（r / p） Table 6 Relationship between sensory evvalution scores and characteristic parameters of texture （n=10, SDX ） 感官评分 最大力 Fm 应变 Sm 斜率 K1斜率 K2Nsr 面积 A1面积 A2 面积 A3 酥性 0.530 0.016 -0.348 0.133 0.154 0.516 0.045 0.852 0.810 0.001 0.154 0.516 0.235 0.320 -0.577 0.008 脆性 0.254 0.28 -0.853 0.000 0.788 0.000 0.659 0.002 0.397 0.083 -0.458 0.042 -0.415 0.068 -0.685 0.001 硬度 0.568 0.009 -0.788 0.000 0.872 0.000 0.738 0.000 0.371 0.108 -0.159 0.504 -0.162 0.496 -0.662 0.002 整体酥脆性 0.436 0.055 -0.659 0.002 0.597 0.005 0.442 0.050 0.610 0.005 -0.336 0.148 -0.215 0.362 -0.718 0.000 表 7 感官评分与质构参数的的回归分析 145 Table 6 Regressive analysis between sensory evvalution scores and characteristic parameters of texture 评分项目 回归方程 酥性评分（S） S=2.2803+0. 5758Nsr-22.31 A3 (R2=0.7238，p5 次/mm 时，食品具有较大的酥180 注： 编号 1-20 依次为薄脆饼干、梳打饼干、层层松、桃酥、酥饼、香蕉片-1、香蕉片-2、酒鬼花生、花生-1、花 生-2、仙贝、薯片、乐吧薯片、红薯片、香菇、馒头、面包、香肠、绿豆糕、软糖 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1 6 15 12 5 18 234161719209101113 7 8 14 欧氏距离 样品编号 - 8 - 中国中国科技论文在线科技论文在线 性；脆性评分与 Sm、A1和 A3显著负相关，与 K1和 K2显著正相关，其中与 Sm的相关性最 大，当 Sm0.8 时，食品的脆性较小或无脆性；硬度评分 与 Fm、 K1、 K2显著正相关， 与 Sm和 A3显著负相关， 其中与 K1的相关性最大， 当 K11 kg/mm 时，食品的硬度较大，当 K10.2 kg/mm 时，食品具有柔软的质地；整体酥脆性评分与 Sm、 A3显著负相关，与 K1、K2和 Nsr显著正相关。可用质构剪切测试得到的质构参数 Fm、Sm、185 K1、K2、Nsr、A1 和 A3 表征食品的质地。 在研究的范围内，食品的质地可以分为硬脆性和酥性较大、硬脆性较大而酥性较小、硬 脆性中等而酥性较小、 硬脆性较小、 柔软而无酥性和脆性、 有较大黏性而无酥性和脆性六类。 参考文献参考文献 (References) 1 SZCZESNIAK A S. 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