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1第五章食品质地学基础5.1食品质构概论5.1.1食品质构的定义及研究目的⑴食品质构的定义质构一词原指“编”、“织”的意思，后来人们用来表示物质的组织、结构和触感等。随着对食品物性研究的深入，人们对食品从入口前的接触到咀嚼、吞咽时的印象，即对食品的滋味、口感需要有一个语言的表示，于是借用了“质构”这一用语。质构一词目前在食品物性学中已被广泛用来表示食品的组织状态、口感及滋味感觉等。较早的定义，“食品的质构是指眼睛、口中的皮肤及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等”，ISO(国际标准化组织)规定的食品质构是指用“力学的、触觉的、可能的话还包括视觉的、听觉的方法能够感知的食品流变学特性的综合感觉”。需要明确指出的是，食品的质构是与食品的组织结构及状态有关的物理性质。它表示两种意思:第一，表示作为摄食主体的人所感知的和表现的内容;第二，表示食品本身的性质。2总之，食品的质构是与以下三方面感觉有关的物理性质。①手或手指对食品的触摸感;②目视的外观感觉;③摄入食品到口腔后的综合感觉，包括咀嚼时感到的软硬、豁稠、酥脆、滑爽感等。按上述定义，食品质构是食品的物理性质通过感觉而得到的感知。3食品质构有如下特点:①质构是由食品的成分和组织结构决定的物理性质;②质构属于机械的和流变学的物理性质;③质构不是单一性质，而是属于多因素决定的复合性质;④质构主要由食品与口腔、手等人体部位的接触而感觉的;⑤质构与气味、风味等性质无关;⑥质构的客观测定结果用力、变形和时间的函数来表示。总之，由食品的组织结构决定的质构特性是物理特性，主要是人通过接触而感觉到的主观感知。但为了揭示质构的本质以及更准确地描述和控制食品质构，可以通过仪器和生理学方法测定质构特性。4⑵研究目的食品加工的目的是为了改变食品的质构。比如小麦的质构硬度太大，不仅口感不好，而且其消化吸收性和嗜好性也不好。因此人们把小麦加工成面粉，然后再制成面包等食品食用。可以说食品加工的目的之一就是经过适当处理，使食品原料所具有的固有组织变成感官效果较好的质构，即食品加工过程就是改善原料质构的固有性和原始性，增加其实用性、商品性和感官性。所以说食品质构的研究是食品工程不可缺少的基础理论之一。评定食品品质有四种因素。第一，外形，包括色彩、形状、大小、光泽等视觉感;第二，滋味，包括气味、风味等决定的因素;第三，质构;第四，是食品的营养价值。5此外，食品的价格、方便性、包装也影响食品的品质。在上述四种因素中前三种主要是直接的感觉判断，是感觉性嗜好因素。而营养价值是感觉无法决定的非感觉性嗜好因素，主要由化学分析方法确定其营养价值。食品的感觉性嗜好因素对选择和摄取食品起重要的作用，是由人接触食品或把食品放进嘴里咀嚼时的感觉来决定的。6总之，研究食品的质构有以下几个目的: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。75.1.2食品质构的分类及研究方法⑴食品质构的分类①Szczesniak分类由表可知，机械特性的一次特性由硬度、凝聚性、粘性、弹性、粘附性组成；几何特性由粒子的大小、形状和集合状态组成；其他特性是水分含量和脂肪含量。8②Sherman分类Sherman认为，人对食品的感觉评价是在包括烹饪在内的一连串的摄食过程中进行的，对食品力学性质的感觉是在动态流动过程中进行的。因此，把整个摄食过程分为四个阶段，即入口之前的感觉，口中的最初感觉，咀嚼中的感觉和咀嚼后的感觉，提出了如表5-3所示的质构剖析法(所谓质构剖析法，是指用科学的方法对质构评价术语进行分类、定义，使之可以成为进行交流的客观信息)。9⑵食品质构的研究方法仪器测定是表现质构的重要方法之一。例如，食用面条时的“筋道”感是对品质评价的重要指标。然而对“筋道”这一人人皆知却难以准确表示的感官指标，在面条、粉丝等工业化生产中是很难准确控制的。利用食品质构的研究方法，用食品流变仪或其他专用仪器对“筋道”这一嗜好性指标进行定量表达，无疑会对以上产品的开发起到关键性作用。与此类似的还有米饭的“可口性”，饼干类的“酥脆性”，肉类的“柔嫩性”等的模糊概念。现代化的食品工业需要对以上特性用科学的客观的方法来进行检测和控制。10食品质构的研究方法主要有感官检验和仪器测定两种方法。食品质构的仪器测定方法分为基础力学测定法、半经验测定法和模拟测定法。基础力学测定仪器，即测定具有明确力学定义的参数的仪器，如粘度计、基础流变仪等。它们测出的值具有明确的物理学单位，如粘度、弹性率、强度等。基础力学测定法有许多优点，如定义明确，数据互换性强，便于对影响这一性质的因素进行分析等。它的缺点是很难表现对食品质构的综合力学性质，例如，面团的软硬度、肉的嫩度等，很难用某一种单纯的力学性质来表达。因此，食品质构的仪器测定，多属于半经验或模拟测定。它与基础力学测定方法所不同的是，变形并非保持在线性变化的微小范围内，而是非线性的较大变形或破坏性测定。虽然用这些仪器所测得的数据，不如用基础力学测定法所测得的数据具有普遍性，但是实践证明用这种仪器测定的特征量能很好地表现出相应食品的质构。11食品感官检验是指通过人的感觉器官评价食品特性的方法。在评价食品的感官特性时，首先应明确食品特性的表述语言和表示特性差异的尺度。用语言和尺度测定物质特性的方法，称之为感官检验法〔见5.2)。另外还应明确咀嚼和吞咽功能。食物是通过咀嚼和吞咽送到胃中的。通过测定咀嚼和吞咽功能来评价食品感官特性的方法称之为生理学方法〔见5.5)。12食品质构的综合评价方法如图5一3所示。其中食品质构的仪器测定和感官检验是使用最多的评价法。135.2食品质构的感官检验5.2.1食品感官检验的定义和分类⑴食品感官检验的定义所谓食品感官检验，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。主要研究方法是，从大多数食用者当中选择必要的人选(称评审员)，让评审员在一定的条件下品尝食品后回答问题，对回答结果进行统计分析，给出统计结果。14⑵食品感官检验的分类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。比如:检验酒的杂味；判断用多少人造肉代替香肠中的动物肉时人们才能识别出它们之间的差别；评定各种食品的外观、口味、口感等特性。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。比如:何种甜度为饮料的最佳甜度；何种颜色为最佳电冰箱颜色等。弄清感官检验的目的，要分清是利用人的感觉来测定物质的特性(分析型)还是通过物质来测定人们嗜好度(嗜好型)，是设计感官检验的出发点。例如，对两种冰淇淋，如果要研究二者的差别，那么可把冰淇淋溶解或用水稀释，在最容易检查出其差别的条件下进行检验；但如果要研究哪种冰淇淋最受消费者欢迎，那么通常是在能吃的状态下进行检验。155.2.2感官检验的准备⑴评审员评审员的感觉敏感度及对各种评价项目表现的准确程度决定感官检验的精度。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。检验试样的特性是目的，评审员只起到测定仪器的作用，故又称为客观型评审员。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。选择分析型评审员时，应考虑到他们的判断能力、动机、爱好和接受训练的程度等方面的情况。选择对食品感官检验工作有兴趣，无食品偏爱习惯且具有较好的分辨能力的人。另外，要求评审员要有责任心，具有一定的食品学、心理学、社会学等方面的知识。16以下条件可供选择评审员时做参考：①年龄和性别一般地说，年轻人的感觉敏感度高于老年人，而老年人比年轻人富有经验。随年龄的变化，人的嗜好也发生变化。因此做嗜好型感官检验要特别注意不同年龄段的嗜好性。性别的不同也会使感觉敏感度有所差别。②身体健康状况选择健康的人。患者可能会降低、失去或者改变感官感觉，甚至有时会把苦味或者甜味说成咸味，把酸味说成无味。因此，色盲、严重鼻炎、口腔炎、胃肠炎患者及对某些食品过敏者都不能做评审员。对于吸烟者，要求在试验前0.5-1h停止吸烟。对于试验时间，建议安排在饭后2-3h内进行，避免过饱或饥饿状态。试验前要洗手、漱口，参加试验时不要擦香水等。17③能力对于分析型评审员的能力有如下要求:(a)对食品的各类特性(感觉内容)具有分析判断的能力;(b)对各种特性具有较高的感觉灵敏度;(c)对于各特性之间的差别具有敏感的识别能力;(d)对于特性量值的大小具有准确的表达能力;(e)对于特性具有准确的语言描述能力。根据(d)项要求，在检验过程中评审员的评价尺度不能有变化。但是实际上，比如用分级法(10分法)评分时，能否保证10分、9分、8分……之间具有等间隔性，与此项能力关系很大。(d)项所要求的能力显然是检验精度的保证。(e)项与质构分类有关，要求在检验过程中必须明确术语的含义或定义。因此需要对评审员进行训练。只有通过严格训练达到上述要求的专家，才可成为分析型检验评审员。18检验评审员是否合格的常用方法是Spearman顺序相关系数检验法。其方法为:设n个样品特性强度的实际排列顺序为Xi、(i=1、2...n)，某评审员的实际判断顺序为Yi，它们的差为di，如下表所示。根据下式求Spearman相关系数rs5-1当rs＜0时，无识别能力。当rs＞0，n＜10时，查Spearman相关系数检验表:小于表中的数值时，有判断能力。19当U0＞l.645时，对信度a＝5%，有判断能力;当U0＞l.645时，对信度a=l%，有极高的判断能力。本例中，n＝8，对信度a＝1%，查表得:=12＜14，所以可以判断评审员有识别能力。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。n＞10时，可用下式计算U0：5-220⑵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。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。室内灯光可采用普通日光灯，灯光强度不宜太暗，否则会影响评审员的视力。品尝室分单间式和圆桌式两种。单间式：是为了避免评审员相互之间干扰(如交谈、面部表情等)。把室内划分为几个小单间。一般的感官检验室设有6-7个单间。可用木板或塑料板隔断。每一个单间设有品尝台和传送样品用的小门及简易通讯装置。例如:当品尝完一个样品后评审员按一下开关，样品准备室内的信号灯就亮，研究人员来取走已经品尝完的样品，再送来待品尝的另一样品。在品尝台上安装一个小洗漱盘和水龙头，用来冲洗品尝后吐出的样品。圆桌式：用于少数评审员边检验边交换意见。21②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。样品准备室的大小与设备取决于感官检验的项目内容。要具备最基本的厨房设备，也可添加电烤箱、微波炉、恒温箱等。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。22⑶试样的准备①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。对于要求均匀取样的样品，要做研磨或打碎处理。②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℃，但具体要根据对食品的饮食习惯而定。对温度的设定要注意以下几点:a.汤类食品一般是吃热的，一般以74℃左右为宜;b.设定最容易检验出其质量差别的温度;c.设定容易保持的温度(如常温);d.设定不易产生感觉疲劳的温度;e.设定样品