《食品安全导刊》刊号:CN11-5478/R 国际:ISSN1674-0270

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食品感官检验新技术及其应用

2017-12-25 14:09:59 来源: 食品安全导刊

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  感官分析技术是近代新兴的一门学科和技术,综合心理学、物理学、生理学、化学、统计学等基础学科对产品的感官特定进行检验。感官分析技术在食品检验中得到应用。食品的感官检验主要是人的感觉器官对食品的各种质量特征等用语言、文字、符号等进行记录,然后通过统计原理进行统计分析,最后得出结论。食品感官检验有多种方法,常用的方法有差别检验、标度和类别检验、分析和描述性检验三种,这三种方法在运用时应根据实际情况加以选择。食品感官检验具有较强的科学性,是食品科学与食品质量与安全专业的重要专业课程之一,也是一种重要的检测手段。食品感官检验技术在食品检验中具有重要意义和作用,能够有效保障食品的安全性。
 
  食品检测技术的发展
 
  感官检验是在欧美发展起来的一个学术分支,所有方法都是由欧美学术领域的前辈建立并且发展起来的。欧美的一个学术文化就是学术和工业发展紧密结合,很多教授会和企业合作项目,甚至会做consultant给公司提供建议和解决方法,同时参与建立行业标准,由此带来了学术领域的快速发展和运用。而在国内,感官评定一般是食品科学里面的一个极小的分支,为数不多的学校和老师在从事这方面的研究。没有学术做支撑,又怎么能让它快速发展。实际上,感官评定不仅运用在食品、饮料行业,还在化妆品、护肤品以及其他个人生活用品都会用到。不仅在欧美,中国有研发中心的那些大公司都有自己的感官评定团队,基于国内在感官评定方面的教学并没有满足工业的发展需求,所以很多从业人员可能有着国外学习背景或者是入职后直接由总部培训。有人说很多公司从业人员不专业,实验室设置不达标,我不能说完全不是,仅我知道的欧莱雅感官评定,就是非常专业的。
 
  目前最常用的感官检验方法主要分为三大类:差别检验,用于确定产品间差异或相似的可能性,包括二点检验法、一-二点检验法、二-三点检验法、三点检验法、五中选二检验法、“A”-“非A”检验等;标度和类别检验,用于估计差异的次序或大小,或者样品应属的类别或等级,包括评分法、成对比较法、加权评分法、模糊数学法等;描述性检验,用于识别存在于样品中的特殊感官特性,包括简单描述性检验、定量描述和感官剖面分析、自由选择剖面等。明确每种方法所能达到的实验目的,正确解读实验的中心思想,科学规范地选择使用实验方法,以获得最可靠有效地实验数据。
 
  食品感官检测新技术研发与进步
 
  随着感官分析技术的不断发展,其研究领域也逐渐扩展到化工、造纸、纺织、包装、环保监测、汽车行业等。研究所涉及到的分析方法也正在由传统单一方法分析逐步向多方法交叉分析的目标发展。从科学的角度来讲,感官分析技术已经从单纯的研究食品,转变到研究食品和消费者层面。传统感官分析技术虽具费用低、获得数据结果迅速等优点,但随着技术多年的应用及发展,其部分问题逐渐呈现,如评价员培训周期长、人员个体差异较大、实验结果系统性及重复性较低等缺点,因此探寻新技术的呼声愈发强烈。纵观国内外感官分析方法的发展趋势,越来越多的学者将关注点转移到消费者情感测试方面,同时也涌现出了许多感官分析新技术。
 
  情感测试新技术。消费者情感体验指消费者经历的感觉、情绪、心境,即以产品为道具,以消费者为中心,能够创造使消费者参与、值得回忆的活动。Collinsworth等提出图像法(imagemeasurementofemotionandtexture,IMET)进行情感和质地测试。实验中采用3种不同的情感测定方法:首先,文字描述;其次,预先定义好的图片;最后,自己的照片(参与者被要求提前准备好能反应自己不同情绪的照片)。研究结果表明,图片的使用(自己的照片、自己熟悉的人的照片以及陌生人的照片)可能与实验结果的一致性和再现性有关。情感测试新技术成功克服产品信息量有限、测试时间短和不能有愉快的测试过程等缺点,同时,实验结果重复性及评价员之间结果的一致性较好,为以后情感分析技术的发展方向奠定了基础。
 
  描述性实验方法的优化。优化描述剖面分析法(optimizeddescriptiveprofile,ODP),新方法相较于传统的感官描述实验,因其评价员均为半培训状态,所以在时间、经济上都有了优化。实验中为了达到评价员数量上的优化,采用计算机模拟技术对原来的26位评价员组成的评价小组重新搜集数据(采用最新方法再实施一遍实验)。最终确定评价员数量最优的标准可分为4条:首先,实验误差小于或等于原始方法的实验误差;其次,在大小和稳定性方面,样品和评价员之间的交互作用,需和原来评价小组所获得的交互作用相似;再者,用成对比较法得到的产品的一致率,需和原来评价小组得到的一致率相似;最后,感知图的信息损失量需最小。为了让实验时间、经费和所用精力都有所减少,越来越多的研究者开始探寻优化途径,其中dosSantosNavarro等通过减少实验时间、优化感官评价员数量,定义了一种新的感官评定方法,为更进一步确定最优评价员数量,该团队仍延续之前方法进行实验,唯一不同点为该团队对最终确定的人数进行了再培训,结果人数在之前的基础上,又删减了50%,而且得出的数据精确度和有效性均有提高。
 
  Dehlholm等首次将自由综合分类(freemultiplesorting)的感官快速描述分析新方法应用在食品领域。该方法的中心思想为:提供给评价员一定数量的待评价样品,然后对其进行分类,每次分类前都要找出一个分类标准,将样品分为2~8类不等,每一组中的样品在1~8个之间,接着再次将样品打乱,找出另一分类标准对其进行二次分类,以此类推,直到评价员认为所有的分类可能性都已包括,即不能找出再次分类的标准为止。在分类过程中,评价员不需解释分类的原因,只需对每次分类后的产品进行感官描述。将该方法和传统描述分析方法对比发现,每个方法得出的结果都比较相似,但是Freemultiplesorting更适合来分析产品之间的差异性。
 
  自由的“家庭式”分析方法。研究者尝试脱离标准实验室,而采用“家庭式”品评方法,创建5种食品基本味道和油腻感的数据库,实验具体实施方法大致分为以下几个步骤:(1)评价员筛选和培训:在实验室中,通过一系列筛选实验(基本味道识别能力实验、识别不同滋味强度实验),从32名候选人中最终选出12名评价员,然后在实验室中培训5个月,共计55h。(2)“家庭式”(in-home)品评阶段:实验中所谓的home除评价员自己的家中外,还可以在朋友家及餐厅,状态比较自由,但是品评员每个月要到实验室接受2h左右的再培训。评价员随身携带记录本,随时记录食物的基本味道(酸、甜、苦、咸、鲜)和油腻感,然后对味道强度进行标度打分。(3)数据分析:采用统计学方法进行数据分析。结果表明这种自由的“家庭式”分析方法所获得数据有效性等同于在实验室获得的数据,而且评价员会有更多的机会和更长的时间面对产品;可提供在实验室中无法得到的信息;评价员心情更加愉悦放松,提高分析结果有效性。
 
  阈值测定新技术。Allen等阐述了一种新的快速测定人体阈值(rapiddetectionthreshold,RDT)的方法,该方法是在传统的浓度递增或递减的实验方法基础上进行改编,实验中,每组3个样品(一个有气味的样品,两个空白样),参与者有33%的机率选择正确。当测定某个气味的阈值时,先提供给参与者一份浓度较高的样品,使其熟悉气味,然后再提供给参与者实验样品,顺序为先提供浓度居中的样品,然后根据参与者的反应决定下一个样品的浓度是高还是低。按这样的方法逐步减少样品,排除浓度明显低于阈值的样品,减少品评次数,降低疲劳感。研究结果表明,这种新的快速检测阈值的方法适用于不同人群,对于检测阈值提供更简洁的办法具有正效益。结果还表明,该新方法,不管是对个人还是对群体都具有同样的效果。
 
  感官分析技术在食品领域的应用
 
  食品与人类生活密切相关,它是人体正常新陈代谢所需的物质基础。随着现代社会和经济的快速发展,食品功能更多的是给人们提供味/嗅觉享受和精神盛宴。食品是否能够得到消费者认可,很大层面上首先取决于其感官性状。近年来,对食品感官性状的科学分析得到持续关注,已经逐渐发展成为食品科学的一个重要分支领域。感官分析即利用科学客观的方法,借助人类的感觉器官(视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉)对食品的感官特性进行评定(唤起、测量、分析、解释),并结合心理、生理、化学及统计学等学科,对食品进行定性、定量的测量与分析,了解人们对这些产品的感受或喜欢程度,并测知产品本身质量的特性。
 
  感官分析起源于食品领域,在20世纪40年代的美国,为了提高军队食品的感官风味,达到营养美味的目的,相关学者开始研究食品的感官属性,并逐渐形成了感官分析技术。在接下来的几十年中,随着食品行业的迅速发展,感官分析技术也有了较大的进步,目前在食品领域已经得到广泛应用。
 
  感官分析在食品新产品开发中的应用。新产品的开发是食品企业发展的核心,一种新产品的产生,一般是在原有产品的基础上对其进行成分的改变或替换,亦或是改变产品生产工艺,其种类可分为以下几种:市场尚未流行的新产品;现有产品的延伸,即现有的产品在食品基本属性及概念上的延伸;对企业自身而言是新产品;新客户,即新的客户群的产生带来新的产品需求;新市场,如产品新的区域和地域分布产生差异化而带来的新的产品需求。对于消费者的偏好和需求,是新产品开发中必须关注的焦点,新产品的研制需与感官分析同时进行,将产品的设计和消费者的需求进行准确的匹配,以确定开发中的产品在不同阶段的可接受性,而且最终评价新产品开发的成功与否,就是看其能否被消费者接受并喜爱,通过消费者嗜好性实验,我们可以理解消费者的消费行为,预测其未来的消费趋势,并且开发出新的市场。研究表明,感官质量是消费者购买食品的第一驱动力并始终影响着消费者的购买意向,其次才是食品的营养保健作用。吴昀等以卤制鸭肫、鸭腿、整鸭3种产品形式为研究对象,通过感官属性分析和嗜好性评价的方法,为番鸭产品的研发制定了一个系统方法,包括评价员的筛选与培训、描述词汇的建立、强度和喜好程度评价、数据处理、结果分析等。
 
  感官分析在食品质量控制中的应用。民以食为天,食以安为先。食品质量与食品安全休戚相关,尤其是对于食品企业来讲,保证食品质量更是重中之重。传统上大多通过理化、微生物检测来控制检测食品质量,近年来,开始有学者研究通过分析食品的感官属性来控制和检测食品质量。感官性能是食品质量优劣最直接的表现,通过感官指标来鉴别食品的优劣和真伪,不仅简单易行,而且灵敏度高、直观而实用。Etaio等阐述了如何利用感官评定对红酒质量进行分析,实验中先筛选出一部分能很好地描述红酒品质的词汇,然后对每个描述红酒的词汇设置参考物进行评分,最终计算出每个词汇的权重,根据词汇权重值的大小来判断红酒质量等级。同样的分析方法被McGrew应用于研究酒类饮料质量控制方法。对于食品个别质量指标的评估,单纯性的感官分析有时会有局限性,Corollaro等采用感官和仪器相结合的方法,通过创建感官分析预测模型,对苹果质量进行分析,但是实际操作较复杂,后续的实验步骤优化工作仍需更进一步的研究。
 
  感官分析在食品消费市场研究中的应用。消费者的购买行为由多种因素共同决定。在首次购买时,大多数消费者会考虑价格、品牌、质量、口味等特征,但是在二次购买时,口味特征表现的尤为重要。如想获得消费者对于产品的反馈信息,了解对于产品感官属性的喜好程度,则需要进行市场调查,这就体现出了感官评价在市场调查中的重要性。牛丽影等为考查消费者对玉米汁感官品质特征的要求,采用调查问卷的方式,对鲜榨甜玉米及糯玉米汁的偏爱性及玉米汁感官品质的重要性进行了调查。结果显示,喜爱黄色、香气明显的甜玉米汁的人数多于喜爱白色、风味清淡的糯玉米汁的人数。
 
  感官分析技术起源于20世纪40年代,经过几十年的发展,已经在产品研发、质量控制、风味营销和质量安全监督检验等方面起到强大作用,迅速成为现代食品科学技术及食品产业发展的重要技术支撑。现阶段,我国的感官分析研究层面基本停留在传统的方法应用,企业对感官分析技术的诉求也不理想,大多数的感官研究实验都是由高校进行。国外的感官分析研究已经达到一定的高度,并且科研单位和企业间的合作相当密切,有需求才会有进步,两者之间相辅相成。注重方法的创新和技术的应用是我们现在应该追求的目标,与国外的差距,我们有目共睹,缩小差距,是我们感官分析学者们共同努力的目标。
 
  何禹锡 西北农林科技大学食品科学与工程学院
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