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桃酥入口即化的“酥"、鲜花饼皮层层分明的“脆"、酥皮月饼外皮松软与馅料绵密的层次感——这些消费者对酥类糕点最直观的品质判断,长期以来却只能依靠感官评价来“定调"。不同评价人员对同一款产品的“酥脆度"可能给出截然不同的结论,主观性强、重复性差、难以标准化。
质构仪(Texture Analyzer) 的出现,为这一困境提供了根本性的解决方案。它通过模拟牙齿咬合、口腔咀嚼等力学过程,将“酥脆"、“硬度"、“弹性"等模糊的感官描述转化为硬度(g/N)、脆性、断裂力、咀嚼性等客观、可量化、可追溯的力学数据。这一技术不仅能精准量化品质痛点,更能通过数据分析驱动配方优化与工艺改进,帮助烘焙企业实现从“经验判断"到“数据驱动"的品质升级。
本文将从酥类糕点的品质痛点出发,系统解析国产质构仪如何通过穿刺测试、三点弯曲测试、TPA全质构分析等核心方法,将“酥脆"量化为科学数据,并以川式酥皮月饼、桃酥、鲜花饼、麻酱酥糖等典型产品为例,展示国产质构仪在品质优化中的实际应用。
酥类糕点的“酥脆"并非单一维度的感官体验,而是由多个质构特性共同构成的综合品质:
硬度:咬下去时所需的初始力值,反映产品的“结实程度"
脆性:产品在受力时发生断裂的难易程度,反映“一咬就碎"的特性
酥性:产品在口中化开的速度与均匀程度,反映“入口即化"的体验
咀嚼性:将产品咀嚼至可吞咽状态所需的能量,反映“嚼劲"
这些属性相互关联、相互影响。硬度与脆性通常呈负相关——硬度越高,脆性往往越低;酥性与咀嚼性则共同决定了产品在口中的“融化感"与“残留感"。
过去,酥类糕点的品质评价多依赖感官小组。这类方法存在明显的缺陷:
主观性强:不同评价人员对“酥脆"的理解存在差异,结果因人而异。研究表明,感官评价的再现性差,同一评价人员在不同时间对同一产品的评分也可能不同。
体量大、效率低:感官评价需要组织评价小组、设计评价方案、进行统计分析,耗时费力,不利于实际生产加工中快速测量物性品质。
语义模糊:“酥脆"、“松软"等描述词缺乏统一的量化标准,难以在不同批次、不同产品之间进行精准对比。
对于酥类糕点生产企业而言,最大的痛点是缺少一把能够精准测量“酥脆"的标尺。配方调整后产品是否更酥了?新工艺是否改善了口感?不同批次之间的一致性如何?这些问题无法靠“品尝"来精准回答。质构仪正是填补这一空白的核心工具——它用力学数据为“酥脆"提供了可量化、可追溯的测量标准。
酥类糕点的质构检测主要通过三种核心测试模式实现,每种模式适用于不同的产品类型和评价维度。
穿刺测试通过探头以恒定速度刺入样品,记录穿刺过程中的力值变化,主要用于评价酥类糕点的表皮硬度、内部紧实度和脆性。
测试原理:探头垂直刺入样品,曲线中出现的最高峰表征为样品的表皮硬度或坚实度,探头穿破表皮后进入内部的力值变化则反映了内部结构的致密程度。
典型应用:在川式酥皮月饼的研究中,采用TA/2圆柱形探头进行穿刺测试,模式为单次下压、形变量50%、测试前速度1.00mm/s,对月饼的饼皮和馅料分别进行检测。通过穿刺测试,可以精准量化不同配方下的饼皮硬度数值,并追踪储存过程中饼皮和馅料的硬度变化规律。
在中式油酥类糕点的物性品质测定中,穿刺测试可以分析出不同糕点其脆性、坚实度、内部紧密型等质构品质差别。
三点弯曲测试是酥类糕点酥脆性检测的专用方法,也是GB/T 20980标准中质构仪评价的重要组成。
测试原理:将样品放置于两个支撑点中央,探头从中心点下压直至样品断裂。断裂瞬间的峰值力反映样品的断裂强度——力值越大,抗破碎能力越大,硬度也就越大。断裂位移则反映样品的脆性——显示样品能承受多长距离后被破坏。
典型应用:饼干酥脆度测定仪通过三点弯曲测试,可量化检测饼干的折断力、断裂位移等关键参数,客观评估酥脆性及包装影响。三点弯曲法尤其适用于酥性饼干、薄脆饼干、威化饼干、蛋卷等薄片状酥脆产品。
TPA(Texture Profile Analysis,质地多面剖析法) 通过模拟人口腔的咀嚼运动,对样品进行两次压缩,一次测试可同时获取硬度、脆性、咀嚼性、弹性、内聚性、回复性等多个质构参数。
测试原理:探头以设定的速度和压缩比例对样品进行两次压缩,软件从力-时间曲线中提取各项质构特性参数。酥脆性(硬度和脆性)和咀嚼性是评价酥性饼干品质的重要指标,通过质构分析进行量化。
典型应用:在桃酥产品的质构评价中,采用TPA模式测定质构指标,从7个TPA质构指标中提取主成分,累积方差贡献率达到97.169%,与感官评价结果基本一致。青稞枸杞酥性饼干的TPA质构测定结果显示,硬度为(919.86±50.4)g、黏聚性为(0.32±0.12)g、胶着性为(38.27±4.72)g、咀嚼性为(0.75±0.37)mJ、弹性为(0.36±0.04)mm,各项TPA参数值均达到市售要求。
TPA可获取的关键参数:
| 参数 | 定义 | 在酥类糕点中的意义 |
|---|---|---|
| 硬度 | 第一次压缩周期中的最大峰值力 | 反映产品“咬下去硬不硬" |
| 脆性 | 硬度之前出现的较小峰值(如有) | 反映产品“一咬就碎"的程度 |
| 咀嚼性 | 硬度×内聚性×弹性 | 反映产品“嚼起来劲不劲道" |
| 内聚性 | 两次压缩面积之比 | 反映产品内部结构的“紧实度" |
| 回复性 | 回弹面积与压缩面积之比 | 反映产品回弹“快不快" |
在川式酥皮月饼的研究中,质构仪发挥了不可替代的作用。研究人员采用穿刺测试对饼皮和馅料进行精确量化:
配方优化:以饼皮硬度为响应值,通过单因素试验和响应面试验,利用质构仪测定不同配方组合下的饼皮硬度,建立饼皮硬度与原料添加量之间的数学模型。最终确定最佳配方为:聚葡萄糖液添加量2.0%、单双甘油脂肪酸酯添加量0.18%、麦芽糖淀粉酶添加量120mg/kg,该配方下月饼储存15d饼皮硬度为307g。
储存特性追踪:研究发现,月饼饼皮硬度在储存过程中呈先下降后上升的趋势——储存前期(0-20d),由于馅料中水分和油脂迁移,饼皮硬度从0d的558g下降到20d的250g;储存超过20d后,淀粉老化使饼皮硬度显著增加,60d时饼皮硬度增加了32%。馅料硬度变化则分为三个阶段:储存0-3d无显著变化,之后硬度增加显著,30d时达到154g(约为初始硬度的2倍),最后阶段硬度变化缓慢。
这些规律的揭示,有助于深入了解酥皮月饼在储存过程中的品质变化机制,为保质期预测和工艺改进提供了科学依据。
以10个品牌的市售桃酥产品为研究对象,采用质构仪TPA模式测定质构指标,并对质构指标进行相关性和主成分分析。
研究结果表明:各质构指标之间存在不同程度的相关性;从7个TPA质构指标中提取了前2个主成分因子,累积方差贡献率达到97.169%。样品⑦主成分得分最高,样品③主成分得分低,与感官评价结果基本一致,采用主成分分析法评定桃酥质构品质具有一定的可行性。
这一案例说明,通过TPA质构数据的多变量统计分析,可以建立客观的质构品质评价模型,实现酥类糕点产品的科学分级与品质对比。
鲜花饼作为云南的传统名点,以其“酥皮软馅、花香浓郁"的独特口感深受消费者喜爱。其中,“酥脆"是评价其外皮品质的核心指标——理想的鲜花饼应入口即碎,皮层层层分明,无硬芯或粘牙现象。
烘焙食品酥脆性分析仪(质构仪)通过科学测定鲜花饼的酥脆性,将“酥脆"这一模糊的品质描述转化为断裂力、脆性功等精确的质构数据,为鲜花饼生产企业的配方优化和质量控制提供了可靠的数据支撑。
在麻酱酥糖的配方优化研究中,质构仪的数据发挥了关键的指导作用。
研究发现,两组酥糖的内聚性无显著差异,但麻酱酥糖的硬度、弹性、胶黏性及咀嚼性均低于传统芝麻酥糖。这主要是由于经脱皮研磨制成的芝麻酱糖,质地更加细腻,与糖基更充分地混合,形成更为均匀的糖体结构。因此,麻酱酥糖更适合咀嚼功能较弱的老年人和儿童食用,有助于扩大产品受众范围。
济南西奥机电有限公司(CELTEC西奥)长期致力于为烘焙食品行业提供专业的质构检测解决方案。其TEX-FP饼干酥脆度测定仪与TEX系列质构分析仪专为酥类糕点等烘焙食品的品质评价与工艺优化而设计。
TEX-FP饼干酥脆度测定仪通过模拟牙齿咬合与折断的力学过程,将饼干的酥脆性、硬度等感官体验转化为可量化的断裂力、脆性功等质构数据,为烘焙企业的质量管控、配方优化和工艺改进提供科学依据。
核心测试能力:
三点弯曲测试:配备专用三点弯曲夹具(P/3PB三点弯辅具),将样品放置于两个支点中央,探头从中心点下压直至断裂。测得的力值越大,其抗破碎的能力越大,硬度也就越大。
TPA全质构测试:支持压缩、TPA全质构分析等多种测试模式,可输出硬度、脆性、咀嚼性等参数。
酥性饼干、曲奇饼干、韧性饼干、苏打饼干、夹心饼干、薄脆饼干、威化饼干、蛋卷、薯片等各类酥脆性烘焙及膨化食品。
核心技术参数:
| 参数 | 技术规格 |
|---|---|
| 力值解析精度 | 0.001N |
| 系统精度 | 优于0.5% |
| 速度范围 | 0.1-500mm/min(无级可调) |
| 速度精度 | ±0.1% |
| 位移范围 | 300mm |
| 位移精度 | 0.01mm |
智能操作与数据管理:配备7英寸高清触摸显示屏,操作直观便捷。测试过程中实时显示力-位移/力-时间曲线,数据自动存储。支持三级别多用户权限管理(用户名+密码登录),配备审计追踪功能,满足GMP合规要求。
多标准兼容:TEX-FP饼干酥脆度测定仪严格遵循GB/T 20980-2021《饼干质量通则》及AACC 74-09《面包硬度测试》等国内外标准设计。
TEX系列质构分析仪适用于更广泛的酥类糕点品质检测,包括:
穿刺测试:用于评价酥皮月饼的饼皮硬度、馅料硬度
TPA全质构分析:用于综合评价桃酥、酥性饼干等产品的硬度、脆性、咀嚼性、内聚性
三点弯曲测试:用于评价饼干、蛋卷等薄片产品的断裂强度与酥脆性
TEX系列采用高精度力量感应元,力值测量精度优于0.5%F.S. ,位移分辨率达0.01mm。支持多种测试模式——压缩、TPA全质构、三点弯曲、剪切等——一台仪器即可覆盖酥类糕点从原料到成品的多样化检测需求。
酥类糕点的“酥脆",从来不是一句模糊的“好吃"可以概括的。硬度决定了咬下去的第一感觉;脆性反映了一咬就碎的爽快感;咀嚼性衡量了嚼起来是否“劲道";内聚性揭示了产品在口中化开的细腻程度。
国产质构仪将酥类糕点的“酥脆"转化为硬度(g/N)、脆性、断裂力、咀嚼性等客观、可量化、可追溯的力学数据。从川式酥皮月饼的穿刺测试配方优化(饼皮硬度从558g优化至307g),到桃酥TPA主成分分析的品质分级(累积方差贡献率97.169%);从鲜花饼酥脆性的精准量化,到麻酱酥糖质构数据指导的口感改良——质构仪的应用贯穿酥类糕点从研发到生产的全链条。
穿刺测试评价表皮硬度与内部结构;三点弯曲测试评价断裂强度与酥脆性;TPA全质构分析综合评价硬度、脆性、咀嚼性。三种核心测试模式,从不同维度揭示了酥类糕点的力学本质。
济南西奥机电有限公司(CELTEC西奥)TEX-FP饼干酥脆度测定仪与TEX系列质构分析仪,以高精度力学测量(0.001N解析精度、优于0.5%系统精度)、多种测试模式(压缩、TPA、三点弯曲、剪切)、多标准兼容(GB/T 20980-2021、AACC 74-09)为核心优势,为酥类糕点及烘焙食品企业提供了从品质痛点诊断、配方优化到工艺改进的全链条质构检测解决方案。
本文依据TPA全质构分析原理、GB/T 20980-2021《饼干质量通则》、AACC 74-09标准及相关学术研究成果撰写,仅供参考。具体测试操作请以仪器操作规程及产品特性为准。