质构仪在烘焙食品质构分析与物性测试中的应用

质构仪在烘焙食品质构分析与物性测试中的应用

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网易

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https://m.163.com/dy/article/JIG9BJ2905568QES.html

烘焙食品以其丰富多样的口感和风味深受消费者喜爱，从松软的面包到酥脆的饼干，从绵密的蛋糕到有嚼劲的麻花，其独特的质构是吸引消费者的关键因素之一。而质构仪作为一种专业的测试仪器，在深入剖析烘焙食品的质构特性和物理性质方面发挥着极为重要的作用。

一、质构仪的工作原理

质构仪主要通过模拟人体口腔咀嚼、牙齿咬合以及手指按压等动作，对烘焙食品施加精确可控的力，并测量食品在受力过程中的变形、断裂、回弹等响应数据。其核心部件包括高精度的力传感器、位移传感器以及先进的数据采集与处理系统。力传感器能够敏锐地感知施加在食品样品上的力的大小，位移传感器则精确记录食品在受力时的形变程度，数据采集与处理系统将这些原始数据转化为可供分析的质构参数，如硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性等。

二、面包质构分析

• 硬度测试

*   面包的硬度是消费者在食用时首先感受到的质构特性。质构仪通过使用特定形状的探头（如圆柱形探头），以恒定的速度对面包切片进行压缩测试。当探头逐渐压入面包时，力传感器记录下所施加的力的变化。面包硬度越大，在相同压缩程度下所需的力就越大。通过多次测试不同批次或配方的面包，可以评估面粉种类、酵母用量、发酵时间和烘焙温度等因素对面包硬度的影响。例如，使用高筋面粉制作的面包通常比低筋面粉制作的面包更具韧性和硬度，而过度发酵可能会导致面包内部结构疏松，硬度降低。

TA-SF01型质构仪

• 弹性测试

*   面包的弹性反映了其在受力变形后恢复原状的能力。在弹性测试中，质构仪先对面包样品进行一定程度的压缩，然后停止施加力，测量面包在恢复过程中的形变恢复情况。弹性好的面包能够较快地恢复到接近原始形状，其弹性模量较高。这一参数与面包的面筋网络结构密切相关。优质的面包，其面筋形成良好的网络，在受力时能够储存能量并在力消失后释放，从而表现出较好的弹性。通过质构仪的弹性测试，可以优化面包制作工艺中的搅拌时间、面团醒发时间等参数，以获得理想弹性的面包产品。

• 黏聚性测试

*   黏聚性描述了面包内部结构的完整性和颗粒之间的结合力。质构仪在对面包进行压缩测试时，通过分析力 - 位移曲线的形状和特征来评估黏聚性。黏聚性好的面包在压缩过程中不易破碎成松散的颗粒，而是保持相对完整的结构。这与面粉中的蛋白质含量和质量、添加的改良剂等因素有关。例如，适量的谷朊粉添加可以增强面包的黏聚性，使面包在切片和食用过程中不易掉渣，口感更加细腻。

三、蛋糕质构分析

• 柔软度测试

*   蛋糕的柔软度是其重要的口感指标之一。质构仪采用扁平的探头，以轻柔的压力对蛋糕表面进行按压测试。由于蛋糕质地较为松软，测试时需要精确控制压力大小和探头的行进速度，以避免对蛋糕结构造成过度破坏。柔软度高的蛋糕在较小的压力下就会产生较大的形变，力 - 位移曲线较为平缓。蛋糕的柔软度受原料配比（如面粉、鸡蛋、油脂、糖的比例）、打发程度以及烘焙时间和温度的影响显著。例如，增加蛋糕配方中的油脂含量可以使蛋糕更加柔软湿润，而过度烘焙则会导致蛋糕失水变干，柔软度下降。

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TA-SF01型质构仪

• 绵密度测试

*   绵密度反映了蛋糕内部气孔的大小、数量和分布均匀性。质构仪通过对蛋糕进行穿透测试，测量探头在穿过蛋糕过程中的力的变化情况。绵密度高的蛋糕，其内部气孔细密且均匀，探头在穿透时所遇到的阻力相对较小且变化较为平稳。在蛋糕制作过程中，搅拌方式、发酵剂的种类和用量等都会影响绵密度。例如，采用海绵蛋糕制作方法，通过充分打发鸡蛋使蛋糕内部形成大量细密的气孔，从而提高蛋糕的绵密度和口感的细腻度。

• 回复性测试

*   蛋糕的回复性类似于面包的弹性，但由于蛋糕的结构和成分特点，其回复性表现有所不同。质构仪在对蛋糕进行压缩 - 恢复测试时，观察蛋糕在压缩后恢复的高度和形状变化。回复性好的蛋糕在压缩后能够部分恢复其原来的高度，表明其内部结构具有一定的弹性和支撑性。这与蛋糕中的蛋白质和淀粉的相互作用以及水分含量有关。例如，在戚风蛋糕中，蛋清的打发形成的蛋白质网络在与蛋黄糊混合后，经过烘焙形成具有一定回复性的结构，使蛋糕在食用时有较好的口感和咀嚼感。

四、饼干质构分析

• 酥脆度测试

*   饼干的酥脆度是其最具特色的质构属性。质构仪利用锋利的刀片状探头或具有锯齿边缘的探头，模拟牙齿咬断饼干的过程，对饼干进行断裂测试。在测试中，测量饼干断裂时所需的力以及断裂过程中的力的变化曲线。酥脆的饼干在较小的力作用下就会迅速断裂，并且断裂过程较为干脆，力的峰值明显且持续时间短。饼干的酥脆度与面粉的粗细程度、油脂含量、烘焙程度等因素密切相关。例如，使用低筋面粉且油脂含量较高的饼干，在烘焙后往往更加酥脆，因为低筋面粉形成的面筋较少，油脂可以阻碍面筋网络的形成，使饼干在烘焙过程中更容易形成疏松的结构，从而增加酥脆感。

• 硬度与脆性测试

*   除了酥脆度，饼干的硬度和脆性也是重要的质构参数。硬度测试类似于面包的硬度测试方法，通过对饼干表面进行压缩来测量其抵抗变形的能力。而脆性则通过观察饼干在受到较小冲击力时是否容易破碎成小块来评估。质构仪可以通过调整测试的参数（如探头形状、测试速度、力的大小等）来分别准确地测量饼干的硬度和脆性。例如，对于一些添加了坚果或果干的饼干，其硬度和脆性会受到添加物的种类、大小和比例的影响。较大颗粒的坚果可能会增加饼干的硬度和局部脆性，而果干的水分含量则可能影响饼干整体的脆性和口感的平衡。

五、质构仪在烘焙食品研发与质量控制中的应用

• 研发新产品

*   在烘焙食品新产品研发过程中，质构仪是不可或缺的工具。研发人员可以利用质构仪快速测试不同配方和工艺条件下烘焙食品的质构特性，对比分析各种因素对产品口感的影响。例如，在开发低糖、低脂的健康烘焙食品时，质构仪可以帮助确定合适的代糖和脂肪替代品的种类和用量，以在保证产品健康属性的同时，尽可能地维持与传统产品相似的口感。通过质构仪的精确测试和数据分析，可以大大缩短研发周期，提高研发效率，降低研发成本，并且能够更精准地满足消费者对口感和健康的双重需求。

• 质量控制与标准化生产

*   对于烘焙食品生产企业来说，质构仪在质量控制方面具有重要意义。企业可以根据市场需求和品牌定位，制定统一的产品质构标准。通过质构仪对每一批次的烘焙食品进行质构测试，将测试结果与标准值进行对比，及时发现生产过程中的异常情况。例如，如果面包的硬度超出了标准范围，可能是由于面粉供应商的变更、面团发酵时间的偏差或烘焙温度的波动等原因导致的。质构仪能够为企业提供客观、量化的质量检测数据，确保不同批次产品的质构一致性，提高产品质量稳定性，增强消费者对品牌的信任度。

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质构仪凭借其精确的测量能力和丰富的数据分析功能，在烘焙食品的质构分析与物性测试领域扮演着极为关键的角色。无论是在产品研发阶段对口感的优化探索，还是在生产过程中的质量把控与标准化生产，质构仪都为烘焙食品行业的发展提供了强有力的技术支持，推动着烘焙食品不断创新和品质提升，以满足消费者日益多样化和高标准的口感需求。