面条是中国传统主食之一,其口感品质——尤其是“筋道感"——直接决定消费者的接受度。然而,长期以来面条品质评价主要依赖感官品尝,受评价人员个体差异、环境因素等影响较大,结果难以标准化和量化。
随着食品物性学的发展,质构仪及其TPA(Texture Profile Analysis,质地多面剖析法)测试模式为面条品质评价提供了客观、精准的量化手段。TPA通过模拟人口腔咀嚼运动对样品进行两次压缩,可同时获取硬度、弹性、粘附性、内聚性、咀嚼性等多种质构参数。大量研究表明,TPA测试中的硬度(Hardness)、胶着性(Gumminess)、咀嚼性(Chewiness)等参数与面条感官评价的筋道感、硬度、弹性呈高度显著正相关。这意味着,当消费者反馈面条“筋道感不足"时,我们可以通过TPA测试数据精准定位问题所在,并据此指导配方优化。
本文将从TPA测试原理出发,系统解读硬度与咀嚼性这两个核心参数如何反映面条筋道感,并探讨基于数据驱动的配方优化方向。
TPA(Texture Profile Analysis),又称质地多面剖析法,由Szczeniak等人于1963年确立。该方法通过质构仪探头模拟人口腔的咀嚼运动,对样品进行两次压缩——压缩模拟牙齿咬合,返回触发点后实施二次压缩——通过软件对输出数据进行分析,同时得出多种质构特性参数。
对于面条样品,TPA测试通常将3-5根煮熟的面条平行放置于质构仪载物平台上,使用圆柱形探头以设定的速度和压缩比例进行两次压缩。测试过程中,仪器实时记录力值-时间曲线,软件从中提取硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等一系列参数。
TPA的核心价值在于:它把样品的质地感官知觉与其力学性质结合起来进行量化定义,使质地的感官评价信息可以用客观的方法相互沟通或传递,弥补了感官评价主观性强、重复性差的不足。
硬度是描述食品变形或穿透产品所需的力有关的机械质地特性,是食品保持形状的内部结合力。在面条TPA测试中,硬度对应第一次压缩周期内的最大峰值力。
硬度直接反映面条入口时的“咬劲"和“扎实感"。研究表明,面条的适口性与其硬度、胶着性显著相关。当面条硬度不足时,口感偏软、缺乏嚼劲,消费者往往会评价为“不够筋道"。有研究指出,TPA硬度与胶着性能够较好地反映面条的感官适口性。
咀嚼性是将固态食品咀嚼至可吞咽状态所需的能量,在数值上等于硬度×内聚性×弹性。它综合反映了面条在口腔中反复咀嚼时的整体口感体验。
咀嚼性与筋道感的关系尤为密切。研究表明,TPA实验中的咀嚼性参数与面条感官评价的筋道感呈高度显著正相关(α=0.01)。重庆小面的质构特性研究同样证实,咀嚼性与适口性、韧性、黏性的相关性极其显著。当面条的咀嚼性数值偏低时,意味着面条在咀嚼过程中缺乏足够的抵抗力和韧性,表现为“绵软无力"的筋道感不足。
胶着性是指将半固态食品咀嚼至可吞咽状态所需的能量,在数值上等于硬度×内聚性。对于面条这类固态食品,胶着性与硬度、咀嚼性高度相关。研究数据显示,重庆小面的硬度与胶黏性(胶着性)、咀嚼性的相关系数分别高达0.97和0.97,表现出极显著正相关。
在实际TPA测试中,测试条件的设定会显著影响测定结果。了解这些影响因素,对于获取可靠、可比较的数据至关重要。
测试速度(压缩速率) :测试速度对面条的硬度和弹性影响显著。有研究表明,测试速度对硬度影响极显著。因此,在进行面条品质对比或配方优化时,必须保持测试速度的一致性。
压缩比例(压缩程度) :压缩比例对所有TPA参数的影响均极显著。其中,硬度和胶着性随压缩比例的增加而增加,而弹性、内聚性、回复性随压缩比例的增加而减少。有研究拟合出压缩程度对硬度和回复性的影响模型,R²分别达到0.983和0.957,具有统计学意义。
停留时间(两次压缩间隔) :停留时间对硬度测试结果有显著影响,但对其他参数影响不一。
有研究对面条TPA测试的质构参数进行了优化,确定的最佳测试条件为:使用TMS 25.4圆柱形探头,形变量60%,测试速度120 mm/min。在实际应用中,建议在固定测试条件的基础上进行样品间的横向对比,以确保数据的可比性。
当TPA测试显示面条的硬度或咀嚼性偏低时,可从以下几个方向进行配方优化:
蛋白质是影响面条质地的核心因素。研究表明,蛋白质的数量和质量是影响面条质地的重要因素,其中粗蛋白、湿面筋、沉淀值是衡量面条筋道感、硬度、弹性、滑口感的重要指标。
熟面条TPA参数中的弹性、粘合性和咀嚼性与蛋白质含量呈显著正相关;面条的硬度随着蛋白质含量的下降逐渐降低。因此,当TPA硬度或咀嚼性不足时,首先应考虑选用蛋白质含量更高或面筋质量更好的面粉,或适当添加谷朊粉(面筋粉)来提高混合粉的蛋白质水平。
加水量直接影响面筋网络的形成和面条的最终质构。水量过低会导致面筋无法充分水合,面条过硬且缺乏弹性;水量过高则会使面筋网络过于松散,面条偏软、筋道感不足。
和面工艺同样至关重要。研究表明,和面真空度的提高可使高筋面条剪切硬度增加;和面时间过长则会对低筋面条产生一定的负面影响。通过TPA测试对不同和面工艺条件下的面条进行硬度、咀嚼性对比,可以精确确定最佳工艺参数。
外源淀粉:添加6%马铃薯淀粉的混合粉制作出的面条品质较好,面条的各TPA指标均最大——硬度7411.832 g、弹性0.927、咀嚼度6018.793。适量的外源淀粉添加可显著提升面条的硬度和咀嚼性。
膳食纤维:面条的硬度、咀嚼性及胶黏性与膳食纤维含量呈显著正相关。挤压改性的麦麸膳食纤维在提升面条质构特性方面具有应用潜力。
亲水胶体:刺槐豆胶可以提高煮后面条的剪切应力、TPA中的硬度和咀嚼性;黄原胶可以提高TPA指标中的硬度。适量添加亲水胶体是改善面条筋道感的有效手段。
乳化磷脂:添加乳化葵花籽磷脂后,面条TPA试验的硬度、胶着性、咀嚼性均有所提高。
建议建立如下配方优化闭环流程:
设定目标:根据产品定位确定目标硬度、咀嚼性区间
制备试样:按不同配方制备多组面条样品
TPA测试:在统一测试条件下进行硬度、咀嚼性等参数测定
数据分析:对比各组TPA数据,筛选优配方组合
感官验证:对优配方进行感官评价验证
量产推广:确认配方可行后投入生产
随着食品工业对品质控制要求的不断提高,质构仪已成为面条生产企业质量控制和产品研发的工具。质构仪可以使用统一的测试方法,是精确的感官量化测量仪器,通过探头以稳定速度对样品进行压缩、拉伸、剪切等力学测试,将食品的咀嚼感转化为可量化的数据。
济南西奥机电有限公司(CELTEC西奥)推出的TEX系列面制品质构分析仪,专为面制品行业研发,通过模拟口腔咀嚼过程中的力学作用,精准量化各类面制品的质构特征。该系列仪器具有以下特点:
高精度测量:仪器精度达0.01 N,采用高精度力学传感器,确保测试数据的准确性和可重复性。
标准化测试方案:严格遵循AACC 66-50.01、GB/T 35875-2018、GB/T 35991-2018等国内外标准,提供熟面条拉伸测试、TPA全质构测试、生面条三点弯曲断裂测试三大方案,覆盖面条从生产到餐桌的全场景质构检测需求。
TPA全质构分析:通过精密探头对样品施加可控的压缩力,实时记录力值-时间曲线,可量化硬度、弹性、咀嚼性等核心参数,精准评价面条筋道感与口感品质。
专业软件支持:计算机专业软件控制,支持完整的TPA全质构分析,自动提取硬度、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等多项质构参数。
除面条品质检测外,西奥机电的材料测试解决方案还广泛应用于包装材料测试、医疗器械材料及包装测试、药品测试、胶粘剂测试、纺织品测试、纸张和纸板容器测试及质构分析等领域,并可针对特殊测试需求提供定制化服务和自动化改造方案。
面条筋道感不足,本质上是一个可以通过科学仪器精准量化的问题。TPA全质构分析通过硬度、咀嚼性等核心参数的测定,将“筋道感"这一主观感官体验转化为客观、可重复的数据,为配方优化提供了明确的方向指引。
从面粉蛋白质含量的调整,到加水率和和面工艺的优化,再到外源淀粉、膳食纤维、亲水胶体等功能性配料的添加——每一个优化方向都可以通过TPA测试数据进行验证和量化评估。这种“数据驱动"的配方优化模式,正在取代传统的“经验驱动"模式,成为面条生产企业提升产品品质、实现标准化生产的核心手段。
济南西奥机电有限公司(CELTEC西奥)TEX系列面制品质构分析仪,为面条生产企业提供了从原料检测到成品评价的全流程质构分析解决方案,助力企业以科学数据驱动产品升级,在激烈的市场竞争中建立品质优势。
本文依据TPA全质构分析原理及相关学术研究成果撰写,仅供参考。具体测试操作请以相关标准及仪器操作规程为准。