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食品品质评价论文

食品品质评价的应用与研究现状

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前言1...

1.质构仪及其在食品品质评价中的应用综述1.

1.1质构仪的构造及工作原理1..

1.2质构仪在不同食品品质评价中的应用1.

1.2.1在面粉品质评价中的应用1.

1.2.2质构仪在酸奶品质评价中的应用1.

1.3总结及展望2...

2.气味指纹分析技术2...

2.1气味指纹分析技术的基本原理2..

2.2气味指纹分析技术在不同食品品质评价中的作用2

2.2.1气味指纹分析技术对香精香料的鉴定3.

2.2.2气味指纹分析技术对酒类风味的评价3.

2.3总结与展望3...

3.近红外光谱分析技术3...

3.1原理3...

3.2近红外光谱技术对动物源性食品的品质评价的应用4

3.2.1营养成分分析4..

3.2.2物理特性预测4..

3.2.3感官指标评定4..

3.3近红外光谱技术在动物源性食品检测中的发展趋势5

4.现代光学成像技术在食品品质快速检测中的应用5.

4.1计算机视觉技术5..

4.2高光谱成像技术5..

4.3发展趋势6...

5.色差计在食品品质评价中的应用6..

5.1色差计原理7...

5.2发展趋势7...

6.食品品质评价的作用8...

7.食品品质评价的现状9...

参考文献1..0.

结束语1...1.

前言：

食品品质评价包括主观评价和客观评价。

主观评价能直接反映消费者对产品的接受程度，但人为因素较大，试验结果的可靠性、可比性较差。

而客观评价是基于食品的流变学特性，借助于客观手段对食品品质进行分析评判，具有一定的科学性和可比性。

随着社会的发展，人们越来越期望通过一套准确的量值表述来改变食品行业中现存的大量模糊感官概念，真正实现对传统食品行业的数值化科技变革。

随着科技的发展，食品品质评价的新技术，新仪器不断涌出。

这对我们在食品品质评价提供了方法和依据，也对食品的感官评价提供了参考。

接下来将介绍几种食品感官评价的新方法及其应用范围和食品品质评价的作用及其研究现状。

1．质构仪及其在食品品质评价中的应用综述

1.1质构仪的构造及工作原理

质构仪主要包括主机、专用软件、备用探头以及附件。

其基本结构一般是由一个能对样品产生变形作用的机械装置，一个用于盛装样品的容器和一个对力，时间和变形率进行记录的记录系统组成。

质构仪的主机与微机相连，主机上的机械臂可以随着凹槽上下移动，探头与机械臂远端相接，与探头相对应的是主机的底座，探头和底座有10几种不同的形状和大小，分别适用于各种标本。

测试围绕着距离（distance）、时间（time）、作用力（force）三者进行测试和结果分析，也就是说，质构仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质地特性,其结果具有较高的灵敏性与客观性，并可通过配备的专用软件对结果进行分析。

1.2质构仪在不同食品品质评价中的应用

1.2.1在面粉品质评价中的应用

小麦面粉是制作各种面制品的主要成分，面粉品质直接影响面制品的质量。

面团是面包烘烤及其他发酵制品的基础物质，面团的某些物理品质虽然与面筋蛋白质的特性紧密相联，但是仅凭蛋白质、面筋含量和沉降值来评价面粉的品质是不够的，面团的流变学特性越来越受到人们的重视。

李卓瓦等认为，质构仪拉伸试验参数中的拉伸距离与面团的流变学特性指标有很好的相关性，拉断力与拉断应力能较好地反映面粉吸水率的大小，拉伸距离对反映面粉筋力强弱有很好的预测性，质构仪拉伸试验参数中的拉断力与拉断应力与面粉粘度特性指标有密切关系。

张华文等认为，虽然质构仪和拉伸仪这两种拉伸方法所测指标的数值大小和单位不相同，但用其评价面筋筋力的结果是一致的，所以质构仪的测定结果可以代替拉伸仪的测定结果用于品质评价，质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较全面地评价和确定面粉的品质和适用范围。

1.2.2质构仪在酸奶品质评价中的应用

郑红莉认为通过质构仪A/BE反挤压装置测定的一系列力的变化可以反应出酸奶的不同特性。

正的力值和面积越大，说明酸奶越稠厚、内聚力越大，对活塞下压时的抵抗力越大，也说明酸奶爽滑性、细腻度越差；负的力值说明酸奶对活塞的附着性，即力的绝对值越大，奶粘性越大，活塞上提时粘在其上的越多，一般较稠的酸奶粘性较大。

从测试结果可以看出，口感越粘稠的，正的峰值力越大，样品越易粘探头，这样能很好的把酸奶的口感品尝结果进行量化。

1.3总结及展望

传统的感官鉴定方法一直是食品品质评价的主要手段，虽然该方法最具权威性，但是该方法不易标准化，而且在评价中易受评价员的嗜好、品味等不稳定因素的影响，从而导致实验结果的可靠性，可比性差，采用质构仪，可以克服感官鉴定方法中存在的不足。

质构仪在食品品质评价中的应用也越来越广泛，除上述食品外，还可用于蜂蜜、果酱、米线、饺子等多种食品品质的评价，其测定的结果具有较高的灵敏度和客观性，但应注意的是：

质构仪毕竟只是仪器，其测定结果与口感品尝会有一定得差距，所以在进行食品品质测定时，应采用质构仪测定与感官评定相结合的方法。

总的来说，质构仪的开发前景是很广阔的，只要把其运行机理和对样品的检测要求充分结合，在一定范围内就会得到我们需要的结果。

2.气味指纹分析技术

2.1气味指纹分析技术的基本原理气味指纹分析技术基础在于模拟动物和人的嗅觉系统，其构造有气敏传感器阵列、信号预处理单元、模式识别单元3个层次组成。

2.2气味指纹分析技术在不同食品品质评价中的作用

2.2.1气味指纹分析技术对香精香料的鉴定目前，香精香料香气香味质量的评价主要依靠人工嗅觉来完成，人工评价受外界的影响比较大，不易作出客观的判断。

人工对一些嗅香比较接近的香精香料，往往由于得不到仔细的品闻而难以做出正确的判定。

另外，用嗅觉鉴别是一种吸入的过程，人工鉴别的时间不能太长，否则嗅觉敏感度易减退，长期工作在不良气味环境下对人体健康有很大影响。

电子鼻可以检测各种不同种类的试样，不需要复杂的前处理过程，并且能避免人为误差，重复性好，还能检测评价一些人鼻不能够评价的气体。

电子鼻不仅可以对不同样品的气味信息进行简单的比对分析，而且可以通过采集标样信息建立数据库，利用化学计量学的统计分析方法对未知样品进行定性和定量分析。

利用电子鼻对香气香味很接近并且类型未知的烟用香精香料进行检测，对获得的数据进行PCA和SQC分析，结果表明，电子鼻能够对人工难以识别的烟用香精香料进行快速、准确的识别，并且以图形的形式得到直观、易懂的分析结果。

可作为烟用香精香料的品质控制的一种客观、可靠的重要手段。

王蓓等[36]通过利用电子鼻对不同类型的奶酪制品、奶粉样品、商品天然奶味香精与自制天然奶味香精样品的总体香气组分进行采集得到传感器响应值，并通过PCA和SQC的两种方法对采集得到的数据进行处理。

研究结果表明电子鼻技术可以方便、客观地确定自制奶味香精与其他香精样品的风味相似程度，并能够迅速地对自制奶味香精样品的香气品质进行评价，从而为电子鼻在香精香料领域内的研究与应用，开辟了新的途径与方法。

朱丽云等为评价不同反应工艺对天然香料风味的影响，研究以香菇提取液为基料，结合其他前体物质进行Maillard反应制备新型风味调料，再通过电子鼻采集9组不同香料芳香成分，得到电子鼻的响应值，采用PCALDA模式识别方法进行数据分析。

结果表明，在基本配方条件下，添加赖氨酸、木糖和甘油，在110C条件下热反应120min,

可制得风味浓郁的新型风味调料，利用电子鼻能够无损检测并区分不同处理工艺的热反应香料。

2.2.2气味指纹分析技术对酒类风味的评价酒类的生产和消费在我国国民经济中占有十分重要的地位。

由于酒类品种多样、成分复杂，其品质并不能通过某种成分的量化来表达，它是各种成分的综合反映。

国内对于酒类的质量鉴别，除了检测卫生、理化指标外，主要是依靠训练有素、经验丰富的专家的感觉器官，即从视觉、嗅觉、味觉，依据产品的色、香、味、格进行观察、分析、描述、定级，作出综合评价，作为确定名、优质酒等级的主要依据。

这种方法快速、简便，且评价具有整体性、综合性的优点。

然而，传统的酒类品评方法存在着许多问题：

人的感觉器官的灵敏度易受到外界因素的干扰，从而影响评定的准确性，因此感官评价存在一定的模糊性和不确定性。

随着社会对无损快速、智能检测技术的需求，为了使酒类在生产、流通过程中有一个严格、一致的评价标准，进一步体现酒类评价的公正性和准确性，采用仪器测定酒的品质，用科学计量上的品质指标来评价酒类品质是必要的手段之一。

目前，国外专家对电子鼻在酒类中的应用已有广泛深入的研究，而国内尚属起步阶段。

殷勇等将Wilks准则引人PCA分析中，解决了酒类鉴别中主成分主轴向量的选择问题，实现了3种不同种类酒的正确鉴别，突破了纯粹的主成分分析模式，并指出了在用电子鼻鉴别多组分物品的种类时，主成分主轴的选择并非完全按照主成分贡献率的大小来确定，为相关研究提供了一些有益的参考。

高永梅等对3种香型（浓香、清香、酱香）白酒进行识别，结果表明，得到的PCA指纹图谱可以直观地看出3种香型酒分别分布在3个独立的区域，造成这种差别的主要因素是色谱图中的12个峰决定的第一主成分，在此实验研究中第一主成分的累积贡献率为99.436%。

江涛等使用FlashGC型电子鼻代替人工感官品评对绍兴黄酒进行酒龄定量研究，结果表明，建立的PLS模型对所选黄酒的酒龄预测结果平行性好，定量准确，其结果适用于大量酒样酒龄的批量判别，结果可信度高。

2.3总结与展望

随着研究深入，越来越多实验方法将电子鼻与其他一些分析仪器或技术相结合：

一种新研究方法将电子鼻与气相色谱仪火焰离子化检测器并联成为一个耦合系统后，不仅可检测食品中复杂香气成分中各有效物质，还可得出各有效物质对电子鼻所测得总体香气所作出贡献大小。

将UV-Vis、FTIR、NMR、SEC、

LC-MS/MS和电子鼻等联用，使各种检测结果因互相补充而得以完善，将有利于深入研究产品质量和质量控制。

在电子鼻分析技术优势基础上，联合利用其他分析技术可取得更加详尽分析结果，这种耦合技术将会成为一种新的研究趋势。

随着现代科学技术和科学理念的不断发展，气味指纹分析技术作为一个新兴技术必将给众多领域带来一次技术革命，也将使其逐步走向实用。

3.近红外光谱分析技术

3.1原理

美国材料与实验检测协会（AmericanSocietyforTestingandMeterials，ASTM）对近红外区的定义是波长介于780和2526nm之间的电磁波，将近红外区划分为短波近红外区（780〜1100nm）和长波近红外区（1100〜2526nm）。

有机物分子中含氢基团对近红外光的倍频和合频吸收会产生近红外光谱。

当近红外光照射到有机物时，一些官能团（C－H、N－H、O－H等）就会吸收与各自分子振动频率相同的近红外光，通过检测吸收光或反射光可以得到复杂的近红外光谱图，再利用化学计量学方法将光谱数据和标准方法测定的理化数据相关联，建立校正模型，最后用已知理化数据的验证集样品对校正模型进行验证。

3.2近红外光谱技术对动物源性食品的品质评价的应用食品的品质评价是食品综合性质的集中体现，它对于生产商和消费者均具有重大的现实意义，不仅可以为产品的研发与销售提供保障依据，还有助于满足消费者对于食品的各种要求。

而人们往往希望对食品的品质评价是客观且准确的，很多客观、快速的品质评价技术应运而生，近红外光谱分析技术，就是其中之一。

3.2.1营养成分分析

自20世纪60〜70年代就有了近红外反射光谱与水分、蛋白质、脂肪以及热量之间相关性的研究，这为深入挖掘近红外光谱技术在此领域的应用与发展打下了基础。

如今近红外光谱技术在食品营养成分分析方面的应用已经较为成熟，市面上也有了相应的仪器设备，比如丹麦FOSS公司的肉类食品成分快速分析仪，采用近红外全光栅透射技术，可以检测蛋白质、脂肪、水份和胶原蛋白等指标。

已有论文列举了近年来近红外光谱技术应用于动物源性食品营养成分分析的研究进展。

要求近红外法的样品质地均匀，所以利用该技术检测肉品品质时，一般需将样品磨碎至糜状，方可准确测定其中脂肪、蛋白质和水分等的含量，经过此处理后准确度较高。

这对于装样过程要求较高，但相比于传统测定方法，仍具有明显的优势。

3.2.2物理特性预测对动物源性食品物理特性的检测主要包括持水性，剪切力，肉色，pH以及弹性等。

Gamal等人利用近红外光谱法预测了牛肉的持水能力，由PCA和PLS方法组建的数学模型，其决定系数为0.98;交叉验证所得的标准误差为0.26%罗阳等人对草鱼制成鱼丸的弹性进行了预测。

另外，Giunchi利用近红外光谱技术预测生鸡蛋的新鲜度，得到了较好的结果。

作者分别照射鸡蛋的赤道面和钝面，再测定其气室高度、蛋白高度和哈氏单位。

建模方法为PCA、PLS和偏最小二乘法判别分析。

其验证集相关系数分别0.722，0.789和0.676，并且按照贮藏时间进行分类的正确率为100%。

3.2.3感官指标评定

大多数食品感官性状的变化，实际上是由于其化学组成和结构特性发生变化所引起的，因此研究人员试图利用近红外光谱对感官指标进行间接预测。

Andr出等人利用近红外光谱对羔羊肉的感官指标（大理石花纹、多汁性、香味强度、异味强度及整体偏好）进行了预测，感官评价小组使用八点强度法对以上五项指标进行评定。

但是预测结果并不理想:

相关系数均在0.130〜0.380之间。

Gonzlez等人结合近红外光谱技术，快速预测不同奶酪（冬天和夏天奶源制成的奶酪、成熟期为4个月和6个月制成的奶酪）的感官特性。

由具备经验的6女2男（年龄在23〜42岁之间）组成的感官评价小组进行包括:

孔洞、硬度、咀嚼度、粘稠度、咸度、黄油香味、腐败气味、辛辣味以及鼻后嗅觉等9项指标在内的感官评定。

光谱进行MSC、SNV－DT等预处理。

64个样品中，选择50个做定标集，其余14个做验证集，采用MPLS建模。

这9项感官指标的定标集相关系数分别为0.796、0.890、0.838、0.530、0.568、0.726、0.768、0.820、0.824。

3.3近红外光谱技术在动物源性食品检测中的发展趋势近红外光谱分析技术在动物源性食品检测中的发展趋势总结如下:

该技术应用于食品营养成分的分析已经较为成熟，其快速、无损、多指标同时检测等优点在未来会有进一步地发展;测定质地均匀样品的物理特性，该法可靠，可以较为全面地分析动物源性食品的质构特性。

而对于非均匀样品，通常需进行必要的前处理，以获得较好的模型;以单一的红外光谱检测方法对动物源性食品进行感官评定，效果不佳。

联合多种检测手段进行综合评定，是未来研究的热点，在对动物源性食品进行安全评价，特别是溯源和掺假方面，近红外光谱法拥有一定的优势，将成为快速检测的有效手段。

近红外光谱分析技术目前已在农产品、食品、化工产品、药品等诸多行业中得到应用，并逐渐扩大其研究广度和深度，相信这一技术在今后一段时间里必将拥有更加广泛的发展空间。

4.现代光学成像技术在食品品质快速检测中的应用。

4.1计算机视觉技术计算机视觉技术原理介绍计算机视觉技术是一门由光学、计算机科学、数学、图像处理、模式识别等多个学科交叉产生的新智能化快速无损检测技术，被认为是一种很有前景的食品质量客观评估方法。

其通过光学成像传感器代替人眼的视觉功能客观获取被检食品的图像信息，然后通过图像处理技术挖掘图像中包含的食品品质特征信息，采用模式识别算法建立品质信息的定性或定量检测模型，为食品品质检测、分级、管理等提供信息支持。

4.2计算机视觉技术应用于比萨品质检测比萨作为一种世界范围内受欢迎的快餐食品，顾客对外观品质尤为重视。

但目前通用的外观品质检测手段仍然采用费时和客观性差的肉眼观察方法，从而导致产品质量波动。

因此其质量和属性的自动检测引起诸多学者的兴趣。

孙大文等在对比萨的图像信息的分割、边界确定、特征提取、模式识别等方面提出了一系列品质检测的新方法和新模型，建立了比萨饼品质与图像品质之间的相关关系。

研究工作以计算机的自动化和高速处理代替了以往的人工方法，解决了复杂的图像信息和种类繁多的比萨饼导致分割工作十分困难这一难题，开创了对复杂的比萨饼的生产质量和属性进行自动检测的应用先例，实现了对比萨品质的无损快速检测．2000年，孙大文提出将阈值分割、边界分割和区域分割三者相结合，对3种比萨的面积比和分布进行分析检测。

结果显示，总体正确检测率可达90%以上．

4.2高光谱成像技术

4.2.1高光谱成像技术原理介绍高光谱成像技术（HyperspectralImaging）结合了传统的光谱和图像学技术，能够同时获得研究对象的光谱信息和空间分布信息，是近年来在食品品质检测应用中逐渐新兴起来的快速无损获取方法。

高光谱成像技术能够多指标同时测定，是一种可实现快速信息采集与数据分析、检测过程无损、无污染、无需预处理的绿色分析技术。

在获得样品图像的同时，高光谱成像技术还为图像上每个像素点提供上千个波长点的光谱信息，实现了“图谱合一”，因此它包含了样品内部丰富的成分含量信息，能实现对样品的成分、含量、存在状态、空间分布进行快速、无损、精确测量。

高光谱成像技术可以对检测对象的品质信息进行可视化表达，具有光谱技术和图像处理技术的双重优势．

4.2.2高光谱成像技术对牛肉品质检测

孙大文等探索了高光谱成像技术在用牛肉汁液流失（DripLoss）来衡量牛肉持水力（Water-HoldingCapacity）检测中的可行性:

首先通过主成分分析

（PCA）进行了总体光谱变化的趋势分析，然后基于偏最小二乘回归法（PLSR）建立了光谱信息和持水力之间的点亮回归关系模型，获得了0．89的确定系数（R2），进一步采用回归系数法获得了6个最优光谱变量（940、997、1144、1214、1342和1443nm），并建立了优化后的PLSR预测模型（R2=0．87），模型结果基本与全波段模型效果一样，但变量个数却大幅度减少，最后，基于

优化的PLSR预测模型，将每个像素点的光谱转化成持水力分布图，获得了直观

的可视化观测图；该研究显示了高光谱成像技术在牛肉品质的无损检测方面存在很大发展潜力。

2012年，孙大文进一步拓展了高光谱成像技术在牛肉中的应用范围，建立了牛肉的颜色、pH值和嫩度的PLSR数学模型；L*、b*、pH值和嫩度的交叉验证确定系数分别达到了0.88、081、0.73和0.83，交互验证

均方根误差（RMSECV分别为1.21、0.57、0.06和40.75;进一步地，通过权重回归系数获得了最优光谱变量，并建立了相关PLSR模型，最后获得了上述品质指标的空间分布图。

上述研究成果对牛肉质量的分类和分级以及为消费者提供食品安全保障提供了重要的信息支持

4.3发展趋势

随着光学成像技术和计算机技术的不断发展和成本降低，以及系统数据处理性能的提升，现代光学成像技术已经被应用于食品工业中食品品质信息的快速、高效、可靠、无损检测，以代替传统人工或仪器检测方法。

现代光学成像技术不仅能够快速无损同时获取食品多种品质信息，还能够对相关信息进行定量化描述和可视化表达，以满足现代食品加工企业食品品质在线检测、过程控制和分级定价系统的要求。

笔者领导的FRCFT研究所在基于现代光学成像技术的食品品质快速无损检测领域开展了大量的研究工作。

相关研究成果的工业化应用可以提高食品品质，节约劳动成本，增加经济效益。

现代光学成像技术在食品工业应用领域具有广阔的应用前景，并有望在精细化食品质量与安全检测研究和工业应用中起到关键作用。

5.色差计在食品品质评价中的应用

5.1色差计原理

色差计是一种常见的光电积分式测色仪器，它利用仪器内部的标准光源照射被测物体，在整个可见光波长范围内进行一次积分测量，得到透射或反射物体色

的三刺激值和色坐标，并通过专用微机系统给出两个被测样品之间的色差值。

它可以用来测量食品的颜色。

5.2发展趋势

色差计在众多领域有着广泛的运用，被国内外很多实验室和企业所采用。

国内的食品研究方面，色差计的运用也在不断的扩大，但涉及的食品品种还比较少，同时色差计在食品色彩可行性方面的研究少而又少。

建立一套客观的判断果汁、果酱、饮料、牛奶等色彩的方法，特别是能用于生产实践的在线品质检测体系，将能更好促使行业生产的标准化，促进整个食品工业的科学化管理水平。

当然，应用色差计测定色泽还需要避免取样影响，建立和完善相应的规范测定方法。

2.食品品质评价的作用

食品品质评价是指依据科学系统的方法对食品外在和内在的特征进行检验分析，并与特定的标准进行比较作出评价。

食品的质量对于食品工业和消费者同样重要。

随着人类生活水平的提高，人们对于是食品的要求也越来越高，包括食品的外观、口感、营养价值和安全性提出了新的要求与标准，在食品投入市场前

都要对食品的品质进行评价。

其主要作用表现在以下几个方面：

2.1为食品生产商提供参考，通过对某种食品品质的评价包括外观、质地、色、香、味等确保食品质量的安全、口感的优良高质量的产品可以确保在整个链中的任何一个部分都获得利益，保证企业的收益。

2.2满足消费者的需要，现代消费者对于食品的要求是安全、卫生和优质具有，良好的综合品质的食品才符合现代消费者的消费趋势。

2.3为新产品的开发与销售提供依据与保障，通过主观与客观的品质评价，对食品的优质程度包括风味、表观和营养成分的综合评判，确定食品的市场可接受性和发展潜力，减少投资风险。

2.4能够辅助食品质量安全控制。

通过人的感官检验和仪器检验综合分析，评价食品的卫生情况、营养成分和质构特征来控制食品的品质与质量，确保食品的安

全。

3.食品品质评价的现状

食品品质评价包括主观评价和客观评价。

主观评价能直接反映消费者对产品的接受程度但人为因素较大，试验结果的可靠性、可比性较差。

而客观评价是基于食品的流变学特性，借助于客观手段对食品品质进行分析评判，具有一定的科

学性和可比性。

随着社会的发展人们越来越期望通过一套准确的量值表述来改变食品行业中现存的大量模糊感官概念。

真正实现对传统食品行业的数值化科技变革主观评价中最主要的就是感官评价。

感官评价是通过人体的感觉评价食品的各种属件后円经统计分析血获得客观结果的试验方法。

现代的感官评价理论是在心理学、生理学及统计学等学科的基础上发展起来的创造和设计的一套感官分析方法。

它通过人的感觉器官对产品的特征和品质进行检测，