全質構分析 Texture Profile Analysis (TPA)
全質構分析(TPA)
- 質地剖面分析測試是針對食品質地口感所發展的方法，獨特的兩次下壓動作模式，模擬人類口腔的咬合型式，經過圖型分析工具的解析，能夠一次提供測試人員九種重要的質地參數。經過長時間的發展(1960s ~)，已經有非常多的應用領域使用。相關的領域包括: 烘培製品、乳製品、凝膠、肉類加工品等等。
動作說明
- 探頭向下碰觸樣品之後，儀器自動量測樣品高度，並根據這個高度計算形變目標，並在此同時探頭速度會轉變為測試速度。
- 探頭到達所定義的形變目標之後，探頭會上升並回到剛剛碰觸到樣品的位置。
- 探頭會停止在這個位置，停止的時間為使用者所設定的間隔時間。
- 等待完畢之後，探頭再度向下，到達原本形變目標後，探頭會再度上升，直到原本的開始位置。
全質構分析(Texture Profile Analysis_TPA)之資料計算公式
1. 硬度 (Hardness) : 第一次下壓區段內最大力量值
2. 脆度 (Fracturability) : 硬度之前出現的較小峰值。
3. 粘性 (Adhesiveness) : A3面積
4. 彈性 (Springiness) : T2 / T1
5. 咀嚼性 (Chewiness) : 膠著性x彈性 = A2 / A1 x 硬度 x 彈性
6. 膠著性 (Gumminess) : A2 / A1 x 硬度
7. 粘聚性 (Cohesiveness) : A2 / A1
8. 回復性 (Resilience) : A5 / A4
全質構分析(TPA)名詞定義
- 硬度 (Hardness) :
最直接反應口感的一項指標，在質地剖面分析中，直接影響咀嚼性 (Chewiness)、膠著性(Chewiness)及凝聚性(Cohesiveness)。
- 脆度 (Fracturability) :
針對樣品有酥脆外殼(外皮)者樣品所獨有，多數樣品都無法測得此參數，一般而言此參數若無法測得，軟體會自動隱藏。
- 粘性 (Adhesiveness) :
樣品經過加壓變形之後，樣品表面若有黏性，會產生負向的力量。在食品領域可以解釋為黏牙性口感。
- 彈性 (Springiness) :
食物在第一咬結束與第二口開始之間可以恢復的高度。
- 咀嚼性 (Chewiness) :
咀嚼性被定義為膠著性x彈性。可以解釋為咀嚼固體食物所需的能量。難以精確測量，因為咀嚼涉及壓縮、剪切、穿刺、粉碎、撕裂、切割等，另外也與口腔狀況有關(唾液分泌、體溫)。這個參數主要用在固體、半固體的口感描述上。
- 膠著性 (Gumminess) :
膠著性被定義為硬度x凝聚力。半固體食品的一個特點就是具有低硬度，高凝聚力。因此這項指標應該用於描述半固體食品的口感所使用。
- 粘聚性 (Cohesiveness) :
凝聚力被定義為第一壓縮與第二壓縮正受力面積的比值。
抗拉伸強度是凝聚力的一種體現，如果凝聚較佳樣品，顯示探頭也較容易保持乾淨。通常測試凝聚力相較脆性、咀嚼性和膠著性為較次要參數。
- 回復性 (Resilience) :
韌性是一種測量樣品如何恢復變形的指標包括了速度和力量兩方面。
定義為第一下壓時，形變目標之前面積與形變目標之後的面積比值。在量測的時候需要注意樣品的恢復狀況，一般而言會使用一個較慢的測試速度已達到使樣品有足夠時間恢復的狀況。也能確保這個特性的準確性。
如何獲得可靠實驗數據
質地分析的最重要目的是得到有關產品品質提升的方案，這個方案包括幾個部分:
- 樣品處理 : 包括樣品製備、取樣方法、樣品數量等。
- 選擇適當的探頭/治具以及測試條件 : 探頭類型、材質、尺寸、治具種類以及合適的動作模式與各項細部參數的設定。
- 將所獲得的曲線進行分析以獲得高度相關的質地參數 : 根據所得曲線經過圖型分析工具等各項技術獲得能反應產品品質的質地參數。
- 將質地參數透過進一步處理來反應產品品質 : 由所得到的質地參數進一步與產品品質建立高度相關的數值評斷依據，並依照此結果作為產品品質指標，進一步能夠成為研發與品管的可靠檢驗工具。
有許多公司或研究單位在這個領域投入極高的心力，發展自身所需要的特殊檢測方法。然而一般的產品檢驗多數已經在許多參考資料中取得。如果有任何相關的需要請就近連絡您的共應商，幾乎所有的共應商都有能力處理您所遇到的問題。
- UniversalTA 質構儀能夠作為尋找測試方法的工具。一般而言，使用者在沒有建立標準的測試方案之前，需要有一個調適的過程，過程中，使用者建立一個好操作、有鑑別力、經濟的方案。
- RapidTA 質構儀能夠將先前的檢測方案加以複製，能夠適合在生產線、野外、田間等環境使用。所有相關測試數據也能夠進一步的分析。以發揮整體的檢測功能。
質地(Texture analysis)分析對食品發展的重要性
- 食品質地是流變學特性的表現，影響後續的加工與處理、飲食習慣、價格、儲存與客戶的喜愛程度。
兩個食品質地的主要區塊感官分析與儀器分析。感官分析包括人的嗅覺、味覺、聽覺與觸覺。觸摸食品的表面，撕下一片放入口中咀嚼品嘗風味。感官分析的方法應用非常廣泛，但也有其難以克服的限制。
- 一般而言要減少變異，需要透過品檢員繁複的訓練、專業的試驗設計、統計與分析方能獲得有用的試驗資訊。儀器分析則是利用各種探針、治具搭配動作，並紀錄量測樣品本身所產生應變與應力資訊。經過分析之後評估食品的質地。由於探針、治具、動作、應力與應變都經過精確的定義。能夠提升檢測的可靠度。
使用儀器進行質地評估有三個方向 :
- 基本測定 : 量測基本的物理特性，或是一些已經定義好的流變特性。
- 經驗式測定 : 量測一些相關經驗參數，但並不一定符合流變上的定義。一般而言這樣的測定也能獲得產品評價的高度相關性。
- 模仿式測定 : 依照人的感觀方式建立儀器的配置與參數，這樣的做法已經能夠證實與人的感觀結果有高度的相關性。
建立儀器測定與人類感觀的高度相關性有幾個目的 :
- 可以有效率的進行產品的品質控制。
- 預估消費者的反應。
- 瞭解人類對質地感觀評估特性。
- 改善儀器測定的方法，以到達複製人類感官的品評的的最終目標。
在多年的努力之下，量測儀器已有長足的進步，目前有關儀器分析與人類感官的差異正在快速縮小中。
