在質構儀上進行摩擦測試

? ? ? 摩擦學是研究兩個滑動表面之間的摩擦,潤滑和磨損的方法,數(shù)十年來,化學和材料工程行業(yè)一直在使用該方法來確定各種物質(例如潤滑油和橡膠)的摩擦行為。

? ? ? 這種測試的實際應用相對簡單:在滑動鋼表面之間提供低摩擦量的潤滑劑有助于減少表面接觸產(chǎn)生的摩擦,例如在機械樞軸或滑動活塞中。同樣,汽車輪胎用橡膠也需要為輪胎提供足夠的摩擦力,使其能夠抓緊路面,但摩擦力不會太大,以至于車輪的轉動需要更多的能量,從而導致輪胎的快速磨損。最近,摩擦學被用于食品研究,以研究食品的摩擦行為。
? ? ?最常見的摩擦學設備包括在平坦表面上滑動的壓頭或球,表面之間有或沒有潤滑劑。食品摩擦學研究的主要目標之一是將食品的感官質地與機械摩擦測量聯(lián)系起來。最近流變學和摩擦學對食物質地影響的研究表明,食物在口腔加工的初始階段行為,主要由流變學行為控制,而摩擦學(薄膜)行為則在咀嚼的后期占主導地位。因此,對食物的口服評價包括對機械和摩擦行為的感覺,以及成分和物理性質(如pH值、粒徑、脂肪含量和水分含量)。這種推理導致了這樣一種假設,即測量食物的摩擦行為可能會產(chǎn)生傳統(tǒng)機械測試無法提供的食物質地信息,并提高對食物結構與質地關系的理解。
? ? ? 摩擦學是否能成為流變測試的規(guī)范?是否能取代感官分析用于確定食物質地的當前標準?這兩個問題答案是“否定的”。人的嘴是一個復雜的環(huán)境,在該環(huán)境中會發(fā)生許多物理化學變化,并同時評估多個質地屬性。實際上,口腔中的感覺和評估功能可以與最先進的食品研究實驗室設施媲美:沒有任何一種測試或儀器能夠同時評估機械性能、摩擦性能、pH值、揮發(fā)性成分、脂肪含量、水分含量、結構等,以及這些性能在一段時間范圍內的變化。但是,將多個測試的結果結合起來,可以更清晰地了解食物質地及其背后的機制。盡管摩擦學測試可能無法完全描述食物的質地,但使用摩擦學評估食物的摩擦行為可提供有關摩擦在食物質地中作用的更多信息,尤其是在摩擦測試過程中添加唾液時。摩擦學雖然不是儀器測量的圣杯,但它是用于測量食品物理化學性質,結構和質地之間復雜關系的另一種工具。
? ? ? Queensland大學的科學家一直在研究摩擦學及其在食品口腔加工和感官知覺研究中日益廣泛的應用。出現(xiàn)了有關“軟摩擦學”的研究,為預測口腔行為和評估食品和飲料的性能提供了知識和工具。這項研究表明,現(xiàn)在有一套全面的基礎文獻,主要是基于圓盤滾動球結構的微型牽引機中的軟接觸,為解釋復雜的食品系統(tǒng)摩擦學數(shù)據(jù)提供了基礎。摩擦學與感官關系目前確實存在,但是它們僅限于所使用的特定配方和摩擦學配置,通常不能更廣泛地應用。改進的TA.XT2質構儀具有“三球平板”的配置,已用于測量口腔處理環(huán)境中的摩擦力。通過精心和嚴格的配方/實驗設計,研究人員設想了摩擦學工具,可以結合其他體外技術(例如流變學,顆粒大小或表面相互作用特征),對食品的感官感知提供見解。

? ? ? 浙江工商大學的研究人員一直在研究唾液和茶混合物的口腔摩擦實驗,并將其與回甘和摩擦系數(shù)相關聯(lián)?;馗适呛炔韬蟾杏X到的一種感覺,持續(xù)于口腔和咽喉,導致分泌唾液時間延長,該研究旨在揭示回甘的基本機制及其影響因素,摩擦學方法與感官分析和其他生理學評估相結合。他們使用TA.XTplus質構儀來制造用于潤滑研究的內部摩擦儀裝置,發(fā)現(xiàn)敏感的人感知到的回甘強度與測得的摩擦系數(shù)高度相關,尤其是在滑動速度低于0.5 mm/s的情況下。

? ? ? Wageningen大學和研究所的科學家一直在研究完整的軟性固體食物和烤芭蕉的摩擦行為。軟性固體食物的結構在其整個食用過程中都是動態(tài)變化的,食物體積縮小與唾液和酶混合形成一個粘性物質。在此過程中,食物的機械特性會發(fā)生變化,感知也會發(fā)生變化。為了了解食品的加工和成分如何影響感官知覺,必須研究食品流變學和摩擦學行為的動態(tài)變化。他們使用TA.XTplus質構儀對軟固體食品凝膠和香腸進行壓縮測試,發(fā)現(xiàn)唾液摩擦的降低是與烤芭蕉顆粒有關的。

? ? ? Wageningen大學的研究人員雖然不進行摩擦學測試,但仍在研究彌補食品中不希望有的砂礫感的策略,該研究旨在調查夸克中添加的宏觀顆?;蛑臼欠窨捎糜谕ㄟ^心理或生理機制補償負面的質感,例如沙礫感。他們使用TA.XTplus質構儀通過切割測試來表征Granola麥片和桃子凝膠片的機械性能。盡管仍然可以感覺到由微粒引起的諸如砂礫感之類的負面感覺,但添加松脆的麥片或脂肪是一個有用的策略,可以改變和增加積極的和喜歡的屬性的優(yōu)勢,導致整體喜歡程度的增加,該方法可用于補償不同類型的食物(例如高蛋白食物)中不希望的質地感。
