[发明专利]定量原位质地测量装置和方法

说明书

一种用于食物零食的原位定量质地测量的测量装置和方法。该装置包括声学捕获设备和数据处理单元。当人进食/饮用食物零食时，嘴中与唾液的物理相互作用发送压力波，该压力波传播通过听小骨并产生声学信号。该声学捕获设备记录该信号并将其转发至数据处理单元。该数据处理单元进一步包括数字信号处理模块，其对所接收到的声学信号进行平滑、变换和滤波。统计处理模块进一步对来自数据处理单元的声学信号进行滤波并且为质地属性(诸如硬度和破碎性)生成定量声学模型。该定量模型与来自描述性专家小组的定性质地测量关联。另一方法包括使用原位定量食物性质测量的食物零食指纹识别。

技术领域

本发明涉及使用声学技术的对于食物产品的质地的原位定量测量。

现有技术和背景

现有技术背景

质地是确定消费者对食物产品的偏好的且通常通过感官评价来评估的最重要的感官特性之一。然而，感官评价是耗时且昂贵的，并且因此，需要可靠且实用的仪器方法来准确地预测感官质地属性和其他食物零食性质。

当制作诸如薯片之类的食物零食时，质地性质取决于原料特性(即低固体或高固体土豆)以及原料经历的加工条件(诸如温度分布、切片厚度、脉冲电场强度等)。

薯片的酥脆性、软度和/或嘎吱嘎吱声仅仅是使食物吸引消费者并使消费者满意的质地和口感特性的几个示例。质地是消费者用来判断许多食物的质量和新鲜度的主要标准之一。当食物在嘴中产生物理感觉(硬的、软的、脆的、湿的、干的)时，消费者就有了用于确定食物的质量(新鲜的、不新鲜的、嫩的、成熟的)的基础。

一个主要的挑战是如何准确且客观地测量质地和口感。质地是与许多物理性质(例如硬度和破碎性)有关的一种综合性质，而且这种关系是复杂的。以从仪器获得的单个值无法定量地测得质地或口感。口感难以定义，因为它涉及食物在嘴中的整个物理和化学相互作用—从最初在腭部上的感知、到第一次咬合、通过咀嚼以及最终吞咽的动作。存在对定量测量食物在嘴中的相互作用的需要。

硬度的一个问题是它们与感官测试的相关性并不总是像预期的那样高。在许多情况下，施加在薯片上的峰值力的度量不能充分地复制消费者所经历的能量。因此，消费者对硬度的判断可能比来自破坏性分析测试的简单峰值力度量更微秒。

目前，在仪器读数与品尝小组评分之间不存在任何类型的良好关联性。问题是，没有一种仪器能够以在咀嚼过程中与人的嘴相同的方式来准确地操控食物产品。例如，一种仪器可以在两个金属板之间压缩食物产品，而人则会用门牙咬下去。因此，存在对一种与来自专家小组的定性测量具有良好关联性的定量质地测量的需要。

现有技术质地测量系统

来自质地技术有限公司的通用TA-XT2质地分析仪可以执行完整的TPA计算并且附带多个标准探头，包括各种尺寸的针、锥、柱体、冲头、刀和球。图1示例用于利用TA-XT2质地分析仪来测量质地属性(诸如硬度和破碎性)的现有技术系统。该系统包括探头0101，其在诸如薯片之类的食物零食上施加力并且测量使薯片破裂所需的力的量。硬度可以被测量为使产品变形到给定的距离所需的力(即用来在磨牙之间压缩、通过利用门牙来咬碎、在舌和腭部之间压缩的力)。

现有技术质地测量方法

如在图2中概括示出的，与现有技术系统相关联的现有技术质地测量方法可以包括以下步骤，其包括：

(1)将食物零食放在表面上(0201)；

(2)利用探头对食物零食施加力并且使食物零食破裂/变形(0202)；

(3)从食物零食生成声学信号或者测量所施加的力(0203)；