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顏色測(cè)量在食品工業(yè)中的應(yīng)用

2010-09-28

                                                     顏色測(cè)量在食品工業(yè)中的應(yīng)用
    顏色是食品工業(yè)中令人感興趣的主要表現(xiàn)性質(zhì)，如果顏色應(yīng)該相同的產(chǎn)品在顏色上存在明顯的差異，該產(chǎn)品一定出了問題。
食品工業(yè)是一個(gè)非常重要的工業(yè)，亦是一個(gè)與易腐產(chǎn)品有關(guān)的工業(yè)，這些易腐產(chǎn)品質(zhì)量非常難以控制，卻越來越重要。
雖然產(chǎn)品的外觀與質(zhì)量并不是一回事，然而食品的表現(xiàn)卻與質(zhì)量有廣泛的聯(lián)系。顏色比滋味、氣味和質(zhì)地更易測(cè)量。
在市場(chǎng)上，當(dāng)一個(gè)潛在的顧客作出選擇時(shí)，他很少通過品嘗食品來檢驗(yàn)食品的優(yōu)劣，然而可以用眼睛，通過外觀來辨別食品的質(zhì)量。
傳統(tǒng)上，食品工業(yè)可以按照下面食品的種類進(jìn)行分類：
1、新鮮水果和蔬菜
2、加工的水果和蔬菜
3、配方的，組合的，或制造的食品（包括預(yù)制谷物）
4、乳制品
5、家禽類
6、肉及肉制品（包括魚和家禽類）
7、魚
8、香辛料、香料
9、糧谷
10、油、糖漿及糖
11、飲料酒類
    在美國，農(nóng)業(yè)及栽培物的技術(shù)是州立農(nóng)學(xué)院和農(nóng)業(yè)部所主要關(guān)心的。農(nóng)作物栽培以后，政府和工業(yè)的研究所都對(duì)其采收、加工及銷售進(jìn)行研究，上述組織對(duì)下面的研究領(lǐng)域特別重視：
1、與育種、選美有關(guān)的測(cè)量，
2、生長(zhǎng)條件的研究（施肥、噴藥等）
3、采收（時(shí)間的選擇，采收的方法及搬運(yùn)到加工廠）
4、新鮮水果和蔬菜質(zhì)量評(píng)價(jià)
5、加工期間及加工結(jié)束時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量的保持
6、運(yùn)輸、貯存及銷售時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量的保持。
食品外觀
    當(dāng)談到用顏色的測(cè)量方法來分選食品時(shí)，以前的分級(jí)方法都無所助益。現(xiàn)時(shí)，人們可選用一種以食品光學(xué)特性為根據(jù)的顏色測(cè)量分選方法和儀器。
光學(xué)上，有一些不透光的食品可通過反射光而完全看得見。此類食品有面包、面粉、番茄汁、干酪和肉。光學(xué)上分類的第二類食品包括半透明產(chǎn)品。
半透明產(chǎn)品可部分用反射光及部分用透射光來看見。例如，許多果汁、酒類、果醬、蛋奶甜羹及熟食屬于這類食品。
當(dāng)光遇到這些產(chǎn)品是，光傳播的路線發(fā)生了變化，變得復(fù)雜了，必須嚴(yán)格控制儀器的測(cè)量條件，來獲得重復(fù)的結(jié)果。
第三類食品是透明的，如澄清的果汁、酒類、果凍、明膠食品、軟飲料等屬于此類。
產(chǎn)品外觀與食品質(zhì)量之間的聯(lián)系，學(xué)術(shù)上的關(guān)系是以質(zhì)量因素為基礎(chǔ)，而不勝過與外觀的光學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。
    當(dāng)然，食品與人類生存密切相關(guān)。在觀察者對(duì)產(chǎn)品外觀的判斷和通過實(shí)驗(yàn)了解的食品滋味質(zhì)量之間產(chǎn)生了緊密的聯(lián)系。例如，變色的肉被認(rèn)出是不新鮮的，因?yàn)闆]有所希望的鮮度。這些聯(lián)系在食品工業(yè)中以及在消費(fèi)者對(duì)成品的評(píng)價(jià)中到處可見。
在市場(chǎng)上，購買者可以看一看預(yù)購的產(chǎn)品，但是不允許品嘗它，所以他只有完全通過外觀來判定產(chǎn)品的可買性。
一般來說，在油漆、紡織和化工工業(yè)，對(duì)產(chǎn)品顏色作少量調(diào)整是很平常的事情，但對(duì)食品生產(chǎn)來說，在任何時(shí)候都是不允許的。
即使在允許用染料添加劑來獲得所希望顏色的場(chǎng)合，法律也嚴(yán)格限制了為某種目的而使用的染料品種。
在美國，這些法律特別嚴(yán)格，不僅所使用的是按衛(wèi)生危害觀點(diǎn)合格的染料，對(duì)食品工業(yè)的許多產(chǎn)品來說，美國法律規(guī)定使用染料添加劑是作為篡改產(chǎn)品質(zhì)量的非常手段。
因?yàn)檫@個(gè)限制，食品加工者對(duì)原料以及生產(chǎn)的每一階段產(chǎn)品的外觀和顏色的變化都高度重視。他們也許在其后的產(chǎn)品貯存階段密切的觀察產(chǎn)品的顏色。
產(chǎn)品在生產(chǎn)過程或在等待消費(fèi)者來挑選的貨架上都會(huì)出現(xiàn)顏色變化，顏色外觀和食品質(zhì)量的密切聯(lián)系四食品工業(yè)對(duì)顏色外觀廣泛感興趣的根本原因。
目前，業(yè)內(nèi)人士正積極培育植物和動(dòng)物的育種，以生產(chǎn)顏色優(yōu)異的食品。
    一旦對(duì)植物和動(dòng)物的育種成功，注意力就放在作物栽培條件、采收條件，以及運(yùn)輸、搬運(yùn)、加工及銷售的食物上。新鮮水果和蔬菜的顏色測(cè)量的應(yīng)用非常普遍。一種方法是按照USDA開發(fā)的一個(gè)專用方程式來測(cè)量番茄的顏色指數(shù)法。
用這個(gè)方程式來測(cè)量顏色正廣泛地用于番茄罐頭工業(yè)，來評(píng)價(jià)農(nóng)場(chǎng)主提供給罐頭廠的番茄果實(shí)的顏色質(zhì)量。番茄顏色指數(shù)是一個(gè)數(shù)字值，它部分決定了農(nóng)場(chǎng)主送交上來的番茄價(jià)格。
    新鮮草莓、酸果蔓、豌豆、玉米、菜豆及其他水果和蔬菜產(chǎn)品也要測(cè)量其顏色質(zhì)量。但是這些原料的其他產(chǎn)品，還沒有可建立產(chǎn)品色度值得專用方程。
其他與用于新鮮食品相似的顏色指數(shù)計(jì)也可以用于食品加工。用于水果原料的相似番茄顏色指數(shù)計(jì)已經(jīng)用來評(píng)價(jià)番茄汁、調(diào)味番茄醬、番茄湯、番茄醬、烤肉調(diào)味漿的質(zhì)量。
業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)開發(fā)了一種桔柑紅色、黃色及等價(jià)色度計(jì)分法，評(píng)價(jià)復(fù)原冷凍桔子汁的顏色。
    隨著顏色測(cè)量的應(yīng)用增加，以及對(duì)加工水果和蔬菜的顏色測(cè)量的應(yīng)用增加，可望開發(fā)出更先進(jìn)的產(chǎn)品顏色指數(shù)計(jì)。
實(shí)際上，人們都期望采用顏色測(cè)量來監(jiān)測(cè)產(chǎn)品在處理過程中的質(zhì)量。顏色測(cè)量也可以用來評(píng)價(jià)獲得或保持產(chǎn)品所希望的顏色加工方法的有效性。
由于許多產(chǎn)品必須經(jīng)過相同的加熱來殺菌和保藏，如果沒有小心的將時(shí)間和溫度保持在保藏所需要的小程度，也將損害產(chǎn)品的顏色。
許多組合食品的生產(chǎn)中都包括蒸煮和焙烤，在這些加工中，顏色不僅用來評(píng)價(jià)配制組合食品的原料，而且用來評(píng)價(jià)蒸煮或焙烤工藝，以及它們對(duì)成品顏色的影響。
測(cè)量面包和糕點(diǎn)的顏色是為了保證產(chǎn)品有一個(gè)希望的顏色，如果顏色不佳，可調(diào)整新產(chǎn)品或焙烤工藝。
因?yàn)樵谑袌?chǎng)上占有這樣重要地位，貓狗食品的顏色常常引起注意。寵物食品顏色的重要性取決于這樣一個(gè)事實(shí)——寵物的擁有者會(huì)根據(jù)外觀質(zhì)量選擇產(chǎn)品，而產(chǎn)品顏色和香味之間也有可能存在某種關(guān)系。
當(dāng)肉進(jìn)行制備、加工和貯存時(shí)，肉類工業(yè)中進(jìn)行的許多測(cè)量通常是遵循肉的顏色變化來進(jìn)行的。鮮肉所希望的紅色是由于氧化血紅蛋白的存在，如果拒絕接觸氧，血紅蛋白將會(huì)變成蘭紫色或還原型血紅蛋白。然而，所希望的紅色向褐色變化的傾向與變質(zhì)的第一階段有關(guān)。

食品外觀的測(cè)量
    除了一些非常少的例子外（葡萄酒、啤酒、冰茶的薄霧或新鮮及預(yù)制水果的光澤和組織），顏色性質(zhì)對(duì)食品工藝學(xué)家來說是有興趣的。
食品顏色的數(shù)字值主要取決于所用儀器失光的趨勢(shì)，這樣只要試樣是半透明的，就可用其他方法進(jìn)行測(cè)量。
另外，“相同”的儀器對(duì)半透明試樣的顏色測(cè)量值可能有很大的不同，所遇選擇適當(dāng)?shù)膬x器是一個(gè)關(guān)鍵步驟。
現(xiàn)在可用臺(tái)式或便攜式儀器在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行食品外觀測(cè)量，而且可用特制的在線顏色監(jiān)測(cè)器直接進(jìn)行在線測(cè)量。
某些焙烤方面的應(yīng)用通過在線監(jiān)測(cè)顏色和控制燒烤爐的溫度，已經(jīng)形成了一個(gè)生“產(chǎn)閉合回路”。
今天，消費(fèi)者對(duì)食品外觀要求日趨嚴(yán)格，食品業(yè)人士對(duì)顏色測(cè)量、光學(xué)裝置和樣品處理技術(shù)的需求將會(huì)與日俱增。

外觀測(cè)量的儀器與設(shè)備
    食品按其半透明度和濁度的差異，在光學(xué)上有很大的變化。由于許多食品保留了起始原料的外觀和結(jié)構(gòu)的自然生長(zhǎng)物質(zhì)，它們?cè)诮M織和結(jié)構(gòu)上有很大的不同。
食品工業(yè)經(jīng)常遇到的事實(shí)是，食品半透明程度的無限變化，幾乎像油漆一樣，不透明從蛋糕、曲奇餅及其他預(yù)制食品，直到高度透明的果凍，澄清果汁等產(chǎn)品，在這兩個(gè)極端之間，有很多的食品產(chǎn)品，他們部分是半透明的。大多數(shù)果泥及果汁屬于這一類。
至今為止，測(cè)量技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到測(cè)量顆粒產(chǎn)品如青刀豆、青豆，全粒草莓等食品了。重要的是，這些半透明食品產(chǎn)品的色度值很大程度取決于用于測(cè)量它們的顏色光束尺度和儀器的口徑。
如果不適當(dāng)考慮到這個(gè)半透明性的特點(diǎn)，就不可能從儀器的數(shù)值中得到有益的結(jié)果，也不可能獲得產(chǎn)品外觀有適當(dāng)代表性的數(shù)值。
隨著在食品工業(yè)中全面使用，試樣處理技術(shù)變得非常重要了。僅在一些例子中，所有的試樣都有不透明的平板表面，測(cè)試的部位都均勻一致。
當(dāng)測(cè)量食品產(chǎn)品時(shí)，試樣不均勻性和半透明性在達(dá)到重視性方面就常常會(huì)出現(xiàn)問題。當(dāng)產(chǎn)品是經(jīng)過組織制造的，顏色不均勻時(shí)，就應(yīng)當(dāng)采用這樣一種方法來測(cè)量，即大面積觀測(cè)試樣的顏色，取其平均值作為報(bào)告的測(cè)試結(jié)果。這可采用大面積測(cè)量?jī)x器來完成，或試樣在測(cè)量孔處旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，測(cè)量多個(gè)部位，取其平均值來做到。
實(shí)際上，半透明樣品測(cè)量所出現(xiàn)的問題是嚴(yán)重的，因?yàn)闊o法通過研究者對(duì)顏色測(cè)量的報(bào)道結(jié)果來進(jìn)行評(píng)價(jià)。
現(xiàn)在大多數(shù)在文獻(xiàn)中出現(xiàn)的食品顏色測(cè)量數(shù)據(jù)沒有與其他測(cè)量進(jìn)行比較的價(jià)值，因?yàn)闊o法控制和報(bào)道半透明因素的作用。