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顏色測量在食品工業中的應用

2010-09-28

                                                     顏色測量在食品工業中的應用
    顏色是食品工業中令人感興趣的主要表現性質，如果顏色應該相同的產品在顏色上存在明顯的差異，該產品一定出了問題。
食品工業是一個非常重要的工業，亦是一個與易腐產品有關的工業，這些易腐產品質量非常難以控制，卻越來越重要。
雖然產品的外觀與質量并不是一回事，然而食品的表現卻與質量有廣泛的聯系。顏色比滋味、氣味和質地更易測量。
在市場上，當一個潛在的顧客作出選擇時，他很少通過品嘗食品來檢驗食品的優劣，然而可以用眼睛，通過外觀來辨別食品的質量。
傳統上，食品工業可以按照下面食品的種類進行分類：
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，農業及栽培物的技術是州立農學院和農業部所主要關心的。農作物栽培以后，政府和工業的研究所都對其采收、加工及銷售進行研究，上述組織對下面的研究領域特別重視：
1、與育種、選美有關的測量，
2、生長條件的研究（施肥、噴藥等）
3、采收（時間的選擇，采收的方法及搬運到加工廠）
4、新鮮水果和蔬菜質量評價
5、加工期間及加工結束時產品質量的保持
6、運輸、貯存及銷售時產品質量的保持。
食品外觀
    當談到用顏色的測量方法來分選食品時，以前的分級方法都無所助益。現時，人們可選用一種以食品光學特性為根據的顏色測量分選方法和儀器。
光學上，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。光學上分類的第二類食品包括半透明產品。
半透明產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。
當光遇到這些產品是，光傳播的路線發生了變化，變得復雜了，必須嚴格控制儀器的測量條件，來獲得重復的結果。
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。
產品外觀與食品質量之間的聯系，學術上的關系是以質量因素為基礎，而不勝過與外觀的光學性質的關系。
    當然，食品與人類生存密切相關。在觀察者對產品外觀的判斷和通過實驗了解的食品滋味質量之間產生了緊密的聯系。例如，變色的肉被認出是不新鮮的，因為沒有所希望的鮮度。這些聯系在食品工業中以及在消費者對成品的評價中到處可見。
在市場上，購買者可以看一看預購的產品，但是不允許品嘗它，所以他只有完全通過外觀來判定產品的可買性。
一般來說，在油漆、紡織和化工工業，對產品顏色作少量調整是很平常的事情，但對食品生產來說，在任何時候都是不允許的。
即使在允許用染料添加劑來獲得所希望顏色的場合，法律也嚴格限制了為某種目的而使用的染料品種。
在美國，這些法律特別嚴格，不僅所使用的是按衛生危害觀點合格的染料，對食品工業的許多產品來說，美國法律規定使用染料添加劑是作為篡改產品質量的非常手段。
因為這個限制，食品加工者對原料以及生產的每一階段產品的外觀和顏色的變化都高度重視。他們也許在其后的產品貯存階段密切的觀察產品的顏色。
產品在生產過程或在等待消費者來挑選的貨架上都會出現顏色變化，顏色外觀和食品質量的密切聯系四食品工業對顏色外觀廣泛感興趣的根本原因。
目前，業內人士正積極培育植物和動物的育種，以生產顏色優異的食品。
    一旦對植物和動物的育種成功，注意力就放在作物栽培條件、采收條件，以及運輸、搬運、加工及銷售的食物上。新鮮水果和蔬菜的顏色測量的應用非常普遍。一種方法是按照USDA開發的一個專用方程式來測量番茄的顏色指數法。
用這個方程式來測量顏色正廣泛地用于番茄罐頭工業，來評價農場主提供給罐頭廠的番茄果實的顏色質量。番茄顏色指數是一個數字值，它部分決定了農場主送交上來的番茄價格。
    新鮮草莓、酸果蔓、豌豆、玉米、菜豆及其他水果和蔬菜產品也要測量其顏色質量。但是這些原料的其他產品，還沒有可建立產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計也可以用于食品加工。用于水果原料的相似番茄顏色指數計已經用來評價番茄汁、調味番茄醬、番茄湯、番茄醬、烤肉調味漿的質量。
業內人士已經開發了一種桔柑紅色、黃色及等價色度計分法，評價復原冷凍桔子汁的顏色。
    隨著顏色測量的應用增加，以及對加工水果和蔬菜的顏色測量的應用增加，可望開發出更先進的產品顏色指數計。
實際上，人們都期望采用顏色測量來監測產品在處理過程中的質量。顏色測量也可以用來評價獲得或保持產品所希望的顏色加工方法的有效性。
由于許多產品必須經過相同的加熱來殺菌和保藏，如果沒有小心的將時間和溫度保持在保藏所需要的小程度，也將損害產品的顏色。
許多組合食品的生產中都包括蒸煮和焙烤，在這些加工中，顏色不僅用來評價配制組合食品的原料，而且用來評價蒸煮或焙烤工藝，以及它們對成品顏色的影響。
測量面包和糕點的顏色是為了保證產品有一個希望的顏色，如果顏色不佳，可調整新產品或焙烤工藝。
因為在市場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事實——寵物的擁有者會根據外觀質量選擇產品，而產品顏色和香味之間也有可能存在某種關系。
當肉進行制備、加工和貯存時，肉類工業中進行的許多測量通常是遵循肉的顏色變化來進行的。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的第一階段有關。

食品外觀的測量
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制水果的光澤和組織），顏色性質對食品工藝學家來說是有興趣的。
食品顏色的數字值主要取決于所用儀器失光的趨勢，這樣只要試樣是半透明的，就可用其他方法進行測量。
另外，“相同”的儀器對半透明試樣的顏色測量值可能有很大的不同，所遇選擇適當的儀器是一個關鍵步驟。
現在可用臺式或便攜式儀器在實驗室進行食品外觀測量，而且可用特制的在線顏色監測器直接進行在線測量。
某些焙烤方面的應用通過在線監測顏色和控制燒烤爐的溫度，已經形成了一個生“產閉合回路”。
今天，消費者對食品外觀要求日趨嚴格，食品業人士對顏色測量、光學裝置和樣品處理技術的需求將會與日俱增。

外觀測量的儀器與設備
食品按其半透明度和濁度的差異，在光學上有很大的變化。由于許多食品保留了起始原料的外觀和結構的自然生長物質，它們在組織和結構上有很大的不同。
食品工業經常遇到的事實是，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、曲奇餅及其他預制食品，直到高度透明的果凍，澄清果汁等產品，在這兩個極端之間，有很多的食品產品，他們部分是半透明的。大多數果泥及果汁屬于這一類。
至今為止，測量技術已經發展到測量顆粒產品如青刀豆、青豆，全粒草莓等食品了。重要的是，這些半透明食品產品的色度值很大程度取決于用于測量它們的顏色光束尺度和儀器的口徑。
如果不適當考慮到這個半透明性的特點，就不可能從儀器的數值中得到有益的結果，也不可能獲得產品外觀有適當代表性的數值。
隨著在食品工業中全面使用，試樣處理技術變得非常重要了。僅在一些例子中，所有的試樣都有不透明的平板表面，測試的部位都均勻一致。
當測量食品產品時，試樣不均勻性和半透明性在達到重視性方面就常常會出現問題。當產品是經過組織制造的，顏色不均勻時，就應當采用這樣一種方法來測量，即大面積觀測試樣的顏色，取其平均值作為報告的測試結果。這可采用大面積測量儀器來完成，或試樣在測量孔處旋轉或移動，測量多個部位，取其平均值來做到。
實際上，半透明樣品測量所出現的問題是嚴重的，因為無法通過研究者對顏色測量的報道結果來進行評價。
現在大多數在文獻中出現的食品顏色測量數據沒有與其他測量進行比較的價值，因為無法控制和報道半透明因素的作用。