與食品品質相關的外觀(氣泡、霜斑等)觀察、分析
每當食品的口感或風味產生偏差時,就會損害顧客的信任,可能發展成客訴的風險。因此在食品製造上,必須隨時供應穩定的品質(口感及風味)給消費者。食品附加價值中的品質可藉由觀察、分析氣泡或成分結晶等外觀來進行評估。
在此說明放大觀察與分析食品的重要性。此外也將介紹使用4K數位顯微鏡,透過簡單操作實現以往難度較高的麵包氣泡觀察與自動分析,以及霜斑觀察等定量評估的最新案例。
![與食品品質相關的外觀(氣泡、霜斑等)觀察、分析](/Images/ss_vhx-casestudy_o_bubbles-in-bread-chocolate-bloom_001_2001298.jpg)
利用食品的外觀觀察、分析進行品質評估
在食品的大量生產中,很難由檢查人員以感官檢查,頻繁地評估口感及風味等。不但在產線上具備感官檢查技能的人材不易確保,檢查結果還可能因為人員或日期不同而產生偏差,幾乎無法透過定量評估來維持品質,因此在現實中並不可行。
透過顯微鏡仔細觀察或分析食品外觀,藉此定量評估口感、風味及品質等食品狀態較為有效。以下列舉藉由在顯微鏡下的外觀、形狀及量測值等來評估食品品質的範例。
麵包、蛋糕類
觀察與分析麵包、麵包體或蛋糕體等截面內部的氣泡狀態,即可比較、評估其化口性及滑順度等。
巧克力類
一邊使巧克力類冷卻,一邊觀察它凝固狀態的外觀。在製造製程中確認巧克力的成分是否析出表面,在凝固後產生白色的「霜斑*」。
此外,巧克力的表面粗糙度越低,口感及化口性就越佳。由於流通於市場時的溫度也是影響因素之一,因此也會有依照季節來控制粗糙度的季節限定產品。
- Tips何謂霜斑
- 霜斑(bloom)指的是食品達到一定溫度時析出於表面的成分遇冷凝固,化為結晶浮出,像開花一樣堆疊成層的現象。霜斑分成「脂霜」跟「糖霜」兩種。脂霜是可可脂的油脂成分融化,浮出表面後凝固而成。另一方面,糖霜則是砂糖融化,浮出表面後凝固而成。
如果霜斑較多,整塊巧克力看起來會變得白白的,不只會損害食品外觀,風味也會比較差,因此需要特別留意。
麵類(烏龍麵、炒麵、義大利麵等)
以顯微鏡觀察麵體表面的凹凸,即可確認、評估其入喉的流暢度以及在口中的滑順度。
此外,只要觀察麵體截面,就能確認麵心的狀態(置換為水),有助於驗證適當的水煮時間。而且觀察、分析麵體含有的氣泡不只能用來確認口感與水煮時間,還能用來找出冷凍乾燥處理的條件等。
冷凍食品(肉類料理、炸物等)
透過顯微鏡觀察漢堡排、可樂餅及炸雞排等冷凍食品,確認肉的連接處、薯泥與麵衣的接著面、冷凍與解凍造成的經時變化以及冰晶等,並加以評估。
此外,炸物麵衣酥脆的口感也能透過將表面凹凸的3D形狀化為數值來進行評估。
常溫調理包食品(肉類料理)
觀察經過燉煮或煎烤的肉類纖維,即可評估其柔嫩度。此外也能確認因原料含有比例等不同而產生的組織形狀及表面粗糙度差異,藉此評估口感。
火腿、香腸
有時會觀察肉類組織在冷凍後/冷凍前的變化,或分析原料及內含物的比例並化為數值,藉此評估口感的變化。
豆腐、豆漿等
觀察、分析(空隙率)截面的氣泡來評估其加工品質。此外分析蛋白質也能用來評估其滑順度。
酒精飲料、酒
量測啤酒泡沫的形狀並數值化,可評估其入喉的流暢度及口感。
部分的日本酒廠商會將釀酒用米的米心狀態可視化、數值化,以找出適合製造大吟釀的米,以及需要研磨的量 。
簡言之,食品可以透過觀察及分析外觀來評估口感及風味等品質。
在此介紹運用4K數位顯微鏡使食品觀察與分析更為精準,並提升效率的案例。
以4K數位顯微鏡觀察、分析食品口感與品質評估的案例
食品加工中會使用各類材料,因此光的反射率、吸收率皆不相同,形狀也立體且複雜,存在各種可能。 以往需要耗費許多精力與時間尋找觀察條件及對焦。目視分析容易產生人為偏差,不易定量評估。
KEYENCE解決了使用顯微鏡進行放大觀察及分析時會遇到的各種課題,開發可實現精準化並提升效率的超高精細4K數位顯微鏡「VHX系列」。
在此以麵包體氣泡及巧克力霜斑為例,介紹觀察、分析食品的案例。
麵包體氣泡的觀察
比起光學顯微鏡,4K數位顯微鏡「VHX系列」同時實現了20倍以上的大景深與高解析度。搭載獨創的觀察系統,透過簡單的操作即可使用4K CMOS與豐富的功能,迅速執行高階觀察。
即便麵包體氣泡般立體的目標物,「VHX系列」也能使用大景深做整體對焦,取得清晰的4K影像進行觀察。
此外,一鍵操作即可自動取得多張以全方位照明拍攝的「多重照明」功能,選擇符合目的之影像便能立即進行觀察。大幅節省以往尋找設定條件需要的精力與時間。
且只需選擇以往拍攝的影像,就能完全重現當時的條件,即使目標物個體、觀察日期、觀察者不同,也能在相同條件下觀察,進行比較與評估。
![多重照明(20×)](/Images/ss_vhx-casestudy_o_bubbles-in-bread-chocolate-bloom_002_2001299.jpg)
麵包體氣泡的自動分析
4K數位顯微鏡「VHX系列」只要在觀察影像中選擇範圍,即可無縫執行高精度的自動分析。
運用「自動面積量測、計數」功能就能以任意的閾值將影像二值化。除了正確計數氣泡及氣泡面積、周長、最大直徑、最小直徑以外,還能自動量測與計算選擇範圍中氣泡的面積平均值、標準偏差、最大值、最小值、面積率等,並以清單顯示詳細數值。藉此可定量化分析結果,消除評估的誤差。
即使不使用電腦,也能直接在「VHX系列」安裝Excel。只要事先準備範本,就能自動編製報告,將影像與需要的數值輸出成任意的版面配置。
僅需1台「VHX系列」即可透過這些多元的功能,簡單又迅速地完成從觀察照明條件找出,到對焦、分析、編製報告的一連串作業。
![多重照明(20×)+ 自動面積量測、計數](/Images/ss_vhx-casestudy_o_bubbles-in-bread-chocolate-bloom_003_2001301.jpg)
霜斑(巧克力)的觀察
即使以高倍率觀察霜斑,4K數位顯微鏡「VHX系列」也能取得清晰的4K影像。
食品表面的正常部分(背景)與霜斑(觀察對象)的對比較低時,有時不易觀察。只要使用「VHX系列」的「HDR(High Dynamic Range)功能」,即可以多張不同快門速度的影像來取得高灰階影像,並進行高對比觀察。
此外,以往使用高倍率觀察形狀立體的巧克力霜斑時,只能局部對焦,不易觀察整體的影像。「VHX系列」搭載了「景深合成」功能,能合成多張焦點位置不同的影像。即使目標物高低差較大,仍可取得全視野對焦的影像,清晰觀察整體影像。
有了這些充實的影像處理功能,難度較高的高倍率霜斑觀察也能簡單又迅速地取得清晰的4K影像來執行。
![環狀照明(500×)](/Images/ss_vhx-casestudy_o_bubbles-in-bread-chocolate-bloom_004_2001303.jpg)
能提升食品口感、風味等外觀評估效率的4K數位顯微鏡
食品觀察與分析的難度通常較高,也相對得耗費更多的精力與時間。
4K數位顯微鏡「VHX系列」只需要透過簡單的操作即可運用高性能與多種功能,1台裝置就能迅速執行以往困難的清晰影像觀察及正確的自動分析。
此外,從尋找觀察條件,到對焦、分析、編製報告的一連串作業都能運用自動化技術,大幅減少工時。
除內容外,「VHX系列」還具備其他豐富的功能。在食品產業中能廣泛應用於乳劑、結晶及微生物的觀察與分析等。
有關「VHX系列」的詳細說明,請按鈕下載型錄,或洽詢KEYENCE。