颜色测量在食品工业中的应用

2010-09-28

                                                     颜色测量在食品工业中的应用
    颜色是食品工业中令人感兴趣的主要表现性质，如果颜色应该相同的产品在颜色上存在明显的差异，该产品一定出了问题。
食品工业是一个非常重要的工业，亦是一个与易腐产品有关的工业，这些易腐产品质量非常难以控制，却越来越重要。
虽然产品的外观与质量并不是一回事，然而食品的表现却与质量有广泛的联系。颜色比滋味、气味和质地更易测量。
在市场上，当一个潜在的顾客作出选择时，他很少通过品尝食品来检验食品的优劣，然而可以用眼睛，通过外观来辨别食品的质量。
传统上，食品工业可以按照下面食品的种类进行分类：
1、新鲜水果和蔬菜
2、加工的水果和蔬菜
3、配方的，组合的，或制造的食品（包括预制谷物）
4、乳制品
5、家禽类
6、肉及肉制品（包括鱼和家禽类）
7、鱼
8、香辛料、香料
9、粮谷
10、油、糖浆及糖
11、饮料酒类
    在美国，农业及栽培物的技术是州立农学院和农业部所主要关心的。农作物栽培以后，政府和工业的研究所都对其采收、加工及销售进行研究，上述组织对下面的研究领域特别重视：
1、与育种、选美有关的测量，
2、生长条件的研究（施肥、喷药等）
3、采收（时间的选择，采收的方法及搬运到加工厂）
4、新鲜水果和蔬菜质量评价
5、加工期间及加工结束时产品质量的保持
6、运输、贮存及销售时产品质量的保持。
食品外观
    当谈到用颜色的测量方法来分选食品时，以前的分级方法都无所助益。现时，人们可选用一种以食品光学特性为根据的颜色测量分选方法和仪器。
光学上，有一些不透光的食品可通过反射光而完全看得见。此类食品有面包、面粉、番茄汁、干酪和肉。光学上分类的第二类食品包括半透明产品。
半透明产品可部分用反射光及部分用透射光来看见。例如，许多果汁、酒类、果酱、蛋奶甜羹及熟食属于这类食品。
当光遇到这些产品是，光传播的路线发生了变化，变得复杂了，必须严格控制仪器的测量条件，来获得重复的结果。
第三类食品是透明的，如澄清的果汁、酒类、果冻、明胶食品、软饮料等属于此类。
产品外观与食品质量之间的联系，学术上的关系是以质量因素为基础，而不胜过与外观的光学性质的关系。
    当然，食品与人类生存密切相关。在观察者对产品外观的判断和通过实验了解的食品滋味质量之间产生了紧密的联系。例如，变色的肉被认出是不新鲜的，因为没有所希望的鲜度。这些联系在食品工业中以及在消费者对成品的评价中到处可见。
在市场上，购买者可以看一看预购的产品，但是不允许品尝它，所以他只有完全通过外观来判定产品的可买性。
一般来说，在油漆、纺织和化工工业，对产品颜色作少量调整是很平常的事情，但对食品生产来说，在任何时候都是不允许的。
即使在允许用染料添加剂来获得所希望颜色的场合，法律也严格限制了为某种目的而使用的染料品种。
在美国，这些法律特别严格，不仅所使用的是按卫生危害观点合格的染料，对食品工业的许多产品来说，美国法律规定使用染料添加剂是作为篡改产品质量的非常手段。
因为这个限制，食品加工者对原料以及生产的每一阶段产品的外观和颜色的变化都高度重视。他们也许在其后的产品贮存阶段密切的观察产品的颜色。
产品在生产过程或在等待消费者来挑选的货架上都会出现颜色变化，颜色外观和食品质量的密切联系四食品工业对颜色外观广泛感兴趣的根本原因。
目前，业内人士正积极培育植物和动物的育种，以生产颜色优异的食品。
    一旦对植物和动物的育种成功，注意力就放在作物栽培条件、采收条件，以及运输、搬运、加工及销售的食物上。新鲜水果和蔬菜的颜色测量的应用非常普遍。一种方法是按照USDA开发的一个专用方程式来测量番茄的颜色指数法。
用这个方程式来测量颜色正广泛地用于番茄罐头工业，来评价农场主提供给罐头厂的番茄果实的颜色质量。番茄颜色指数是一个数字值，它部分决定了农场主送交上来的番茄价格。
    新鲜草莓、酸果蔓、豌豆、玉米、菜豆及其他水果和蔬菜产品也要测量其颜色质量。但是这些原料的其他产品，还没有可建立产品色度值得专用方程。
其他与用于新鲜食品相似的颜色指数计也可以用于食品加工。用于水果原料的相似番茄颜色指数计已经用来评价番茄汁、调味番茄酱、番茄汤、番茄酱、烤肉调味浆的质量。
业内人士已经开发了一种桔柑红色、黄色及等价色度计分法，评价复原冷冻桔子汁的颜色。
    随着颜色测量的应用增加，以及对加工水果和蔬菜的颜色测量的应用增加，可望开发出更先进的产品颜色指数计。
实际上，人们都期望采用颜色测量来监测产品在处理过程中的质量。颜色测量也可以用来评价获得或保持产品所希望的颜色加工方法的有效性。
由于许多产品必须经过相同的加热来杀菌和保藏，如果没有小心的将时间和温度保持在保藏所需要的小程度，也将损害产品的颜色。
许多组合食品的生产中都包括蒸煮和焙烤，在这些加工中，颜色不仅用来评价配制组合食品的原料，而且用来评价蒸煮或焙烤工艺，以及它们对成品颜色的影响。
测量面包和糕点的颜色是为了保证产品有一个希望的颜色，如果颜色不佳，可调整新产品或焙烤工艺。
因为在市场上占有这样重要地位，猫狗食品的颜色常常引起注意。宠物食品颜色的重要性取决于这样一个事实——宠物的拥有者会根据外观质量选择产品，而产品颜色和香味之间也有可能存在某种关系。
当肉进行制备、加工和贮存时，肉类工业中进行的许多测量通常是遵循肉的颜色变化来进行的。鲜肉所希望的红色是由于氧化血红蛋白的存在，如果拒绝接触氧，血红蛋白将会变成兰紫色或还原型血红蛋白。然而，所希望的红色向褐色变化的倾向与变质的第一阶段有关。

食品外观的测量
    除了一些非常少的例子外（葡萄酒、啤酒、冰茶的薄雾或新鲜及预制水果的光泽和组织），颜色性质对食品工艺学家来说是有兴趣的。
食品颜色的数字值主要取决于所用仪器失光的趋势，这样只要试样是半透明的，就可用其他方法进行测量。
另外，“相同”的仪器对半透明试样的颜色测量值可能有很大的不同，所遇选择适当的仪器是一个关键步骤。
现在可用台式或便携式仪器在实验室进行食品外观测量，而且可用特制的在线颜色监测器直接进行在线测量。
某些焙烤方面的应用通过在线监测颜色和控制烧烤炉的温度，已经形成了一个生“产闭合回路”。
今天，消费者对食品外观要求日趋严格，食品业人士对颜色测量、光学装置和样品处理技术的需求将会与日俱增。

外观测量的仪器与设备
    食品按其半透明度和浊度的差异，在光学上有很大的变化。由于许多食品保留了起始原料的外观和结构的自然生长物质，它们在组织和结构上有很大的不同。
食品工业经常遇到的事实是，食品半透明程度的无限变化，几乎像油漆一样，不透明从蛋糕、曲奇饼及其他预制食品，直到高度透明的果冻，澄清果汁等产品，在这两个极端之间，有很多的食品产品，他们部分是半透明的。大多数果泥及果汁属于这一类。
至今为止，测量技术已经发展到测量颗粒产品如青刀豆、青豆，全粒草莓等食品了。重要的是，这些半透明食品产品的色度值很大程度取决于用于测量它们的颜色光束尺度和仪器的口径。
如果不适当考虑到这个半透明性的特点，就不可能从仪器的数值中得到有益的结果，也不可能获得产品外观有适当代表性的数值。
随着在食品工业中全面使用，试样处理技术变得非常重要了。仅在一些例子中，所有的试样都有不透明的平板表面，测试的部位都均匀一致。
当测量食品产品时，试样不均匀性和半透明性在达到重视性方面就常常会出现问题。当产品是经过组织制造的，颜色不均匀时，就应当采用这样一种方法来测量，即大面积观测试样的颜色，取其平均值作为报告的测试结果。这可采用大面积测量仪器来完成，或试样在测量孔处旋转或移动，测量多个部位，取其平均值来做到。
实际上，半透明样品测量所出现的问题是严重的，因为无法通过研究者对颜色测量的报道结果来进行评价。
现在大多数在文献中出现的食品颜色测量数据没有与其他测量进行比较的价值，因为无法控制和报道半透明因素的作用。