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 Seminar report

汇报人：李也

食品口感是感知食品品质和鉴赏食品质量的关键因素。

食品感官评价主要通过品评员对产品进行感官评定，品评结束后收齐品评员的品评数据，再经统计、分析总结出产品的量化特征，最终得到产品的科学评价结果。

感官评价经过长期发展，已形成很多标准。

感官分析标准与标准化的主要内容是对感官分析领域的术语、人员、方法、环境、样品、评价用器皿等做出统一规定，依据标准实施良好的感官分析工作。

【国内】

导论及准则标准

方法标准

评价员管理标准

食品标准

【国际（ISO/ASTM）】

ASTM/E18包含40项标准，基础标准1项，方法标准35项，分析环境与人员管理标准4项。

（1）定量描述分析（QDA）方法

定量描述检验，是要求评价员尽量完整地对形成样品感官特征的各个指标的强度进行描述的检验方法。定量描述检验法是一种独立方法，其最大特点是利用统计方法对数据进行分析，使用简单描述试验所确定的术语词汇中选择的词汇，描述样品整个感官印象的定量分析。

案例1 定量描述分析（QDA）结合方差分析，在橙子酱感官评定中的应用

筛选描述词。根据每位评价员对其进行品评后，统计出评价中描述词语的使用频率和贡献度，来确定橙子酱感官特征的描述词汇，并给出每个描述词汇的定义。

表1 橙子酱的感官描述词及定义

建立评分标尺。建立评分标尺的主要目的是量化感官评价。

图2 橙子酱感官分析标尺

结果描述。评价完成后我们可以得到评分表，并用雷达图表示，结合多元统计分析样品特性，QDA法可以从某个维度或者多个维度对样品进行分析评价。如在橙子味的感官强度上，B395强度较弱，A562和C523强度较强且一样。

风味轮：以专业品评员多次感官评价作为基础，从中筛选获得准确有效的感官描述语，将产品风味感官性质归类整理，以圆盘车轮状形象的表现出来。利用QDA评价法结合统计分析可以得到食品的风味轮。主要应用在咖啡、茶、酒、陈醋等食品行业

（2）适合项勾选法（CATA）

CATA 法是一种不需要品评者有太强感官认知的一种快速感官评价方法，它只需要品评者在问卷中勾选可以描述样品属性的词汇即可，具有快速、简单、低成本，能获得消费者直接的感官情绪的优点。

那么，CATA问卷中的描述词汇从哪里来呢？

由不参与此方法的评价小组，从文献和前期实验中挑选出达到共识的产品描述词和情绪描述词。词汇的确立整体考虑产品特性，并顾及消费者对描述词的理解性，给出描述产品特性的描述词。随后评价小组进行讨论，整理并删减描述词，最终形成CATA 评价表。

CATA 实验结果可直接统计频数，使用百分数和频数表述实验结果；科克伦Q检验(Cochran Q test)。

（3）适合项勾选法（CATA）

智能感官技术包括机器视觉、电子舌、电子鼻等技术，可以对食品的色、香、味、形进行综合分析。

（4）分子感官评价技术

2006年，德国慕尼黑理工大学分子感官科学实验室的风味化学家Peter Schieberle教授首次提出了“分子感官科学”的概念，其核心内容是在分子水平上定性、定量和描述风味，精确构建食品的风味重组物。

表 分子感官评价技术

（5）口腔摩擦技术

随着食品口腔加工过程持续进行，食物持续被破坏并在唾液作用下形成食团运输、吞咽，这时我们感知到的一些质构属性如食团的厚度，吞咽过程中食团的内聚性可用特定速率下的剪切或拉伸黏度进行关联。食物吞咽后，伴随着清理口腔的过程，这时食物被破坏为微米-纳米级别颗粒，上颚与舌面密切接触，这种存在少量唾液-食团混合物时人们感知到的一些特殊质构性质多与上颚与舌面间的摩擦力或是说摩擦系数有关，也就是舌面与口腔上颚、舌面与食品之间相对运动产生的触觉感受。因此，需利用体外摩擦测量装置，精确模拟口腔环境，量化不同口腔加工过程中唾液-食团混合物的摩擦行为变化，以此为基础与食品的感官特征感知相关联。近10年来，基于流变仪的摩擦测量装置被广泛制造并商用，流变仪可轻松控制施加的法向力、测量速度、测量间距、实验温度等一系列参数。多应用在乳制品、涩味化合物、辅助吞咽产品等方面。

（6）食品感官评价发展趋势

【人机结合-智能感官】。随着现代工业的快速发展，完全凭借感官品评小组的感官分析方法难以满足数量大并跨地区产品的品控要求。人们不断寻找替代或部分替代人类感官分析的仪器分析方法，模拟人的感觉器官的传感器技术是项20世纪80年代发展起来的新技术如模拟人的嗅觉的电子鼻、模拟人的味觉的电子舌等。

【专业品评与消费者嗜好评价相结合】。评价或预测某类产品的消费意向以及产品与消费意向的差异性，成为当前感官分析中一个新的研究领域。如何利用感官评价这一手段去改进产品、产品质量和服务将成为食品企业关键的一环。利用感官评价可以认识市场趋势和消费者的消费取向，建立与消费者有关的数据库，为食品产品的研发提供数据支持。

【食品与人体相互作用研究】。食品口腔加工研究将食品材料性质与饮食的动态环境相结合，以揭示食品感官体验的内在机理，包括食品物理学、人体（口腔）生理学、感官心理学以及大脑神经原理。

汇报人：徐明浩

三维（3D）打印技术，也称为增材制造，最早是在1980年代开发的。从那时起，人们对其作为一种新型制造技术的应用越来越感兴趣，因为它在某些应用中具有潜在的优势，例如设计多功能性、废物最小化、快速原型制作和定制。特别是，它可用于通过特定设计制造复杂的结构。因此，3D打印技术广泛应用于制造业，包括航空航天，汽车，医药和食品。

淀粉是一种在人类饮食中起着重要作用的生物大分子。淀粉作为膳食能量的重要来源之一，广泛应用于食品加工，被认为是一种多功能聚合物。这不仅是因为淀粉价格低廉，来源丰富，还因为可以通过物理，化学，酶和其他方法改变其理化性质来获得所需的改性淀粉。淀粉具有独特的流变特性，使其适用于开发用于3D打印食品的可食用生物油墨。例如，研究人员已经表明，鹰嘴豆，玉米，土耳其豆和甘薯淀粉糊都可以，因为它们表现出假塑性行为，这意味着它们可以在压力过喷嘴，但在压力被移除时会凝固。通过使用淀粉作为3D打印机的食用墨水，并将3D打印的优势与淀粉相结合，有望实现功能性食品，保健食品和个性化食品的开发与应用。

然而，3D打印淀粉基材料的性能并不总是达到预期。在储存过程中有回生的趋势，这是许多工业应用不希望的功能。此外，3D打印淀粉基材料的性能对加工过程高度敏感，包括3D打印机类型，打印机的操作参数，油墨配方和环境条件。出于这个原因，研究人员一直在研究克服这些挑战的方法，例如，使用物理，化学或酶方法来修饰淀粉。此外，还研究了淀粉结构对3D打印产品精度和质地的影响，这表明筛选合适的淀粉材料可能是一个新的优化思路。不仅如此，还研究了3D打印参数对打印质量的影响，可以将其视为优化对象。这些研究表明，目前没有单一的解决方案可用于解决与使用淀粉基材料作为可食用生物油墨相关的所有问题，需要进一步研究。

利用淀粉作为材料来制造食品级生物墨水（图1）。首先，讨论几种常用的3D打印机，然后对影响淀粉基材料印刷质量的因素及改进方法进行了综述。之后介绍了3D打印淀粉基材料在食品工业中的应用并提出了未来的发展方向。

3D打印技术概述

3D打印技术，也称为增材制造，是一种数字化制造工艺，通过在对象的每个点上定制材料的组成、加工条件和几何形状来开发3D结构/对象。对于某些应用，它比传统制造技术具有一些优势，因为它可以为特定目的创建定制产品。与减材制造、等材制造相比，在材料利用率、加工效率、能耗等方面具有明显优势。作者从操作原则、3D打印技术的种类、对原材料的要求三方面作出了概述。

（1）操作原则

增材制造的工作原理是通过顺序打印堆叠在彼此顶部的2D层来形成3D材料。该技术集成了计算机辅助设计 (CAD)、工程和材料科学技术。CAD用于创建材料的虚拟3D图像，其中包含有关用于构成最终产品的不同元素的特殊位置的信息。工程可用于创建以所需精度和速度的3D打印机。

（2）3D打印技术的种类

在食品行业，挤出3D打印、粘合剂注射3D打印和选择性烧结3D打印应用最为广泛。

（3）原材料的要求

材料的热、流变和表面特性是决定它们是否适合3D打印的一些最重要的因素。了解打印材料的热性能有助于选择合适的激光强度和激光扫描速度，以确保产品的质量；原材料的流变特性在决定其加工后的可印刷性和稳定性方面也起着至关重要的作用；材料的表面特性会影响它们在施加力时流过喷嘴的能力，以及所形成材料的形状。在将材料应用于食品时，还必须考虑所用成分的可负担性、可靠性和友好性。

使用淀粉基材料进行3D打印

淀粉因其增稠和胶凝特性而被广泛用于食品中，这些特性也使其适合用作食品3D打印的生物墨水。总结了不同淀粉基材印刷质量的研究进展。天然淀粉的结构和理化性质会影响最终印刷产品的质量。一般来说，3D打印淀粉基产品的质量与所用淀粉的来源和性质有关。因此，可以优化淀粉浓度以获得可以流过喷嘴但在打印后固化的生物墨水。

3D打印中提高淀粉加工性能的方法

3D打印应用中淀粉基材料的行为取决于淀粉的来源和预处理。为了弥补天然淀粉存在的一些不足，可以通过物理、化学和酶促方法对淀粉进行改性以满足理想要求。此外，为解决淀粉作为生物墨水单一成分所带来的质地、品质和营养不足，添加亲水胶体等物质成为一种有效手段。另一方面，打印条件、打印机参数和环境条件也被认为是可以优化的对象。

淀粉用作3D打印食品应用的生物墨水

已有众多的科研人员研究了淀粉作为3D打印生物墨水的应用。这些研究表明，只要对加工条件、参数、公式等进行优化，就可以打印出具有复杂精细结构的3D材料。三维打印淀粉基材料已在食品添加剂、多孔基质等诸多方面得到应用。作者总结了一些食品应用的代表性示例。

在3D食品打印应用中用作生物墨水的淀粉示意图。(a)个性化食品，(b) 功能性食品，(c)淀粉基薄膜

综上，淀粉基材料基于其独特的特性适用于3D打印，同时淀粉材料具有高的性价比和丰富的功能。但是3D打印淀粉基材料的质量往往受到淀粉本身的结构和性能、打印条件、油墨配方、打印机参数和外部环境的影响。因此，往往需要通过淀粉改性、优化印刷条件、油墨配方、印刷机参数、外部环境等来提高产品的性能。此外，淀粉分子结构与3D打印适性的构效关系也值得进一步研究，有助于选择合适的原淀粉，实现淀粉分子的定向改性。利用淀粉基材料制备可食用生物墨水用于3D打印机，有助于推动食品行业向个性化、功能化方向发展。