การวิเคราะห์เนื้อสัมผัสเพื่อการควบคุมคุณภาพและพัฒนาผลิตภัณฑ์ Texture Analysis for Quality Control and Product Development

By:  ผศ.ดร. ธิราพร จุลยุเสน
Asst. Prof. Tiraporn Junyusen, Ph.D.
School of Agricultural Engineering
Institute of Engineering
Suranaree University of Technology
tirapo@sut.ac.th

การวิเคราะห์ลักษณะเนื้อสัมผัสอาหาร
          การทดสอบเนื้อสัมผัสของอาหารแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ การทดสอบเชิงวัตถุวิสัย (objective test) และการทดสอบทางประสาทสัมผัส (sensory test) โดยการทดสอบเชิงวัตถุวิสัยจะเป็นการใช้เครื่องวิเคราะห์ลักษณะเนื้อสัมผัส (texture analyzer) ในการวัดความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับระยะการเปลี่ยนรูป (deformation) หรือแรงกับเวลา หรือความเค้นกับความเครียด ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและสามารถกระทำซ้ำได้ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่มีการควบคุม โดยนำผลการทดสอบมาทำการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเนื้อสัมผัสได้ เช่น ความแน่นเนื้อ (firmness) ความแข็ง (hardness) ความนุ่ม (tenderness) และความเหนียว (toughness) เป็นต้น ในขณะที่การทดสอบทางประสาทสัมผัสที่มีการใช้ผู้ทดสอบชิม (panelist) ด้วยการใช้ประสาทสัมผัสทั้งห้าเพื่อการประเมินคุณลักษณะของอาหารในแง่ของเนื้อสัมผัสนั้น โดยผู้ทดสอบชิมจะมีการประเมินความรู้สึกที่เกิดขึ้นเมื่อบดเคี้ยวหรือสัมผัสกับอาหาร รวมถึงเสียงที่เกิดขึ้นในระหว่างการเคี้ยว แม้ว่าวิธีนี้อาจจะมีความแม่นยำน้อยกว่าการทดสอบเชิงวัตถุวิสัย เนื่องจากความแปรปรวนของความรู้สึกในผู้ทดสอบชิม แต่สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือได้ด้วยการเพิ่มจำนวนผู้ทดสอบชิมหรือการฝึกฝนผู้ทดสอบชิมให้มีความเชี่ยวชาญมากขึ้น

          การทดสอบเนื้อสัมผัสด้วยเครื่องวิเคราะห์ลักษณะเนื้อสัมผัสเป็นวิธีที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เนื่องจากการใช้งานที่สะดวก สามารถทำซ้ำได้ มีความแม่นยำ และน่าเชื่อถือ โดยวิธีการทดสอบเนื้อสัมผัส ได้แก่ การทดสอบแบบกด (compression test) การทดสอบแบบกดทะลุ-เจาะ (penetration or puncture test) การทดสอบแบบเฉือน (shear test) การทดสอบแบบแรงดึง (tensile test) การทดสอบแบบผลักดัน (extrusion) และการทดสอบแบบยึดติด (adhesion) โดยการทดสอบแบบกดเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะการวิเคราะห์ลักษณะเนื้อสัมผัส (Texture Profile Analysis; TPA) ซึ่งใช้การกดสองครั้งเพื่อจำลองการเคี้ยวอาหารด้วยฟันกรามของมนุษย์

          ทั้งนี้ ผลการวิเคราะห์สามารถนำมาใช้อธิบายลักษณะเนื้อสัมผัสของอาหาร ได้แก่ การแตกเบื้องต้น (fracturability) ซึ่งเป็นแรงกดจุดแรกที่ทำให้โครงสร้างภายในอาหารแตกแต่ยังไม่แยกออกจากกัน ความแข็ง (hardness) เป็นแรงสูงสุดที่เกิดขึ้นในระหว่างการกดครั้งแรก บางครั้งเรียกว่าความแน่นเนื้อ (firmness) การยึดติด (adhesiveness) เป็นความสามารถในการยึดติดระหว่างอาหารกับวัสดุภายนอก เช่น ภาชนะบรรจุหรือฟัน การเกาะตัวกันเอง (cohesiveness) เป็นความสามารถในการยึดเกาะกันภายในเนื้ออาหาร ซึ่งเกี่ยวข้องกับพันธะทางเคมีของโมเลกุลภายใน ความเด้ง (springiness) เป็นความสามารถในการคืนตัวของอาหารหลังการเสียรูปจากการกดครั้งแรก ความเหนียว (gumminess) เป็นพลังงานที่ใช้ในการทำให้อาหารกึ่งแข็งกึ่งเหลวแยกตัวออกจนพร้อมกลืน และความเคี้ยวได้ (chewiness) เป็นพลังงานที่ใช้ในการเคี้ยวอาหารแข็งจนพร้อมกลืน ดังนั้น การวิเคราะห์ TPA จึงเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้นักวิจัยและผู้ผลิตสามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อตอบสนองต่อความต้องการของผู้บริโภคได้ดียิ่งขึ้น รวมทั้งสามารถควบคุมกระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพและมีคุณภาพที่สม่ำเสมอ

Food Texture Analysis
          Food texture testing can be divided into two categories: objective tests and sensory tests. In objective tests, the relationship between force and deformation, force and time, or stress and strain is measured using a texture analyzer, which yields precise and repeatable findings in a controlled environment. The test results can be used to analyze textural properties such as firmness, hardness, tenderness, and toughness. In contrast, panelists who participate in sensory testing evaluate the texture of food by rating their experiences in terms of touch, taste, and noises produced during chewing. Due to the variation in panelists’ experiences, this method may be less accurate than objective testing; nevertheless, its reliability can be raised by expanding the panel’s size or providing panelists with more training.

          The food industry frequently uses texture analyzers in texture analysis due to their user-friendliness, accuracy, repeatability, and reliability. Texture analysis methods include compression tests, penetration or puncture tests, shear tests, tensile tests, extrusion tests, and adhesion tests. A common technique is the compression test, particularly Texture Profile Analysis (TPA), which simulates human molar chewing using two compressions.

          The analysis findings can be used to characterize the food’s texture attributes, such as fracturability—the first pressure that breaks the food's internal structure without causing it to separate—hardness—the maximum force that happens during the first press, also known as firmness—adhesiveness—the food's ability to stick to surfaces like teeth or containers—cohesiveness—the food's ability to stick within itself, which is related to the chemical bonds of its internal molecules—springiness—the food’s capacity to recover after deformation from the first press—gumminess—the energy required to separate semi-solid food until it's ready to be swallowed—and chewiness—the energy required to chew solid food until it’s ready to be swallowed. TPA analysis is, therefore, crucial equipment that aids in the development of food items to better satisfy consumer demands and regulate the production process for effectiveness and reliable quality.