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康塔解惑：為啥別人家的奶制品口感好？
酸奶是頗受大家歡迎的一種乳制品，而奶酪更是披薩餅的靈魂配料。吃過(guò)了各種的酸奶和奶酪的你，為啥總是會(huì)鐘情其中某個(gè)品牌？除了外觀包裝吸引你，恐怕zui能捕獲你芳心的還是那舌尖的上恰到好處的口感！想想那酸奶入口的絲滑，那披薩餅咬一口下去那誘人的拉絲感！那你知道這神秘的口感是怎么回事嗎？讓康塔儀器來(lái)告訴你。
奶制品的口感是實(shí)際上主要是由其中分散顆粒的大小（粒度）和形狀（粒形）決定的。盡管用小角激光散射法進(jìn)行粒度表征（激光粒度儀）早就被應(yīng)用到食品行業(yè)，但是在其粒形表征應(yīng)用方面仍然存在一個(gè)很大的缺口?；舳骱Ｄ反髮W(xué)食品科學(xué)與生物技學(xué)院研究者們使用強(qiáng)大的歐奇奧圖像粒度分析系統(tǒng)（Occhio FC200系列）對(duì)攪拌狀態(tài)下的酸奶和奶酪（芝士）或添加了纖維的類(lèi)似乳制品進(jìn)行分析，并獲得了不同組分以及處理?xiàng)l件對(duì)產(chǎn)品影響的數(shù)據(jù)。
研究者選取了酸奶和鮮奶酪或者加入纖維的同類(lèi)乳制品，進(jìn)行前處理、稀釋獲得測(cè)試樣本。然后使用同一個(gè)樣品分別在康塔Occhio FC200粒度粒形分析儀和激光粒度分析儀上進(jìn)行測(cè)量。Occhio FC200系列粒度粒形分析儀可分析微凝膠顆粒的粒徑和粒形，通過(guò)調(diào)節(jié)焦距和流動(dòng)池墊片厚度，其檢測(cè)范圍可覆蓋0.2--2500μm (本案中采用400 μm 厚度的墊片, 像素大小0.58μm).。樣品在流動(dòng)池中流動(dòng)時(shí)受到單色平行光的照射，同時(shí)樣品池前方的高性能工業(yè)相機(jī)可高速清晰采集并獲得樣品顆粒圖像的信息。為了準(zhǔn)確分析每一類(lèi)樣品，需要預(yù)先設(shè)置一個(gè)SOP（標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程）?？邓﨩cchio FC200系列粒形粒度分析儀通過(guò)檢測(cè)到的每個(gè)顆粒的尺寸進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲得樣品粒度分布。同時(shí)根據(jù)樣品的特征信息，選取長(zhǎng)度（length）和實(shí)積度（solidity）參數(shù)來(lái)表征樣品的顆粒形貌。實(shí)積度是范圍在0和1 之間的值。凸形（向外彎曲）的實(shí)積度是1.0，而凹形（向內(nèi)彎曲）有一個(gè)較低的值，接近于0。
文章選取D樣以研究不同成分的顆粒尺寸和形狀對(duì)產(chǎn)品的影響，即蛋白質(zhì)、脂肪和親水性膠體。首先，數(shù)據(jù)表明，從Occhio FC200粒度粒形分析儀得到的纖維樣品（C）的纖維長(zhǎng)度與廠家給出的標(biāo)定值非常吻合。在攪拌型酸奶（圖1A）中主要“看到”的是球狀顆粒，zui大可達(dá)70μm，這與其他學(xué)者發(fā)表的研究結(jié)果一致。較大的微凝膠顆粒屬于蛋白質(zhì)簇；較小的代表蛋白質(zhì)顆粒和脂肪乳，這與均質(zhì)化奶油（35% W / W）的圖像一致（圖1B）。脂肪乳趨向于球形并且粒徑分布均一。而小麥的純纖維樣品溶液顯示（圖1C）主要是細(xì)長(zhǎng)的和透明的纖維，具有不同長(zhǎng)度，和添加了少量纖維的樣品(圖1D)結(jié)果形成鮮明的對(duì)比：在富含纖維的攪拌型酸奶（D）中纖維清晰可見(jiàn)，可以輕易地與圓形的蛋白顆粒和脂肪微粒區(qū)分開(kāi)來(lái)。
組圖1：Occhio FC200粒度粒形分析儀采集到的加入不同組分的樣品形貌（比例尺250μm，下同）
圖A：由新鮮原奶自制的酸奶，含3.5%的脂肪和4.5%蛋白質(zhì)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）
圖B：在批處理模式下分離、均質(zhì)（65℃，7.5/1.5 MPa）和巴氏殺菌（90℃/5s）制備的奶油，含35%脂肪
圖C：含5%小麥纖維素WF 600的懸濁液
圖D：含有1% 纖維（C）的酸奶（A）的混合體系酸奶樣品
為了研究不同組分對(duì)粒形的影響，學(xué)者對(duì)無(wú)小麥纖維和富小麥纖維的樣品進(jìn)行了研究（組圖2）。
實(shí)積度這個(gè)粒形參數(shù)非常好地對(duì)著兩個(gè)樣品進(jìn)行了區(qū)分。根據(jù)文章提供的數(shù)據(jù)，我們看到纖維素的纖維樣品（Fig.2B）具有極寬的長(zhǎng)度分布(10 - 600 μm)，實(shí)積度在0.3-1之間，這表明有更多的凹形存在；而攪拌型酸奶(Fig. 2A)顆粒僅分布在10 - 200 μm之間，實(shí)積度在0.6-1之間。
組圖2：不同產(chǎn)品粒形（實(shí)積度）和粒徑（長(zhǎng)度）二維相關(guān)分析結(jié)果
圖A: 含有3.5 %的脂肪和4.5%蛋白質(zhì)的酸奶（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同下），按1:50稀釋
圖B：含有5 %小麥纖維素懸浮液，按1:20稀釋
組圖3：用Occhio粒度粒形儀獲得的不同升溫條件處理后的新鮮奶酪樣品圖片
A: 38℃/1 min ；B: 45 ℃/60 min ； C: 45 ℃/300 min ； D: 54 ℃/60 min （標(biāo)尺：250 μm）
表1： 不同升溫條件下OcchioFC200圖像法粒度粒形分析儀給出的奶酪粒度
| 樣品 | d 75±s.d(μm) |
| 38℃/1min | 92±8 |
| 45℃/60min | 109±15 |
| 45℃/300min | 120±31 |
| 54℃/60min | 127±19 |
對(duì)于新鮮的奶酪（芝士），不同的處理溫度對(duì)粒度粒形也存在影響（組圖3和組圖4）。
在1分鐘內(nèi)升溫至38℃為（圖3A），可見(jiàn)許多均一的小顆粒，而約70μm圓形顆粒簇只有幾個(gè)。隨著處理溫度的上升，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的顆粒越大并且大顆粒群簇越多（B:70μm 、C:100μm、D:150μm）。這種溫度的影響是因?yàn)闇囟纫饛V泛的粒子重排，導(dǎo)致密集的顆粒簇群并形成一個(gè)不連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
這個(gè)結(jié)果與其他研究者得到的結(jié)果類(lèi)似，也與激光衍射法的D75.3結(jié)果趨勢(shì)一致，但由于圖像法適用于較高濃度體系，不會(huì)過(guò)度稀釋?zhuān)粫?huì)造成顆粒簇的破壞，其粒度結(jié)果比激光粒度儀更符合實(shí)際體系情況。
組圖4：新鮮奶酪粒形（實(shí)積度）和粒徑（長(zhǎng)度）二維相關(guān)分析結(jié)果
圖A: 38℃/1 min；圖B：54℃/60min。按1:50稀釋
由組圖4的結(jié)果分析，較高溫度處理下樣品得到了顆粒尺寸更大（200 ~ 300 μm），而實(shí)積度基本保持在相同范圍(0.60 to 1.00)，但是有向小變化的趨勢(shì)（0.9）。
粒度與粒形和食品色澤、口感、穩(wěn)定性密切相關(guān)，膳食纖維在酸奶中起到增稠的作用，從而改善口感。奶酪主要含有酪蛋白、脂肪以及水分，口感比較粗糙，而奶油奶酪，主要成分就是脂肪以及水分，口感細(xì)膩，奶香濃郁。
研究表明，F(xiàn)C200圖像法粒度粒形儀和激光衍射法獲得的樣品結(jié)果趨勢(shì)一致，但是數(shù)值卻有差異，這是因?yàn)槎叩臏y(cè)量原理不同，稀釋倍數(shù)與實(shí)際顆粒大小不同是差異的關(guān)鍵。相比激光衍射法，F(xiàn)C200粒度粒形分析儀
- 不需要知道樣品的折光率，從而可以對(duì)檢測(cè)到的所有顆粒進(jìn)行分析，
- 可以獲得樣品顆粒的圖像，從而可視的選出每個(gè)組分的特征性（指紋）。
- 可以分析纖維樣品
- 可以測(cè)量較高濃度的樣品，而無(wú)需過(guò)度稀釋?zhuān)箻悠菲x原始狀態(tài)。
總之，如果你對(duì)大顆粒或者形貌不規(guī)則的樣品感興趣，F(xiàn)C200粒度粒形分析儀可以幫助你，對(duì)微米級(jí)敏感的大顆粒物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制。
附錄資料：
霍恩海姆大學(xué)（Universität Hohenheim，英文：University of Hildesheim）位于德國(guó)下薩克森州斯圖加特市，成立于1818年，是斯圖加特地區(qū)zui古老的高等學(xué)府?；舳骱Ｄ反髮W(xué)傳統(tǒng)上是一所專(zhuān)注于農(nóng)業(yè)與自然科學(xué)的學(xué)校。霍恩海姆大學(xué)現(xiàn)設(shè)有3個(gè)學(xué)院，分別是：
- 農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院，含：農(nóng)業(yè)生物學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物產(chǎn)品與生物能源、營(yíng)養(yǎng)科學(xué)
- 自然科學(xué)學(xué)院，含：生物學(xué)、營(yíng)養(yǎng)科學(xué)、營(yíng)養(yǎng)與飲食管理、食品科學(xué)與生物技術(shù)
- 商學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與社會(huì)科學(xué)學(xué)院，含：工商管理與經(jīng)濟(jì)科學(xué)、醫(yī)療管理、傳播科學(xué)等
在2015年QS排名的30個(gè)專(zhuān)業(yè)中，霍恩海姆大學(xué)的農(nóng)林專(zhuān)業(yè)位居*51-100位，德國(guó)第1，與哥廷根大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)并列?；舳骱Ｄ反髮W(xué)只開(kāi)設(shè)有3個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的學(xué)科，以農(nóng)林科學(xué)立校——事實(shí)上，該校開(kāi)設(shè)的自然科學(xué)歸結(jié)到底還是與農(nóng)林相關(guān)——可算得上是一所以農(nóng)林為特色的專(zhuān)門(mén)該校。在德國(guó)高等教育中心（CHE）的排名中，霍恩海姆大學(xué)以生物工程和經(jīng)濟(jì)科學(xué)得分zui高，是該校評(píng)分的兩個(gè)專(zhuān)業(yè)。