เนื้อสัมผัสของอาหารและสมบัติทางรีโอโลจี

ความสำคัญ ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารให้มีลักษณะเนื้อสัมผัสที่ ต้องการนั้นมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมอาหาร ลักษณะเนื้อสัมผัส นอกจากเกิดจากตัววัตถุดิบ กระบวนการผลิต มักเกิดจากการเติมสารประกอบของ อาหารต่างๆ เช่น กัม (hydrocolloids or biopolymers) น้ำตาล เกลือ เป็นต้น

ความสำคัญ (ต่อ) FOOD TECHNOLOGY ความเกี่ยวพันของเนื้อสัมผัสของอาหารกับสมบัติทาง กายภาพและความเกี่ยวพันสมบัติทางกายภาพที่ได้กับผล จากการประเมินทางด้านประสาทสัมผัส Rheology มีความสำคัญมากต่อการ optimization ในการพัฒนา ผลิตภัณฑ์ การแปรรูป รวมทั้งคุณภาพของผลิตภัณฑ์ สุดท้าย

หัวข้อบรรยาย ความรู้เบื้องต้นทางด้านรีโอโลจีที่เกี่ยวข้องกับ เนื้อสัมผัส  คุณลักษณะของเนื้อสัมผัสของอาหาร ความสัมพันธ์ระหว่างการวัดค่าเนื้อสัมผัส ทางด้านรีโอโลจี

ความรู้เบื้องต้นทางด้านรีโอโลจีที่เกี่ยวข้องกับเนื้อสัมผัส Content บทนำ/ความสำคัญ นิยามและเทอมที่เกี่ยวข้องกับรีโอโลจี วัตถุประสงค์ เพื่อให้เข้าใจความหมายและความสำคัญของรีโอโลจี และเนื้อสัมผัส เพื่อให้รู้จักนิยามและความหมายของเทอมต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับรีโอโลจี

บทนำ/ความสำคัญ  Food Product Quality Texture → rheology Flavor Appearance Texture → rheology Flavor Nutrition/Stability

วิทยาศาสตร์ที่กล่าวถึงการเสียรูปหรือการไหลของสาร  Rheology : รีโอโลจีเป็น วิทยาศาสตร์ที่กล่าวถึงการเสียรูปหรือการไหลของสาร หรืออาหาร เมื่อได้รับแรงกระทำ เป็นการศึกษาลักษณะของสารที่ตอบสนองต่อความเค้น (stress) หรือ ความเครียด (strain)  เป็นเทอมทางกายภาพ สารทุกชนิดมีสมบัติทางรีโอโลจีและมักใช้ในวิทยาการ สาขาต่างๆ เช่น การแปรรูปพลาสติก พอลิเมอร์ การไหลของสีและการกระจายตัวของเม็ดสี เครื่องสำอาง และอาหาร

การเข้าใจด้านรีโอโลจีเป็นส่วนสำคัญใน • การพัฒนาผลิตภัณฑ์ • การแปรรูป  Rheology : ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับอาหาร การเข้าใจด้านรีโอโลจีเป็นส่วนสำคัญใน • การพัฒนาผลิตภัณฑ์ • การแปรรูป • การกำหนดคุณภาพผลิตภัณฑ์สุดท้ายให้มีความเหมาะสม เป็นที่ต้องการของผู้บริโภคได้ Interaction ของส่วนประกอบต่างๆ มีผลต่อสมบัติทางกายภาพ (สมบัติทางด้านรีโอโลจีเป็นสมบัติที่เกิดขึ้นจากการมีอันตรกิริยา ของส่วนประกอบต่าง)

Rheology : ในอาหารก่อให้เกิดสมบัติทางกายภาพ เช่น  ความสามารถในการแผ่ขยาย (spreadability)  ความคงตัวต่อการแยกชั้นของเฟสต่างๆ  พฤติกรรมการเทหรือการกวน  การตอบสนองต่อการเคี้ยวหรือการกลืน และความต้านทานต่อแรงที่ได้รับในขณะที่ถูกบีบ เป็นต้น ลักษณะเฉพาะทางกายภาพเหล่านี้รู้จักในนามของ สมบัติทางด้านเนื้อสัมผัส ซึ่งมีความสำคัญเทียบเท่ากับ กลิ่นรสที่มีความสำคัญในแง่ของคุณภาพอาหาร

 สมบัติทางด้านเนื้อสัมผัสของอาหารอาจนิยามได้ว่า เป็นกลุ่มของลักษณะเฉพาะทางกายภาพที่เกิดขึ้นจากองค์ประกอบ ที่เป็นโครงสร้างของอาหาร สามารถรับรู้ได้ด้วยการสัมผัส มักเกี่ยวข้องกับการเสียรูป การแยกส่วน และการไหลของอาหาร ภายใต้แรงที่มากระทำ และวัดได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ ที่เป็นฟังก์ชันกับมวล เวลา และระยะทาง ในอาหารที่ผ่านการแปรรูป องค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ อาจเกิดจากอันตรกิริยาทางเคมีและหรือทางกายภาพ ที่เกิดขึ้นระหว่างกลุ่มของส่วนประกอบหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่ง ในอาหาร

Interaction สามารถเกิดขึ้นได้ในรูปของการเปลี่ยนแปลงสมบัติ เช่น  การต้านทานต่อการไหลในอาหารเหลว  การเปลี่ยนแปลงในเรื่องความคงตัวต่อการแยกของอาหาร ที่มีหลายเฟส  การเกิดเจล การเปลี่ยนแปลงสมบัติดังกล่าวอาจระบุเชิงปริมาณได้ด้วยการวัด  ความหนืด  viscoelasticity

หลักการทางด้านรีโอโลจีต่างๆ จึงมีความสำคัญต่อการศึกษา  ผลของอันตรกิริยาของส่วนประกอบ  อาจนำไปสู่ความเข้าใจทางธรรมชาติของอันตรกิริยา และเป็นการระบุกลไกที่เกิดขึ้น เราอาจควบคุมอันตรกิริยาของส่วนประกอบที่ไม่ต้องการ หรือทำให้อันตรกิริยาที่ต้องการเกิดมากขึ้น

โดยทั่วไป ข้อมูลที่ได้จากรีโอโลจีนั้นมีความจำเป็นต่อ อุตสาหกรรมอาหาร ดังนี้  การคำนวณทางด้านวิศวกรรมกระบวนการ มักเกี่ยวข้องกับ เครื่องมือต่างๆ เช่น pipe, pump, extruder mixer, coating, heat exchanger, homogenizer  การหาสมบัติเชิงหน้าที่ (Functional Properties) ของสารในการพัฒนาผลิตภัณฑ์  การควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์สุดท้าย หรือระหว่างการผลิต  การทดสอบอายุการเก็บ  การประเมินลักษณะเนื้อสัมผัสของอาหารด้วยการหา สหสัมพันธ์กับข้อมูลทางด้านประสาทสัมผัส

รีโอโลจีที่มีการนำไปใช้ในเรื่องการยอมรับของคุณภาพ อาหาร มี 3 ชนิดหลักๆ คือ  ลักษณะปรากฏ รีโอโลจีมีผลน้อยมาก เนื่องจากสมบัติทางโครงสร้างและทางกล ของอาหารบางชนิดสามารถกำหนดได้จากลักษณะปรากฏ เช่น น้ำเชื่อมไหลออกจากขวดและครอบคลุมแพนเค้กได้ดีอย่างไร  กลิ่นรส รีโอโลจีไม่มีผลโดยตรงกับปัจจัยคุณภาพนี้ แม้ว่าลักษณะที่ อาหารมีการแตกหักในปากมีผลต่ออัตราการปล่อยองค์ประกอบ ของกลิ่นรสได้

การสัมผัส (touch) สมบัติทางรีโอโลจีเป็นปัจจัยหลักในการประเมินคุณภาพของ อาหารด้วยดารรับรู้ด้วยการสัมผัส  เราจับอาหารในมือและรับรู้ความสามารถในการเสียรูป และการคืนรูปหลังการบีบ ทำให้รับรู้ในเรื่องคุณภาพ ทางด้านเนื้อสัมผัส  ขนมปังที่สดใหม่มีความสามารถในการเสียรูปได้มาก ในขณะที่ขนมปังที่เก็บไว้นาน ไม่มีความสามารถดังกล่าว  เนื้อของปลาสดคืนตัวได้เร็วหลังการบีบในขณะที่ปลา ที่เก็บไว้นานไม่มีสมบัติดังกล่าว  ระหว่างกระบวนการเคี้ยว มีสมบัติทางด้านรีโอโลจีต่างๆ เกิดขึ้น เช่น การเสียรูปในระหว่างการกัดครั้งแรก และสมบัติ การไหลของอาหารที่เคี้ยวกับน้ำลาย ล้วนรับรู้จากในปาก

เนื้อสัมผัสเป็นตัวกำหนดคุณภาพของอาหารที่สำคัญ ที่ผู้บริโภคคาดหวังจากอาหารหนึ่งๆ ซึ่งส่งผลต่อ การยอมรับรวม เช่น  Apple ผู้บริโภคต้องการลักษณะที่มีความกรอบแข็ง  Biscuit ควรมีลักษณะที่กรอบ ไม่นิ่ม  Margarine ควรมีลักษณะที่แผ่กระจายได้ง่าย

นิยาม/เทอมที่เกี่ยวข้องกับ Rheology Rheology = Deformation and Flow stress and strain shear stress-shear rate relationship Type of fluid flow behavior  Newtonian behavior  Non-newtonian behavior  viscoelastic properties

Fundamental Concepts Stress and Strain Stress; = F/A (N/m2 )                                             Stress; = F/A (N/m2 ) Strain; = DX/Y Strain rate or shear rate; Viscosity;

การแบ่งพฤติกรรมทางรีโอโลจีอย่างง่าย

Fluid Flow Behaviors Newtonian Flow Behavior : water, milk, juice, beverage, vegetable oils Non-Newtonian Flow Behaviors Time-independent flow behavior Shear-thinning behavior (Pseudoplastic): ketchup, concentrated juice Shear-thickening behavior (Dilatent): some gelatinized starch dispersions Flow with yield stress : tomato paste, whipping cream, etc. Time-dependent flow behavior มักพบใน heterogeneous systems Thixotropic behavior : some gelatinized starch dispersions Rheopectic behavior

Fluid Flow Behaviors Time-independent flow behaviors Shear stress (Pa) Casson-type Plastic Shear stress (Pa) Plastic Pseudoplastic Newtonian Dilatant Shear rate, 1/s Time-independent flow behaviors

Time-dependent flow behaviors

Viscoelastic properties สารที่แสดงสมบัติหรือพฤติกรรมทั้ง solid like elastic และ fluid like viscous ในเวลาเดียวกัน มักได้แก่  in all polymer dispersions  ในอาหารที่มีหลายเฟส  most fluid and semisolid foods ลักษณะที่เป็นพฤติกรรม viscoelastic ของอาหาร มักเกี่ยวข้อง กับการตอบสนองของสารในสภาวะที่มีการเคลื่อนที่ไม่คงตัว (unsteady motion) คือ ความเค้นและความเครียดเปลี่ยน แปลงตามเวลา

Common Rheological Instruments Rotational type Mixer Cone and Plate Parallel Plate Couette (Concentric Cylinders) Tube type Capillary flow High pressure capillary flow Pipe flow

Other Rheological Instruments Extensional flow measurement devices Instruments for Empirical Method Adams Consistometer Bostwick Consistometer Efflux Tube Viscometer Brabender Visco-Amylo-Graph Rapid Visco-Analyzer (RVA) etc.

Bostwick Consistometer Used extensively in the food industry by preservers, produces of jams, jellies and other highly viscous products such as tomato paste, ketchup and condensed soup, and also by the paint industry for measuring paint removers for epoxy and polyurethane paint systems                                            

Rheological Measurements of Fluid Foods Measurement of flow behavior -> Determination of flow characteristic (flow behavior index; n, consistency index; K, and apparent viscosity) Rotational viscometers Flow through tube/capillary Miscellaneous : Falling ball viscometer and Orifice viscometer

Figure Generalized concentration dependence of viscosity for conformationally disordered (random coil) polysaccharides. (Source: Whistler and BeMiller, 1993; Ross-Murphy, 1994)

Figure Illustration of the effect of polymer concentration c on the structure of a macromolecule solution: (a) dilute solution (c<c*); (b) onset of coil overlap (cc*); and (c) semi-dilute solution (c>c*). (Source: Dickinson, 1992)

Rheological Measurements of Fluid Foods Measurement of viscoelastic behavior -> Determination of viscous and elastic components of fluids Transient tests : Creep recovery test -> Creep compliance and Retardation time Stress relaxation test -> Relaxation modulus and Relaxation time Start-up flow, Cessation of steady shear flow, Recoil experiments Dynamic tests Application of oscillatory shear rate -> Storage modulus, Loss modulus, Loss angle, Complex viscosity

Maxwell model Stress Relaxation

Kelvin-Voigt model Creep & Recovery

Oscillatory Figure Sinusoidal oscillatory shear. At the extremes of the oscillatory cycle the shear strain () is maximum, but the shear rate (-----) is zero, while the converse is the case at the zero strain position. (Source: Ross-Murphy, 1994)

Oscillatory

Cone and plate geometry Parallel plate geometry

Figure Typical response to a strain or stress sweep showing the linear viscoelastic region defined by the critical value of the sweep parameter. (Source: Steffe, 1996)

Storage modulus, G = (0 / 0) sin () In phase (elastic) Loss modulus, G = (0 / 0) sin () Out of phase (viscous) Loss tangent, tan () = G/ G

ชนิดของ Dynamic rheology test 1. Frequency sweep Temp. คงที่, frequency เปลี่ยนแปลง ศึกษา solid-like, liquid-like 2. Temperature sweep Temp. เปลี่ยนแปลง, frequency คงที่ ศึกษาการเกิด gelatinization, melting temp., gelling temp. 3. Time sweep Time เปลี่ยนแปลง, temp.& frequency คงที่ ศึกษา gel

Figure 2.8 Typical mechanical spectra of polysaccharides systems. (a) strong gel; (b) concentrated solution (c>c*); (c) dilute solution (c<c*), where c* denotes polymer concentration at the onset of coil overlap and entanglement. (Source: Walter, 1998)

Figure Steady shear flow for different concentrations at 25C.

Figure Frequency dependence of storage (G) and loss (G) modulus of 1% and 2 % (w/v) of the crude extract.

Figure Evolution of storage modulus (G) with time of crude and dialyzed extracts at 5C

Figure Temperature dependence of G′ and G′′ during heating from 5ºC to 80ºC at rate of 1ºC/min for 1%(w/v) of Krueo Ma Noy pectin.

(a) (b) Figure Response surface plots of the effects of sucrose and calcium on G at pH 3.5 : (a) KMNP 1.5% (w/v) (b) KMNP 0.5% (w/v)

คุณลักษณะเนื้อสัมผัสของอาหาร

คุณลักษณะเนื้อสัมผัสของอาหาร มีความสำคัญต่อการตัดสินใจของผู้บริโภคในการยอมรับ หรือไม่ยอมรับผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องหาวิธีการประเมินคุณภาพ เนื้อสัมผัสที่เหมาะสมและสอดคล้องกับกระบวนการประเมิน คุณภาพเนื้อสัมผัสของผู้บริโภคเพื่อจะได้ใช้เป็นเกณฑ์ใน การควบคุมคุณภาพและพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่อไป สำหรับกระบวนการประเมินคุณลักษณะเนื้อสัมผัสของ ผลิตภัณฑ์ของผู้บริโภคจะเริ่มจากการมองเห็นผลิตภัณฑ์ (Vision) และตามด้วยกายสัมผัส (Touch) ตัวผลิตภัณฑ์

การสัมผัสอาหาร เช่น การใช้มือ นิ้ว หรือ มีด ช้อน การมองเห็น การสัมผัสอาหาร เช่น การใช้มือ นิ้ว หรือ มีด ช้อน การบดเคี้ยวกลิ่นอาหาร  เสียงที่เกิดขึ้นขณะเคี้ยว  ความรู้สึกของปากและเพดานปากต่ออาหาร

วิธีการวัดค่าเนื้อสัมผัสอาหาร Objective Method Subjective Method การวัดโดยใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ (Objective Method) Direct Method  Fundamental : พื้นฐาน  Empirical : ประยุกต์  Imitative : เลียนแบบ Indirect Method  Optical : วัดแสง  Chemical : วัดค่าเคมี  Acoustical : วัดเสียง  Others

วิธีการวัดค่าเนื้อสัมผัสอาหาร การวัดโดยใช้ผู้ทดสอบ (Subjective Method) Oral Testing  Mechanical : แรงกล  Geometrical : ลักษณะทางรูปร่าง รูปทรง  Others Normal Testing  Fingers : ใช้นิ้ว  Hands : ใช้มือ

Objective Method แนวทางในการเลือกวิธีทดสอบเนื้อสัมผัสของอาหาร ง่ายต่อการวัดค่าตัวอย่าง วิธีการวัดมีลักษณะใกล้เคียงมากกับลักษณะการเคี้ยว รวดเร็ว ให้ค่าคุณลักษณะทางเนื้อสัมผัสครบทุกประการ เหมาะสำหรับงานประจำ ค่าที่ได้สามารถอธิบายได้ว่าวัดอะไร ค่าที่วัดหรือค่าตัวแปรที่ได้มามีความสัมพันธ์มากกับการวัดค่า โดยวิธีการทางประสาทสัมผัส สามารถใช้กับการวัดตัวอย่างที่มีขนาดต่างๆ

เครื่องมือวัดเนื้อสัมผัสอาหาร

แรงที่เกี่ยวข้องในการอธิบายเนื้อสัมผัสของอาหาร แรงกด (Compressive force) คือ การวัดค่าแรงที่เกิดจากการกด หรือบีบ เพื่อทำให้ปริมาณของ ตัวอย่างลดลง แต่ไม่ถึงกับทำลายให้รูปทรงของตัวอย่างแตกออก แรงเฉือน (Shearing force) คือ การวัดค่าแรงที่ทำให้เกิดการแยกตัวโดยการเลื่อนออกจากกัน ซึ่งส่วนหนึ่งของตัวอย่างจะเลื่อนแยกออกจากส่วนเดิม แรงตัดขาด (Cutting force) คือ การวัดค่าแรงที่ทำให้ตัวอย่างขาดออกจากกันเป็น 2 ส่วน โดยแต่ละส่วนที่แยกออกไปนั้นจะคงรูปเดิมอยู่ มีรูปทรงเหมือนกับ รูปทรงเริ่มต้น การขาดออกเป็น 2 ส่วน จะมีรอยแยกเรียบเป็นระเบียบ

แรงที่เกี่ยวข้องในการอธิบายเนื้อสัมผัสของอาหาร (ต่อ) แรงดึง (Tensile force) คือ การวัดค่าแรงที่ทำให้ตัวอย่างแยกออกจากกันด้วยการออกแรงไป ในทิศทางตรงกันข้ามกัน ทำให้เกิดการแบ่งแยกออกจากกัน โดยมีรอย แยกไม่เป็นระเบียบ สิ่งที่ต้านแรงแยก คือความเหนียว (Toughness) เช่น ความเหนียวของเส้นใย หรือความเหนียวของเส้นด้าย หรือเชือก แรงผสม  แรงกดอัดเฉือน (Shear-pressure force) คือ การวัดค่าแรงร่วมของแรง 2 อย่าง คือ Compressive pressure และ Shear ซึ่งเกิดขึ้นกับตัวอย่างในเวลาเดียวกัน  แรงดัดโค้งงอ (Bending force) แรงนี้จะเกิดขึ้นเมื่อกระทำกับตัวอย่างคล้ายแท่งหรือแผ่น เป็นการ วัดค่าแรงผสมระหว่าง Compressive force และ Tensile force โดยที่ แรงกดจะเกิดขึ้นที่บริเวณส่วนบนของต.ย.ที่สัมผัสกับหัวกด ขณะที่แรงดึง จะขึ้นบริเวณส่วนล่างของชิ้นต.ย.ที่วางอยู่บน supporting jig

แรงที่เกี่ยวข้องในการอธิบายเนื้อสัมผัสของอาหาร (ต่อ) หน่วยที่ใช้ในการวัดค่าแรง : grams, kilograms, pounds force or Newton  1 kilogram force = 9.807 N  ปริมาณแรงที่วัดได้ขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่างของตัวอย่าง

คุณลักษณะเนื้อสัมผัสของอาหาร Firmness : ความแน่นเนื้อ Hardness : ความแข็ง Elasticity : ความยืดหยุ่น Crispness : ความกรอบ Viscosity and consistency : ความหนืด และความคงตัว

Firmness เป็นคุณลักษณะของอาหารที่เข้ามาเกี่ยวข้องกับลักษณะโครงสร้าง ของอาหารว่ามีความแข็งแรง มีปริมาณของแข็งอยู่มากน้อยแค่ไหน ในผลไม้สามารถบ่งบอกความแก่อ่อนได้ ในผลิตภัณฑ์พวกเจลลี่ ซุปข้นจะบ่งบอกว่ามีความข้นหนืดมากน้อยแค่ไหน Firmness สามารถวัดได้โดย Puncture test เช่น Pears, Apple Deformation test เช่น Bread, Mashmallows, Tomato, Pears Flexure test เช่น Carrots Viscosity/consistency test เช่น Pudding, Whipped topping

การวัดค่า Firmness ของผลไม้ Magness และ Taylor เป็นกลุ่มแรกที่พัฒนาเครื่องมือนี้ขึ้นมา โดยออกแบบเพื่อใช้วัดความแน่นเนื้อผลไม้  Magness Taylor Pressure Test for Fruits ปัจจุบันมีเครื่องมือที่ผลิตออกมาเพื่อวัดความแก่อ่อนของ ผลไม้มากมาย  Mechanical Fruit Hardness Tester

ชนิดของหัววัด จุดประสงค์ของการวัด ค่าที่ทำการวัด Cone Type วัดแรงต้านของเปลือกผิวทั้งหมดที่อ่อนนุ่ม ค่าแรงต้าน ณ จุดที่ทำให้หัวรูปกรวยเจาะทะลุลงไป Cylinder Type วัดแรงต้านสูงสุด ค่าแรงต้านที่ทำให้หัวเจาะทะลุเข้าไปในเปลือกและเนื้อ Hemisphere Type วัดความยืดหยุ่นของผลไม้ที่สามารถทนต่อแรงที่มากระทำ ค่าแรง ณ จุดที่ผลไม้จะไม่สามารถทนต่อแรงต้านต่อไป

แรงเจาะทะลุ (Puncture force) หลักการ: การหาค่า Firmness เป็นการหาอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง ระหว่างค่าแรงที่วัดได้ต่อระยะทางที่หัววัดกระทำต่อตัวอย่าง ในทางปฏิบัติหากกำหนดระยะทางที่หัววัดกระทำต่อตัวอย่างเท่ากัน อาจจะวัดค่า Firmness ออกมาเป็นค่าแรงสูงสุด หรือค่า Bio yield แรงที่วัดได้ (N) Max. force Bio yield Slope = Firmness ระยะทางที่เจาะ (mm)

การเปรียบเทียบลักษณะเนื้อสัมผัส Firmness จากรูปที่ค่าแรงเจาะทะลุเท่ากัน จะเห็นได้ว่า ต.ย.ที่มีลักษณะ Firm จะได้ระยะทางที่น้อยกว่า ต.ย. Medium และ Soft Firm Force Medium หรือในอีกแง่หนึ่งเมื่อมองเป็นความ ลาดชัน (แรง/ระยะทาง) จะเห็นว่า ต.ย.ที่ Firm สัดส่วนตัวหารจะน้อยกว่า ทำให้ได้ค่าความชันที่สูงกว่า Soft Distance

การเปรียบเทียบลักษณะเนื้อสัมผัส Firmness (ต่อ) จากรูปที่ระยะทางเท่ากัน จะเห็นได้ว่า ต.ย.ที่มีลักษณะ Firm จะได้ค่าแรงเจาะ ทะลุมากกว่า ต.ย. Medium และ Soft Firm Force Medium หรือในอีกแง่หนึ่งเมื่อมองเป็นความ ลาดชัน (แรง/ระยะทาง) จะเห็นว่า ต.ย.ที่ Firm สัดส่วนตัวตั้งจะมากกว่า ทำให้ได้ค่าความชันที่สูงกว่า Soft Distance

แรงเจาะ (Penetration force) ผลไม้ที่สุกมาก จะมีค่าแรงสูงสุดที่น้อยกว่า slope น้อยกว่า area น้อยกว่า เช่นกัน Firmness

การวัดค่า Firmness ในผลิตภัณฑ์พวกเมล็ดพืช ปกติเมล็ดพืชจะมีขนาดเล็ก ความแก่อ่อนสำหรับเมล็ดพืช เช่น ถั่ว จะมีผลต่อการหุงต้ม เพราะอาจจะทำให้เนื้อสัมผัสที่ได้สุกหรือดิบ การวัดค่า Firmness จะมีส่วนช่วยในการบ่งชี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ วิธีการที่ทำการทดสอบมีหลายวิธี เช่น การใช้วิธีการแรงเจาะทะลุแบบ Multiple penetration หรือ การใช้ compression and extrusion

การวัดค่า Firmness ในผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์  การเปลี่ยนแปลงคุณภาพของเนื้อสัตว์ในระหว่างการเก็บรักษามีผลต่อ ลักษณะเนื้อสัมผัสที่ได้ โปรตีนที่มีอยู่ในเนื้อสัตว์มีผลต่อการอุ้มน้ำ หากมีการเปลี่ยนสภาพไปก็จะมีผลต่อการอุ้มน้ำทำให้ความแน่นเนื้อ เปลี่ยนไป ส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ที่มีการนำวัตถุดิบดังกล่าวไปใช้ การวัดค่าแรงกดเจาะที่บางส่วนของเนื้อสัตว์ สามารถที่จะบ่งบอกถึง ปริมาณความแน่นเนื้อของเนื้อสัตว์ได้ Firmness ในผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่มีลักษณะเป็นแท่งอาจใช้แรงเฉือน  การวัดค่าจะพิจารณาที่ค่าแรงสูงสุด ความลาดชัน และพื้นที่ใต้กราฟ

การวัดค่า Firmness ในผลิตภัณฑ์ประเภทเจล ในผลิตภัณฑ์ประเภทเจลที่มีความข้นหนืดสูงนั้น ต้องการให้ ผลิตภัณฑ์มีความคงตัว เมื่อนำไปบรรจุในขวด หลอด หรือภาชนะปากแคบ ผลิตภัณฑ์ ดังกล่าวจะสามารถทะลักไหลออกมาได้เมื่อผู้ใช้ใช้แรงบีบระดับหนึ่ง ผลิตภัณฑ์ที่ไม่คงตัวจะเกิดการแยกชั้น และไหลออกมาเอง ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่มีความแน่นเนื้อมากเกินไปก็อาจจะต้องใช้ แรงบีบมากจนเกินไป ทำให้ผู้ใช้ไม่ชอบ เนื่องจากไม่สะดวก ในการบริโภค การวัดค่าเนื้อสัมผัสโดยใช้แรงกดทะลัก Compression-extrusion จะช่วยในการอธิบายลักษณะ Firmness ของผลิตภัณฑ์เจล

นอกจากนี้ในผลิตภัณฑ์ประเภท วุ้น เจลลี่ เยลลี่ ส่วนผสมระหว่าง Hydrocolloids น้ำ และน้ำตาล มีผลต่อลักษณะความแข็ง ความนุ่ม และความแน่นเนื้อของเจลที่ได้ ในทางอุตสาหกรรมอาจจะใช้การสังเกตด้วยการหาวัสดุแหลม มาทดสอบความแข็งแน่นของเจลหรืออาจจะใช้เครื่องมือแบบง่าย เรียกว่า Penetrometer มาช่วยในการบอกความแข็งของเจล ซึ่งระยะทางที่หัวกดเจาะทะลุเจลจะเป็นตัวบอกความแข็งแน่นของเจล

การวัดค่า Firmness ในผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเป็นแท่งยาว ผลิตภัณฑ์บางชนิด เช่น แครอท กล้วยหอม เวเฟอร์ คุกกี้ชิ้นใหญ่ พฤติกรรมการบริโภคของผู้บริโภค จะมีการดัดหักโค้งงอผลิตภัณฑ์ ให้มีขนาดเล็กลงก่อนที่จะนำมาบริโภค ดังนั้นคุณภาพอันดับแรกที่ ผู้บริโภคใช้เป็นเกณฑ์การตัดสินในการยอมรับ และไม่ยอมรับ ผลิตภัณฑ์ ก็คือ การดัดโค้งงอ/หักของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ที่มีเนื้อแน่น กรอบ จะสามารถหักโค้งงอ และแยกเป็น 2 ส่วนได้เร็วกว่า ดังนั้น แรงและระยะทางหรือเวลาที่ใช้ในการดัดโค้ง จะเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพ ในการวัดเนื้อสัมผัสจะใช้แรงที่เรียกว่า Bending เป็นตัวประเมินคุณภาพ

แรงนี้จะเกิดขึ้นเมื่อกระทำกับ ต.ย.ที่มีลักษณะรูปร่างคล้ายแท่ง การทดสอบแรงดัดโค้งงอ จะเป็นการวัดค่าแรงผสมระหว่างแรงกดอัด (Compressive force) และแรงดึงยืด (Tensile force) โดยที่แรงกด จะเกิดขึ้นที่บริเวณส่วนบนของ ต.ย. ที่สัมผัสกับหัวกด ขณะที่แรงดึง จะเกิดขึ้นบริเวณส่วนล่างของชิ้น ต.ย. ที่วางอยาบนฐานรองรับ ต.ย.

การวัดค่า Firmness ในผลิตภัณฑ์ประเภทขนมปัง การวัดลักษณะเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์ที่มี่ลักษณะคล้ายฟองน้ำ เมื่อมีแรงมากระทำกับ ต.ย. ลักษณะการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ภายในจะแตกต่างกันไป

Hardness เป็นคุณลักษณะด้านการต้านทานของอาหารต่อสิ่งที่มากระทบ การอธิบายคุณลักษณะด้านความแข็ง ขึ้นอยู่กับวิธีการวัดค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งหัวที่นำมาทำการวัดค่า โดยปกติทางอาหาร ค่าความแข็ง จะแสดงออกมาเป็นค่าแรง ที่วัดได้ เป็นค่าแรงสูงสุด  ขนาดของหัววัด ระยะทางที่ทำการวัด  ลักษณะเนื้อสัมผัสที่ตรงข้ามกับ hardness คือ ความนุ่ม (softness)

การวัดค่า hardness ของผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะภายนอกแข็ง ในผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะผิวด้านนอก แข็งมาก การทดสอบหาความแข็ง อาจจะใช้วิธีการเจาะ โดยเลือกหัวกด ที่มีลักษณะเป็นลูกบอล Sphereical probe

การวัดค่า hardness ของ Potato chips & Extruded snacks การวัดค่าเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์ทอดหรืออบกรอบ กรอบพองที่มีลักษณะเป็นแผ่นบาง อาจจะใช้หัวกดที่มีลักษณะเป็นรูปลูกบอล ทำการกด ต.ย. และวัดค่า แรงสูงสุด ค่าที่ได้จะบอกได้ว่า ต.ย. มีความแข็งมากน้อยแค่ไหน แต่เนื่องจาก ต.ย. มีลักษณะที่บาง จึงสามารถนำค่าดังกล่าวไปใช้ในการบอกว่า ต.ย. กรอบหรือไม่กรอบ

Elasticity ผลิตภัณฑ์อาหารบางอย่าง เช่น ผลิตภัณฑ์พวกเส้น ขนมปัง เจลลี่ ไส้กรอก ขนมหวานบางชนิด คุณลักษณะทีสำคัญประการหนึ่งก็คือ ความยืดหยุ่นเหมือนสปริง คือ สามารถคืนตัวกลับมาได้เมื่อไม่มี แรงกระทำกลับ ต.ย. ซึ่งค่าดังกล่าวในทางการวัดค่าสามารถแสดง ออกมาเป็นค่าได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับชนิดของการวัด เช่น  Proportional limit  Modulus, Degree of elasticity  Springiness

Crispness ความกรอบมีลักษณะเฉพาะของตัวอย่างอาหารประเภทขนม ขบเคี้ยว อาหารชุบแป้งทอด เป็นต้น ความกรอบเป็นความรู้สึกที่เกิดขึ้นในขณะเคี้ยวที่จะเกิดเสียงขึ้น ในทางปฏิบัติ การวัดค่าความแข็งด้วยการวัดค่าแรงสูงสุดอาจจะ ไม่ได้บอกถึงความกรอบที่ตรงกับความรู้สึกของผู้บริโภค การวัดค่าเนื้อสัมผัสทางตรงเรื่องความกรอบ อาจจะทำได้หลายวิธี เช่น  วัดจากจำนวนรอยแยกที่เกิดขึ้น  วัดจากเสียงที่เกิดขึ้น เป็นต้น

Compressive Measurement Bulk (Ottawa cell)

Viscosity and consistency ในผลิตภัณฑ์ที่มีความข้นหนืด การหาค่าความหนืด ความคงตัว เป็นคุณลักษณะที่สำคัญในการบอกถึงเนื้อสัมผัสที่ได้จะเป็นที่ ยอมรับหรือไม่ของผู้บริโภค ปกติอาหารส่วนใหญ่ประเภทของไหลจะมีแป้ง ไฮโดรคอลลอยด์ หรือ กัม เป็นส่วนประกอบ ค่าความหนืด ความคงตัวที่หาได้จะขึ้น อยู่กับอัตราในการเฉือน เนื่องจากอาหารส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็น ของไหลประเภท Non-newtonian การรายงานค่า ควรระบุว่าหาค่าความหนืดปรากฏที่อัตราเฉือนเท่าไร

Texture Profile Analysis : TPA

Parameter Measured variable Hardness Force Cohesiveness Ratio (A2/A1) Springiness Distance Adhesiveness Work (A3) Fracturability (brittleness) Force Chewiness Work (G*S) Gumminess Force (H*Co)