Μέτρηση υφής τροφίμων με όργανα

Ο δοκιμαστής πιέσεως Magness - Taylor είναι ένα πολύ κοινό και φθηνό όργανο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συνεκτικότητας ή του βαθμού ωριμότητας των φρούτων. Τα αποτελέσματα όμως του οργάνου αυτού πολλές φορές είναι αμφισβητήσιμα. Αν η ίδια ακίδα του δοκιμαστή πιέσεως τοποθετηθεί σε ένα άλλο όργανο που ονομάζεται Instron και εφαρμοστεί ρυθμιζόμενη, σταθερά μεταβαλλόμενη δύναμη για τα μήλα. Η μηχανική δύναμη που εφαρμόζεται με το όργανο αυτό είναι ίση ή μεγαλύτερη από εκείνη που εφαρμόζεται με τη χρήση του αντίχειρα στο δοκιμαστή πιέσεως. Η μέτρηση της υφής δεν χρησιμεύει μόνο για να διαπιστωθεί η αντίσταση των τροφίμων, αλλά και για να προσδιοριστούν ορισμένες άλλες παράμετροι όπως, ο χρόνος που χρειάζεται για την ενυδάτωση αφυδατωμένων τροφίμων, ο χρόνος που απαιτείται για το μαγείρευμα σε κάθε θερμοκρασία, ο προσδιορισμός της αναλογίας αναμίξεως διαφορών υλικών, το στάδιο ωρίμανσης και ο χρόνος συγκομιδής, ο βαθμός ξυλοποίησης διαφόρων προϊόντων, η περιεκτικότητα σε χυμό κ.ά.

Η μελέτη της υφής εκτός του ότι παρέχει τη δυνατότητα της ποιοτικής αξιολογήσεως ενός τροφίμου, εξασφαλίζει και τις απαραίτητες πληροφορίες για τη σχεδίαση μιας νέας μεθόδου παραγωγής τροφίμων, τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας μιας μεθόδου που ήδη εφαρμόζεται, τη σχεδίαση ενός νέου μηχανήματος και την αύξηση της αποδοτικότητας μιας μονάδας με ταυτόχρονη ποιοτική βελτίωση του τελικού προϊόντος. Παρακάτω θα εξεταστούν μερικά από τα όργανα που θα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της υφής, ανάλογα με τον τρόπο εφαρμογής της δυνάμεως.

Όργανα που χρησιμοποιούν τη δύναμη για συμπίεση: Τα όργανα της κατηγορίας αυτής στηρίζονται στην ίδια αρχή. Στο ένα άκρο μιας μεταλλικής ράβδου τοποθετείται μία ακίδα και στο άλλο άκρο υπάρχει ένα ελατήριο. Η ράβδος είναι βαθμολογημένη σε γραμμάρια, έτσι ώστε να μπορεί να μετρηθεί η δύναμη που απαιτείται, προκειμένου η ακίδα να εισχωρήσει μέχρι ορισμένο βάθος στο τρόφιμο, οταν τοποθετηθεί στην επιφάνειά του και πιεστεί. Με τον τρόπο αυτό μετριέται η αντίσταση του τροφίμου στη συμπίεση. Είναι φανερό ότι με τη χρήση του δοκιμαστή πιέσεως, τα δοκιμαζόμενα φρούτα πληγώνονται ή καταστρέφονται και αυτό αποτελεί ένα σημαντικό μειονέκτημα του οργάνου, γιατί χρειάζεται να ζημιωθεί ένας μεγάλος αριθμός μονάδων, προκειμένου να συγκεντρωθούν στοιχεία για τον υπολογισμό αντιπροσωπευτικών μέσων όρων. Παρά το μειονέκτημα αυτό και παρά το γεγονός ότι τα αποτελέσματα που λαμβάνονται με τη χρήση του οργάνου αυτού ποικίλουν σημαντικά, ο δοκιμαστής πιέσεως χρησιμοποιείται ευρύτατα από τις βιομηχανίες, κυρίως για τον έλεγχο του σταδίου ωριμότητας των διάφορων φρούτων. Ο δοκιμαστής πιέσεως χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των μήλων, των αχλαδιών, των κερασιών, των σταφυλιών, του τυριού, των κοτυληδόνων του αρακά.

Το περισσότερο κοινό όργανο της κατηγορίας αυτής είναι ο "δοκιμαστής πιέσεως" Magness - Taylor. Στο όργανο αυτό υπάρχει η δυνατότητα αλλαγής του καθετήρα, ανάλογα με το προϊόν που δοκιμάζεται. Για τα μήλα π.χ, χρησιμοποιείται καθετήρας διαμέτρου 1,1cm, για τα ροδάκινα και για τις πίκλες 0,8cm. Για τη χρήση του οργάνου πρέπει να αφαιρεθεί ένα μεγάλο κομμάτι από τον φλοιό, έτσι ώστε να μην επηρεαστούν τα αποτελέσματα από την ύπαρξή του. Κατόπιν, τοποθετείται ο καθετήρας κάθετα προς την επιφάνεια του προϊόντος και εφαρμόζεται στο άλλο άκρο σταθερή πίεση έως ότου η σάρκα σπάσει ή εισχωρήσει ο καθετήρας στη σάρκα μέχρι ορισμένο βάθος που προσδιορίζεται από χαραγή που υπάρχει πάνω στον καθετήρα.

Μία άλλη εφαρμογή της πιέσεως είναι ο υπολογισμός του χυμού ορισμένων φρούτων με τη χρήση οργάνου που ονομάζεται εκχυμωτής. Με το όργανο αυτό μπορεί να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σταφυλιών, μήλων, πορτοκαλιών σε χυμό, των κονσερβών τόννου σε νερό και λάδι. Η μέτρηση του περιεχομένου χυμού γίνεται κάτω από ρυθμιζόμενες συνθήκες χρόνου - πιέσεως, έτσι ώστε τα αποτελέσματα να είναι συγκρίσιμα.

Όργανα που χρησιμοποιούν τη δύναμη για διάτμηση: Τα όργανα της κατηγορίας αυτής μετρούν τη δύναμη που χρειάζεται η διάτμηση. Στην πραγματικότητα η δύναμη που μετριέται είναι άθροισμα δυνάμεων πιέσεως και διατμήσεως. Τα όργανα αυτά χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του βαθμού ωριμότητας διαφόρων λαχανικών. Το σπουδαιότερο από τα όργανα της κατηγορίας αυτής είναι το τεντερόμετρο το οποίο έχει αναγνωριστεί σαν το καταλληλότερο όργανο για τον προσδιορισμό της τρυφερότητας του φρέσκου αρακά. Έχει διαπιστωθεί ότι τα αποτελέσματα που λαμβάνονται από το όργανο αυτό προσδιορίζουν θαυμάσια τις ιδιότητες του προϊόντος που εμφανίζονται κατά τη μάσηση. Ο αρακάς θεωρείται και είναι καλύτερος ποιοτικά, όταν ο βαθμός τεντερομέτρου είναι μικρός. Μικρότερος βαθμός τεντερομέτρου σημαίνει προϊόν τρυφερότερο το οποίο μπορεί να επιτύχει καλύτερη τιμή.

Μέτρηση αντοχής στην κοπή: Τα όργανα της κατηγορίας αυτής χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ινώδους υφής των λαχανικών ή της αντοχής στην κοπή διαφόρων άλλων τροφίμων. Ειδικά για τα σπαράγγια και για ανάλογα προϊόντα έχει σχεδιαστεί ο δοκιμαστής ινώδους υφής που για την κοπή χρησιμοποιείται ένα καλά τεντωμένο σύρμα πάχους 0,9mm περίπου. Για τη μέτρηση της αντοχής στην κοπή του τυριού ή των λουκάνικων και άλλων αλλαντικών χρησιμοποιούνται όργανα τα οποία αντί για σύρμα φέρουν ειδική λάμα.

Χρησιμοποίηση συνδυασμού πιέσεως και διατμήσεως: Η μέτρηση της αντοχής στην διάτμηση είναι δύσκολη χωρίς παράλληλη μέτρηση και της αντιστάσεως στη συμπίεση. Ο συνδυασμός της μετρήσεως των δύο αυτών δυνάμεων αντιπροσωπεύει καλύτερα την ενέργεια των δοντιών πάνω στο τρόφιμο κατά τη μάσηση. Έτσι τα αποτελέσματα των μετρήσεων ανταποκρίνονται καλύτερα στις απαιτήσεις των καταναλωτών. Σε πολλές περιπτώσεις, κατά τη μέτρηση της υφής μετριώνται περισσότερες από μία δυνάμεις ταυτόχρονα. Από μελέτες κατά τις οποίες χρησιμοποιήθηκε το όργανο Kramer shear press, διαπίστωσαν ότι κατά τις μετρήσεις συνυπάρχουν πολλά είδη δυνάμεων όπως δυνάμεις διατμήσεως, συμπιέσεως και εφελκυσμού. Ο συνδυασμός των διαφόρων δυνάμεων είναι συνάρτηση της ρεολογικής φύσεως του κάθε τροφίμου.

Ο Voisey σε δοκιμές της αντοχής κρέατος σε διάτμηση με τη χρήση του οργάνου Warner Bratzler καθώς και άλλων παρεμφερών κατασκευασμάτων για το σκοπό αυτό, έδειξε ότι το δείγμα δεν υφίσταται μόνο δυνάμεις διατμήσεως αλλά και εφελκυσμού.

Μία σημαντική εξέλιξη στη μέτρηση της υφής αποτελεί το "κύτταρο δοκιμής". Το δείγμα του τροφίμου τοποθετείται σε ειδικό δοχείο στο οποίο γίνεται η δοκιμή με κατερχόμενο κατακόρυφο καθετήρα. Για όλα τα είδη των δοκιμών χρησιμοποιείται το ίδιο όργανο και αλλάζει μόνο ο καθετήρας. Το όργανο αυτό παρέχει την απαιτούμενη για τη μέτρηση δύναμη και είναι εφοδιασμένο με αυτόματο σύστημα καταγραφής της μεταβολής της αντιστάσεως. Το πρώτο όργανο που χρησιμοποιήθηκε για έλεγχο των τροφίμων ήταν το Instron.