CN105548462B - 一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置及使用方法 - Google Patents

一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置及其使用方法,所述装置包括:封闭反应器(1)、温控装置(2)、磁力搅拌器(3)、磁力转子(4)、样品容器(5)、蠕动泵及进样管(6)、抽吸气筒(7)、抽拉杆(8)、往复式电机及轨道(9)、流向控制阀(10)、第一连接管(11)、第二连接管(12)和第三连接管(13)。

Description

一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置及使用 方法
技术领域
本发明属于食品风味与感官分析技术领域,具体涉及一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置及使用方法。
背景技术
饮料酒等液态食品以其丰富的风味成分满足了消费者的感官需求,特别是随着消费者对产品品质的要求从关注闻香到品味的转变,品尝感受对消费选择行为的影响愈发重要。现代感官科学研究证实,食物在品尝中香气成分释放,通过呼吸经口腔后部进入鼻腔引起鼻后嗅觉,对食物品尝感受的形成有重要作用。对食品感官与风味的研究一直以风味物质组成为重点,采用蒸馏萃取、顶空固相微萃取等前处理技术结合GC-MS等检测技术已经进行了详尽的研究。但风味物质受到人类口腔温度、唾液、舌头搅拌和呼吸气流的影响,采用鼻前直接嗅闻及常规检测技术无法进行有效分析。
为研究食品品尝中动态风味变化,国际上一些研究影响品尝过程中关键影响因素和变化理论的提出。1997年,Druaux强调了品尝过程中风味化学研究重点应该由风味成分间相互作用研究逐步转移到对实际感官品评过程中的风味成分的动态变化规律的分子中。对于鼻后嗅觉的形成变化过程。Buettner利用电视透视技术与实时核磁技术分析了风味成分从食物在口腔中挥发,经过咽鼓管进入鼻腔形成鼻后嗅觉的一系列动态变化。Rabe详细介绍了液体表面张力、呼吸气流、口腔顶空体积、唾液含量、口腔表面等因素对口腔中风味变化影响。Poinot研究证明了面包实际咀嚼过程中唾液的重要性,其风味特征与单纯粉碎或者添加水粉碎都有显著不同。
由于直接对人口腔动态风味变化的检测和评价方法的稳定性较差,并且评价人员的个体差异和疲劳对结果稳定性会造成影响。所以,亟需开发一种体外模拟口腔中饮料酒风味释放与鼻后嗅觉的装置。然而,近年来涉及口腔模拟的相关专利只有“一种模拟口腔消化的装置“(授权号CN 203659317 U),但该专利主要模拟口腔对固体食品等消化的影响,探索各种活性或营养物质进入人体后的消化情况,未涉及对香气组分释放的影响变化。因此,到目前为止,还没有专门针对液态食品在口腔中风味释放与鼻后嗅觉形成的模拟装置的专利。
发明内容
本发明针对现有设备的不足,提供一种用于模拟液态食品(饮料酒)中挥发性物质在口腔释放的系统,该系统可以实现模拟人类口腔中的温度变化、唾液的分泌、呼吸产生的气流和舌的搅拌,避免了评价人员的个体差异和疲劳对品尝结果产生的影响。
本发明是通过以下技术方案实现的。
在一个实施方式中,本发明提供一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置,所述装置包括:封闭反应器1、温控装置2、磁力搅拌器3、磁力转子4、样品容器5、蠕动泵及进样管6、抽吸气筒7、抽拉杆8、往复式电机及轨道9、流向控制阀10、第一连接管11、第二连接管12、第三连接管13。
具体而言,所述装置包括,
封闭反应器1,其用于放置所述液态食品;
温控装置2,其用于控制所述封闭反应器1的温度;
磁力搅拌器3,其位于所述封闭反应器1的底部;
磁力转子4,其位于所述封闭反应器1的内部,其中所述磁力搅拌器3与所述磁力转子4能够配合对所述液态食品进行搅拌;
样品容器5,其通过蠕动泵及进样管6与所述封闭反应器1连通,用于向封闭反应器供应唾液或模拟唾液;
第一连接管11,其设置在反应器1上与外界空气连通;
抽吸气筒7,所述抽吸气筒7与所述封闭反应器1通过第二连接管12连通;
抽拉杆8,其构造成能够通过往复式电机及轨道9在所述抽吸气筒7运动;
流向控制阀10,其设置在所述第二连接管12和抽吸气筒7之间,用于打开或关闭由所述第二连接管12通向所述抽吸气筒7或第三连接管13的流路。
更具体而言,
所述反应器1外部通过所述温控装置2保持设定温度;
所述反应器1内部的所述磁力转子4与底部的所述磁力搅拌器3配合进行搅动;
所述反应器1侧面上部设有第一连接管11与外界空气连通,第二连接管12通过流向控制阀10与抽吸气筒7相连;
所述往复式电机及轨道9控制所述抽吸气筒7上的所述抽拉杆8向外拉时,在所述流向控制阀10开放第二连接管12、关闭第三连接管13;
空气从所述第一连接管11吸入所述封闭反应器1,将风味物质通过所述第二连接管12携带入所述抽吸气筒7;
然后所述往复式电机9控制抽拉杆8向内压缩,同时流向控制阀10关闭第二连接管12、开放第三连接管13,抽吸气筒7中的风味物质通过第三连接管13排出,按此方式不断循环抽拉。
在一个优选实施方式中,所述封闭反应器1用于放置饮料酒。
在另一优选实施方式中,所述流向控制阀10通过改变打开关闭所述第二连接管12、所述第三连接管13的顺序,能够改变气流方向;气流将从所述第三连接管13进入所述抽吸气筒7,在经过所述第二连接管12进入所述反应器1,将风味物质由所述第一连接管11带出。
本发明的另一方面提供了上述模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置的使用方法,所述方法包括:向所述封闭反应器1中加入待测液态食品如饮料酒后;所述温控装置2将封闭反应器1调到所需温度,模拟体温变化;然后在通过所述蠕动泵及进样管6按一定的速度向所述封闭反应器1中加入唾液或模拟唾液,模拟唾液腺分泌唾液;启动所述磁力搅拌器3来模拟舌的搅拌和样品混合及风味释放过程;同时所述往复式电机及轨道9控制所述抽拉杆8向外拉时,在所述流向控制阀10控制下,使气流从所述第一连接管11吸入所述封闭反应器1,通过所述第二连接管12进入抽吸气筒7;然后抽拉杆8向内压缩,通过所述第三连接管13排出吸进的气体;以模拟品尝中吸进呼出的含有风味物质的气体,从鼻腔经过嗅觉感受器排出,形成鼻后嗅觉;也可通过改变流向所述控制阀10,使风味物质的气体反向流动,从所述第一连接管11排出。
在一个优选实施方式中,在所述第一连接管11或所述第三连接管13出口处可以模拟产生液态食品在口尝内的风味释放,通过连接后续的风味检测装置或鼻前直接嗅闻,可分析气体中挥发性物质的浓度变化,研究其引起的鼻后嗅觉对品尝感受的影响。
本发明的模拟装置使用抽吸气筒来模拟呼吸在口腔内产生的气流,从而以这种结构简单、成本低的方案实现了模拟液态食品在口腔中风味物质的释放与形成鼻后嗅觉过程。
附图说明
图1所示为本发明装置的结构示意图。包括封闭反应器1、温控装置2、磁力搅拌器3、磁力转子4、样品容器5、蠕动泵及进样管6、抽吸气筒7、抽拉杆8、往复式电机及轨道9、流向控制阀10、第一连接管11、第二连接管12、第三连接管13。
图2本装置模拟口腔内白酒释放风味组分的浓度变化率。
图3.静态鼻前嗅闻与本装置模拟品尝中的鼻后嗅觉香气特征强度变化。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的实施方式。
图1是本发明装置的结构示意图。分别包含封闭反应器1、温控装置2、磁力搅拌器3、磁力转子4、样品容器5、蠕动泵及进样管6、抽吸气筒7、抽拉杆8、往复式电机及轨道9、流向控制阀10、第一连接管11、第二连接管12、第三连接管13等部分。
使用方法:向封闭反应器1中加入待测样品液态食品,模拟液态食品的品尝。设置反应器参数控制所需参数,如温控装置2将封闭反应器1调到一般模拟人体温度37℃也可在0℃-40℃范围选择,模拟口腔对液态食品的加热。然后在通过蠕动泵管道7按一定的速度向封闭反应器1中加入唾液或模拟唾液,模拟唾液腺分泌唾液3ml/min也可在0ml/min-20ml/min选择。启动磁力搅拌器3来模拟舌的搅拌,启动抽吸气筒8来模拟呼吸在口腔内产生的气流。
同时启动抽吸气筒,当往复式电机9控制抽拉杆8向外拉时,流向控制阀10控制下,使气流从第一连接管11吸入封闭反应器1,通过第二连接管12进入抽吸气筒;然后抽拉杆向内压缩,通过第三连接管13排出吸进的气体,抽吸频率为10次/min也可在5-30次/min选择,每次气流量50ml也可在0-100ml范围选择。以模拟品尝中吸进呼出的含有风味物质的气体,从鼻腔经过嗅觉感受器排出,形成鼻后嗅觉。也可通过流向控制阀10改变,使气体反向流动。
可在第一连接管11或第三连接管13出口处嗅闻酒样中的挥发性物质,来模拟鼻后嗅觉,也可以与检测装置相连,分析香气组分的挥发变化及其对品尝感受的影响。按照上述具体操作步骤,在设定条件下模拟饮料酒品尝中风味物质在口腔中的释放。
所述的抽吸气筒来模拟呼吸在口腔内产生的气流,从而以这种结构简单、成本低的方案实现了模拟液态食品在口腔中风味物质的释放与形成鼻后嗅觉过程。
本发明将通过以下实施例做进一步说明。
实施例:
选取3种典型香型的白酒样品,清香型酒样标记为酒样1、浓香型酒样标记为酒样2、酱香型酒样标记为酒样3。
为模拟分析三种酒样在静态挥发与品尝中的香气组分释放与鼻后嗅觉感受的差异,按照本说明书中的装置模拟两种条件。实验条件分别为实验条件A(利用本发明的装置进行):注入10ml酒样,保持20℃,无唾液添加,使其静态挥发产生香气组分。实验条件B(模拟口腔品尝,利用本发明的装置进行):注入10ml酒样,保持37℃,按照3ml/min添加模拟唾液,搅拌速度为50转/min。模拟呼吸气流的活塞移动频率为10次/min,气量为50ml/次。
比较两种条件下通过将第一连接管11(也可通过改变进气流向检测第三连接管13)出口处产生的挥发性成分,采用直接进样气相色谱质谱检测,其中气相色谱的色谱条件为:毛细管柱:HP-5MS毛细管柱(30m×0.32mm(i.d)×0.25μm);柱温采用程序升温:初温:35℃,保持1min;以11.67℃/min升到70℃;以31.43℃/min升到180℃,2℃/min升到210℃,保持5min;进样口温度220℃;加热器温度:250℃;氢气:30mL/min;空气:300mL/min;尾吹气:20.213mL/min;载气:氮气,流速为1.2mL/min,分流比(10:1),进样体积2μL,得到静止挥发与模拟品尝中口腔释放条件下,典型挥发性组分的浓度变化率,见图2。酒样1清香型酱香型酒样中的乙缩醛、乙酸乙酯、异戊醇和乙酸的在口腔释放浓度变化率分别为159%、184%、641%和231%,酒样2浓香型乙缩醛、己酸乙酯、异戊醇和乙酸的变化率分别为141%、605%、940%和174%;酒样3酱香型酒样中的乙缩醛、己酸乙酯、异戊醇和乙酸的变化率分别为268%、242%、255%和94%。可以看出,清香型白酒中异戊醇在口腔中挥发变化较大,浓香型酒样中的己酸乙酯、异戊醇在口腔释放浓度变化较大,酱香型酒样中变化率比较均衡。通过感官评价员对产生气体嗅闻评价,可得到静态鼻前嗅闻与本装置模拟品尝中的鼻后嗅觉香气特征强度变化,见图3。酒样1清香型酒样中,清香和粮香鼻前嗅觉强度较高,而醇香则鼻后嗅觉强度较高;浓香型酒样中,窖香和粮香鼻后嗅觉强度有所增强;酱香型酒样中,酱香鼻前嗅觉强度较高,而焦香和果香则鼻后嗅觉强度增高。
以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,为研究其他液态食品的各种风味组分和风味特征变化,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置,其特征在于,所述装置包括:
封闭反应器(1),其用于放置所述液态食品;
温控装置(2),其用于控制所述封闭反应器(1)的温度;
磁力搅拌器(3),其位于所述封闭反应器(1)的底部;
磁力转子(4),其位于所述封闭反应器(1)的内部,其中所述磁力搅拌器(3)与所述磁力转子(4)能够配合对所述液态食品进行搅拌;
样品容器(5),其通过蠕动泵及进样管(6)与所述封闭反应器(1)连通,用于向封闭反应器供应唾液或模拟唾液;
第一连接管(11),其设置在反应器(1)上与外界空气连通;
抽吸气筒(7),所述抽吸气筒(7)与所述封闭反应器(1)通过第二连接管(12)连通;
抽拉杆(8),其构造成能够通过往复式电机及轨道(9)在所述抽吸气筒(7)运动;
流向控制阀(10),其设置在所述第二连接管(12)和抽吸气筒(7)之间,用于打开或关闭由所述第二连接管(12)通向所述抽吸气筒(7)或第三连接管(13)的流路。
2.根据权利要求1所述的模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置,其特征在于,
所述反应器(1)外部通过所述温控装置(2)保持设定温度;
所述反应器(1)内部的所述磁力转子(4)与底部的所述磁力搅拌器(3)配合进行搅动;
所述反应器(1)侧面上部设有第一连接管(11)与外界空气连通,第二连接管(12)通过流向控制阀(10)与抽吸气筒(7)相连;
所述往复式电机及轨道(9)控制所述抽吸气筒(7)上的所述抽拉杆(8)向外拉时,在所述流向控制阀(10)开放第二连接管(12)、关闭第三连接管(13);
空气从所述第一连接管(11)吸入所述封闭反应器(1),将风味物质通过所述第二连接管(12)携带入所述抽吸气筒(7);
然后所述往复式电机(9)控制抽拉杆(8)向内压缩,同时流向控制阀(10)关闭第二连接管(12)、开放第三连接管(13),抽吸气筒(7)中的风味物质通过第三连接管(13)排出,按此方式不断循环抽拉。
3.根据权利要求1所述的模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置,其特征在于,所述封闭反应器(1)用于放置饮料酒。
4.根据权利要求2所述的一种模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置,其特征在于:所述流向控制阀(10)通过改变打开关闭所述第二连接管(12)、所述第三连接管(13)的顺序,能够改变气流方向;气流将从所述第三连接管(13)进入所述抽吸气筒(7),在经过所述第二连接管(12)进入所述反应器(1),将风味物质由所述第一连接管(11)带出。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的模拟口腔内液态食品风味释放与鼻后嗅觉的装置的使用方法,其特征在于,所述方法包括:向所述封闭反应器(1)中加入待测液态食品后;所述温控装置(2)将封闭反应器(1)调到所需温度,模拟体温变化;然后在通过所述蠕动泵及进样管(6)按一定的速度向所述封闭反应器(1)中加入唾液或模拟唾液,模拟唾液腺分泌唾液;启动所述磁力搅拌器(3)来模拟舌的搅拌和样品混合及风味释放过程;同时所述往复式电机及轨道(9)控制所述抽拉杆(8)向外拉时,在所述流向控制阀(10)控制下,使气流从所述第一连接管(11)吸入所述封闭反应器(1),通过所述第二连接管(12)进入抽吸气筒(7);然后抽拉杆(8)向内压缩,通过所述第三连接管(13)排出吸进的气体;以模拟品尝中吸进呼出的含有风味物质的气体,从鼻腔经过嗅觉感受器排出,形成鼻后嗅觉;也可通过改变流向所述控制阀(10),使风味物质的气体反向流动,从所述第一连接管(11)排出。
6.根据权利要求5所述的使用方法,其特征在于,所述液态食品是饮料酒。
7.根据权利要求5所述的使用方法,其特征在于,在所述第一连接管(11)或所述第三连接管(13)出口处可以模拟产生液态食品在口尝内的风味释放,通过连接后续的风味检测装置或鼻前直接嗅闻,可分析气体中挥发性物质的浓度变化,研究其引起的鼻后嗅觉对品尝感受的影响。
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