Analiza sensoryczna żywności – metody i zastosowania

Laboratorium Sensoryczne

Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie

Jednym z głównych czynników decydujących o

sukcesie produktów żywnościowych na rynku jest ich

jakość sensoryczna, to znaczy takie cechy jak: wygląd,

zapach, smak, tekstura, konsystencja - rejestrowane za

pomocą zmysłów człowieka. Dotyczy to wszystkich

typów żywności – konwencjonalnej/naturalnej,

ekologicznej/organicznej, tradycyjnej, dietetycznej

prozdrowotnej/funkcjonalnej, specjalnego przeznaczenia.

Wprowadzenie

Istnieje duże zainteresowanie nowoczesnymi

badaniami sensorycznymi ze strony firm przemysłu

żywnościowego i sieci handlowych ponieważ jest silna

konkurencja rynkowa - przewaga podaży nad popytem i

trudności ze sprzedażą produktów. Niektóre firmy

prowadzą oceny sensoryczne we własnym zakresie, inne

zlecają wykonanie badań ośrodkom naukowym lub

firmom usługowym.

Wprowadzenie

Działy firm wymagające badań sensorycznych:

• marketing

• opracowanie nowych lub modyfikowanie istniejących

produktów (R&D)

• zapewnienie jakości produktów (kontrola jakości)

Wprowadzenie

Uzyskanie dokładnych, a przez to wiarygodnychwyników sensorycznych jest możliwe tylko wówczas gdykwalifikacje osób sprawujących kierownictwo sąodpowiednie.

Analiza sensoryczna powiązana jest silnie w zakresiemetodologii z innymi naukami a szczególnie zneurofizjologią i psychofizyką.

Wprowadzenie

Od analityka sensorycznego / lidera zespołu

oceniającego wymagana jest wiedza nie tylko

technologiczna i towaroznawcza, dotycząca surowców i

produktów spożywczych, ale także wiedza w zakresie

fizjologicznych i psychologicznych podstaw

funkcjonowania zmysłów jako „aparatu pomiarowego”.

Te kwalifikacje mogą być uzyskane między innymi na

szkoleniach prowadzonych przez uczelnie lub instytuty

badawcze do tego przygotowane.

Wprowadzenie

Krzywa psychofizyczna zależności pomiędzy bodźcem i wywołanym przezniego wrażeniem

Wprowadzenie

Schemat procesu poznawczego w ocenie sensorycznej

Wprowadzenie

Typ bodźca Receptory Wrażeniaenergia promieniowania o dł. fali 10-4 do 10-5cm (światło widzialne)

pręciki i słupki siatkówki oka

ciemność i światło,ton, jasność , nasycenie barw

Wprowadzenie (zmysł wzroku)

Typ bodźca Receptory Wrażeniamechaniczne drgania o częstotliwości 20 –20000 drgań/s (fale dźwiękowe)

komórki włosowe organu Cortiego

głośność, barwa dźwięku

Wprowadzenie (zmysł słuchu)

Typ bodźca Receptory Wrażeniaaktywne sensorycznie substancje chemiczne w roztworach gazów (powietrza)

komórki nabłonka węchowego w górnej części jamy nosowej

zapachy

Wprowadzenie (zmysł węchu)

Typ bodźca Receptory Wrażeniaaktywne sensorycznie substancje chemiczne w roztworach wodnych

receptorowe komórki smakowe na języku i podniebieniu miękkim

smaki

Wprowadzenie (zmysł smaku)

Powstawanie sensorycznego sygnału smaku słodkiego

Wprowadzenie

W analizie sensorycznejwystępują dwa rodzaje ocen:konsumenckie i analityczne.

Często zdarza się, że osoby niezajmujące się bezpośrednioanalizą sensoryczną nierozróżniają tych dwóchodmiennych kategorii badań.

Wprowadzenie

W badaniach konsumenckich przedmiotem ocen są:

produkty - w aspekcie ich akceptacji, preferencji i

pożądalności.

konsumenci - ich charakterystyka socjodemograficzna,

zwyczaje żywieniowe, przekonania i poglądy związane z

ocenianymi produktami.

Grupą konsumentów są osoby nieprzeszkolone, reprezentujące

tzw. „przeciętnych ludzi”.

Wprowadzenie

Wprowadzenie

W sensorycznych badaniach analitycznych przedmiotem oceny

są produkty w aspekcie poznawczym, jakościowo-ilościowym, a

zespół oceniający (ang. „panel”), specjalnie wybrany i

wyszkolony

traktowany jest jako

„aparat pomiarowy”.

Wykład ma na celu przybliżenie wiedzy w zakresiemetodologii analitycznych badań sensorycznych iomówione będą następujące zagadnienia:• przygotowanie zespołu oceniającego jako „aparatu

pomiarowego”• przygotowanie próbek do ocen• metody stosowane w badaniach• warunki przeprowadzania ocen (laboratoria analizy

sensorycznej).

Przykłady pochodzą z własnych prac prowadzonych wInstytucie.

Wprowadzenie

Badania sensoryczne

Badania konsumenckie subiektywne

Badania analityczne

(laboratoryjne) obiektywne

Podział badań sensorycznych

Analityczne badania sensoryczne są przedmiotemmiędzynarodowej standaryzacji, w formie norm ISO (ang.International Organization for Standardization). Znaczna częśćtych norm została zatwierdzona przez Polski KomitetNormalizacyjny jako Normy Polskie i są oznaczone symbolemPN-ISO, a ostatnio również jako PN-EN ISO - co oznacza, żenormy te zostały przyjęte także jako normy europejskie (tzn.spełniające wymagania Europejskiego KomitetuNormalizacyjnego).

Laboratorium Sensoryczne

wybrany, przeszkolony i monitorowany zespółoceniający

odpowiednio przygotowane i zaprezentowanepróbki do ocen

metody stosowane w analizie sensorycznej

wyposażone i odpowiednio zaprojektowanelaboratorium sensoryczne

Warunki przeprowadzania ocen sensorycznych

W analizie sensorycznej przyjęto, że jako narzędzie

(aparat pomiarowy) wykorzystywany jest zespół ludziwybranych i przygotowywanych według ustalonych,

znormalizowanych kryteriów (PN-ISO 8586-1:1996),

systematycznie kontrolowany w celu zapewnienia

poprawności uzyskanych za jego pośrednictwem

wyników.

Zespół oceniający

W analizie sensorycznej instrumentem pomiarowym jest zespół, a

nie indywidualna osoba oceniająca, dlatego za wynik

jednostkowy przyjmuje się zawsze wynik średni zespołu

oceniającego nie zaś wynik pojedynczego członka zespołu.

Drogą szkolenia oceniający nabywają doświadczenia i w związku

z tym różnice w ocenach ulegają zmniejszeniu, ale nigdy nie

znikają całkowicie. Wpływa na to wiele czynników

fizjologicznych i psychologicznych osób oceniających.

Zespół oceniający

Etapy tworzenia zespołu osób oceniających

rekrutacja

wstępne szkolenie i selekcja

szkolenie w zakresie ogólnych zasad i metod

monitorowanie sprawności sensorycznych

Zespół oceniający

Rekrutacja kandydatów

- nabór wewnętrzny

- nabór zewnętrzny

Zespół oceniający

Sprawdzenie wrażliwości sensorycznej

daltonizm wzrokowy (test Ishihara)

sprawdzenie wrażliwości smakowej (PN ISO 3972)

wykrywanie i rozpoznawanie zapachów(PN ISO 5496)

Zespół oceniający

Szkolenie w zakresie ogólnych zasad i metod

Cel szkolenia:

zapoznanie oceniających z podstawowymi zasadami metod stosowanych w analizie sensorycznej,

rozwijanie zdolności wykrywania, rozpoznawania i opisywania odczuwanych bodźców sensorycznych,

biegłe stosowanie metod sensorycznych do oceny produktów.

Zespół oceniający

Wybrany, wyszkolony i monitorowanyzespół oceniający

Zespół oceniający

Monitorowanie zespołu oceniającego

zbadanie sprawności każdego oceniającego,

określenie zdolności osiągnięcia właściwych i powtarzalnych wyników.

Zespół oceniający

Próbki do badań sensorycznych

Przygotowanie próbek do ocen

Postępowanie z materiałem do badań

szczelne opakowanie próbek,

przechowywanie próbek w niskich temperaturach,

w których zmiany sensoryczne zachodzą najwolniej,

oznaczenie próbek umożliwiające ich jednoznaczną

identyfikację,

zapewnienie jednorodności materiału do badań

sensorycznych

Przygotowanie próbek do ocen

Podawanie próbek oceniającym

anonimowość próbek

wielkość próbek

temperatura

rodzaj naczyń i wyposażenia do oceny

liczba próbek oraz kolejność ich prezentacji

Przygotowanie próbek do ocen

Przygotowanie próbek do ocen

Liczba próbek podawanych na jednej sesji ocen zależy od:

typu produktu będącego przedmiotem oceny

intensywności jego zapachu i smakowitości

rodzaju zastosowanego testu

charakteru i stopnia wyszkolenia zespołu oceniającego

Przygotowanie próbek do ocen

Substancje neutralizujące Substancje neutralizujące - to substancje używane doneutralizacji smaku poprzedniej próbki w jamie ustnej.

Polecane substancje pomocnicze to:- woda ( niegazowana, bez smaku, bez zapachu ),- sucharki pszenne ( bezcukrowe, niesolone),- ryż gotowany w wodzie,- świeży biały chleb najlepiej pszenny, tostowy,- jabłko lub niesłodzony mus jabłkowy.

Jako neutralizator zapachu stosowana jest świeżo mielonakawa naturalna.

Przygotowanie próbek do ocen

Podział metod sensorycznych

Metody Sensoryczne

Metody dyskryminacyjne

Metody skalowania

Metody sensorycznej

analizy opisowej

Metody dynamicznego

pomiaru intensywności

wrażeń

Metody stosowane w analizie sensorycznej

Metody dyskryminacyjne i skalowania

Głównymi metodami dyskryminacyjnymi są metodyróżnicowe: Metoda Duo-Trio Metoda parzysta Metoda trójkątowa

Metody skalowania: Kategorii Liczbowe (punktowe) Liniowe (graficzne)

Metody stosowane w analizie sensorycznej

Metody sensorycznej analizy opisowej

Koncepcja analizy opisowej (nazywanej równieżprofilowaniem sensorycznym) polega na założeniu, żezapach, smak, tekstura produktu nie są pojedynczymicechami lecz stanowią zbiór wielu jednostkowychwyróżników (deskryptorów).

Wyróżniki te można rozróżnić, zidentyfikowaćkolejność ich występowania, zdefiniować je, a następnieokreślić na skali intensywność każdego z nich. Znaczyto, że analiza opisowa jest metodą wielu zmiennych,dostarczającą jakościowo – ilościowych informacjisensorycznych o produkcie.

Metody stosowane w analizie sensorycznej

Profilowanie sensoryczne

Istnieje szereg wariantów profilowania sensorycznego: profilowanie przez konsensus, profilowanie konwencjonalne – QDA, profilowanie SPECTRUMTM, ilościowe profilowanie smakowitości – QPF, profilowanie swobodnego wyboru – FCP, profilowanie tekstury „Flash Profile”

Metody stosowane w analizie sensorycznej

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10barwa

z. mięsny

z. bulionowy

z. podrobowy

z. kwaśny

z. tłuszczowy

z. słodki

s. mięsny

s. bulionowy

s. podrobowy

s. kwaśny

s. tłuszczowy

s. słodki

s. następczy

twardość

soczystość

włóknistość

przeżuwalność

Prezentacja graficzna wyników

z – atrybuty zapachus – atrybuty smaku

Metody stosowane w analizie sensorycznej

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10barwa

z. mięsny

z. bulionowy

z. podrobowy

z. kwaśny

z. tłuszczowy

z. słodki

s. mięsny

s. bulionowy

s. podrobowy

s. kwaśny

s. tłuszczowy

s. słodki

s. następczy

twardość

soczystość

włóknistość

przeżuwalność

Produkt 1

Produkt 2

Prezentacja graficzna wyników

***

***

***

*      p<0,05**    p<0,01***  p<0,001

Metody stosowane w analizie sensorycznej

Metody dynamicznego pomiaru intensywności wrażeń Metoda „time-intensity” dostarcza takich

informacji jak:• czas pojawienia się uchwytnego wrażenia (1)• czas do osiągnięcia maksimum intensywności (2)• nachylenie krzywej narastania intensywności (3)• maksimum intensywności (4)• nachylenie krzywej spadku intensywności (5)• ogólny czas trwania wrażenia (6)

Metody stosowane w analizie sensorycznej

wybrany, przeszkolony i monitorowany zespółoceniający

odpowiednio przygotowane i zaprezentowanepróbki do ocen

metody stosowane w analizie sensorycznej

wyposażone i odpowiednio zaprojektowanelaboratorium sensoryczne

Warunki przeprowadzania ocen sensorycznych

Warunki przeprowadzania ocen sensorycznych są

wystandaryzowane – norma ISO 8589 1988 (PN-ISO 8589

1998). Do prowadzenia badań wykorzystywane są odpowiednio

przygotowane laboratoria.

Obejmują one:

• pomieszczenie do przygotowana badanych próbek

• pomieszczenia z indywidualnymi stanowiskami dla

oceniających

Uzupełniać je mogą pomieszczenie służące do badań

zespołowych.

Laboratorium Sensoryczne

Ważne są warunki fizyczne, w jakich odbywają się oceny

sensoryczne:

• Temperatura

• Wilgotność względna powietrza

• Wymiana powietrza (klimatyzacja)

• Oświetlenie

Laboratorium Sensoryczne

Ze względu na potrzebę standaryzacji wyników i redukcji ilości

prac technicznych, związanych z przygotowaniem ocen,

stosowane są w analizie sensorycznej skomputeryzowane

systemy.

Oceny sensoryczne mogą być przeprowadzane również w

pomieszczeniach zaimprowizowanych, należy jednak zdawać

sobie sprawę, że uzyskanie poprawnych wyników jest w tym

przypadku trudniejsze.

Laboratorium Sensoryczne

System komputerowego

wspomagania

eksperymentów sensorycznych

ANALSENS

Laboratorium Sensoryczne od początku lat dziewięćdziesiątych

prowadzi badania z wykorzystaniem specjalistycznych programów

sensorycznych.

Laboratorium Sensoryczne

Laboratorium SensoryczneIRZiBŻ wyposażone jest w programFIZZ firmy Biosystemes,Counternon, Francja, który zawierawszystkie metody sensoryczneobecnie wykorzystywane wświatowych badaniach.

Program FIZZ składa się z dwóch części:• FIZZ Acquisition (służy do przygotowania i wykonania ocen);• FIZZ Calculations (służy do wyliczeń, wykonania wykresów iodpowiednich prezentacji wraz ze statystyczną interpretacjąwyników).

Laboratorium Sensoryczne

0123456789

10b.miękiszu

porowatość

z.oleju

z.słodki

z.drożdżowy

z.gryczany

z.kwaskowy

s.słodki

s.oleju

s.gorzkis.gryczany

s.kwaskowy

s.drożdżowy

s.następczy

sprężystość

elastyczność

przeżuwalność

adhezyjność

gumiastość

wilgotność

z – cechy sensoryczne zapachus – cechy sensoryczne smaku

Laboratorium Sensoryczne

0123456789

10b.miękiszu

porowatość

z.oleju

z.słodki

z.drożdżowy

z.gryczany

z.kwaskowy

s.słodki

s.oleju

s.gorzkis.gryczany

s.kwaskowy

s.drożdżowy

s.następczy

sprężystość

elastyczność

przeżuwalność

adhezyjność

gumiastość

wilgotność

z – cechy sensoryczne zapachus – cechy sensoryczne smaku

Laboratorium Sensoryczne

012345678910b.miękiszu

porowatość

z.oleju

z.słodki

z.drożdżowy

z.gryczany

z.kwaskowy

s.słodki

s.oleju

s.gorzkis.gryczany

s.kwaskowy

s.drożdżowy

s.następczy

sprężystość

elastyczność

przeżuwalność

adhezyjność

gumiastość

wilgotność

xx

xxxxx

xxx

xxx

xx

xxx

xxxxxxxx

xxx

xxx

* p<0,05** p<0,01*** p<0,001

Laboratorium Sensoryczne

„Mapa jakościowa”Laboratorium Sensoryczne

Control

10% BF

20% BF 40% BF

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12

PC 1: 75,98%

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

PC

2: 1

8,12

%

30% BF

a

1

2

3

6 14 15

16

19 20

-3 -2 -1 0 1 2 3 4

PC 1 : 75,98%

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

PC

2 :

18,1

2%

13

9

5

7 8 11

4 17 18

12 10

b

Wykres PCA otrzymanych wyników sensorycznych badanych produktów (a) i wyróżników (b).Wektory: 1-barwa miękiszu, 2-porowatość, 3-zapach oleju, 4-zapach słodki, 5-zapachdrożdżowy, 6-zapach gryczany, 7-zapach kwaskowy, 8-smak słodki, 9-smak oleju, 10-smakgorzki, 11-smak gryczany, 12-smak kwaskowy, 13-smak drożdżowy, 14-smak następczy, 15-sprężystość, 16-elastyczność, 17-przeżuwalność, 18-adhezyjność, 19-gumiastość, 20-wilgotność

Laboratorium Sensoryczne

Regiony preferencji konsumentów

R²

Model kwadratowySkładowa główna 1

(48.84 %)

Skła

dow

a gł

ówna

2(2

2.7

%)

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%75%

70%

80% 70% 65%

10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Produkt 7

Produkt 5Produkt 6

Produkt 10

Produkt 8

Produkt 9

Produkt 11Produkt 3

Produkt 12

Produkt4

Produkt 1Produkt 2

Mapa preferencji

Mapa preferencji

Jakość i przydatność wyników sensorycznych zależy odosób sprawujących merytoryczne i organizacyjnekierownictwo, nazywanych analitykami/lideramisensorycznymi.Dla tych osób prowadzimy specjalistyczne szkolenia.Zakres tych szkoleń może być szeroki lub zawężony, takaby z oferty mogły skorzystać:• osoby rozpoczynające karierę w zakresie analizy

sensorycznej• osoby mające doświadczenie w analizie sensorycznej,

chcące poszerzyć i usystematyzować wiedzę w tejdziedzinie

Podsumowanie

Po odbytym szkoleniu osoby te będą w stanie:• Wybrać, przeszkolić i monitorować sensoryczny zespół

na własne potrzeby• Poznać sposoby przygotowania i prezentacji próbek do

ocen sensorycznych oraz warunki ich przeprowadzania• Lepiej zrozumieć sensoryczne badania laboratoryjne i

oceny konsumenckie• Wykonywać oceny surowców i produktów, dobierając

odpowiednie metody sensoryczne, w zależności od rozwiązywanego problemu

• Interpretować uzyskane wyniki z wykorzystaniem technik statystycznych oraz przedstawiać je graficznie

Podsumowanie

Ponadto świadczymy na rzecz przemysłu usługi takie jak:• wykonanie ocen laboratoryjnych i konsumenckich żywności:

konwencjonalnej, ekologicznej, specjalnego przeznaczenia, funkcjonalnej, prozdrowotnej oraz napojów

• badanie wpływu różnych czynników zmienności: surowcowych, technologicznych, przechowalniczych oraz dodatków do żywności na jakość sensoryczną produktów

• opracowanie „mapy preferencji konsumenckiej” na podstawie danych z profilowania sensorycznego produktów i ocen konsumenckich

• określenie zależności pomiędzy parametrami fizycznymi i chemicznymi a cechami sensorycznymi z wykorzystaniem zaawansowanych wielowymiarowych technik statystycznych

• Konsultacje związane z uruchomieniem specjalistycznego laboratorium sensorycznego oraz wszelkie inne konsultacje związane z obszarem wiedzy sensorycznej,

Podsumowanie

Dziękujemy Państwuza zainteresowanie naszą działalnością

Zapraszamy doLaboratorium Sensorycznego

Laboratorium Sensoryczne

Spotkanie realizowane w ramach projektu „Oficer Łącznikowy-sieć współpracy i wymiany informacji

pomiędzy nauką a przemysłem rolno-spożywczym województwa warmińsko-mazurskiego”