不同种类干酪质地品质的研究本科生毕业论文设计.docx
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不同种类干酪质地品质的研究本科生毕业论文设计
本科生毕业论文(设计)
不同种类干酪质地品质的研究
姓名
学号
专业食品科学与工程
班级
指导教师
学部食品与环境工程学部
答辩日期
不同种类干酪质地品质的研究
摘要
本文对目前市场上比较常见的干酪进行质地分析。
应用质构分析仪代替感官品评测定了干酪的各项质构参数,包括干酪的硬度、黏附性、弹性、凝聚性、胶性和咀嚼性等等。
分析了干酪的质地参数与其主要理化指标之间的关系,阐述了干酪的力学特性。
结果表明:
干酪类型的不同,主要取决于工艺过程以及其化学组成,例如水分含量的差异,由此表现在TPA试验各项指标存在差异。
关键词:
干酪;质地;水分;蛋白质;脂肪
Differenttypesofcheesetexturequalityresearch
Abstract
Sixkindsofcommercialcheesesweredeterminedbytextureanalyzer.Applicationoftextureanalyzerinplaceofsensoryevaluationofthecheesewasdeterminedbythetextureparameters,includingcheesehardness,adhesion,flexibilityandcohesion,ofchewinggumandsoon.Inordertoindicatephysicalcharacteristicsofcheeses,therelationshipbetweentextureindexesandmajorchemicalcomponentswasdiscussed.
Thedifferenceofcheesesdependsontheirchemicalcomponentsandtechnicalprocessing,suchasthemoisturecontent.ThesedifferencesindicatethedistinctionamongindexesofTPAanalysis.
Keywords:
cheese;texture;moisture;protein;fat
目 录
第1章绪论1
1.1干酪的定义和种类1
1.1.1干酪的定义1
1.1.2干酪的种类1
1.2干酪的历史3
1.3干酪的营养价值5
1.4干酪的工艺6
1.5国内外干酪的发展状况7
1.5.1国外干酪的发展状况7
1.5.2我国干酪的发展状况8
1.6质构仪的特点及其在食品中的研究现状9
1.7研究目的和意义11
第2章材料和方法12
2.1材料与主要试剂12
2.2仪器与设备12
2.3试验方法13
2.3.1取样13
2.3.2TPA试验13
2.3.3主要营养指标测定14
第3章 结果与分析16
3.1半硬质干酪的质地分析16
3.2软质干酪的质地分析18
3.3干酪的化学成分与质构参数的关系21
结论22
参考文献23
致谢24
第1章绪论
1.1干酪的定义和种类
1.1.1干酪的定义
干酪又称奶酪,国人直译为鸡司或芝士,干酪的英文名cheese源自于拉丁语“caseus再从古代英语“cese”和“chiese”中衍生出来。
同样的词在德国、法国、西班牙和意大利分别对应为“kase","fromage","queso”和“formaggio"。
由于干酪名字来由各不相同有时又会出现同一干酪重复命名现象,使得要给干酪一个精确的定义变得非常困难。
联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)对干酪所下的定义“干酪是通过凝乳酶或其他适宜的凝乳剂对乳、脱脂乳、部分脱脂乳、稀奶油、乳清奶油或酪乳、或这些原料的任意组合凝乳后制成的新鲜或成熟的固体或半固体产品。
通过部分排除水分后,从这些凝固物中得到的乳清。
”由于这个定义没有将乳清干酪和新方法制成的干酪包含在内。
因此,在第二次定义时,新加入了乳清干酪,“乳清干酪是通过添加或不添加牛乳或乳脂肪成分的乳清浓缩或凝结的产品。
”第二次定义把德国的Ziger干酪,挪威的Mymost干酪,罗马尼亚的Urda干酪以及一些Ricotta干酪包括了进来。
1.1.2干酪的种类
据文献记载,干酪的种类将近2000种,随着新产品的开发,干酩的种类每年都在增加,但由于同一种干酪在不同国家和不同时期有不同的名称,干酪实际品种应该少于2000种。
干酪的种类繁多,即使除去一些较小的地方性品种,也数不胜数,这使得干酪的分类也变得异常复杂。
知名干酪品种都有一些与众不同的特征,如尺寸、形状、质量、颜色、外观和检测数据(如脂肪占干物重、盐分含量和水分占非脂乳固体的量等)等,但要测定滋味和气味,特别是当原料可能为牛乳、绵羊乳、山羊乳或水牛乳,又可能是混合乳时,则更加困难。
按照加工方法的不同,干酪可分为酸凝干酪和酶凝干酪两种[1,2]。
其主要区别在于:
酸凝干酪是利用酪蛋白的等点电,使其凝胶沉淀,酸凝干酪常作为鲜食干酪,不成熟。
凝乳酶形成的凝乳比酸沉淀形成的凝乳做成的产品更容易保存,更富弹性,一般要经过成熟[3,4]。
根据使用目的的不同(为了贸易方便,或为了提供更多的营养信息,或为了研究方便),人们建立了不同的干酪分类系统。
国际上通常把干酪划分成三个大类:
天然干酪(naturalcheese)、再制干酪(ProcessedCheese)和干酪食品(CheeseFood)[5]。
表1-1天然干酪、再制干酪、干酪食品的主要规格
Table1-1naturalcheese,cheese,cheesefoodofthemainspecifications
名称
规格
天然干酪
以乳、稀奶油、部分脱脂乳、酪乳或混合乳为原料,经凝固后,排除乳清而获得的新鲜或成熟的产品,允许添加天然香辛料以增加香味和滋味
再制干酪
用一种或一种以上的天然干酪,添加食品卫生标准所允许的添加剂,经粉碎、混合、加热融化、乳化后而制成的产品,含乳固体40%以上。
此外,还要下列
两条规定:
1.允许添加稀奶油、奶油或乳脂以调整脂肪含量
2.为了增加香味和滋味,添加香料、调味料及其他食品时,必须控制在乳固体的1内。
的1/6以内。
但不得添加脱脂乳粉、全脂乳粉、乳糖、干酪素以及不是来自乳中的脂肪、蛋白质以碳水化合物
干酪食品
用一种或一种以上的天然干酪或再制干酪,添加食品卫生所规定的添加剂、经粉碎、混合、加热融化而成的产品,产品中的干酪数量占50%以上。
此外,还规定:
1.添加香料、调味料或其他食品需控制在产品干物质的1/6以内
2.添加不是来自乳中的脂肪、蛋白质以碳水化合物时,不得超过产品的10%
对于干酪制造者而言,他们对按水分含量的分类程序的方法更为关注,因为水分含量可以指示干酪在保存期内的质量,也是干酪成熟的媒介物。
一般较简单的分类方法是按照干酪水分含量的不同将干酪分为硬质、半硬质、半软质、软质、特软质干酪等。
现在习惯上以干酪的软硬度及与成熟有关的微生物来进行分类和区别。
当前世界上主要的干酪分类如表1-2所示。
表1-2世界主要干酪品种
Table1-2Principalcheesevarieties
干酪类型
主要干酪
天
然
干
酪
软质干酪
(水分40%~60%)
不成熟
农家干酪(Cottage)
稀奶油干酪(Cream)
细菌成熟
比利时干酪(Limburger)
莫兹瑞拉干酪(Mozzarella)
霉菌成熟
法国浓味干酪(Camembert)
布里干酪(Brie)
半硬质干酪
(水分38%~45%)
细菌成熟
砖块干酩(Brick)
修道院千酪(Trappist)
霉菌成熟
法国羊奶干酪(Roquefort)
硬质干酪
(水分30%~40%)
无孔干酪
高达干酪(Gouda)
有孔干酪
瑞士干酪(Swiss)
超硬质干酪
(水分30%~35%)
细菌成熟
罗马诺干酪(Romeno)
再制干酪
(水分<40%)
加工干酪(Processedcheese),融化干酪(Meltedcheese),
干酪食品(Cheesefood)
1.2干酪的发展历史
干酪生产已有很久的历史,它和奶油一样是人类最早利用的乳制品。
研究表明,干酪食品于公元前7000-6000年起源于伊拉克的幼发拉底河和底格里斯河流域,以牛羊乳为干酪的生产原料。
干酪的出现是很偶然的,当时的游牧民族将喝不完的牛乳装在作为容器的小牛胃袋里,由于该地区气候炎热,牛乳在乳酸菌和牛胃中浸出凝乳酶的作用下发生凝结,形成白色的凝块,由于旅途颠簸,凝块很快被震碎,并析出了带有酸味的液体——乳清。
乳清是一种可口的饮料,喝掉乳清,留在胃里的就是干酪[6]。
硬质干酪的出现就是由于新鲜乳酪无法保存,于是人们便通过排除其中的水分压制成凝乳块,并加盐在太阳下晒干,以此延长其保存时间,这样便出现了硬质干酪。
中世纪时代,修道院的修士们热衷于制造干酪,有许多著名的干酪品种保存下来,如法国的浓味干酪(CamembertCheese)。
同时,由于游牧民族的迁徙或因瘟疫、冲突、战乱等因素所致的人口大量迁移,使干酪加工技术得到较快的传播和推广。
如定居于瑞士的Heleveti族把他们的干酪手艺拓展为世界知名的Emmental型一大类干酪产品,随着人类文明的传播,干酪生产很快传入中东、埃及、希腊和罗马。
大约在公元前1000年至公元前450年间,亚洲的旅行者将干酪的制作方法带到欧洲,在罗马帝国时代,罗马军队大举入侵欧洲,罗马人入侵英国带去了新的干酪加工技术等,使得许多干酪品种脱颖而出,形成具有广泛影响的品牌,如Cheddar、Emrnental、Edam、Gouda、Roquefort、Gorgonzda[7]。
对干酪生产传遍整个欧洲起了决定性的作用。
干酪的制作技术不断发展并得到较快的推广。
大约在3世纪或4世纪,不经酸化而用凝乳酶凝乳制作干酪技术已经相当成熟,模制或压制与凝乳酶的使用相结合生产硬质干酪的方法已经与现代工艺十分相似。
随着罗马帝国的衰落,10世纪意大利成为欧洲的干酪制作中心。
在文艺复兴时期,由于干酪被认为是一种不健康食品,其生产和消费均受到限制,但到了19世纪干酪又重新得到重视和发展。
在干酪制作过程中,发生了许多革命性的技术革新。
巴斯德杀菌法的发明为干酪的大规模生产创造了条件;纯化微生物发酵剂的使用代替了以前的酸乳和乳清发酵剂;从犊牛胃中提取凝乳酶并精制和标准化,使凝乳的质量得以控制,减少了微生物的污染;酸度计的发明更使定量检测酸度有了可能,正是这一系列的科技进步使干酪的制作步入了科学的轨道。
据文献记载,我国古代劳动人民在干酪的制作技术方面也同样做出过重大贡献。
远在汉代,就有关于酪的记载。
后魏贾思舰著《齐民要术》中对制作酪时乳的加热灭菌、冷却、添加发酵剂、保温发酵、温度控制、发酵时间、容器的干热灭菌等都进行了详细记述[8]。
张和平指出,该书对发酵剂制作,干燥保藏,以及发酵剂的正确使用和活力等的认识,要比国外同类记载早1200多年[9]。
目前,国内在干酪的生产方面延袭国外制作方法,生产的干酪品种主要为硬质契达干酪,且产量很小。
国内也有人研究干酪的加工技术和乳清的综合利用问题,如乳清饮料的制作、乳清发酵酒的研制、乳清降解多肤饮料的制作等。
中科院微生物研究所在凝乳酶的基因克隆与表达及基因工程方法生产凝乳酶方面取得了重大突破。
国内在干酪生产的机械化生产线方面研究未见报道,也没有厂家制造和推广。
在乳品生产中各个厂家也没有应用超滤技术进行乳的浓缩和乳清的综合利用[10]。
1.3干酪的营养价值
干酪营养价值非常高,可以说是浓缩了乳中的大部分精华成分,其中蛋白质含量为12%-36%,脂肪为22%-31%,乳糖为0.1%-1.0%,钙为700mg/kg,铁0.6%-0.7%,此外,还含有丰富的维生素。
因为干酪经过发酵,食用干酪不会出现乳糖不耐受症,也可避免蛋白质过敏反应,而且干酪比人乳、牛乳营养更丰富[11]。
干酪蛋白质含量为12%-36%,每100g软质干酪可提供一个成年人日蛋白质需要量的30%-40%,而每100g硬质干酪则可提供40%-50%。
由于干酪中的蛋白质主要是酪蛋白,其生物学价值低于全乳蛋白质,但高于单纯的酪蛋白,以Cheddar干酪为例,其蛋白质效率比为3.7,而酪蛋白仅为2.5。
由于干酪在成熟过程中发生一系列蛋白的预消化作用,因此其实际消化率为96.2%-97.5%,某些种类干酪甚至可达100%,而全脂牛奶的消化率只有91.9%。
干酪蛋白质中必需氨基酸的利用率为89.1%,而牛奶仅为85.7%[12]。
干酪不仅蛋白质含量丰富,而且蛋白质的消化率和生物学价值也极高。
干酪中含有钙、磷等矿物质。
每l00g干酪平均含钙800mg,是牛奶的6-8倍。
每100g软质干酪可提供人体钙每日需求量的30%-40%,磷日需求量的12%-20%;每100g硬质干酪则可完全满足人体钙的日需求量和磷日需求量的40%-50%。
干酪可提高含量的生物合成钙,是最佳补钙食品。
其丰富的钙、磷除了有利于骨骼和牙齿的发育外,在生理代谢方面也有重要作用。
大多数干酪都含有30%左右的脂肪。
脂肪可以影响干酪的硬度、口感和风味。
食用50g干酪,大约含17g脂肪。
干酪中胆固醇含量很低,通常为0-100mg/100g。
而且干酪在发酵和成熟的过程中,原牛奶中的脂肪被分解为脂肪酸,不仅是构成细胞的组成成分,还可降低血清胆固醇,对心血管、高血压、高血糖等疾病的防治是非常有益的,食后不会发胖。
美国全国癌症研究所最近进行的一次调查也表明,爱吃奶酩者很少患结肠癌和直肠癌。
法国农艺研究所乳品工艺研究实验室主任让一路易·莫布瓦指出:
“发酵产生的奶蛋白能够刺激人体的免疫系统。
他领导的实验证明,奶蛋白质可以通过淋巴细胞刺激干扰素的产生,这一试验提示了奶蛋白质对人体抗癌能力的作用[13]。
大多数的干酪富含维生素A、B2、Bi和叶酸。
每100g干酪中约含有维生素A1200IU,可以满足成人日需求量的30%-40%。
干酪中的维生素A、B能增进抗病能力,保护眼睛健康,并可养颜护肤。
正因为干酪富含多种营养成分,又容易消化吸收,而且不易致肥,因此被营养学家奉为理想的食品,誉之“奶黄金”,乳业皇冠上的“珍珠”。
法国人甚至说:
“吃饭没有干酪,等于美女少了一只眼睛”。
干酪在发酵成熟过程中,牛奶中原有的蛋白质被分解为人体必需的氨基酸和其他小分子物质,脂肪被分解为脂肪酸,其中40%为不饱和脂肪酸,后者不仅是构成细胞的成分,还可降低血清胆固醇,并具有预防心血管病、高血压、高血糖等功效。
乳糖分解为乳酸与其他混合物,这些变化使干酪具有特有的风味,并促进人的消化吸收率的提高。
干酪中含丰富的钙质,且钙磷比例适中,又易被人体吸收利用,有利于儿童骨骼和牙齿生长,防止妇女和老年人骨质疏松,并具有抵抗龋齿的作用。
干酪发酵的乳酸菌及其代谢产物有利于维持人体肠道内正常菌群的平衡和稳定,增进消化功能,防止腹泻和便秘。
美国全国癌症研究所进行的一次调查表明,爱吃干酪的人很少患结肠癌和直肠癌困。
还应指出,由于在干酪生产过程中大部分乳糖随乳清排出,而残留的一部分又分解成半乳糖和葡萄糖,因此干酪中乳糖含量很低(1-3g/100g),适于乳糖不耐症和糖尿病患者食用[14]。
1.4干酪的工艺简介
每种干酪的加工工艺都有所不同,但大体的工艺流程又很相近,下面以Mozzarella干酪为例进行介绍。
Mozzarella干酪的加工工艺
传统的低水分Mozzarella干酪的生产工艺如下所示。
一般来说这种干酪的发酵剂由唾液链球菌嗜热亚种(Streptococcussalivariussubsp.Thermophilus)和保加利亚乳杆菌德氏(Lac漏acillusdelbrueckilsubspsp.Bulgaricus)和瑞士乳酸杆菌(Lactobacillushelveticus)所组成。
原料乳→标准化(30%脂肪)→巴氏杀菌(72℃,15s)→冷却(冷却到32℃,保温)→加发酵剂(加1.5%~2%嗜热型发酵剂,静置培养30min)→加凝乳酶(0.5~15mL/1000L,中速搅拌5min→)凝乳(32℃保温45min,直至形成稳定的凝乳为止)→凝快切割(切成8mm×8mm×8mm地小立方块)→热烫(升温:
30min内将温度缓慢升高至50℃,缓慢搅拌;保温:
50℃,45min,缓慢搅拌)→排除乳清(维持50℃,用干酪耙将凝块收拢于干酪槽一端,插入滤网打开排水口放出乳清)→堆积(38℃,每隔15min翻转1次(或2次)。
当排出乳清的PH为5.2时停止)→粉碎(不断搅拌以使碎屑均匀平铺于干酪槽底部,其中加入热水70℃或盐水50℃)→混揉(70℃,手工或机械搅拌进行揉捏,直到形成外皮光滑平整、内部结果均匀紧凑且具高度延展性的凝乳团块)→成型(制成各种形状)→浸渍盐化(盐水温度约7℃,浸渍2d,每天翻动凝块,并在干酪上表面喷洒盐水)→成熟(<1个月)→莫扎瑞拉干酪(在4~5℃冷藏、销售)
1.5国内外干酪的发展状况
1.5.1国外干酪的发展状况
从1851年在美国出现了第一家干酪制造厂开始,干酪的工业化生产迅速发展。
近年来,世界干酪的产量一直保持上升的势头。
1975年世界干酪产量为939.8万吨,1989年就达到了1444.4万吨,1994年1488万吨,2003年1580万吨,在过去的30年里,干酪的产量每年以4%速度增长。
干酪的产量逐年上升同时,也受到世界各族人民的喜爱,而且其发展势头将超过其它的乳制品。
目前发达国家大约有1/3~1/2左右的鲜乳用于干酪的生产,干酪号称“乳制品之王”,是世界乳制品贸易最大的乳制品之一。
干酪是乳业发达国家的主要乳制品品种,通常每公斤干酪约需l0kg原料奶,发达国家人均奶制品消费量很高就与干酪的消费有关。
在欧洲、美洲和大洋洲的澳大利亚和新西兰等传统的干酪市场上,干酪生产和消费量都很大。
法国的干酪年产量在14万吨以上,美国干酪的年销售额可达100多亿美元。
据2004年1月公布的IDF世界乳业形势报告显示,世界干酪产量在2002年增长了两个百分点,达到1540万吨,干酪消费量在成熟市场和新兴市场都有继续稳定增长的趋势[15]。
在原欧盟15国,人均消费量从1999年的17.9kg,增长到2002年的18.9kg,相应地在美国人均消费量从14.7kg增长到15.1kg,而在东欧的消费量有所下降。
有此可见随着人们对干酪营养价值认识的深化,干酪市场已逐渐有所扩大。
在亚洲地区尤其是埃及、伊朗、以色列等游牧民族国家,干酪制造也有悠久的历史。
日本并不以游牧业为主,过去日本人不吃干酪,但20世纪50年代以后,随着经济腾飞和西方文化的侵入,同时政府大力倡导“白色革命”,打出“一杯牛奶,强壮一个民族”的口号,从儿童开始增加乳制品的摄入量,日本政府制定了“学校午餐法”,在学生中推行饮奶并在午餐中搭配干酪,培养了新一代牛奶和干酪消费群体。
年人均干酪消费量从1985年的0.8kg增长到2001年的1.9kg,成为亚洲最大的干酪消费市场。
中国干酪近年也得到快速发展,上海光明己有多种干酪系列产品上市;龙丹、完达山也正在抓紧研究开发干酪类产品。
2001年后,欧共体生产增长幅度为3.6%,出现了非常好的趋势,主要是由于动物疾病对牛肉需求量的降低,使干酪的需求量急剧增加。
2001年美国在生产水平降低之后干酪生产又继续增长;拉丁美洲和大洋洲生产干酪的产量也显著增长,因此,干酪有宽阔的消费市场,在消费的饮食结构中,占有重要的比例[16]。
IDF公报指出,从长远看,受消费需求的驱动,世界主要地区的干酪产量还将继续增长,在那些乳制品消费水平已相当高的地区,干酪是唯一有望增长的产品。
1.5.2我国干酪的发展状况
我国干酪起步较晚,目前年需求量仅为5000~6000t左右,人均不到5g每年,与世界上的乳品消费大国相比有很大的差距。
国内干酪消费之所以长期相对落后,干酪在中国之所以那么冷门,是受到中国经济、技术、文化、饮食习惯等方面的影响,其主要受消费习惯和消费水平的制约[17]。
由于东西方人的生活习惯不同,本来东方人就不习惯食用乳制品,更接受不了干酪所特有的风味。
对于大多数中国人来说,干酪是一种又酸又略带臭味的东西,而有的中国人干脆就不知道干酪为何物。
另外,干酪是鲜乳的浓缩,约l0kg鲜乳才能生产lkg干酪,因而其成本和售价远高于鲜奶和其他乳制品,因此,干酪生产还没有作为乳制品主流产品。
但现在,情况正在发生改变,一方面,随着中国人民生活水平的提高,对蛋白质特别是优质蛋白质的需求不断增加,尽快将干酪食品引入我国人民的日常饮食已成为大势所趋。
另一方面,受饮食习惯的影响,爱上了麦当劳、肯德基的中国年轻一代已经接受了父辈们不能接受的这种又略带酸臭味的东西。
因为干酪是西餐中的汉堡包,比萨饼中不可缺少的原料。
如今,在中国大城市里,几乎都能看见洋食品快餐店、各大商场、超市的货架上摆满了干酪加工的各种食品,有来自世界上各个国家的,但中国自己生产的却较少。
也正是由于我国干酪工业化尚处于起步阶段,专业性干酪厂家很少,干酪产量也很低,干酪发展速度缓慢这些原因,在我国市场上销售的干酪主要来源是进口,1996年干酪进口量为345.2t,2000年2029.5t,2001年中国干酪的总需求量为5000多吨,但中国干酪的年产量才1800t左右,缺口近三分之二,2002年又达到了3060t,2004年7200t。
从1998年到2003年,干酪进口量年均增长率为59%,其中2003年进口量比上年增长了82%,八年时间增加了20多倍。
由此数据也可说明我国已具有干酪消费的市场,中国干酪产业潜在的巨大发展空间不容忽视,因此增大干酪的生产就迫在眉睫。
国外好多品牌就是看准了中国以后的市场潜力,占领中国的奶酪市场的步伐变得越来越快。
但目前能与进口干酪相媲美的国产奶酪只有内蒙古包头骑士乳品集团公司生产的骑士奶酪和光明乳业集团生产的几个品种的奶酪。
骑士和光明集团从国外引进先进设备技术工艺,现已成为规模化生产干酪的厂家。
其原制奶酪和针对中国人口味研制的水果奶酪投放到北京各大市场后,很受消费者欢迎。
在中国发展干酪产业是一项非常艰巨的任务,这不仅是对这个充满巨大潜力的市场的一种补救和开发,而且对整个国家的乳业的发展也具有举足轻重的作用。
因此如何加大干酪产品的生产和市场引导,开拓市场,宣传其营养价值,实现综合利用及制定合理的价格等是极为重要的。
国家“十五”乳业重点专项课题已启动干酪系统研究项目,为我国发展干酪生产提供了技术支持。
可以预见,在未来的几年,干酪研究将会成为乳制品行业研究的热点。
1.6质构仪的特点及在食品中的研究现状
质构仪(TextureAnalyser)又叫物性测试仪,它能够根据样品的物性特点做出数据化的准确表述,是精确的感官量化测量仪器。
美、英及台湾等国家和地区应用较早,近些年在我国大陆地区才逐渐被推广和被各厂家接纳。
前期物性仪主要应用于面制品领域,利用不同探头设计的几种程序,涵盖了面包、馒头、饺子、面条、蛋糕、饼干等多种面食领域。
后来质构仪的应用范围扩大,从面制品至乳制品、肉制品都有最新的介绍。
仪器设计有多种探头可供选择,在国内外很多研究机构的重要研究仪器和研究手段,是业内公认的质构标准检测仪器,尤其近年来随着食品加工行业的不
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