感官分析介绍、应用与未来发展

姚念周 首席顾问

原文登于台湾食品资讯第192期44~47页
2019.10.23 针对感官分析与感官品评文字改写

人类早期完全依赖感官与经验来选择所需要的食物,以填饱肚子谋求生存,慢慢地随着经济的發展,食物对于人类而言,不再单单只是为了生存,能否符合人类的满足感,已是更为重要的考量。满足感是经由消费者的感官喜好来决定,换句话说,消费者接受食品与否,主要是取决于食品的品质,而食品品质的高低完全是消费者的满意度而定。食品品质项目包括了已集合名词来说明的外观、色泽、香气、味道、质地、卫生安全及营养成分,除了最后两项可以靠科学仪器来分析,其他均属于感官品质,如果要加以评估,还需要深入界定感官特性。所谓的好不好吃?多香?多咸?多辣?多苦?感官分析便是科学化表达上述疑问的关键技术,当然也有科学家认为许多感官品质可以用仪器指标来替代或代表,相关的研究比比皆是,然而我们也發现即使找到高相关性的仪器指标,其相关性也往往限定于特定条件下才成立,因此要重视感官品质,感官分析的技术不可或缺。

所谓的感官品评(更新的说法,我们称之为感官分析),就是以"人"为工具,利用科学客观的方法,藉着人的眼睛、鼻子、嘴巴、手及耳朵,也就是视嗅味触听觉等五种感觉系统,并结合心理、生理、物理、化学及统计学等学科,对食品进行测量与分析,来了解人类对这些产品的感受或喜欢程度,并测知产品本身品质的特性。这样的技术可广泛应用于食品业、化妆品业、纺织业及印刷业等民生用品工业。从1970年后,我们进入了消费者导向的时代环境中,它因此逐渐成为企业组织找寻目标产品的一项必要工具;是所有研發、品保及行销部门不可或缺的利器,也是提升企业体竞争力的工具之一。感官品评(更新的说法,我们称之为感官分析)在企业组织中的应用可包括:新产品开發原料或配方重组产品改进产品定位与竞争製程或包材改善消费者市场调查贮存安定性质量保证等功能方面。

欧美在这方面的研究与应用,已發展相当成熟,研究范围广泛;从1940年代开始,美国陆军以系统化的方式收集士兵们对食品接受程度的数据,进而决定供应的补给食品,许多科学家开始思索如何收集人们对物品的感官反应以及形成这些反应的生理现象,但整个感官品评技术则一直到了1960~1970年代才因为加工食品工业的起飞而开始迅速發展,当时学术界及企业界为因应对这方面数据的需求,开始投入技术發展,因此这段期间各种品评方法标示方法品评观念品评结果的展现方式等等各方向不断被提出、被讨论及被验证,越来越多的企业成立品评部门,各大学纷纷成立研究单位并纳入高等教育课程,也变成食品科学领域中五大次领域之一(其他为食品化学、食品工程、食品微生物及食品加工),美国标准检验(ASTM)方法也制定了感官品评(更新的说法,我们称之为感官分析)实施的建议标准(Committee E-18),1990年代之后,由于国际商业活动频繁以及全球化的概念影响之下,感官品评界开始了国际交流与讨论跨国文化与人种对感官反应的影响。

在上述的历史潮流中,感官品评技术的概念也从给人主观印象的官能检查感官评鑑(sensory evaluation),而發展成被认同的一项客观分析方法—感官分析(sensory analysis),之后,其应用与研究不断纳入其他领域的科学家,包括如统计学家以应用更新的统计方法及观念;心理学家或消费行为学家以开發新的收集人类反应的方法及心理行为观念;生理学家以研究人类感官生理机制、进而修正收集人类反应的方法等,才又發展成今日的感官科学(sensory science),在技术方面,则不断和新科技结合,發展更准确或更快速或更方便的方法,如品评自动化系统、气相层析嗅闻技术(GC-sniffing或GC Olfactometry)、时间—感受强度研究(time-intensity study)等等。由此可以看出这一潮流会不断的走下去,希望在这潮流中,我国的研究或应用也能發展起来,而在这个世界舞台上不缺席。


质控品评系统导入辅导-整厂版(与SQF融合)

质控品评系统导入辅导-整厂版(与SQF融合)

执行的好处

1. 建立公司产品质控品评制度基础及统一标准
2. 提供与客户沟通产品感官品质的工具,建立客户信心及降低客户抱怨频率
3. 建立公司注重产品品质及客户反应之形象

服务的模式

SCG感官分析实验室将利用下列步骤
1.利用系统化步骤之十大流程将生产线例行质控品评串联执行
2.透过各种工作表单完成感官能力筛选(包含滋味能力筛选、异味能力筛选、质地能力筛选、气味能力筛选)、产品描述及标准参考样品等。
3. 提供各种评价单范例,例如参考比较法、品质方格法、差异性成对比较法、差异性排序法及三点检验法等。
4. 各流程方法说明,例如参考比较法、品质方格法及差异性系列方法等。
5. 针对质控品评测试执行人进行现场教育训练,可依客户需求调整教育训练主题内容。
如欲适用于跨厂模式,则需建构跨厂适用之感官品质平台。


一如历史沿革一节中所述,目前感官品评(更新的说法,我们称之为感官分析)已在各国蔚为风气,下面将简单介绍世界各国较知名的现况,使读者初步了解各国此方面的现况,在美国方面,除了各大食品公司(如Coca Cola, Pepsi, Frito-Lay, General Mills, Quaker, Nutrasweet, FMC等)都已拥有庞大的感官品评部门及各大学食品科系皆设立感官品评研究领域外,美国业界甚至出现了很多感官品评的专业顾问公司,替中小企业提供品评的服务,如Tragon, Spectrum, SensoryService, InfoSense(目前已与CAMO公司合併),Moskowitz Jacobs等都是世界有名的顾问公司,其中不乏有名的大师,如Tragon的创办人Dr. Herb Stone及John Sidel就是定量描述分析(QDA)的發明人,而Spectrum的负责人Gail Civille也就是第二代定量描述分析方法Spectrum的發展者,Moskowitz Jacobs的负责人Dr. Howard Moskowitz则为研究黏度方面及消费者研究的大师,另如研究质地的先驱者Alina Szczesniak,亦以个人顾问活跃于业界;加拿大则除了农业部有感官品评专家(E. Larmond 及 M. Cliff)外,也有世界驰名的Compusense顾问公司,该公司的品评自动化软体在同业的世界市场中佔有龙头地位;欧洲国家中则以北欧的挪威、瑞典等国以统计上的多变量分析(multivariate analysis)应用在感官品评界响负盛名,挪威食品工业發展研究所所长Dr. Eainar Risvik即为此方面专家,许多多变量分析的商业统计软件亦为该国CAMO公司开發,其他国家亦非常积极,各国专家已成立2个专业联盟,一为研究组织(ECRO, European Chemoreception Research Organizations),一为交流联盟(ESN, European Sensory Network),不但彼此可以交换专业资讯,甚至合作建立欧洲各国消费者的感官资料库(如口味嗜好),对食品产业的国际化很有助益;亚太地区主要以新澳两国發展较蓬勃,以新西兰为例,该国统计显示其80%的食品公司都设有品评制度,而乳品公司更是高达100%,据称是因为其乳品大部分为外销,因此特别重视此一技术,连该国市场调查公司亦设有感官品评部门,以服务食品业的客户,而该国Otago大学感官研究中心负责人Dr. John Prescott则一直投入跨国感官差异的研究,亦为着名期刊的主要编辑之一,Food Quality and Preference,我们曾与之合作研究两国消费者的一些差异。

国内的發展较国外晚,从1975年起开始有学者使用香气检查、组织检查来进行研究;1980年代开始有人使用"官能品评"所鑑别的品质作为指标来表达,而台湾中兴大学区少梅老师开始推广此一观念,也一直开设训练班,尤其针对茶叶及蔬果方面的品评研究投入甚多;进入1990年代后,"感官品评"被大量地投注在食品科学的研究中,以学术界發表论文的篇数来看,这第三个十年更是以十倍数速度在成长。以实务应用面来说,感官品评或称官能品评甚或官能检查,目前在国内的应用包括有

  1. 评估餐饮业的清洗效果(以目视法进行)
  2. 生鲜产品如︰肉品、水产品、蛋品、乳品等
  3. 中药药材
  4. 香水材料
  5. 嗜好性产品,如酒、茶叶
  6. 育种开發︰园艺产品、农/畜产品
  7. 环保检测(以目视及嗅觉进行)
  8. 纺织品
  9. 设计学、媒体传达方面
  10. 包材
  11. 加工食品等方面

其中又以加工食品应用最多;而上述这些应用所用的工具,可说仍偏向"官能检查"的领域,例如,以蛋而言,破开检查中要检查扩散面积"小"、"普通"或"甚广",容易受到个人主观的影想响;包材测试120°C,60分钟的白化,检查结果为"有"与"无"。这样的结果可以立刻判定接受或拒绝,但会被跼限于“有无或是否“,无法得到其它的资讯,且观查白化与否若只依靠单一人员的感官,其冒险机率是比较高的。因此我们在此推广的是以更系统化,更科学化的执行观念与技术,将低所谓的冒险率,始知成为可以信赖的工具。

以食品工业的应用来看,外商公司的应用就较深入,然而许多台湾知名企业亦已开始急起直追,如统一、佳格、味全、奇美、金门酒厂等公司正全力投入中,相信食品工业业者已经嗅闻到国际化市场,需要有能够提升国际竞争力的工具。

一般执行感官品评(更新的说法,我们称之为感官分析)技术,所常使用的方法有以下几种(Meilgaard et. al., 1987; Stone & Sidel, 1985):

    *异同测试:可用来回答是否一样的问题,功能是在找寻样品间整体的差异,较常用的方法有三点检测法、参考比较法等。

    *差异测试:可用来回答有多不一样的问题,功能是在找寻样品间特定感官特性的差异,较常用的方法有成对比较法、三点检验法、参考比较法、排序法、类别标示法、直线标示法及比例估计法等。

    *描述测试:可用来回答那裡不一样的问题,功能为找寻样品(间)所有重要的感官特性,就像产品的指纹一样,常用的方法有定量描述分析法。

    *喜好测试:可用来回答那一个比较好(喜欢)的问题,功能为找寻样品(间)被喜欢或接受的程度,常用的方法有成对比较法、排序法、9分制快感标度法、9分制接受性标度法测试、恰好标度法等。


一些特定用途的品评方法还包括感官保质限评估方法(如三点检验法、参考比较法、韦伯测试法)、阈值测试方法(成对比较法、讯号侦测法、界限上升法)等等,而感官品评科学中,仍有许多值得推广与介绍大家使用的工具与系统化操作方法,本文仅就基本型态加以说明,如希望更深入了解,欢迎参考"感官品评-基础与应用"一书,或来信(newton.yau@e-sinew.com)讨论。

在品评的执行过程中也很容易产生偏差或误导,通常最有可能造成偏差的有以下几点:
  1. 目标模煳:通常在执行品评,最常發生的问题,是先做了测试后,才看我能得到什麽答案,而未在执行前确立要找的答案(如前述)是什麽,再经过适当的实验设计,选择适当的方法来进行,才不会事倍功半。
  2. 是否为盲目试验:参与者所看到的样品标示为添加阿斯巴甜或果糖时,我们就无法确定其感官反应是由产品的感官感受而来,还是其心中对阿斯巴甜的排斥或其它心理因素而来。最明显的例子是当内部员工知道自己公司的产品是那一个时,所造成的心理影响是显而易见的。
  3. 评价员的代表性及能力:除性别、年龄等等是否有代表性外,另一方面是否有感官障碍,或者有饮食限制的慢性疾病或其它生理变化如怀孕等皆需考虑。能力方面则包括敏感度、稳定度及表达能力等项目须筛选。不论训练型评价员或非训练型评价员,都应谨慎评估。
  4. 样品状况的控制:包括温度、容积、大小等,任何可能提供评价员暗示,或影响评价员感受的非实验因子,皆应儘量排除。
  5. 进行的时间:以距离三餐一个半小时到两个小时为佳,也就是上午十点与下午三点,这在企业的生产部门可能会无法配合,所以进行前必需与部门主管预先协调或分梯次进行,以免降低员工参与的意愿,也可因应组织内的需求及实际情况进行调整,另亦应避免上下班员工情绪浮动时进行。
  6. 进行的环境控制:是否有干扰,包括气味、声音以及相互之间讯息的干扰,例如还没接触样品之前看到完成者的苦瓜脸,或者听到老板说好极了等等,皆会直接影响评价员的心理,而造成偏差。
  7. 最重要的一点即是切勿认为品评很简单,都是一般常识,认为”人人都可操作”而草率执行,因为整个品评过程的完成,不仅仅只是品评测试的执行而已,尚包括从进行前正确的设计,到确立目标,选择方法,到数据分析及解释所获的结果,所有的步骤都应谨慎,都需要专业素养,否则误用的结果比不用还糟糕(姚, 1993)。

就未来發展而言,世界潮流中,我们认为未来在感官技术上的發展趋势如下︰

    (1)尽量结合结合不同的仪器指标与感官特性进行相关性找寻,且在相关性的结论上愈来愈注重统计概念,注重多重相关研究有普遍化的趋势,不论是採用採用多项仪测指标或不同仪器测试,甚至前述的多变量分析工具,注重整体具象(whole picture)的探讨

    (2)發展更符合人类感官系统机制的仪器,如模彷人类的唾液及体温的存在;或模彷人类咀嚼的动作等

    (3)在气味或风味研究的部份,气相层析嗅闻技术的应用有普遍化的趋势

    (4)在气味、滋味与风味的研究中,时间—感受强度研究也逐渐普遍化

而在实务应用上,除各大企业自行招募感官品评专业人才,设立品评部门建立品评制度外,许多中小企业亦欲招聘人才或进行委外服务,也将逐渐引进特定感官品评技术或方法于实务上应用。 以国内产业而言,产业需求将因WTO的竞争压力与消费者意识高涨而愈来愈大,大学科系势必将会把此技术纳入课程或论文题目,学者们亦将投入此一方面的研究领域,甚至与国际进行更多的交流;越来越多的企业想接受此方面的教育训练,招聘相关人员及引进执行制度等等,甚至受ISO及HACCP等制度的影响,感官品评的执行亦将在企业内發展为标准作业程序(SOP)及持续性与制度性的工作。除此食品产业的应用需求外,相信其他如纺织、化妆品/保养品及印刷等产业也将步欧美先进国家的后尘、开始發展此一技术的应用。

感官品评是一个长期且需要持续的工作,是延续一个企业组织生命力的不二法门。在传统食品企业中多半以老板的喜好为原则,异同的判别则以老经验的技术人员厂长来决定生死,这样的方法并不一定错,但中间欠缺了很多客观性、科学性的支持,因此所谓的风险很高,也常让研發人员有”宰相有权能割地,孤臣无力可回天”的无力感,所以利用一个科学的方法来评估,做为作决定的参考,是风险较少(当然绝不会是零风险)而且较客观的一种方式。同样的,从业人员或主管们若以为做品评很简单,找些人品嚐一下,不需专业人士执行,则需考量执行的经济效益,以及误用所造成的损失往往比不用还严重。

过去大家称呼相关工具为官能品评、官能评鑑、感官品评...因我们希望把此科学,定义在科学化感官分析系统,所以后续接称为感官分析,以与感官评鑑、官能评鑑、感官检查等名词区隔。