식품의 품질과 관련된 외관(기포·블룸 등)의 관찰·해석
식품의 식감이나 풍미에 편차가 발생하면 리피트 구매 고객으로부터 신뢰를 잃거나 클레임으로 발전할 우려가 있습니다. 따라서 식품 제조 시 항상 안정적인 품질(식감 및 풍미)을 소비자에게 제공해야 합니다. 식품의 부가가치인 품질은 기포 및 성분의 결정 등 그 외관의 관찰·해석을 통해 평가할 수 있습니다.
여기서는 식품의 확대 관찰·해석의 중요성을 설명합니다. 또한, 4K 디지털 마이크로스코프를 사용해 지금까지 난이도가 높았던 빵의 기포 관찰·자동 해석, 블룸을 관찰하는 등 간단한 조작으로 정량적인 평가를 실현하는 최신 사례를 소개합니다.
- 식품의 외관 관찰·해석을 통한 품질 평가
- 식품의 식감·품질 평가 시 4K 디지털 마이크로스코프를 이용한 관찰·해석 사례
- 식품의 식감·풍미 등의 외관을 통한 평가를 효율화하는 4K 디지털 마이크로스코프
식품의 외관 관찰·해석을 통한 품질 평가
식품의 대량 생산 시 검사원이 관능 검사로 식감 및 풍미 등을 자주 평가하기는 매우 어렵습니다. 생산 현장에서 관능 검사 스킬을 갖춘 인재를 확보하기 어려운데다 검사원 또는 검사일에 따라 결과에 편차가 발생하기도 하므로, 정량적인 평가를 통한 품질 유지가 어려운 경우가 많아 현실적이라고 할 수 없습니다.
따라서 식품의 외관을 자세하게 현미경으로 관찰하거나 해석함으로써 식감 및 풍미, 품질 등 식품의 상태를 정량적으로 평가하는 방법이 효과적입니다. 식품의 품질과 관련된 미시적인 외관 및 그 형상, 측정값 등에 의한 평가 예를 아래에 정리했습니다.
빵·케이크류
빵과 빵 생지, 케이크 등의 생지 단면 내부의 기포 상태를 관찰·해석하여 식감 및 부드러움 등을 비교·평가할 수 있습니다.
초콜릿류
초콜릿류를 식히면서 응고 상태의 외관을 관찰합니다. 제조 공정에서 초콜릿 성분이 녹고 식으면서 굳을 때 발생하는 백색 부분 「블룸*」이 발생하는지 확인합니다.
또한, 초콜릿의 표면 거칠기는 낮을수록 맛과 식감이 좋아집니다. 시장 유통 시의 온도도 관계가 있으므로 계절에 따라 거칠기를 조절한 계절 한정 제품도 있습니다.
- Tips블룸이란
- 블룸(bloom)이란 특정 온도에 도달했을 때 식품 표면에서 녹아내린 성분이 식으면서 굳어 결정으로 떠올라 꽃이 피듯 적층하는 현상입니다. 블룸에는 「팻 블룸」과 「슈가 블룸」의 두 가지가 있습니다. 팻 블룸은 카카오 버터의 유지분이 녹았다가 표면에서 굳으며 떠오른 것입니다. 한편, 슈가 블룸은 설탕이 녹았다가 표면에서 굳으며 떠오른 것입니다.
블룸이 많으면 초콜릿 전체가 하얗게 보여 식품의 외관을 저해할 뿐만 아니라 평상시보다 풍미도 떨어지므로 주의가 필요합니다.
면류(우동·야키소바·파스타 등)
면 표면의 요철을 현미경으로 관찰하여 목 넘김 정도와 부드러운 식감을 확인·평가할 수 있습니다.
또한, 면의 단면을 관찰하면 심의 상태(물 치환성)를 확인할 수 있으므로 적절한 삶는 시간의 검증에 효과적입니다. 뿐만 아니라 면에 포함된 기포를 관찰·해석함으로써 식감 및 삶는 시간의 확인 외에 동결 건조 처리의 조건 설정 등에도 활용할 수 있습니다.
냉동 식품(고기 요리·튀김 등)
햄버그나 크로켓, 치킨가스 등의 냉동 식품은 고기의 이음매 확인 및 생지와 튀김옷의 결착면 확인, 냉·해동에 의한 시간 경과에 따른 변화, 얼음 결정의 확인 등을 현미경 관찰을 통해 실시하고 평가합니다.
또한, 튀김옷의 바삭바삭한 식감을 표면 요철의 3D 형상을 수치화하여 평가할 수도 있습니다.
상온 레토르트 식품(고기 요리)
삶거나 구운 고기의 섬유를 관찰하여 부드러움을 평가할 수 있습니다. 또한, 원재료 함유 비율 등의 차이에 의해 발생하는 조직 형상 및 표면 거칠기의 차이를 확인하여 식감을 평가할 수도 있습니다.
햄·소시지
고기의 조직 관찰을 통해 냉동 후/냉동 전의 변화를 관찰하거나, 원료 및 함유물의 비율을 해석하여 수치화함으로써 식감 변화를 평가하는 경우가 있습니다.
두부, 두유 등
단면에서의 기포 관찰·해석(공극률)을 통해 가공 품질을 평가합니다. 또한, 단백질을 해석하여 부드러움을 평가할 수 있습니다.
알코올 음료·술
맥주의 거품 형상을 측정하여 수치화함으로써 목 넘김 및 식감을 평가할 수 있습니다.
일본주 제조사 중에는 술쌀의 심을 가시화·수치화하여 다이긴죠 제조에 적합한 쌀의 품질과 쌀 절샥량을 확인하는 경우도 있습니다.
이처럼 식품은 외관의 관찰 및 해석을 통해 그 식감과 풍미 등의 품질을 평가할 수 있습니다.
다음 항에서는 4K 디지털 마이크로스코프를 활용해 식품의 관찰·해석을 고도화·효율화하는 사례를 소개합니다.
식품의 식감·품질 평가 시 4K 디지털 마이크로스코프를 이용한 관찰·해석 사례
식품의 가공에는 다양한 재료가 사용되므로 빛의 반사율·흡수율이 다르거나, 그 형상도 입체적이고 복잡한 등 여러 종류가 있습니다. 따라서 관찰 시 조건 설정 및 초점 조정이 어려워 많은 공정 수와 시간이 필요한 것이 과제였습니다. 또한, 육안 해석 시에는 사용자에 따라 값에 편차가 발생하는 점이 정량적인 평가의 문제가 되었습니다.
KEYENCE는 현미경을 사용한 확대 관찰 및 해결과 관련된 여러 과제를 해결하고, 고도화와 효율화를 실현하는 차세대 마이크로스코프를 개발했습니다. 그것이 바로 초고해상도 4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」입니다.
여기서는 빵 생지의 기포 및 초콜릿의 블룸을 예로 들어 식품의 관찰·해석 사례를 소개합니다.
빵 생지의 기포 관찰
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 광학 현미경에 비해 20배 이상 깊은 피사계 심도와 고해상도를 동시에 실현. 4K CMOS와 다양한 기능을 간단한 조작으로 사용할 수 있는 독자적인 관찰 시스템을 통해 고도의 관찰을 신속하게 실행할 수 있습니다.
「VHX 시리즈」가 실현한 깊은 피사계 심도에 의해 빵 생지의 기포처럼 입체적인 대상 물체도 전체에 초점이 맞는 선명한 4K 화상으로 관찰할 수 있습니다.
또한, 버튼을 누르기만 하면 모든 방향에서 조명을 조사하여 촬상한 복수의 화상 데이터를 자동으로 취득하는 「멀티 라이팅」 기능은 목적에 맞는 화상을 선택하기만 하면 바로 관찰할 수 있습니다. 지금까지 조건 설정에 소요됐던 공정 수와 시간이 크게 줄어듭니다.
뿐만 아니라 과거에 촬상한 화상을 선택하는 것만으로 당시의 조건을 완전하게 재현할 수 있으므로, 대상 물체의 개체·관찰일·관찰자가 달라져도 동일한 조건으로 관찰하여 비교·평가할 수 있습니다.
빵 생지의 기포 자동 해석
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 취득한 고해상도 4K 화상의 관찰 시 범위를 선택하는 것만으로 고정도 자동 해석을 끊김없이 실행할 수 있습니다.
「자동 면적 계측·카운트」 기능을 활용하여 임의의 한계값으로 화상을 2치화할 수 있습니다. 기포의 정확한 카운트 및 기포의 면적·둘레 길이·최대 직경·최소 직경 외에 선택 범위 내 기포 면적의 평균·표준 편차·최대값·최소값·면적률 등 자세한 수치를 자동으로 계측·산출하여 목록으로 표시할 수 있습니다. 이를 통한 해석 결과의 정량화는 평가에서 발생하는 편차 문제를 해결해줍니다.
또한, PC를 사용하지 않고도 「VHX 시리즈」에 Excel을 직접 인스톨하여 이용할 수 있습니다. 미리 템플릿을 준비하면 화상과 필요한 수치를 임의의 레이아웃으로 출력하여 리포트를 자동 작성할 수 있습니다.
「VHX 시리즈」는 이러한 다양한 기능을 통해 관찰 시 조명 조건 설정부터 초점 조정, 해석, 리포트 작성까지 일련의 업무를 1대로 간단하고 신속하게 수행할 수 있습니다.
블룸(초콜릿)의 관찰
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 블룸을 고배율로 관찰할 때도 선명한 4K 화상을 취득할 수 있습니다.
식품 표면의 정상적인 부분(배경)과 블룸(관찰 대상)의 콘트라스트가 낮은 경우, 관찰이 어려울 수 있습니다. 「VHX 시리즈」는 셔터 스피드를 바꾼 여러 장의 화상을 통해 고계조 화상을 취득하는 「HDR(High Dynamic Range)」 기능으로 높은 콘트라스트로 관찰할 수 있습니다.
또한 기존에는 입체적인 형상인 초콜릿에 발생한 블룸을 고배율로 관찰할 때, 대상 물체의 일부에만 초점이 맞아 전체상으로 관찰하기 어려웠습니다. 「VHX 시리즈」는 초점 위치가 다른 여러 장의 화상을 합성하는 「심도 합성」 기능을 탑재했기 때문에 대상 물체의 높이차가 큰 경우에도 시야 전체의 풀 포커스 화상을 취득하여 전체상을 선명하게 관찰할 수 있습니다.
이렇게 다양한 촬상·화상 처리 기능을 통해 기존에는 난이도가 높았던 블룸의 고배율 관찰도 간단하고 신속하게 선명한 4K 화상을 취득할 수 있습니다.
식품의 식감·풍미 등의 외관을 통한 평가를 효율화하는 4K 디지털 마이크로스코프
식품의 관찰·해석은 난이도가 높은 경우가 많아 기존에는 그 난이도에 비례하여 많은 공정 수와 시간이 필요했습니다.
4K 디지털 마이크로스코프 「VHX 시리즈」는 우수한 성능과 기능을 간단한 조작으로 활용할 수 있어, 기존에는 어려웠던 선명한 화상을 이용한 관찰 및 정확한 자동 해석을 1대로 신속하게 실시할 수 있습니다.
또한, 관찰의 조건 설정부터 초점 조정, 해석, 리포트 작성까지 일련의 업무에 자동화 기술을 활용할 수 있으므로 공정 수를 크게 줄일 수 있습니다.
「VHX 시리즈」는 여기서 소개한 내용 외에도 다양한 기능이 있어 식품 업계와 관련된 에멀션 및 결정, 미생물의 관찰·해석 등에 폭넓게 활용할 수 있습니다.
「VHX 시리즈」에 관한 자세한 내용을 알아보시려면 아래의 버튼을 클릭하여 카탈로그를 다운로드하시거나 부담 없이 상담·문의해 주시기 바랍니다.
