咀嚼是一项复杂的口腔处理过程,涉及物理和化学等多项因素,咀嚼系统中不同的结构、组织和功能单位都会对咀嚼过程产生重要的影响,从而影响咀嚼效能。随着人们对科学认知水平的提高和对健康养生的愈加重视,食物摄入口腔时的咀嚼效能和摄入后营养物质的吸收被提上议程,究竟是什么因素影响了咀嚼这一复杂的生理过程,究竟应用什么方法来评价咀嚼效能的好坏,这些问题显得亟待解决。本文利用课题组自主研发的仿咀嚼机,通过模仿人类咀嚼过程中的动作并通过采集和分析咀嚼过程中的信息,主要针对两方面内容进行研究。一是影响咀嚼效能的各项可能因素,利用计算机软件分析等先进技术和试验探索进行深入研究,并通过多种不同的评价方法对各影响因素不同水平下的咀嚼效能进行评价,通过对比各方法的优缺点,找到方便、快捷、准确、可靠的具有系统性和理论性的评价方法。二是对咀嚼过程中不同食物的质地特性进行分析并建立模型,从而为食品质地的评价提供新的途径。同时对食物样品组成成分与食品质地特性间的关系进行研究。本文的主要研究内容及结论如下:1.咀嚼效能评价方法的选择采用4种评价方法6个特征指标来评价食物咀嚼效能,分别是吸光度法(吸光度值)、筛分称重法(破碎率值、d50值和中径值)、浊度法(浊度值)、图像处理法(颗粒平均面积),并对各咀嚼效能评价方法获得的大量试验数据进行重复性、相似性矩阵、验证性等分析,经分析后发现浊度法重复性较其他评价方法相对标准偏差较小,值为0.0785;相似性矩阵得到欧几里得距离为2.60,明显优于图像处理法(88.842)、破碎率值法(20.97)等;验证性得到的相对差为0.0592,说明浊度法得到的结果比较精确,是一种操作简单易行、低耗低成本、准确度高、重复性好、快速可靠的较为实用的评价咀嚼效能的方法。2.仿咀嚼机系统参数研究仿咀嚼机是通过模仿人类咀嚼系统的结构和功能研制的,因此对仿咀嚼机系统参数进行研究分析显得非常必要,不仅能够提高试验的准确度,也可以使评价结果更接近于人类。经过研究发现,在应用仿咀嚼机的过程中,咀嚼次数(循环次数)、咀嚼速度(电机转速)、唾液流量(蠕动泵转速)、口腔环境(温湿环境)、咀嚼力大小(弹簧组组合)等系统参数对试验有一定的影响。3.感官与仿咀嚼机咀嚼效能的模型建立对仿咀嚼机系统参数与其咀嚼效能,感官咀嚼效能与仿咀嚼机咀嚼效能进行相关性分析和回归分析,并尝试建立回归模型,满足精度要求,用来估测感官咀嚼效能,节省大量的人力物力。经分析研究得出仿咀嚼机系统参数与咀嚼效能,感官咀嚼效能与仿咀嚼机咀嚼效能均存在显著相关性,进行模型建立是合理的,得到的模型R2分别是0.882和0.912。再经过模型的验证性分析得到估测值与实际值非常接近,相似度可以达到0.918和0.970,两个模型是适用的。该仿咀嚼机可以间接的用来进行感官咀嚼效能试验。4.食品质地评价使用仿咀嚼机、感官质地评价、通用食品质构仪,对多种食物样品的质地特性进行了研究。以人类感官质地评价为基准,通过相关性、多元线性回归等分析,建立了仿咀嚼机的质地评价方法,并与通用食品质构仪对比。结果表明,仿咀嚼机和感官结果之间有良好的相关性,均大于0.900,仿咀嚼机测试可以用来代替人类感官质地评价,用于估测食物质地特性,估测误差均低于6%,且经过对比发现仿咀嚼机较通用食品质构仪更优越。5.食物组成对质地影响仿咀嚼机测试的质地特性在不同食物样品中存在差异,这种差异的出现和食物样品的组成成分含量比值有着密不可分的关系。对食物样品组成成分含量比值与其质地特性之间的关系进行研究并建立回归模型就显得是非常合理,同时也为今后的深入研究提供了重要依据。经研究分析得到仿咀嚼机测试的脆性和咀嚼性特性可由食物样品组成成分的含量比值进行估测。