感官分析介紹、應用與未來發展

姚念周 首席顧問

原文登於食品資訊第192期44~47頁
2019.10.23 針對感官分析與感官品評文字改寫

人類早期完全依賴感官與經驗來選擇所需要的食物,以填飽肚子謀求生存,慢慢地隨著經濟的發展,食物對於人類而言,不再單單只是為了生存,能否符合人類的滿足感,已是更為重要的考量。滿足感是經由消費者的感官喜好來決定,換句話說,消費者接受食品與否,主要是取決於食品的品質,而食品品質的高低完全是消費者的滿意度而定。食品品質項目包括了已集合名詞來說明的外觀、色澤、香氣、味道、質地、衛生安全及營養成分,除了最後兩項可以靠科學儀器來分析,其他均屬於感官品質,如果要加以評估,還需要深入界定感官特性。所謂的好不好吃?多香?多鹹?多辣?多苦?感官分析便是科學化表達上述疑問的關鍵技術,當然也有科學家認為許多感官品質可以用儀器指標來替代或代表,相關的研究比比皆是,然而我們也發現即使找到高相關性的儀器指標,其相關性也往往限定於特定條件下才成立,因此要重視感官品質,感官分析的技術不可或缺。

所謂的感官品評(更新的說法,我們稱之為感官分析),就是以"人"為工具,利用科學客觀的方法,藉著人的眼睛、鼻子、嘴巴、手及耳朵,也就是視嗅味觸聽覺等五種感覺系統,並結合心理、生理、物理、化學及統計學等學科,對食品進行測量與分析,來了解人類對這些產品的感受或喜歡程度,並測知產品本身品質的特性。這樣的技術可廣泛應用於食品業、化妝品業、紡織業及印刷業等民生用品工業。從1970年後,我們進入了消費者導向的時代環境中,它因此逐漸成為企業組織找尋目標產品的一項必要工具;是所有研發、品保及行銷部門不可或缺的利器,也是提升企業體競爭力的工具之一。感官品評(更新的說法,我們稱之為感官分析)在企業組織中的應用可包括:新產品開發原料或配方重組產品改進產品定位與競爭製程或包材改善消費者市場調查貯存安定性品質保證等功能方面。

歐美在這方面的研究與應用,已發展相當成熟,研究範圍廣泛;從1940年代開始,美國陸軍以系統化的方式收集士兵們對食品接受程度的數據,進而決定供應的補給食品,許多科學家開始思索如何收集人們對物品的感官反應以及形成這些反應的生理現象,但整個感官品評技術則一直到了1960~1970年代才因為加工食品工業的起飛而開始迅速發展,當時學術界及企業界為因應對這方面數據的需求,開始投入技術發展,因此這段期間各種品評方法標示方法品評觀念品評結果的展現方式等等各方向不斷被提出、被討論及被驗證,越來越多的企業成立品評部門,各大學紛紛成立研究單位並納入高等教育課程,也變成食品科學領域中五大次領域之一(其他為食品化學、食品工程、食品微生物及食品加工),美國標準檢驗(ASTM)方法也制定了感官品評(更新的說法,我們稱之為感官分析)實施的建議標準(Committee E-18),1990年代之後,由於國際商業活動頻繁以及全球化的概念影響之下,感官品評界開始了國際交流與討論跨國文化與人種對感官反應的影響。

在上述的歷史潮流中,感官品評技術的概念也從給人主觀印象的官能檢查感官評鑑(sensory evaluation),而發展成被認同的一項客觀分析方法—感官分析(sensory analysis),之後,其應用與研究不斷納入其他領域的科學家,包括如統計學家以應用更新的統計方法及觀念;心理學家或消費行為學家以開發新的收集人類反應的方法及心理行為觀念;生理學家以研究人類感官生理機制、進而修正收集人類反應的方法等,才又發展成今日的感官科學(sensory science),在技術方面,則不斷和新科技結合,發展更準確或更快速或更方便的方法,如品評自動化系統、氣相層析嗅聞技術(GC-sniffing或GC Olfactometry)、時間—感受強度研究(time-intensity study)等等。由此可以看出這一潮流會不斷的走下去,希望在這潮流中,我國的研究或應用也能發展起來,而在這個世界舞台上不缺席。


品管品評系統導入輔導-整廠版(與SQF融合)服務

品管品評系統導入輔導-整廠版(與SQF融合)服務

執行的好處

1. 建立公司產品品管品評制度基礎及統一標準
2. 提供與客戶溝通產品感官品質的工具,建立客戶信心及降低客戶抱怨頻率
3. 建立公司注重產品品質及客戶反應之形象

服務的模式

SCG感官品評實驗室將利用下列步驟
1.利用系統化步驟之十大流程將生產線例行品管品評串聯執行
2.透過各種工作表單完成感官能力篩選(包含滋味能力篩選、異味能力篩選、質地能力篩選、氣味能力篩選)、產品描述及標準參考樣品等。
3. 提供各種品評單範例,例如參考比較法、品質方格法、差異性配對比較法、差異性順位法及三角測試法等。
4. 各流程方法說明,例如參考比較法、品質方格法及差異性系列方法等。
5. 針對品管品評測試執行人進行現場教育訓練,可依客戶需求調整教育訓練主題內容。
如欲適用於跨廠模式,則需建構跨廠適用之感官品質平台。


一如歷史沿革一節中所述,目前感官品評(更新的說法,我們稱之為感官分析)已在各國蔚為風氣,下面將簡單介紹世界各國較知名的現況,使讀者初步了解各國此方面的現況,在美國方面,除了各大食品公司(如Coca Cola, Pepsi, Frito-Lay, General Mills, Quaker, Nutrasweet, FMC等)都已擁有龐大的感官品評部門及各大學食品科系皆設立感官品評研究領域外,美國業界甚至出現了很多感官品評的專業顧問公司,替中小企業提供品評的服務,如Tragon, Spectrum, SensoryService, InfoSense(目前已與CAMO公司合併),Moskowitz Jacobs等都是世界有名的顧問公司,其中不乏有名的大師,如Tragon的創辦人Dr. Herb Stone及John Sidel就是定量描述分析(QDA)的發明人,而Spectrum的負責人Gail Civille也就是第二代定量描述分析方法Spectrum的發展者,Moskowitz Jacobs的負責人Dr. Howard Moskowitz則為研究黏度方面及消費者研究的大師,另如研究質地的先驅者Alina Szczesniak,亦以個人顧問活躍於業界;加拿大則除了農業部有感官品評專家(E. Larmond 及 M. Cliff)外,也有世界馳名的Compusense顧問公司,該公司的品評自動化軟體在同業的世界市場中佔有龍頭地位;歐洲國家中則以北歐的挪威、瑞典等國以統計上的多變量分析(multivariate analysis)應用在感官品評界響負盛名,挪威食品工業發展研究所所長Dr. Eainar Risvik即為此方面專家,許多多變量分析的商業統計軟體亦為該國CAMO公司開發,其他國家亦非常積極,各國專家已成立2個專業聯盟,一為研究組織(ECRO, European Chemoreception Research Organizations),一為交流聯盟(ESN, European Sensory Network),不但彼此可以交換專業資訊,甚至合作建立歐洲各國消費者的感官資料庫(如口味嗜好),對食品產業的國際化很有助益;亞太地區主要以紐澳兩國發展較蓬勃,以紐西蘭為例,該國統計顯示其80%的食品公司都設有品評制度,而乳品公司更是高達100%,據稱是因為其乳品大部分為外銷,因此特別重視此一技術,連該國市場調查公司亦設有感官品評部門,以服務食品業的客戶,而該國Otago大學感官研究中心負責人Dr. John Prescott則一直投入跨國感官差異的研究,亦為著名期刊的主要編輯之一,Food Quality and Preference,我們曾與之合作研究兩國消費者的一些差異。

國內的發展較國外晚,從1975年起開始有學者使用香氣檢查、組織檢查來進行研究;1980年代開始有人使用"官能品評"所鑑別的品質作為指標來表達,而中興大學區少梅老師開始推廣此一觀念,也一直開設訓練班,尤其針對茶葉及蔬果方面的品評研究投入甚多;進入1990年代後,"感官品評"被大量地投注在食品科學的研究中,以學術界發表論文的篇數來看,這第三個十年更是以十倍數速度在成長。以實務應用面來說,感官品評或稱官能品評甚或官能檢查,目前在國內的應用包括有

  1. 評估餐飲業的清洗效果(以目視法進行)
  2. 生鮮產品如︰肉品、水產品、蛋品、乳品等
  3. 中藥藥材
  4. 香水材料
  5. 嗜好性產品,如酒、茶葉
  6. 育種開發︰園藝產品、農/畜產品
  7. 環保檢測(以目視及嗅覺進行)
  8. 紡織品
  9. 設計學、媒體傳達方面
  10. 包材
  11. 加工食品等方面

其中又以加工食品應用最多;而上述這些應用所用的工具,可說仍偏向"官能檢查"的領域,例如,以洗選蛋而言,破開檢查中要檢查擴散面積"小"、"普通"或"甚廣",容易受到個人主觀的影想響;包材測試120°C,60分鐘的白化,檢查結果為"有"與"無"。這樣的結果可以立刻判定接受或拒絕,但會被跼限於“有無或是否“,無法得到其它的資訊,且觀查白化與否若只依靠單一人員的感官,其冒險機率是比較高的。因此我們在此推廣的是以更系統化,更科學化的執行觀念與技術,將低所謂的冒險率,始知成為可以信賴的工具。

以食品工業的應用來看,在台外商公司的應用就較深入,然而許多本土企業亦已開始急起直追,如統一、佳格、味全、奇美、金酒等公司正全力投入中,相信國內食品工業業者已經嗅聞到國際化市場,需要有能夠提升國際競爭力的工具。

一般執行感官品評(更新的說法,我們稱之為感官分析)技術,所常使用的方法有以下幾種(Meilgaard et. al., 1987; Stone & Sidel, 1985):

    *異同測試:可用來回答是否一樣的問題,功能是在找尋樣品間整體的差異,較常用的方法有三角測試法、參考比較法等。

    *差異測試:可用來回答有多不一樣的問題,功能是在找尋樣品間特定感官特性的差異,較常用的方法有配對比較法、三角測試法、參考比較法、順位法、類別標示法、直線標示法吉比例估計法等。

    *描述測試:可用來回答那裡不一樣的問題,功能為找尋樣品(間)所有重要的感官特性,就像產品的指紋一樣,常用的方法有定量描述分析法。

    *喜好測試:可用來回答那一個比較好(喜歡)的問題,功能為找尋樣品(間)被喜歡或接受的程度,常用的方法有配對比較法、順位法、9分制嗜好評分法、9分制接受度測試、適合度法等。


一些特定用途的品評方法還包括感官保存期限評估方法(如三角測試法、參考比較法、韋伯測試法)、閾值測試方法(配對比較法、訊號偵測法、界限上升法)等等,而感官品評科學中,仍有許多值得推廣與介紹大家使用的工具與系統化操作方法,本文僅就基本型態加以說明,如希望更深入了解,歡迎參考"感官品評-基礎與應用"一書,或來信(newton.yau@e-sinew.com)討論。

在品評的執行過程中也很容易產生偏差或誤導,通常最有可能造成偏差的有以下幾點:
  1. 目標模糊:通常在執行品評,最常發生的問題,是先做了測試後,才看我能得到什麼答案,而未在執行前確立要找的答案(如前述)是什麼,再經過適當的實驗設計,選擇適當的方法來進行,才不會事倍功半。
  2. 是否為盲目試驗:參與者所看到的樣品標示為添加阿斯巴甜或果糖時,我們就無法確定其感官反應是由產品的感官感受而來,還是其心中對阿斯巴甜的排斥或其它心理因素而來。最明顯的例子是當內部員工知道自己公司的產品是那一個時,所造成的心理影響是顯而易見的。
  3. 品評員的代表性及能力:除性別、年齡等等是否有代表性外,另一方面是否有感官障礙,或者有飲食限制的慢性疾病或其它生理變化如懷孕等皆需考慮。能力方面則包括敏感度、穩定度及表達能力等項目須篩選。不論訓練型品評員或非訓練型品評員,都應謹慎評估。
  4. 樣品狀況的控制:包括溫度、容積、大小等,任何可能提供品評員暗示,或影響品評員感受的非實驗因子,皆應儘量排除。
  5. 進行的時間:以距離三餐一個半小時到兩個小時為佳,也就是上午十點與下午三點,這在企業的生產部門可能會無法配合,所以進行前必需與部門主管預先協調或分梯次進行,以免降低員工參與的意願,也可因應組織內的需求及實際情況進行調整,另亦應避免上下班員工情緒浮動時進行。
  6. 進行的環境控制:是否有干擾,包括氣味、聲音以及相互之間訊息的干擾,例如還沒接觸樣品之前看到完成者的苦瓜臉,或者聽到老板說好極了等等,皆會直接影響品評員的心理,而造成偏差。
  7. 最重要的一點即是切勿認為品評很簡單,都是一般常識,認為”人人都可操作”而草率執行,因為整個品評過程的完成,不僅僅只是品評測試的執行而已,尚包括從進行前正確的設計,到確立目標,選擇方法,到數據分析及解釋所獲的結果,所有的步驟都應謹慎,都需要專業素養,否則誤用的結果比不用還糟糕(姚, 1993)。

就未來發展而言,世界潮流中,我們認為未來在感官技術上的發展趨勢如下︰

    (1)盡量結合結合不同的儀器指標與感官特性進行相關性找尋,且在相關性的結論上愈來愈注重統計概念,注重多重相關研究有普遍化的趨勢,不論是採用採用多項儀測指標或不同儀器測試,甚至前述的多變量分析工具,注重整體具象(whole picture)的探討

    (2)發展更符合人類感官系統機制的儀器,如模仿人類的唾液及體溫的存在;或模仿人類咀嚼的動作等

    (3)在氣味或風味研究的部份,氣相層析嗅聞技術的應用有普遍化的趨勢

    (4)在氣味、滋味與風味的研究中,時間—感受強度研究也逐漸普遍化

而在實務應用上,除各大企業自行招募感官品評專業人才,設立品評部門建立品評制度外,許多中小企業亦欲招聘人才或進行委外服務,也將逐漸引進特定感官品評技術或方法於實務上應用。 以國內產業而言,產業需求將因WTO的競爭壓力與消費者意識高漲而愈來愈大,大學科系勢必將會把此技術納入課程或論文題目,學者們亦將投入此一方面的研究領域,甚至與國際進行更多的交流;越來越多的企業想接受此方面的教育訓練,招聘相關人員及引進執行制度等等,甚至受ISO及HACCP等制度的影響,感官品評的執行亦將在企業內發展為標準作業程序(SOP)及持續性與制度性的工作。除此食品產業的應用需求外,相信其他如紡織、化妝品/保養品及印刷等產業也將步歐美先進國家的後塵、開始發展此一技術的應用。

感官品評是一個長期且需要持續的工作,是延續一個企業組織生命力的不二法門。在傳統食品企業中多半以老板的喜好為原則,異同的判別則以老經驗的技術人員廠長來決定生死,這樣的方法並不一定錯,但中間欠缺了很多客觀性、科學性的支持,因此所謂的風險很高,也常讓研發人員有”宰相有權能割地,孤臣無力可回天”的無力感,所以利用一個科學的方法來評估,做為作決定的參考,是風險較少(當然絕不會是零風險)而且較客觀的一種方式。同樣的,從業人員或主管們若以為做品評很簡單,找些人品嚐一下,不需專業人士執行,則需考量執行的經濟效益,以及誤用所造成的損失往往比不用還嚴重。

過去大家稱呼相關工具為官能品評、官能評鑑、感官品評...因我們希望把此科學,定義在科學化感官分析系統,所以後續接稱為感官分析,以與感官評鑑、官能評鑑、感官檢查等名詞區隔。