배양육의 식감 분석 방법

배양육이 일반 고기처럼 느껴지게 하기 위해 질감 분석은 중요합니다. 질감 프로파일 분석 (TPA), Warner-Bratzler 전단 시험, 및 인장 시험과 같은 기술은 경도, 씹힘, 강성 등의 특성을 측정하는 데 도움을 줍니다. 이러한 방법은 제품이 소비자의 기대에 부응하는 입안의 느낌과 씹는 감을 제공하면서 생산 중 일관성을 유지하도록 보장합니다.

주요 사항은 다음과 같습니다:

• 질감 프로파일 분석 (TPA): 샘플을 두 번 압축하여 씹는 것을 시뮬레이션합니다. 경도, 탄력성, 씹힘을 측정합니다.
• Warner-Bratzler 시험: 섬유를 절단하여 부드러움에 중점을 두며, 구조화된 제품에 이상적입니다.
• 인장 시험: 근섬유 정렬을 재현하는 데 중요한 신장성과 강성을 평가합니다.

도전 과제에는 샘플 준비의 불일치와 복잡한 고기 스캐폴드 생체재료. 를 모방하는 어려움이 포함됩니다. 다중 지점 압입과 같은 새로운 개발과 생산에 실시간 유변학적 테스트를 통합하는 것은 정확성과 효율성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

연구자들에게는 Cellbase와 같은 플랫폼이 장비 조달을 간소화하고 생물 처리 결정과 질감 결과를 연결합니다. 이러한 방법을 숙달하는 것은 배양육이 기존의 육류와 감각 경험을 일치시키는 데 중요합니다.

텍스처 분석 워크숍 with Texture Technologies, BlueNalu, and Optimized Foods - CMS22

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주요 텍스처 분석 방법

압축 테스트

압축 테스트, 또는 텍스처 프로파일 분석 (TPA), 은 샘플에 두 번의 연속적인 단축 압축 사이에 짧은 휴식 기간을 두고 적용하는 방법입니다. 이 방법은 인간의 씹기 기계를 모방하여 제품이 소비 중에 어떻게 행동하는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 테스트 중에 프로브는 샘플을 원래 높이의 50%까지 3 mm/s의 속도로 압축하여 인간의 물림 힘을 시뮬레이션합니다.

이 테스트에서 몇 가지 주요 매개변수가 도출됩니다:

• 경도: 첫 번째 압축 동안의 최대 힘으로, "첫 입"의 감각을 나타냅니다.
• 탄력성: 변형 후 회복의 정도와 속도.
• 응집성: 첫 번째 압축에 비해 두 번째 압축에서 수행된 작업의 비율로, 내부 구조적 무결성을 반영합니다.
• 씹힘성: 경도, 응집성 및 탄력성에서 도출된 복합 측정치.

예를 들어, 응집성 값이 1에 가까우면 제품이 씹는 동안 잘 유지된다는 것을 나타내며, 0에 가까운 값은 쉽게 분해됨을 시사합니다.

2022년 3월, 연구원 Jacobo Paredes-Puente, Diego Cortizo-Lacalle, 그리고 Ane Miren Imaz는 Biotech Foods S.L. (스페인 산 세바스티안)에서 제공한 배양육으로 만든 프랑크푸르트 스타일의 소시지를 조사했습니다.ZwickiLine Z1.0 만능 시험기를 사용하여, 배양 소시지가 기존 제품과 유사한 경도와 씹힘을 보여주었지만, 전통적인 프랑크푸르트 소시지보다 현저히 높은 영률(강성)을 나타낸다는 것을 발견했습니다 ^[1].

전단 및 Warner-Bratzler 테스트

전단 테스트는 초기 물림의 역학에 초점을 맞추어 압축 테스트를 보완하는 관점을 제공합니다. V-노치 블레이드를 사용하여, 이 방법은 샘플을 통해 절단 동작을 적용하여 고기와의 첫 접촉 시 치아의 작용을 재현합니다.

TPA가 씹는 과정을 시뮬레이션하는 것과 달리, Warner-Bratzler 방법은 섬유질 구조를 전단하는 데 필요한 힘을 측정하여 연도를 평가하는 데 특히 유용합니다. 이 접근법은 전체 절단 제품과 정렬된 근육 섬유를 가진 구조화된 샘플을 평가할 때 뛰어납니다.결과 - 특히 최대 전단력 - 은 부드러움에 대한 소비자 인식과 밀접하게 연결되어 있습니다.

TPA는 생 또는 균질 샘플에 더 적합한 반면, Warner-Bratzler 방법은 구조화된 제품에 이상적이며, 연구자들이 전통적인 고기의 대안 의 씹기 역학을 평가하는 데 도움을 줍니다.^[1] .

인장 시험

인장 시험은 단축 인장 하에서 재료의 신장성과 회복성을 측정하여 압축 및 전단을 넘어섭니다. 이 방법은 자연 근섬유의 정렬 및 기계적 특성을 모방하도록 설계된 구조화된 제품에 특히 관련이 있습니다.

주요 지표는 다음과 같습니다:

• 영률: 기계적 응력 대 변형률의 비율로, 재료의 변형 저항성과 형태 회복 능력을 나타냅니다.

2025년 1월, Jean-Baptiste가 이끄는 연구 그룹R.G. Souppez와 Eirini Theodosiou는 Aston University에서 일곱 가지 종류의 버거에 대해 단일 사이클 축 시험 - 인장, 압축 및 절단을 포함하여 - 을 수행했습니다. 그들의 연구 결과는 전통적인 소고기의 기계적 특성을 복제하기 위한 배양육 제품의 목표 값을 설정하는 데 도움을 주었습니다. 그들은 굽힘, 압축 및 절단 항복 변형이 소고기와 대체품을 구별하는 데 중요하다는 것을 확인했습니다 ^[3] .

인장 시험은 배양육 스캐폴드와 정렬된 섬유가 자연 고기의 기계적 성능을 달성할 수 있는지에 대한 귀중한 데이터를 제공합니다. 특히 필라멘트 및 섬유 네트워크에서 볼 수 있는 변형-강화 행동을 복제하는 데 있어 중요합니다 ^[2] .

응용 및 제한 사항

텍스처 분석 방법의 이점

텍스처 분석은 배양육을 평가하는 데 있어 인간 감각 패널에 대한 신뢰할 수 있고 효율적인 대안을 제공합니다. 단일 텍스처 프로파일 분석 테스트로 연구자들은 경도, 응집성, 탄력성, 및 씹힘성과 같은 여러 매개변수를 단 한 번의 이중 압축 사이클로 측정할 수 있습니다. 이 과정은 1초 이내에 완전한 기계적 프로파일을 제공하여 지속적인 품질 개선에 필수적인 빠르고 일관된 지표를 제공합니다. 이러한 속도와 재현성은 빠른 품질 관리 검사가 필수적인 생산 환경에서 특히 가치가 있습니다^[1] .

이러한 기기 방법은 상업용 육류 제품과의 직접적인 비교도 가능하게 합니다. 연구자들은 응력 대 변형률을 플로팅하여 텍스처를 분류할 수 있습니다 (e.g. , 부드럽거나, 질기거나, 고무 같거나, 부서지기 쉬운), 생산 팀이 소비자 기대에 맞춰 제품을 조정할 수 있도록 돕습니다^[2]. 또한, 유변학적 특성 분석은 압출과 같은 공정을 제어하는 데 중요한 역할을 하며, 제품의 최종 입안 감촉에 영향을 미치는 흐름 행동과 점성 특성에 대한 통찰력을 제공합니다^[1].

이와 같은 정량적 비교는 배양육 개발을 검증하는 데 필수적이며, 그 질감 특성이 전통적인 육류 제품과 밀접하게 일치하도록 보장합니다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 여전히 해결해야 할 기술적 장애물이 있습니다.

도전과 한계

그 강점에도 불구하고, 질감 분석은 자체적인 도전 과제를 가지고 있습니다. 지속적인 문제 중 하나는 샘플 준비. 섬유 방향과 수분 함량의 변동으로 인해 일관된 샘플 두께를 달성하기 어려워 결과의 변동성이 발생합니다^[1]. 이를 해결하기 위해 Biotech Foods의 연구원들은 메타크릴레이트 플레이트 템플릿과 마이크로톰 블레이드를 사용하여 샘플 전반에 걸쳐 표준화된 3mm 두께를 보장하고 데이터 불일치를 줄이는 방법을 개발했습니다^[1].

유변학적 테스트도 고유한 어려움을 제시합니다. 예를 들어, 샘플이 테스트 플레이트에 대한 접착력을 잃을 때, 일반적으로 10%를 초과하는 높은 변형에서 슬립이 자주 발생합니다. 이 문제는 고체와 액체 상태 사이의 전이에 관련된 데이터의 정확성을 저해합니다^[1][2]. 또한, 표준 질감 분석 방법은 근절, 근섬유, 결합 조직과 같은 고기의 복잡한 계층 구조를 포착하는 데 종종 실패하며, 이는 개발자들이 식용 지지체. 를 사용하여 복제하려고 하는 중요한 요소입니다. 이는 배양육 개발자들이 현실적인 질감을 달성하기 위해 복제해야 하는 중요한 요소입니다^[2].

바게닝겐 대학교의 Floor K. G. Schreuders가 지적한 바와 같이:

따라서 미래의 개발은 더 많은 탄력을 생성하고 질감에 대한 가열 효과를 가능하게 하여 고기 특성을 더욱 잘 모방할 수 있는 경로에 초점을 맞춰야 합니다 ^[2].

또 다른 과제는 배양육에 대한 확립된 기준의 부족입니다. 최근까지 이러한 제품의 기계적 특성에 대한 실험 데이터가 거의 없었기 때문에 명확한 생산 목표를 설정하기가 어려웠습니다.그러나 최근 연구에서는 고함량 소고기 제품(95% 이상 소고기)에서 목표 값을 식별하기 시작하여 개발 목표에 대한 보다 명확한 프레임워크를 제공합니다^[3].

이러한 과제를 극복하는 것은 배양육이 전통적인 고기의 질감 경험을 일관되게 재현하는 데 중요할 것입니다.

질감 분석의 새로운 발전

질감 분석 분야는 진화하고 있으며, 이전 기술을 넘어 정밀도를 향상시키고 실시간 평가를 가능하게 하고 있습니다.

다중 지점 압입 기술

전통적인 질감 프로파일 분석(TPA)은 단일 지점 압축에 의존하며, 배양육의 국부적인 기계적 차이를 고려하지 못하는 경우가 많습니다. 이러한 단점은 섬유 방향 및 수분 분포와 같은 요인이 일관되지 않은 결과를 초래할 수 있는 이질적인 샘플에서 명백해집니다 ^[1]. 다중 점 압입 기술은 조직 표면 전반에 걸쳐 공간적으로 해상된 데이터를 제공함으로써 이 문제를 해결합니다. 전통적인 고기의 복잡한 구조를 재현하는 것이 우선인 배양육의 경우, 이 접근 방식은 더 높은 수준의 정확성을 보장합니다. 전통적인 테스트는 10% 이상의 변형에서 샘플 미끄러짐이 발생할 수 있는 반면, 다중 점 압입은 이러한 불일치를 효과적으로 식별합니다 ^[1]. 이렇게 세부적으로 질감을 매핑할 수 있는 능력은 이 방법을 자동화된 생산 시스템에 통합하기 위한 강력한 후보로 만듭니다.

생물공정 시스템과의 통합

업계의 트렌드는 실시간 품질 관리를 위해 생산 공정에 질감 분석을 내장하는 방향으로 이동하고 있습니다. 생물공정 워크플로우에 유변학적 특성화를 통합하면 제조업체가 매개변수를 동적으로 조정할 수 있습니다.예를 들어, 압출 또는 흐름 기반 성형 중에 배양육 매트릭스의 점성 및 흐름 특성을 이해하는 것은 기존 고기와 유사한 질감을 얻기 위해 중요합니다. 저장 모듈러스(G') 및 응집력과 같은 주요 매개변수를 모니터링하면 상업적 기준 내에서 원하는 기계적 특성을 유지하기 위해 실시간 조정이 가능합니다 ^{[1] [4]}. 기기적 방법은 관능 검사 및 감각 패널 평가에 비해 더 높은 재현성과 효율성을 제공합니다. 그러나 섬유질 또는 이질적인 재료의 샘플 준비를 자동화하면서 인공물을 도입하지 않는 것과 같은 과제가 여전히 존재합니다. 또한, 전통적인 육류 제품에서 볼 수 있는 근육에서 고기로의 전환을 재현하기 위해 pH 및 온도와 같은 중요한 요소의 지속적인 모니터링이 필수적입니다 ^[1].

어떻게 Cellbase 텍스처 분석을 지원하는지

연구자들을 검증된 공급업체와 연결합니다

배양육 생산은 이질적인 샘플의 텍스처를 분석하기 위한 전문 도구를 요구합니다. Cellbase는 필수 장비의 신뢰할 수 있는 공급업체와 연구자들을 연결하여 이 과제를 간소화합니다. 여기에는 ZwickiLine Z1.0, 과 같은 범용 단축 시험기와 고정밀 50 N Xforce P 로드셀, 이 포함되며, 저장 모듈러스와 점성 특성을 측정하기 위해 평행판 기하학을 사용하는 고급 레오미터 Anton Paar MCR 301, 도 포함됩니다 ^[1].

이 플랫폼은 R&D 일정에 지장을 줄 수 있는 복잡한 조달 과정을 간소화합니다.기술 사양을 표준화함으로써, Cellbase는 연구자들이 구조화된 데이터 필터를 사용하여 장비를 효율적으로 비교할 수 있도록 합니다. Cultigen Group의 David Bell은 이 접근 방식을 강조합니다:

우리는 그 데이터를 구조화된 필드로 구문 분석하고 표준화하여 구매자가 실제로 제품을 비교할 수 있도록 했습니다 ^[6] .

이 수준의 투명성은 최종 제품의 기계적 특성에 크게 영향을 미치는 상류 생산 요소도 포함합니다 ^[5].

산업별 전문 지식

장비 조달을 단순화하는 것 외에도, Cellbase는 귀중한 산업 통찰력을 제공합니다. 이 플랫폼은 상류 생물 처리 결정과 하류 텍스처 결과 간의 격차를 연결합니다. 예를 들어, 스캐폴드 강성 및 매체 구성이 최종 제품의 기계적 특성과 어떻게 연결되는지를 보여줍니다.이렇게 함으로써, 연구자들이 배양육 생산에 필요한 기계적 표준에 맞춰 품질 관리 프로세스를 조정하는 데 도움이 됩니다.

결론 및 향후 방향

텍스처 분석은 배양육의 품질을 보장하는 데 중요한 역할을 하며, 연구자들이 전통적인 고기의 감각 경험을 재현하는 데 도움을 줍니다. 영률 및 전단 변형과 같은 기계적 특성을 목표로 함으로써, 생산자들은 소비자 선호도에 맞춰 생물 가공 전략을 미세 조정할 수 있습니다. 그러나 더 발전하기 위해서는 여러 연구 격차를 해결해야 합니다.

중요한 분야 중 하나는 배양 후 성숙. 시간, 온도, 및 pH가 조직 변형에 미치는 영향을 이해하는 것은 전통적인 가축 고기에서 볼 수 있는 사후 변화와 유사하게 만드는 데 중요합니다 ^[1]. 또한, 업계는 기본적인 압축 테스트를 넘어설 필요가 있습니다. 표준화된 굴곡, 인장, 절단 프로토콜과 같은 다중 모드 기계적 테스트를 구현하면 복잡한 전체 절단 구조에 대한 보다 포괄적인 이해를 제공할 것입니다 ^[3] . 최근 연구는 경도 및 씹힘과 같은 특성이 고육 함량 제품(95% 이상)을 대체품과 효과적으로 구별할 수 있음을 강조합니다. 이러한 발견은 업계가 2040년까지 35% 시장 점유율을 달성하기 위해 노력하는 동안 귀중한 벤치마크를 제공합니다 ^{[1] [3]} .

이 진화를 지원하기 위해, Cellbase와 같은 플랫폼은 연구자들을 텍스처 분석 장비의 검증된 공급업체와 연결하고 상류 생물 처리와 하류 텍스처 결과를 연결하는 전문 지식을 제공합니다.

또 다른 유망한 방향은 실시간 유변학적 특성화를 생산 워크플로에 통합하는 것입니다. 이 접근 방식은 소비자에게 감각적 경험을 향상시키면서 제품의 일관성을 보장합니다. 배양육 부문이 발전함에 따라 엔지니어링 매개변수와 소비자 인식 간의 관계는 점점 더 정밀해져, 생산자들이 전통적인 고기와 거의 구별할 수 없는 제품을 만들 수 있게 될 것입니다.

자주 묻는 질문

제품에 대해 TPA, 전단, 인장 시험 중 어떤 것을 선택해야 하나요?

배양육 제품의 질감을 평가할 때, 측정하려는 특정 질감 속성에 맞춰 시험 방법을 선택하는 것이 중요합니다:

• 질감 프로파일 분석 (TPA): 이 방법은 경도, 탄력성, 및 씹힘성, 을 평가하는 데 이상적이며, 포괄적인 질감 프로파일을 위한 선택입니다.
• 전단 시험: 이 기술은 부드러움 및 섬유질감, 을 측정하는 데 사용되며, 씹기 쉬운 정도를 결정하는 데 중요한 요소입니다.
• 인장 시험 : 특히 스테이크 같은 제품을 만들 때 신장성 및 섬유 구조, 를 분석하는 데 적합합니다.

제품의 감각적 및 구조적 목표에 맞는 테스트 방법을 선택하십시오.

배양육의 질감 결과의 변동성을 줄이는 샘플 준비 단계는 무엇입니까?

배양육의 질감 결과의 변동성을 줄이기 위해서는 준비 과정에서 일관된 시간 관리와 취급이 중요합니다. 모든 샘플이 동일한 조건에서 준비되도록 배치로 요리하십시오. 모든 샘플이 동일한 온도와 상태에서 평가에 도달하도록 시간을 조정하십시오. 일관된 준비 방법을 준수하는 것이 신뢰할 수 있는 질감 분석 및 감각 평가를 달성하는 데 중요하며, 프로세스 전반에 걸쳐 일관성과 정확성을 보장합니다.

어떤 텍스처 지표가 소비자의 씹기와 입안 느낌을 가장 잘 예측합니까?

텍스처 지표, 예를 들어 텍스처 프로파일 분석 (TPA) 및 워너-브래츨러 전단력 (WBSF), 은 배양육의 감각적 품질을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 기술은 소비자가 씹기와 입안 느낌을 어떻게 인식할지를 예측하는 데 특히 유용하며, 이로 인해 텍스처 특성을 소비자의 선호도에 더 잘 맞출 수 있습니다.

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