Come eseguire correttamente un test TPA è una delle domande che ci vengono rivolte maggiormente dai nostri clienti quando devono usare gli analizzatori di struttura. In queste linee guida daremo alcuni importanti criteri utili per affrontare le Texture Profile Analysis (TPA). L’analisi del profilo strutturale di un prodotto, infatti, deve essere condotto applicando impostazioni di test corrette, altrimenti alcuni dei valori più importanti non verranno calcolati correttamente.
Nei test TPA la sonda scende ad una velocità controllata per cercare attraverso il precarico la parte superiore del campione. Lo strumento inizierà a registrare i dati non appena viene raggiunto il trigger automatico con la forza di innesco specificata. La sonda, quindi, comprime il campione alla velocità di prova specificata e percorre la distanza target o la deformazione percentuale. Una volta raggiunta la distanza o la deformazione target, la sonda risale alla posizione di trigger originale alla stessa velocità del test. Lo strumento attende quindi il tempo target prima che avvenga la seconda compressione alla velocità di prova specificata. La sonda infine risale velocemente fino alla posizione iniziale.
Si noti che il tempo di attesa tra i cicli può influenzare se i campioni hanno abbastanza tempo per recuperare tra i cicli. Se si aspetta troppo a lungo, molti campioni che altrimenti potrebbero avere valutazioni del ritorno elastico molto diverse secondo i pannelli sensoriali potrebbero apparire simili. È vero anche il contrario. Se non aspetti sufficientemente tra una discesa e l’altra, forse il prodotto non avrà il tempo di tornare indietro e anche i parametri di elasticità non saranno ben correlati ai punteggi sensoriali.
Linee guida consigliate per eseguire correttamente le Texture Profile Analysis (TPA)
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Selezionare la sonda appropriata
In linea di principio gli utenti dovrebbero utilizzare sonde piatte o piastre di compressione più grandi del diametro dei campioni in modo che il prodotto possa fuoriuscire ed essere comunque completamente a contatto e adeguatamente compresso. Si noti che una sonda adeguata per deformazioni basse potrebbe non essere adatta per sollecitazioni più elevate a causa del comportamento del prodotto durante la compressione. Poiché l’utilizzo di sonde di diametro maggiore presenta pochi svantaggi, suggeriamo di scegliere una dimensione maggiore per la sonda TPA.
Occasionalmente è possibile accettare di testare prodotti più grandi della sonda, come torte, muffin, pane, con la consapevolezza che se la sonda sfonda e penetra nel prodotto, è necessario esaminare i valori di resilienza, elasticità e persino coesione con scetticismo (poiché la capacità del prodotto compresso di ritornare indietro può essere indebitamente annullata dall’attrito e dalle pareti laterali del foro di penetrazione).
Poiché lo scopo di una Texture Profile Analysis (TPA) ovvero l’analisi del profilo strutturale di un prodotto è replicare bene l’azione del morso, le sonde da punturazione che presentano un diametro inferiore, in genere, non funzionano bene per questa applicazione. Queste sonde, comprese le sonde a cono per alcuni prodotti, penetrano o si intagliano nei campioni creando dei fori che annullano completamente la capacità dei prodotti di ritornare indietro o di essere progressivamente compressi come se fossero stati masticati.
NON è possibile utilizzare nelle prove di TPA lame di coltello sottili, celle di Kramer o celle di estrusione stile Ottawa. Queste sonde tagliano o distruggono i campioni e non consentono il recupero di elementi critici per i calcoli TPA. I ricercatori possono ovviamente utilizzare questi tipi di dispositivi per valutare i loro prodotti, ma dovrebbero astenersi dal chiamare i valori sperimentali risultati TPA.
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Impostare la stessa velocità per la compressione e il ritorno
Per poter calcolare correttamente molti parametri TPA i test devono essere condotti con la stessa velocità sia per la fase di compressione che per quella di risalita (stesse velocità di Test e Post-Test).
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Sperimentare più distanze di compressione o deformazioni percentuali per determinare le distanze massime di compressione ottimali
In origine le prove di Texture Profile Analysis (TPA) utilizzavano una deformazione dell’80%. La maggior parte della ricerca sul TPA del Dr. Bourne è stata condotta con una tensione del 90%. Il concetto alla base di questa scelta era che la maggior parte degli alimenti dovesse essere masticata completamente per frantumare successivamente la massa del cibo fino a renderla accettabile per la deglutizione. Se l’obiettivo del test è frantumare il cibo fino a renderlo appetibile da deglutire, allora è bene testare i prodotti utilizzando deformazioni che si avvicinano al 66% – 80%. Tuttavia, deformazioni che si avvicinano al 75% sono estremamente distruttive e, sebbene il test possa emulare l’azione della masticazione, spesso è eccessivamente distruttivo per consentire di rilevare le sottili differenze esplorate dagli scienziati alimentari tra formule o processi.
Nonostante ad oggi in pochi utilizziao ancora la deformazione estrema dell’80% per i test TPA, è importante comprendere le premesse del test e quindi quale percentuale di deformazione o distanza potrebbe essere appropriata da valutare i propri prodotti. Per impostare correttamente un test TPA consigliamo di condurre preliminarmente diversi test TPA utilizzando diverse distanze di compressione o deformazioni percentuali e di scegliere una distanza o deformazione finale solo dopo aver osservato il comportamento dei propri prodotti e considerato quale deformazione sia più adatta per raggiungere l’obiettivo del test. Abbiamo ottenuto risultati eccellenti con valori di deformazione compresi tra il 25% e il 50% sulla maggior parte delle classi di prodotti.
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Utilizzare parametri TPA appropriati
Chiunque applichi un metodo di test TPA sui prodotti genererà automaticamente valori per tutti i parametri TPA standard. Tuttavia, per molti prodotti alimentari tali parametri potrebbero essere completamente privi di significato, come indicato nella lettera del Dr. Szczesniak all’editore di JTS sull’uso del TPA su un Lifesaver che forniva valori di elasticità per una caramella che veniva schiacciata e quindi l’aspetto elastico sarebbe privo di significato. Pertanto scegli attentamente quali metriche TPA potrebbero essere appropriate per il tuo prodotto.
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Scegliere un tempo di attesa tra i due cicli adeguato all’obiettivo del test
Tempi di attesa lunghi potrebbero essere eccessivi. Molti prodotti, con il tempo sufficiente torneranno completamente alle loro altezze originali. Il ritorno in tempi di attesa lunghi potrebbe non essere realistico, poiché molti prodotti vengono masticati o consumati nella vita reale con tempistiche relativamente veloci.
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NON utilizzare il TPA per prodotti che non hanno attributi strutturali
Il TPA è un metodo di test inappropriato per molti prodotti (purea, mandorle, caramelle dure, burro di arachidi, caramello, ecc.) perché tali prodotti non hanno gli attributi primari misurati dal TPA (elasticità, masticabilità, coesione). Se sei interessato principalmente all’adesione, esegui un test di adesività. Se sei interessato principalmente a quanto è fragile o fratturabile un prodotto, esegui un test di piegatura a tre punti. NON forzare l’uso del metodo TPA sui prodotti semplicemente perché il metodo TPA fornisce risultati ben etichettati.
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NON condurre test che si discostano notevolmente dai metodi TPA e quindi chiamare tali valori TPA
Abbiamo visto test TPA eseguiti con più di due cicli, o con cicli a diverse profondità, o con cicli a diverse velocità di prova, o con test con segmenti di rilassamento nella fase di discesa di ciascun ciclo. Queste idee possono essere interessanti e persino produrre risultati interessanti che si correlano bene con alcuni obiettivi di ricerca, ma non sono test TPA e non dovrebbero essere etichettati come tali.
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Utilizza solo parametri applicabili ai tuoi prodotti
Gli utenti dovrebbero considerare i parametri a cui sono interessati quando progettano i loro esperimenti e dovrebbero utilizzare solo le metriche applicabili al prodotto da testare. Il cioccolato di solito non è elastico e testarlo non fornirà dati utili. Allo stesso modo, il pane in genere non è adesivo, quindi testare l’adesività non è utile. Poiché attualmente non esiste una standardizzazione dei parametri TPA, i ricercatori sono responsabili dell’autoregolamentazione/monitoraggio dell’uso dei parametri TPA e dei metodi di prova da parte dei proponenti.
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Ogni volta che si apportano modifiche ai parametri originali, scegliere saggiamente
Alcune modifiche al TPA non sono utili e non vengono eseguite per le giuste ragioni, ma molte sì. Le migliori modifiche al TPA vengono adottate perché gli scienziati stanno cercando di evidenziare gli attributi dei prodotti che stanno testando.
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Pianifica e cronometra attentamente la configurazione del campione
Temperatura, umidità, preparazione del campione, dimensione e forma del campione, ecc. possono influenzare i risultati del test. Un esperimento progettato correttamente prevede l’utilizzo di impostazioni di test TPA chiare, ma include anche una serie ben definita di protocolli riguardanti l’ambiente di test e la presentazione del campione.
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Utilizzare un dispositivo appropriato per eseguire correttamente un test TPA
Per eseguire correttamente un test TPA le Texture Profile Analysis (TPA) NON devono essere condotte con celle di Kramer Shear, celle a puntura multipla, sonde a cono (con rare eccezioni), lame di coltello, estrusione in avanti o celle di Ottawa, ecc. Tutti questi dispositivi non generano l’azione masticatoria originariamente prevista dal metodo TPA progettato per emularla. Sebbene questi test possano generare risultati statisticamente differenziati e possano anche avere forti correlazioni con problemi di formulazione, non sono in armonia con gli obiettivi per cui è stato progettato il TPA e i parametri non dovrebbero essere indicati come valori TPA.
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Scegliere un metodo adatto al tipo di alimento, all’obiettivo del test e al consumatore target
Gruppi di consumatori sperimentano gli stessi alimenti in modo diverso (per età, nazionalità, tipo di masticazione) e la scelta della distanza di compressione o della deformazione dovrebbe essere coerente con l’obiettivo della ricerca e con il modo in cui i consumatori target sperimentano il cibo.
