Quando você morde uma maçã, um estalo forte e crocante lhe diz que ela é fresca. Sem esse som característico, a maçã seria menos atraente. A ciência da emissão sonora é chamada de acústica e sua análise fornece informações vitais sobre a qualidade e aceitabilidade do alimento – tanto real quanto percebida.

Em resposta a solicitações de departamentos de pesquisa universitários e comerciais, a Stable Micro Systems desenvolveu um método de medição da liberação de energia acústica durante um teste físico e entregou o Detector de Envelope Acústico.

Como funciona o detector de envelope acústico

O Acoustic Envelope Detector é um instrumento que mede a energia acústica liberada por uma amostra à medida que ela é deformada pelo Texture Analyser (somente modelos Plus) e, em conjunto com o software Exponent Connect , converte e exibe isso em decibéis (dB) – a medição padrão do som. As emissões acústicas, na faixa audível até uma frequência de 12,5 kHz, são detectadas perto da amostra usando um microfone e pré-amplificador dos especialistas dinamarqueses em som e vibração Brüel & Kjær, que tem alta sensibilidade às frequências emitidas por produtos frágeis, mas tem baixa sensibilidade ao ruído mecânico emitido pelo Texture Analyser. Essas informações são convertidas de um sinal analógico (voltagem) que representa a energia acústica total liberada do produto à medida que varia com o tempo. Essa voltagem é medida enquanto o TA.XTplusC e o TA.HDplusC Texture Analyser medem simultaneamente a força, a distância e o tempo para fornecer a 4ª dimensão na análise de textura .

Além disso, o software Exponent Connect agora pode processar áudio e sincronizar esses dados como arquivos .wav. Os arquivos de áudio (arquivos .wav) gravados pelo Acoustic Envelope Detector são úteis para vários propósitos:

• Os arquivos de áudio auxiliam muito na compreensão ao analisar resultados de testes. Ser capaz de ouvir o áudio enquanto vê os dados de áudio e os dados do Envelope Acústico ajuda o usuário a entender a natureza dos dados que está analisando.

• Manter os arquivos de áudio dos seus testes permite uma melhor comparação entre diferentes ambientes acústicos. Um laboratório pode ter ruído de fundo diferente de outro laboratório, e ouvir o áudio real pode permitir que você identifique isso facilmente.

• Ao analisar os resultados do teste, ouvir os arquivos .wav permite que você ouça imediatamente se houve ruídos de fundo indesejados que poluíram seus dados de teste.

• Ao configurar testes acústicos para comparar produtos com dados de teste armazenados anteriormente, a capacidade de OUVIR o ambiente de teste é útil para garantir que o ambiente seja acusticamente semelhante.

• Quando usado com o Sistema de Captura de Vídeo, o Módulo RAED fornece o áudio para acompanhar a filmagem do vídeo. O usuário então tem dados de Força, Vídeo, Áudio e Envelope que podem ser estudados juntos para fornecer uma compreensão completa da interação entre forças e ruído produzidos pela quebra de uma amostra.

A medição do som

Dados acústicos são medidos e exibidos no software Exponent Connect em tempo real junto com medições mecânicas (força, distância e tempo) para identificar certos eventos durante um teste, por exemplo, o som de estouro quando uma lata de bebida é aberta ou a quebra de um biscoito quando é quebrado. Essa medição sonora fornece outra dimensão de dados quantitativos sobre fraturas ou eventos audíveis que ocorrem quando uma amostra é deformada durante o teste.

Talvez a característica mais saliente de alimentos crocantes e crocantes seja o som emitido em sua desintegração/fratura durante a mastigação ou em testes mecânicos. Quando um alimento crocante é quebrado ou esmagado, ele invariavelmente tem uma relação irregular de tensão-deformação. Além disso, sons característicos são produzidos devido, por exemplo, à fratura quebradiça das paredes celulares de frutas ou vegetais ou à fratura de camadas individuais dentro de um produto de matriz, como um biscoito crocante.

‘Crocância’ e ‘crocância’ sensoriais são percepções não apenas de eventos de força-deformação-tempo, mas também, e quase certamente principalmente, de seus efeitos acústicos. Foi descoberto, de fato, que a combinação de técnicas acústicas e mecânicas descreve mais adequadamente a percepção sensorial dos alimentos do que qualquer uma das técnicas sozinha.

O som emitido por um produto se torna sua ‘assinatura acústica’ característica. O Acoustic Envelope Detector fornece uma ferramenta para a quantificação dessa emissão sonora enquanto mede as propriedades texturais do produto.

A comercialização do som

Os anunciantes usam onomatopeias para que os consumidores se lembrem de seus produtos – palavras para coisas são criadas a partir de representações dos sons que esses objetos fazem. Nos últimos anos, os anunciantes têm feito uso da crocância e da crocância dos alimentos. Os telespectadores não podem sentir o sabor ou o cheiro de um produto anunciado. Eles podem apenas vê-lo e, claro, ouvi-lo. Anunciar os ativos auditivos de um alimento familiariza o cliente potencial com este atributo de qualidade mais importante de muitos produtos. Os consumidores então associam ‘assinaturas acústicas’ a vários produtos, o que aumenta seu apelo, sucesso e fidelidade à marca.

A aplicação da medição sonora

Embora muito trabalho nessa área tenha se concentrado na medição da crocância de alimentos quebradiços, como cereais matinais, batatas fritas ou a crocância do revestimento de um comprimido de goma de mascar ou maçã fresca, as aplicações potenciais incluem a quantificação de:

• O ‘estalo’ de um biscoito/barra de chocolate (ao medir sua resistência à ruptura)

• O ‘estalo’ de uma rolha (ao medir sua facilidade de remoção)

• A ‘efervescência’ de uma bomba de banho ou comprimido desintegrante (enquanto mede sua firmeza)

• O ‘estalo’ de um lápis (ao medir sua resistência à ruptura)

• O ‘clique’ de um interruptor (enquanto mede sua força de atuação)

• O ‘estalo’ de um biscoito de Natal (ao medir sua força de tração)

• O ‘zip’ de um zíper (ao medir sua força de tração)

Artigos publicados

Reunimos uma lista de artigos on-line que você pode achar interessantes e úteis para entender o campo de análise de textura e medição acústica:

Comer com os ouvidos: avaliando a importância dos sons do consumo em nossa percepção e prazer de experiências de sabor multissensoriais – De acordo com Charles Spence, o som é o sentido esquecido do sabor. Você pode dizer muito sobre a textura de um alimento — pense em crocante, crocante e estalado — a partir dos sons de mastigação ouvidos ao morder e mastigar. As últimas técnicas do campo da neurociência cognitiva estão revolucionando nossa compreensão. Leia mais

Não é o som do silêncio – As curvas de perfil sonoro adicionam métricas adicionais sobre o comportamento crocante-crocante de um produto que não podem ser facilmente captadas em um perfil de força. Ao analisar o som simultaneamente com as forças, as empresas podem quantificar com muita precisão os comportamentos que estão projetando em seus produtos. Leia mais

Aplicação de emissão acústica para avaliação de qualidade de frutas e vegetais – O som de esmagamento de alimentos é um dos principais fatores usados ​​para avaliação de qualidade de alimentos. Crocância e crocância são atributos de produtos de alta qualidade e geralmente são apontados no topo de uma lista de preferências do consumidor. O método de emissão acústica (EA) é investigado como uma ferramenta promissora para avaliação de propriedades de alimentos. Leia mais

Combinação de configurações acústicas como um indicador sensorial de crocância de alimentos secos e crocantes – Nove produtos alimentícios comerciais foram submetidos a análises de detector de força e envelope acústico, usando duas configurações para aquisição de dados acústicos e gerenciamento de dados acústicos. Atributos sensoriais e fortes correlações de propriedades instrumentais indicam que o Texture Analyser em combinação com o Acoustic Envelope Detector é um bom instrumento para imitar a mastigação humana e a percepção de textura, por meio de estímulos de força e som. Este estudo sobre alimentos secos e crocantes pode contribuir para a literatura e a indústria alimentícia, bem como para estudos futuros sobre alimentos úmidos, crocantes e crocantes. Leia mais

Mais exemplos da aplicação do Detector de Envelope Acústico em trabalhos publicados podem ser encontrados aqui

Informações técnicas

Como o Detector de Envelope Acústico permite a escolha da amplitude do espectro acústico

É importante entender que o DEA mede a voltagem total sobre a faixa de frequência definida e a converte em decibéis. Isso é ilustrado no diagrama abaixo.

‘1 bin de frequência’ da frequência de canto selecionada para 12,5 kHz

O DEA usa uma abordagem de 1 ‘frequency bin’ que mede como a energia acústica total dentro da largura de banda definida varia com o tempo. Para focar em uma banda de frequência específica, um filtro programável passa-alta pode ser ajustado dentro da janela TA Settings para alterar a amplitude do espectro acústico da extremidade inferior. Há 9 faixas de configurações de 1 kHz a 10 kHz. Observação: o padrão de fábrica é definido como 3 kHz para reduzir o ruído de fundo.

E quanto ao ruído de fundo?

A frequência dos sons emitidos por materiais crocantes se espalha por uma ampla faixa de frequência, até e além da faixa superior da audição humana. O ruído de fundo do Texture Analyser e do laboratório geral é, em sua maioria, abaixo de 3 kHz e, portanto, pode ser ignorado, pois não contribui para a característica de eventos acústicos crocantes/crocantes. Pesquisas e análises detalhadas permitiram o design de um sistema robusto que tem baixa sensibilidade ao ruído emitido pelo Texture Analyser e laboratórios gerais, mas uma alta sensibilidade às frequências emitidas por tais produtos crocantes ou crocantes. Isso é efetivamente alcançado pelo uso do seguinte:

• Um filtro passa-alta, facilmente configurado por um menu suspenso nas configurações de teste

• Um microfone direcional, montado próximo à amostra

• Além disso, macros automáticas podem ser executadas nos dados para avaliar o nível de ruído e um novo conjunto de dados pode ser gerado sem “ruído de sinal” indesejado.

Exemplo de gráfico: Corte da lâmina através da cobertura de gelo de chocolate