“口感”是消费者对食品最直观、最关键的感官体验之一,涵盖硬度、脆性、弹性、黏性、咀嚼性、胶着性等多个维度。然而,传统依赖人工感官评定的方法存在主观性强、重复性差、成本高等问题。为实现食品质地评价的客观化、标准化与数据化,质构仪应运而生,并已成为食品研发、质量控制和工艺优化中不可或缺的核心设备。本文将系统探讨质构仪如何通过灵活配置与科学方法,精准应对从软糯糕点到坚硬坚果等各类食品的口感评价需求。
一、质构仪的工作原理与核心优势
质构仪本质上是一种高精度力学测试设备,通过探头对样品施加压缩、穿刺、剪切、拉伸或三点弯曲等力学动作,实时记录力-位移-时间曲线,从而量化食品的质地特性。其核心优势在于:
- 客观可量化:将“软”“硬”“脆”“弹”等模糊描述转化为牛顿(N)、毫米(mm)、焦耳(J)等物理单位;
- 高度可重复:在标准条件下,同一产品多次测试结果偏差小;
- 模拟真实口腔行为:通过选择合适探头与测试模式,可近似模拟牙齿咬合、舌头挤压等口腔动作;
- 适用范围广:从液体、半固体到固体食品均可测试。
二、针对不同食品类别的质构测试策略
1.烘焙食品(如蛋糕、面包、饼干)
关注指标:硬度、弹性、回复性、脆性。
常用方法:
- 蛋糕/面包:采用圆柱形探头进行两次压缩(TPA,TextureProfileAnalysis),获取硬度、咀嚼性、内聚性等参数;
- 饼干/酥饼:使用三点弯曲或穿刺测试评估断裂力与脆性。
2.乳制品与凝胶类(如酸奶、布丁、果冻)
关注指标:稠度、凝胶强度、黏附性、破裂强度。
常用方法:
- 酸奶:用反向挤压杯(BackExtrusionCell)测试挤出阻力,反映稠度与流动性;
- 果冻:采用球形探头穿刺至特定深度,测定凝胶强度(g或N)。
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3.肉类与肉制品(如火腿、香肠、熟牛肉)
关注指标:剪切力(嫩度)、弹性、咀嚼性。
常用方法:
- Warner-Bratzler剪切刀具测定熟肉剪切力;
- TPA测试评估重组肉制品的整体质地。
4.果蔬类(如苹果、番茄、胡萝卜)
关注指标:硬度、脆度、成熟度相关质地变化。
常用方法:
- 穿刺测试(如用针形探头测苹果果肉硬度);
- 剪切测试(如测芹菜茎的纤维韧性)。
5.休闲零食(如薯片、坚果、软糖)
关注指标:脆性、断裂力、弹性模量。
常用方法:
薯片:三点弯曲或单次压缩测断裂力与声学脆性(配合声发射传感器);
软糖:TPA测试其弹跳性与咀嚼感;
坚果:压缩测试外壳破裂力或仁体硬度。
6.流体与半流体(如酱料、蜂蜜、肉糜)
关注指标:黏度、屈服应力、铺展性。
常用方法:
- 旋转锥体/平板系统或挤压测试评估流动阻力;
- 使用圆筒探头进行穿透测试,模拟涂抹行为。
三、提升测试准确性的关键要素
- 探头选择:根据样品形态匹配探头类型(球形、针形、刀片、圆柱、定制模具等);
- 测试参数设定:预压速度、测试速度、触发力、目标距离等需优化;
- 样品一致性:尺寸、温度、含水率、放置方向应严格统一;
- 数据解读:结合食品实际食用场景,避免“有数据无意义”。
质构仪不仅是实验室里的精密仪器,更是连接食品科学与消费者体验的桥梁。面对千差万别的食品体系——从入口即化的慕斯到嘎嘣脆的炸鸡皮——它通过灵活的方法学设计与严谨的数据输出,将“口感”这一主观感受转化为可测量、可比较、可优化的工程参数。
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