TA-3000质构仪应用：三点弯曲测试

　　随着经济发展和消费水平的提升，人们对食品品质的要求日益提高，传统的感官评价方法已难以满足现代食品企业对客观、精准、可量化的质构数据需求。质构仪作为食品物性分析的核心专业仪器，搭配不同测试探头，可完成对食品的多种物性分析，除前文中介绍过的凝胶强度、面条强度、肉品嫩度、TPA测试外，也可以进行食品的脆度测试。

　　三点弯曲测试是一种广泛应用于脆性和弹塑性材料检测的方法，也是质构仪的重要测试模式之一，它不仅能评估饼干、巧克力的酥脆度，还能通过断裂力变化判断水果新鲜度，为产品质量控制提供科学依据。

　　本文以济南赛成电子科技有限公司TA-3000质构仪为例，记录一次关于饼干脆度的三点弯曲方法测试具体过程，展示赛成TA-3000质构仪在食品脆度测定方面的应用。

　　一、三点弯曲测试方法介绍

　　1、测试原理

　　将样品水平放置于两个支撑点上，中央探头以恒定速度下压，直到样品断裂。系统自动记录断裂瞬间的力值、位移和时间，生成力-位移曲线。

　　2、测试参数

　　断裂强度：即样品断裂瞬间承受的最大力值，反映产品结构致密性，高值代表偏硬不易断，低值代表酥松易碎。

　　脆性：由断裂位移量和曲线陡峭度判断，极小变形下突然断裂，曲线呈尖锐峰值说明脆性高。

　　硬度：断裂前的初始抗压能力或曲线下面积，影响"第一口"咀嚼体验。

　　断裂位移：即从接触到断裂的位移距离，体现样品柔韧性。

　　断裂能：力-位移曲线下的面积，综合表征抵抗断裂的能力。

　　3、食品行业应用范围

　　烘焙食品：如面包、饼干、蛋糕等，可用于评估面团的韧性、外皮的脆度、内部结构的支撑能力等。

　　糖果与巧克力：可测量其硬度、脆性及断裂力。

　　肉制品：如火腿、香肠、肉干等肉制品，可评估其质地柔软度、弹性及断裂特性。

　　面制品与米制品：在评估面条、米粉、粉丝等食品韧性、弹性及耐煮性方面，除拉伸强度测试外，三点弯曲测试也可进行评价。

　　果蔬：适用于黄瓜、香蕉、胡萝卜、芹菜等棒状/条状果蔬新鲜度评价，新鲜果蔬、老化失水果蔬、冻伤果蔬在测试时，会呈现不同曲线。

　　干货：如坚果、干果、果蔬脆片制品等，可评估其脆度、外壳厚度与内部结构的差异。

　　3、完整测试流程

　　Step 1：传感器选用及探头安装

　　选用力值较小的高精度传感器，我司TA-3000饼干脆度测试标配世铨50N传感器;

TA-3000质构仪

　　选用三点弯曲测试专用探头TA-3PB,完成探头安装;

　　Step 2：仪器校准与参数设置

　　开机，传感器预热，砝码校准力值;

　　选择“三点折断”模式，进行参数设置，本次试验参数如下：

　　试验前速度 1.0 mm/s

　　试验速度 1.0 mm/s

　　试验后返回速度 10.0 mm/s

　　触发强度 5 g

　　跨度 50 mm

　　试验行程 20mm

　　突变强度80%

　　宽度43mm

　　厚度6mm

　　Step 3：测试

　　样品选择：本次选择样品为山东本地品牌饼干。

质构仪饼干测试

　　清零测试：点击“清零”-“试验”，启动测试，上夹具下压直到饼干断裂，自动记录曲线，有效试验进行三次;

测试结果

　　Step 4：测试结果

　　该项测试结果的主要指标为最大值。

　　最大值(N)：即压溃试样时的最大折断力，力值越小越易断;

　　同时，试验结果，可通过仪器软件自动计算出脆裂应力、脆裂应变、脆裂模量三项试验参数。

　　本次饼干的三点弯曲脆度测试，三次试验结果误差较小，数值重复性较高，测试结果真实有效。

　　二、三点弯曲脆度测试仪器介绍

　　本文中所用仪器为济南赛成电子科技有限公司自主研发的TA-3000质构仪，TA-3000是一款专业用于肉类、果蔬、医药、食品、化工、生物材料等领域的物性测试仪。

质构仪应用

　　该仪器八大突出优势如下：

　　优势特点具体说明

　　操作便捷10寸Windows平板，时尚人机界面，操作直观高效

　　测试全面内置30+测试模式，覆盖多行业应用场景

　　精准可靠进口高精度力值传感器，测量精度高、重复性好

　　运行平稳精密滚珠丝杠多轴定位，无级调速，运动平稳精准

　　智能安全超量程/限位/过载多重保护，自动回位+掉电记忆

　　数据可视试验数据/曲线实时显示，支持单条导出与多曲线对比

　　合规管理符合GMP多级权限、审计追踪、电子签名要求

　　远程升级支持ISP在线控制与远程升级，维护更便捷

　　该仪器最新功能如下：

　　测试模式直接调用，无需编程;

　　仪器自带微型打印机，随时打印测试结果;

　　仪器自带动画测试方法和测试教学;

　　符合GMP用户多级权限、审计追踪、电子签名;

　　具备 ISP 在线控制、升级功能;

　　软件自带各类样品的标准测试方法，为客户提供参考;

　　软件自带演示、教学视频，可通过软件视频进行物性实验教学;

　　仪器自带高清录像功能，满足用户观察试样试验情况。

　　三、三点弯曲脆度测试应用价值

　　1、加强质量控制

　　通过三点弯曲脆度测试，建立测试数据体系，形成质检标准，依据标准强化出厂检验，加强产品质量控制。

　　2、改进生产工艺

　　测试数据作用在生产环节中，可以了解不同工艺下的产品质地和脆度变化，推进生产工艺的提升。

　　3、降低生产成本

　　通过测试发现产品生产工艺和配方的问题，减少因质地问题导致的废品率，判定最长货期，减少库存损耗，降低生产成本;

　　4、新品研发

　　在新产品研发中，帮助研究人员了解不同配方、不同加工工艺对食品质地的影响，指导新产品开发和配方优化 。

　　四、更多应用范围

　　参考国家标准GB/T 9341-2008 《塑料弯曲性能的测定》及其他类似延伸方法，质构仪搭配三点弯曲测试探头，还可广泛应用于以下多个领域(包括但不限于)：

　　1、造纸与纸品包装行业

　　可用于纸张、纸板及相关包装材料弯曲挺度、耐折性的测试，评估不同纸品的印刷适配性、包装承重能力和防护性能。

　　2、材料科学与高分子材料行业

　　可用于玻璃纤维、玻璃钢、PE管、塑料板材、橡胶制品、高分子复合材料等弯曲强度、弹性模量测试，评估材料的抗变形能力和耐用性。

　　3、医药与化妆品行业

　　药品领域可用于测试片剂的脆碎度、胶囊壳的抗弯强度、凝胶类药品的崩解特性;

　　化妆品领域可用于测试口红、唇膏等膏体的硬度与断裂性能、韧性等参数。

　　4、 消费电子与光电行业

　　可用于测试手机盖板玻璃、手机平板电脑屏幕及钢化膜、液晶显示面板、光学镜片等产品的弯曲强度与抗冲击性能，评估电子产品屏幕的抗摔、抗变形能力。

　　5、 建筑建材行业

　　可用于对建筑玻璃、陶瓷板材、管材、保温材料、装饰板材等进行小力值的三点弯曲测试，验证其力学性能是否符合建筑安全标准。

　　6、 农业领域

　　可用于评估小麦、水稻等作物茎秆的抗弯强度，筛选高抗倒伏品种。