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1研究背景 

饼干的硬度、饼干的脆性是饼干食用时重要的感官品质，直接影响饼干食用的愉悦感。过去，我们多以感官品评的方式评价饼干的口感等性质，这类方法一方面容易受个人偏好从而造成结果的偏差，另一方感官评价方法实验体量大，不利于饼干在实际生产加工中快速、客观测量其品质。因此，我们需要使用一种客观、快速的方法用于饼干在实际生产过程中物性品质的检测。 

高端精密研究型质构仪是目前世界上各个国家客观评价食品品质的主要仪器，它主要反映的是与力学特性有关的食品质地特性。高端精密研究型质构仪有较高的灵敏度和客观性，并可对结果进行准确的数量化处理，从而避免人为因素对食品品质评价结果的主观影响。

因此，本次实验将利用保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪对饼干的硬度、脆度进行测定，以研究不同环境下曲奇饼干物性变化。

2 材料与方法

2.1 仪器和设备

保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪（保圣其他型号TA.TOUCH或TA.XTC都可以开展该实验）。

探头选择：TA/WEG 锲形切刀探头

2.2 样品准备

某品牌曲奇饼干一包，选取形状完正的饼干多份。一部分打开包装后在室内环境下存放一天备用。

2.3 实验设计

采用保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪（保圣其他型号TA.TOUCH或TA.XTC都可以开展该实验）。每组样品进行三次平行测试，并采用仪器自带软件计算所得物性值的平均值和标准差。

样品及仪器示意图：

图2.1 样品及探头示意图

3 实验结果

3.1实验数据

    两组样品质构测试曲线如图所示：

图3.1 不同样品质构曲线

3.2 实验结论 

（1）根据本次实验设计可以得到如表3.1所示的饼干质构数据及图3.1所示的质构曲线图。对质构曲线进行解析可知切刀探头在向下移动触碰到样品时，首先会对样品表面产生一个较小破裂，此时曲线上出现一个较小的峰，此峰值可以表征饼干的脆性；探头持续下压，继续对样品进行剪切，直至将饼干产品切断，此时出现Z大峰，峰值表示使饼干断裂所需要的力，也就是饼干的硬度。

（2）根据实验数据可以看出，样品二的硬度、脆性均低于样品一，其中硬度变化尤为明显，脆度变化不明显。

（3）根据数据显示，经过一天放置，饼干的硬度明显变小，脆性也也有稍小变化。这说明，如果将饼干无密封包装处理，饼干由于环境中含有水分，其吸收水分以及内部油脂氧化，导致其物性品质均发生变化，这会对饼干的食用口感产生较大的影响。

备注：此应用研究是通过上海保圣质构仪技术应用部专门设计和测试，需要注意实验结果可能会因为样品的形状、尺寸等因素干扰。也建议采取不同的实验方法设计进行测试。您如果对上海保圣质构仪的实验感兴趣或者想进行产品测试请联系我们。

1研究背景

馒头是我国北方居民生活中的主要食物。传统的馒头是将小麦粉、水、酵母，充分搅拌后形成面团，在适宜温度下经过一段时间醒发后，加工成型再经过蒸汽蒸制熟化后的产品。随着人们生活水平的提升，人们对馒头品质也提出了更高的要求，优质的品质要求馒头柔软而且有筋力，弹性好而且不发黏，内部有层次呈均匀的微孔结构。馒头的硬度、馒头的弹性、馒头的咀嚼性直接影响到食用时的口感和愉悦度，也能反映馒头内部淀粉老化程度。

为改进馒头品质分析与评价技术,以2008年陕西关中地区的92个大田小麦样品为材料,按GB/T17320—1998标准对馒头品质进行感官评价,并测定馒头的色度及质构特性,通过相关分析与通径分析相结合的方法确定了馒头关键品质指标的权重。结果表明, 高端精密研究型质构仪TPA测试指标馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度均与馒头比容呈极显著正相关,亮度L*值与表面色泽呈极显著正相关,延展率与高度呈极显著负相关,质地性状(硬度×胶着性×咀嚼度)与外观性状和内部结构呈显著正相关,压缩张弛性(弹性×凝聚性×回复性)与气味呈显著正相关。确定比容、亮度L*值、延展率、质地性状、压缩张弛性、弹性、黏着性为馒头品质评价的关键指标。

高端精密研究型质构仪是目前世界上各个国家客观评价食品品质的主要仪器，它主要反映的是与力学特性有关的食品质地特性。高端精密研究型质构仪有较高的灵敏度和客观性，并可对结果进行准确的数量化处理，从而避免人为因素对食品品质评价结果的主观影响。

本次实验将采用保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪（保圣其他型号TA.touch或TA.XTC都可以开展该实验），将对不同的吸水性树脂馒头进行物性测试，以测量出其馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度的变化。

2 材料与方法

2.1 仪器和设备

保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪（保圣其他型号TA.touch或TA.XTC都可以开展该实验）。

2.2 样品准备

准备不同新鲜度的馒头。馒头平放，用面包刀将馒头从中间部位自上而下垂直切成均匀的两部分，再分别切出厚度为23mm±1mm，上下切面平整的馒头片。然后每组样品切出三片作为测试样品。

2.4 试验设计

    采用保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪进行测试，探头为TA/36R 。每组样品进行三次平行测试，并采用保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪自带软件计算所得物性值的平均值和标准偏差。 

3 实验结果

3.1 实验数据

两组样品质构测试曲线如图所示：

图3.1 不同样品质构曲线

3.2 实验结论

（1）根据表3.1可以看出，样品一的馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度均高于样品二。根据TPA的指标还可以测试馒头的回复性。

（2）根据数据显示，同批次馒头，经过一天放置后，馒头的各项物性品质均发生较大变化，期中馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度均呈现出变大的趋势。这是由于馒头在保存过程中，随着时间的延长，质地由软变硬，组织表松散，馒头出现老化现象。馒头老化对馒头的食用时的咀嚼感会产生较大影响。因此在生产过程中，可以通过保圣高端精密研究型物性测试仪对馒头的物性特性进行分析，从而为实际生产、运输、销售提供指导性意见。馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度都是馒头评价体系里面非常重要的指标，这些可以给馒头生产，馒头研发以及馒头加工工艺带来非常好的指导，馒头通过保圣高端精密研究型TA.XTC型质构仪的测试得到的馒头的硬度、馒头的胶着性、馒头的弹性、馒头的回复性、馒头的咀嚼度的馒头物性测试数据报告都是和馒头口感评估相关性非常强的重要指标。

4 应用拓展

4.1 馒头配方优化研究

随着生活水平提升，人们对食物的要求从吃饱提升至吃好，不仅要求美味，而且要求有营养。粗粮馒头、蔬菜馒头等多配方馒头随之面世。样品原料发生变化，很大程度上会影响馒头的物性品质。因此可以通过使用保圣高端精密研究型质构仪，从而对馒头新配方研究进行优化。

4.2 馒头保鲜技术研究

    馒头在加工后的保藏过程中存在着几个急需解决的关键问题：老化、霉变和复蒸性，其中馒头老化问题尤为突出，已成为我国馒头产业化发展的瓶颈。老化过程中，馒头的主要表现是质地由软变硬，组织变得松散，弹性变化等物性特征发生变化。因此，可以通过质构仪分析馒头抗老化技术效果，以此为馒头品质保持、货架期延长，以及馒头实现商业化、工业化提供技术支持。

备注：此应用研究是通过上海保圣质构仪技术应用部专门设计和测试，需要注意实验结果可能会因为样品的形状、尺寸等因素干扰。也建议采取不同的实验方法设计进行测试。您如果对上海保圣质构仪的实验感兴趣或者想进行产品测试请联系我们。

1.什么是食品物性

食品除了营养价值外，它的物理性能也很重要。在食品生产过程中，存在着大量与物性量化相关的问题。食品的物性是指眼睛、口及肌肉所感觉到的食品的性质，包括粗细、滑爽、颗粒感等，ISO(国际标准化筹备)规定的食品物性是指用“力学的、触觉的、可能的话还包括视觉的、听觉的方法能够感知的食品流变学特性的综合感觉”。食品物性是食品重要的品质因素，主要包括：硬度、脆性、胶粘性、柔软性、回复性、屈服应力、弹性、凝胶强度、耐压性、可延伸性及剪切性等，它们在某种程度上可以反映出食品的感官质量。

2.食品物性分析的重要性

食品物性影响食品各方面的特性：食品的物性特征影响食品食用时的口感质量；影响产品的加工过程，如我们开发脂肪替代的低脂产品时，构建合适的粘度来获得合理的口感，但如果产品过粘，可能很难通过板式热交换器进行杀菌等；食品的物性特征影响产品的风味特性；食品物性与产品的稳定性有关，一个食品体系中，若发生相分离，则其质构一定很差，食用时的口感质量也很差；食品物性还影响产品的颜色、平滑度和光泽度等性质。

3.质构仪器介绍

济南赛成自主研发生产的TA-3000质构仪是目前对食品物性分析较常用的仪器之一，它能够模拟人的触觉，分析检测食品的物理特征。质构仪是使一些食品的感官指标定量化的新型仪器，它主要反映的是与力学特性有关的食品质地特性。不同的食品存在不同的物理特性，在采用质构仪分析样品时，可以针对性的选择探头和确定测定的指标，对肉制品、乳制品、烘焙食品、粮油食品、面制品、米制品、谷物、糖果、果蔬、宠物食品、休闲食品等进行物性分析，测定样品的硬度、脆性、咀嚼性、粘附度、柔软性、断裂强度、回复性、弹性、摩擦系数、屈服应力、拉伸强度、延展性、凝胶强度、破裂/断裂力、成熟度等多个指标。

4.质构仪的应用

在面粉制品中的应用：通过质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较一体地评价和确定面粉的品质和适用范围。

在面条制品中的应用：质构仪通过剪切试验和拉伸试验，所测得的硬度和断裂能量可分别反映面条的硬度、粘弹性和筋力特性。

在大米制品中的应用：通过质构仪测定米饭的弹性、黏着性、硬度、黏度可以反映蒸煮指标中的碘盐值、膨胀率、米汤干物质、吸水率，从而评价大米的食用品质。

在果蔬中的应用：通过质构仪对样品的穿刺试验，可以测定果蔬样品的硬度、破裂力、内聚性等物性特征。

在糖果食品中的应用：通过对样品进行剪切试验和压缩试验，测量糖果样品的咀嚼性、弹性、脆性等物性特征。

在肉制品中的应用：质构仪通过压缩法测量的压缩力等参数，可以准确的反映肉的嫩度和弹性值。
    在酸奶制品中的应用：通过质构仪反挤压装置测定的力的变化，可以反映酸奶的粘稠度、爽滑性、附着力等物性特征。

在干酪制品中的应用：在干酪生产中，凝乳是非常关键的步骤，直接影响于酪品质。质构仪对凝乳的质构进行了研究，使用质构仪中冰激凌专用测定探头和容器可以测定乳制品的粘结性、弹性和硬度等指标。

5.质构仪对食品物性分析的意义

质构仪不受人为因素的影响，具有客观性，大大提高了数据的真实性、可靠性和重复性。 质构仪能够对食品的质构作出数据化的描述，对食品的质构特性进行量化。通过质构仪研究食品原料配方对食品质构的影响，对原料的加入和产品研发有很多帮助，通过研究食品加工工艺对食品质构的影响，可用于帮助调整食品生产工艺，为研发新产品或者改进老产品提供数据支持和理论依据。　

济南赛成TA-3000质构仪有较高的灵敏度和客观性，并可对结果进行准确的数量化处理，以量化的指标来客观一体地评价产品品质，从而避免人为因素对食品品质评价结果的主观影响。该仪器具有功能强大、检测精度高、性能稳定等特点，是高校、科研院所、食品企业、质检机构实验室等部门研究食品物性的分析工具。

济南赛成仪器一直致力于为大部分国家客户提供高性价比的整体解决方案，公司的核心宗旨就是持续创新，打造高精尖检测仪器，满足行业内不同客户的品控需求，期待与行业内的企事业单位增进交流和合作。

    2019年9月，《ZG调味品》期刊在线发表了南昌大学题为“ＴＰＡ测试条件对豆腐质构测试结果的影响”的文章，在文章中，研究人员使用上海腾拔Universal TA质构仪测定豆腐的硬度、弹性、回复性、咀嚼性等指标。

摘要：豆腐的质构是衡量豆腐品质的重要指标,该研究探究了豆腐TPA测试中测试方向、压缩比、测试速度和停顿时间对豆腐TPA测试值的影响,并进行测试条件的优化。结果表明:测试方向、压缩比和测试速度对测试结果有显著性影响,其中平行方向测得的硬度、咀嚼性、胶着性和回复性高于垂直方向;随着压缩比增大,硬度、咀嚼性、胶着性显著增大,回复性降低;随着测试速度的增大,咀嚼性、胶着性、凝聚性、回复性增大;停顿时间的变化对测试结果基本上没有显著性影响,只对弹性和凝聚性有影响。对测试条件进行初步优化,建议的测试条件是:平行测试方向,压缩比为40%,测试速度为2mm/s,停顿时间为2s。 

全质构测试方法

全质构测试（Texture Profile Analysis，简写TPA），又称二次咀嚼实验，是由Szczeniak等人于1963年确定的综合描述食品物性的质构分析法。TPA实验是目前在食品检测方面应用非常广泛的测试方法。

测试时常选用圆柱或圆盘探头，一般会要求探头截面积大于被测样品的表面积。

1、 TPA实验过程描述

探头从起始位置开始，以指定速度压向测试样品，接触到样品的表面后（常以触发力来判定是否接触到样品）再以指定的测试速度对样品进行指定距离或形变量的压缩，而后返回到压缩的触发点，接着开始第二次挤压或停留一段时间后继续向下压缩同样的距离，而后以指定的测后速度返回到起始位置。

2、TPA典型图谱

通过TPA实验可以得到样品的多项物性指标，指标包括基本参数，即直接测试得到的指标，如硬度（hardness）、脆性（fracturability）、粘附性（stringiness）、粘附力（adhesiveness）、粘附力做功、弹性（springiness），等，以及二级指标内聚性（cohesiveness）、胶黏性（gumminess）、咀嚼性（chewiness）等。

质构仪拉伸实验方法

      拉伸实验可测量产品的弹性和极限强度。这是一种不太常见但很有价值的检测食品本身的过程，但与生产过程的模拟和最终产品的质地特点有很大的关联。

  拉伸试验用于测量样品的断裂或伸长性质。待测样品的两端被牢固地固定并拉伸直至它们在最弱点处断裂。对于食品中的不规则几何形状很难抓住样品，FTC定制的张力夹具可*泛的适应不同的样品形状，以模仿消费者的对样品拉伸的手感。

1、拉伸实验过程描述

将样品固定在拉伸设备上（拉伸探头一般分为上下两部分），用探头对样品进行向上拉伸，直到拉伸到指定距离后返回到起始位置。

2、拉伸实验典型图谱

在食品中拉伸实验课用于对面条的弹性模数、抗张强度以及伸展性测试；面团的拉伸阻力和拉伸距离的测定。条状口香糖的伸展性、拉伸强度的测试。除了在食品中应用拉伸还可以用于对一些材料样品的测试，如薄膜、牛奶纸盒的拉伸测试等。

      质构仪探头作为质构仪测试样品的必备配件，没有质构仪探头，质构仪就无法检测出样品的硬度、弹性、粘性、回复性、咀嚼性、拉伸强度、断裂强度和凝胶强度等物性指标。然后质构仪探头有柱形探头、针型探头、球形探头、锥形探头、剪切装置、轻型切刀、拉伸探头等400多套，那么在测试样品的过程中，如何选择质构仪探头呢？

（1）根据不同的应用领域和不同的样品来选择质构仪探头

    应用质构仪的领域不同，样品不同，需要的探头可能是不一样的。比如测试果蔬样品，可以选择针型探头来测试果蔬表皮的脆度和表皮强度，而在其他食品领域，针型探头相对来说用的就比较少。

（2）根据测试样品的物性指标来选择质构仪探头

    如果需要通过全质构分析（TPA）测试样品的弹性、回复性、咀嚼性等指标，那么原则上探头的面积要大于样品的面积，如果探头面积小于样品面积时，在有些时候探头对样品不仅会发生压缩作用，还有可能发生剪切作用，破坏样品，从而获得的弹性、回复性和咀嚼性等指标不真实。

（3）根据国际、国家和行业标准来选择质构仪探头

    在一些国际、国家和行业标准中，会指定使用特定的探头来测定样品的某个指标。在这种情况下，我们就可以选择标准指定的探头来测试样品，从而获得样品的特定指标。比如2018年出的冷冻鱼糜凝胶强度测定国家标准GBT36187-2018规定质构仪测定冷冻鱼糜的凝胶强度，需要用5mm的球形探头。与质构仪相关的食品标准所需探头如下

      影响质构测量准确性的因素很多, 不同的影响因素对仪器测量和感官测试之间的相关性影响程度也不一样。

(1) 有些样品内各点的质构很均匀, 也有一些样品各点的质构却不一样。尽管是在没有偏差的情况下选择了尽可能均一的样品, 但是对很多样品来说与生俱来的内在变化问题依然存在, 需要重复一定数量的实验。重复数量的多少取决于样品的差异程度, 因此物性测定的过程中为了提高可重复性, 对样品需要大量取样、取点, 取其平均值来减小标准误差。

(2) 样品的形状和大小是得到可重复性结果的关键。样品具有很好的均一性, 保证每次样品处理方法的一致性, 减少因样本形状和大小等因素对结果的影响。

(3) 样品在准备好之后要立刻进行测试, 否则也会因为失水等外界环境变动影响试验结果。