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美国 FTC 质构仪可以准确检测食品样品随时间变化的位移和力量从而给出样品的物性特征。仪器使用的软件直观简单，可以对结果进行大量的分析。可以用于很多不同产品和材料的分析，确保了物性评价方式的简单有效。质构的仪器测量方法是通过质构仪探头的挤压、剪切、折断等方法获取样品的物理性质，将获 取的物理信号和质构参数建立联系，从而评价不同产品在质构的上差异。其力量感应单元范围从 2N 到 2500N 可选，更换力量感应单元可改变检测的量程范围，从而满足不同软硬质地的产品的测试，以保证检测的精度和有效性。实验用探头更是种类多样，以满足不同的实验需求，目前有超过 300 中探头可供选择。

通过质构仪可很好的进行奶酪酱的质构分析，测试结果显示拉丝型奶酪酱在室温下质地很硬， 硬度值能达到几十牛以上，粘附力、粘附性、胶粘性、咀嚼性均是*的，远高于另外三款奶酪酱。 奶酪酱烘焙型、涂抹型和熊猫炼乳则均质地偏软，涂抹型奶酪的强度是三者中*的，其各种指标的数值均最大，而熊猫炼乳则是各项指标数值均最小。

      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。

  鲜食玉米因为甜嫩清新的风味特点广为消费者喜爱，是餐饮中常见品类。在鲜食玉米的品质特性中，质构是仅次于甜味而影响消费者嗜好性的感官属性。据报道，果皮厚度、水分和淀粉组成等内在属性以及温度湿度等外部因素都可以影响鲜食玉米的质构特点。目前对食品的质构特性分析中，除感官评价外，质构仪可以通过不同探头以及运动模式，根据感应到的力的结合不同模型软件进行分析，可在一定程度上可以体现食品的硬度、脆度、黏弹性等感官属性，如用于分析不同稻米制作的米饭适口性差异、各种辅料、发酵方式对馒头等淀粉基食品的影响以及不同预处理方式对果蔬脆片质构的影响。

  我国鲜食玉米经过几十年的选育工作，品种多达数百个，并且种类丰富，根据淀粉组成的差异而分成普通玉米、糯玉米和甜玉米，不同类型的玉米可分别具有清脆、黏弹、嫩糯等质构属性。不同人群对鲜食玉米嗜好性差别较大，常有南甜北糯之说。但目前关于鲜食玉米籽粒质构的研究报道较少，现有研究显示不同生长部位的玉米籽粒存在显著差异，同一玉米籽粒也具有各向差异性。 

1、质构分析

仪器： Universal TA研究型质构仪（Rapid TA+专业型质构仪或Rapid TA实用型质构仪）

探头：P/36R柱形探头

剥离玉米籽粒，胚乳面朝上，置于质构仪平台柱形探头正下方进行全质构分析。

测试模式：全质构TPA

测试前速度：1mm/s

测试速度：1mm/s

测试后速度：1mm/s

目标模式：距离  1.5mm

两次下压间隔时间：3s

测试指标：可以测定鲜食玉米籽粒的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性等指标。

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。

多糖胶冻干样品硬度的检测

与精制多糖胶相比，40％酒精提取的多糖胶冻干样品的硬度值整体均相对较小。浓度 15mg/ml 的冻干样品不仅硬度值最小，而且达到最大硬度发生的位移最大，由此可见，该样品最蓬松；浓度 20、25、30mg/ml的冻干样品从图形的起始模量可以看出，随着浓度的增大，样品的硬度迅速增大；从图形中两次压缩的面积基本相等可以看出，不同浓度的冻干样品均具有很好的回弹性，压缩后基本可恢复原状。

美国FTC公司物性分析仪（质构仪）

具有功能强大、检测精度高、性能稳定等特点，是医药领域研究药品物性学有力的分析工具，广泛应用于锭剂、丸剂、胶囊剂、膏剂、栓剂、喷雾剂、胶粘剂、糖浆、乳糖、医用包装材料、中药材加工等，主要用于测试药品硬度、弹性、稠度、粘性、脆性、粘丝性、压缩性、粘聚性、涂抹性、拉伸强度、破裂强度、剪切强度、乳变特性、松弛特性、剥离强度、Bloom强度、凝胶强度、密封强度、膨胀性、崩解性、锭剂包衣粘性、生物粘附性、粉体流动性、粉体粘聚性、粉体结团性等物性指标。依据客户特殊的应用方向可以针对性的开发特殊规格的检测探头和实验方法，实现多样化应用方向的高精度稳定分析。

       乳制品中像水果奶酪、双层奶酪、多层的冰激凌等由于其在乳制品中添加了水果等成分，使得其质地发很大的变化，ZD需考察的指标有内含性的软化性、整体的硬度、成熟度、货架期、破裂性，以及水分丧失质构变化的特性，分析此类产品的物性指标需要用专门的测试探头。非均质的样品因其质地不均，故单点的挤压或剪切常常不能很好的反映产品的整体特性，故需选用多针或多刀探头进行多点的穿刺或挤压。

典型实例 ：水果奶酪的多点穿刺实验
对于含有水果、坚果等颗粒物的奶酪产品，可选用多针穿刺探头，多针可以同时穿刺样品的不同部位，从而得出一个综合数值，如硬度值、强度、成熟度、粘附性等。

实验结果解读：
多针探头通过多个触点接触样品的不同部位，然后得到每个探针穿刺样品的力量平均值。从而避免了单个探头不能反映样品整体质地特性的弊端。

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。

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

糖果是糖果糕点的一种，指以糖类为主要成份的一种小吃。糖果可分为硬质糖果、硬质夹心糖果、乳脂糖果、凝胶糖果、抛光糖果、胶基糖果、充气糖果和压片糖果等。

◎ 呈粘稠状液体的糖果 ◎ 

糖果食品中有一部分像糖浆、饴糖等，呈液体状态，但又具有很大的粘稠性。其滴落时的拽丝性、搅拌时的力学特性、起泡特性、薄厚剪切特性、屈服特性、均匀性和胶黏性都对样品的入口的感觉有着很大的影响。了解样品的这些特性可以很好的掌握此类糖果样品的物性特点，生产出更适合人们食用的糖果产品。

实验方法及探头推荐

  ◎ 呈棒状的糖果 ◎

糖果食品中像巧克力棒、条形棒糖、牛奶棒糖、奶油杏仁糖等，该类糖果都具有成棒状的形态特征。该糖果一般较硬，易折断，故而破裂性、糖衣酥脆性、糖棒柔韧性，咬合时硬度均是评价这类样品的重要物性特征。

实验方法及探头推荐

  ◎ 硬质糖果 ◎   

硬质糖果是糖果中常见的类型，如水果硬糖、硬质夹心糖果、小块糖果等，这种类型的糖果均具有较大的硬度，关键的物性特点是折断力的强度、咬合力、韧性、表面粘附性、以及酥脆性和易碎性。

实验方法及探头推荐

◎ 双重质构糖果 ◎

双重质构的糖果如充气糖果、粒状口香糖、胶质软糖等，这类糖果主要评价其糖衣的脆性，糖对牙齿的粘附性、填充物的均匀性等质构特性。

实验方法及探头推荐

美国FTC质构仪主要型号推荐：

TMS-Pilot/TMS-Pro/TMS-Touch