在現(xiàn)代食品科學與工業(yè)中，“口感”早已不再是模糊的主觀描述，而是可以通過儀器精確量化的核心品質(zhì)指標。質(zhì)構(gòu)作為食品重要的物理屬性，直接影響消費者的接受度、食用體驗及產(chǎn)品的市場競爭力。從面包的松軟、薯片的酥脆，到果凍的彈滑、牛肉干的韌嚼，每一種“好吃”的背后都蘊含著特定的力學特征。食品質(zhì)構(gòu)儀正是將這些感官體驗轉(zhuǎn)化為客觀數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工具。本文系統(tǒng)介紹食品質(zhì)構(gòu)儀的工作原理、核心檢測參數(shù)、典型測試模式及其在食品質(zhì)量控制中的廣泛應用。

一、什么是食品質(zhì)構(gòu)？

質(zhì)構(gòu)是指食品在受外力（如咀嚼、按壓、剪切）作用時所表現(xiàn)出的物理特性，涵蓋以下關(guān)鍵維度：

• 硬度（Hardness）：樣品抵抗變形的能力；

• 脆性（Brittleness）：材料在受力初期斷裂的傾向；

• 彈性（Springiness）：受壓后恢復原狀的能力；

• 內(nèi)聚性（Cohesiveness）：樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合強度；

• 咀嚼性（Chewiness）：咀嚼至可吞咽狀態(tài)所需能量的綜合體現(xiàn)；

• 黏性（Adhesiveness）：樣品黏附于口腔或探頭的傾向；

• 回復性（Resilience）：壓縮后能量回彈的比例。

這些參數(shù)共同構(gòu)成了食品的“質(zhì)構(gòu)剖面”（Texture Profile），是評價食品品質(zhì)的重要依據(jù)。

二、食品質(zhì)構(gòu)儀的工作原理

食品質(zhì)構(gòu)儀專為軟質(zhì)食品設計。其基本組成包括：

• 驅(qū)動系統(tǒng)：伺服電機提供穩(wěn)定、可調(diào)的運動速度；

• 力傳感器：實時測量作用力（精度可達0.01 N）；

• 探頭系統(tǒng)：多種形狀（圓柱、球形、針狀、刀具等）適配不同食品；

• 數(shù)據(jù)采集與分析軟件：記錄力-位移/時間曲線，自動計算質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

工作流程：

1. 將樣品置于測試平臺；

2. 探頭以設定速度接觸并作用于樣品；

3. 傳感器記錄全過程力學響應；

4. 軟件解析曲線，輸出各項質(zhì)構(gòu)指標。

整個過程模擬了人類口腔的咬合、舌頭的擠壓或手指的按壓動作，實現(xiàn)“機器代人嘗口感”。

三、常用測試模式與應用場景

TPA（質(zhì)構(gòu)剖面分析）：兩次連續(xù)壓縮，模擬咀嚼過程；蛋糕、奶酪、果凍、肉制品

穿刺測試：尖銳探頭刺入樣品，測表面與內(nèi)部強度；水果、蔬菜、布丁、軟糖

壓縮測試：平頭探頭垂直下壓，測整體抗壓能力；面包、月餅、豆腐、餅干

剪切測試：刀具橫向切斷樣品，模擬咬斷動作；牛肉干、香腸、千層酥、面條

拉伸測試：夾持兩端拉伸，測延展性與斷裂強度；軟糖、年糕、拉絲奶酪、膠原蛋白腸衣

三點彎曲：樣品支撐兩端，中部受力彎曲；薯片、餅干、脆米棒

四、典型食品質(zhì)構(gòu)檢測案例

1. 乳制品

• 酸奶：通過穿刺測試評估凝膠強度；

• 奶酪：TPA分析硬度與黏彈性，區(qū)分切達型與馬蘇里拉型。

2. 烘焙食品

• 面包老化研究：隨儲存時間延長，硬度顯著上升，彈性下降；

• 蛋糕配方優(yōu)化：降低硬度、提高回復性以提升“蓬松感”。

3. 果蔬類

• 蘋果脆度：穿刺力越低，口感越脆；

• 黃瓜新鮮度：硬度下降預示失水或軟化。

4. 休閑食品

• 薯片：三點彎曲測斷裂力，控制“咔嚓”聲強度；

• 果脯：TPA分析黏性，避免“粘牙”問題。

5. 肉制品

• 火腿腸：反映嫩度用剪切力；

• 牛肉干：咀嚼性指標指導烘干工藝調(diào)整。

五、質(zhì)構(gòu)儀在食品工業(yè)中的核心價值

1. 客觀替代主觀：消除感官評價的人為偏差，實現(xiàn)數(shù)據(jù)化品控；

2. 支持研發(fā)創(chuàng)新：快速驗證新配方、新工藝對質(zhì)構(gòu)的影響；

3. 保障批次一致性：建立企業(yè)質(zhì)構(gòu)標準，確保產(chǎn)品穩(wěn)定輸出；

4. 預測貨架期：跟蹤質(zhì)構(gòu)劣變（如硬化、回軟、出水），科學設定保質(zhì)期；

5. 滿足法規(guī)與認證：為ISO 22000、HACCP、FDA等體系提供過程數(shù)據(jù)支持。

六、測試注意事項

• 樣品標準化：尺寸、溫度、含水量需統(tǒng)一；

• 環(huán)境控制：建議在23±2℃、50% RH下測試；

• 探頭匹配：避免探頭過大導致邊緣效應；

• 重復性：每組至少6個平行樣，提高統(tǒng)計可靠性；

• 定期校準：力值、位移、速度系統(tǒng)需按計量規(guī)范檢定。

結(jié)語

食品質(zhì)構(gòu)儀不僅是實驗室的分析工具，更是連接“消費者口感”與“工程師參數(shù)”的橋梁。在追求高品質(zhì)、個性化、功能化食品的今天，質(zhì)構(gòu)特性已成為產(chǎn)品差異化競爭的關(guān)鍵戰(zhàn)場。通過科學、系統(tǒng)的質(zhì)構(gòu)檢測，食品企業(yè)能夠真正實現(xiàn)“用數(shù)據(jù)定義美味”，推動行業(yè)從經(jīng)驗驅(qū)動邁向精準智造的新階段。