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概述

肉類剪切力嫩度測試儀是一種基于沃?布（Warner?Bratzler）剪切力測定原理，專門用于量化評估畜禽肉及肉制品嫩度特性的專用食品物性分析設備。嫩度是評價肉品食用品質(zhì)的核心指標之一，指肉在咀嚼時對剪切、撕裂作用的抵抗能力，直接關(guān)系到消費者對肉類的接受程度與購買意愿。

該儀器模擬人的牙齒對肌肉及各種食品的咀嚼作用，采用標準沃?布（Warner?Bratzler）剪切刀以恒定速度切斷肌肉纖維，通過高精度力值傳感器實時記錄切割過程中的力值變化，并自動捕捉切割過程中的最大力值（峰值剪切力），將該數(shù)值作為肉樣嫩度的量化指標。嫩度值以牛頓（N）表示，剪切力值與肉的嫩度呈負相關(guān)：剪切力值越小，表明肉的嫩度越高。優(yōu)質(zhì)牛肉的峰值力通常在20 N到60 N之間，嫩度較好的牛肉剪切力通常低于35 N，而老韌肉可能超過60 N。數(shù)據(jù)解讀方面，剪切力峰值<60N為一級肉，60?80N為二級肉，>80N為三級肉。

肉類剪切力嫩度測試儀依據(jù)NY/T 1180?2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》、NY/T 2793?2015《肉的食用品質(zhì)客觀評價方法》和NY/T 2660?2014《肉牛生產(chǎn)性能測定技術(shù)規(guī)范》等農(nóng)業(yè)行業(yè)標準設計，廣泛應用于肉牛養(yǎng)殖與育種單位、肉類加工企業(yè)、質(zhì)量監(jiān)督部門、商品檢驗機構(gòu)、高等院校及科研院所等，為肉品質(zhì)量分析、加工工藝優(yōu)化以及家畜育種工作提供直接且可靠的數(shù)據(jù)支持。

適用樣品

肉類剪切力嫩度測試儀主要適用于以下類型的樣品及檢測場景：

• 畜禽肉：適用于豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉等畜禽肉的嫩度測定，包括不同部位（如背最長肌、腰大肌、腿肌等）的鮮肉、排酸肉、冷凍肉解凍后的樣品。剪切力是評價肉牛胴體性狀的重要指標之一。

• 加工肉制品：適用于火腿腸、香腸、培根、肉干等加工肉制品的嫩度及質(zhì)構(gòu)特性評估。

• 其他食品：通過更換不同夾具，可擴展應用于魚糜凝膠強度、果蔬硬度、面制品嫩度等其他食品物性學分析。

• 科研與育種：在畜禽育種中，嫩度是評價肉用動物生產(chǎn)性能的重要指標，該儀器為育種篩選提供量化依據(jù)，服務肉牛種質(zhì)資源創(chuàng)新與分子設計育種。

• 適用行業(yè)：肉牛生產(chǎn)與經(jīng)營中的性能測定企業(yè)、肉品加工企業(yè)、食品生產(chǎn)企業(yè)、質(zhì)檢機構(gòu)、海關(guān)檢驗檢疫部門、科研院所及高校食品科學實驗室。

測試原理

肉類剪切力嫩度測試儀基于沃?布剪切力（Warner?Bratzler Shear Force，WBSF）測試原理進行設計，這是國際標準化組織（ISO）、美國分析化學家協(xié)會（AOAC）及中國農(nóng)業(yè)部共同認可的肉品嫩度測定核心標準。

嫩度是指肉在切割時所需的剪切力，即測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力。從力學角度看，剪切是物體受到兩個大小相等、方向相反但作用線緊貼的力，使物體受力處的兩個截面產(chǎn)生相對錯動，當力值達到一定程度時，物體即被切斷。

測試過程中，按規(guī)定尺寸制備的標準化肉樣（使用圓形鉆孔取樣器制備直徑為1.27cm、長度不少于2.5cm的肉柱）置于儀器的砧床上，專用沃?布剪切刀在驅(qū)動系統(tǒng)帶動下以恒定速度垂直向下運動，沿垂直于肌纖維的方向切割肉樣。刀具在切斷肌肉纖維的過程中，高精度力值傳感器實時記錄力值變化，系統(tǒng)自動捕捉并記錄切割過程中的最大力值（峰值剪切力），將該峰值力值作為肉樣的嫩度值。嫩度值以牛頓（N）表示，剪切力越小，肉的嫩度越高。

測試標準

NY/T 1180?2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》

中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，由農(nóng)業(yè)部于2006年7月10日發(fā)布，2006年10月1日正式實施，由全國畜牧業(yè)標準化技術(shù)委員會歸口。該標準規(guī)定了肉嫩度剪切力測定的術(shù)語和定義、原理、儀器與設備、試樣制備、測定步驟、結(jié)果計算與表述等要求，適用于家畜及大型禽類肉的嫩度測定。其中對沃?布剪切刀的具體尺寸做出了嚴格規(guī)定：刀具厚度為3.0 mm ± 0.2 mm，刃口內(nèi)角度為60°，內(nèi)三角切口高度≥35 mm，砧床口寬為4.0 mm ± 0.2 mm。測定儀器的量程應≥0.0098 N，儀器精度應≤0.02%，剪切速度為1 mm/s。

值得注意的是，該標準的修訂項目《NYB?24322 肉嫩度的測定 剪切力測定法》已于2025年10月通過標準預審查，新版標準公開征求意見稿已于2025年12月發(fā)布，反映了我國在肉品嫩度檢測領域的持續(xù)技術(shù)更新。

NY/T 2793?2015《肉的食用品質(zhì)客觀評價方法》

農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，于2015年5月21日發(fā)布，2015年8月1日正式實施。該標準規(guī)定了肉的食用品質(zhì)指標的術(shù)語和定義、客觀評價方法，適用于生鮮豬肉、牛肉、羊肉和雞肉食用品質(zhì)指標的客觀評價。該標準明確將剪切力定義為“指測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力，反映肉的嫩度”，并注明通常采用Warner?Bratzler剪切法。該標準還對肉的顏色、pH值、保水性等指標的測定方法進行了規(guī)范，為肉的綜合品質(zhì)評價提供了科學指導。

NY/T 2660?2014《肉牛生產(chǎn)性能測定技術(shù)規(guī)范》

農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，于2014年10月17日發(fā)布，2015年1月1日正式實施。該標準規(guī)定了肉牛主要生產(chǎn)性能測定的性狀與方法，適用于肉牛生產(chǎn)與經(jīng)營中的性能測定。該標準將肉色、脂肪顏色、大理石花紋、剪切力值、肌肉脂肪含量、pH、滴水損失等列為胴體性狀的測定指標，進一步確立了剪切力測定法在肉牛育種和品質(zhì)評價中的應用地位。

國際標準參考

國際標準化組織（ISO）、美國分析化學家協(xié)會（AOAC）及中國農(nóng)業(yè)部均將剪切力法作為肉品嫩度測定的核心標準。美國肉類科學協(xié)會（AMSA）同樣將沃?布剪切力法確定為評估肉品嫩度的參考標準。肉樣加熱條件通常為水浴加熱至72?75℃，冷卻后沿肌纖維方向取樣。

儀器特征

肉類剪切力嫩度測試儀普遍具備以下技術(shù)特征：

• 高精度測控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合精密滾珠絲桿和步進電機，確保施力過程的穩(wěn)定性和測試結(jié)果的準確性。量程為0?200 N（其他量程可選），力值分辨率達0.01 N，精度為±0.5%，位移精度為0.1 mm。儀器示值準確度<±1%，剪切速度：1 mm/s（0.5?20 mm/s可調(diào)）。

• 專用沃?布剪切刀具：配備符合NY/T 1180標準的專用沃?布剪切刀，刀具厚度為3.0 mm ± 0.2 mm，刃口內(nèi)角度為60°，內(nèi)三角切口高度≥35 mm。砧床口寬為4.0 mm ± 0.2 mm，確保測試的規(guī)范性和結(jié)果的可比性。刀具及砧床均采用不銹鋼材質(zhì)，耐用不生銹。

• 圓形鉆孔取樣器：配套供應直徑1.27 cm（約0.5英寸）的圓形鉆孔取樣器，用于從熟制肉樣中鉆取標準化肉柱。沿肌纖維方向取樣，孔樣長度不少于2.5 cm，取樣位置應距離樣品邊緣不少于5 mm。

• 智能化操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，菜單顯示，實時顯示力?位移過程曲線，操作直觀、簡單。全自動完成測試，具有測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理功能。

• 靈活速度調(diào)節(jié)：測試速度在1?300 mm/min范圍內(nèi)無級調(diào)速，可根據(jù)不同樣品特性選擇適宜的測試速度。標準剪切速度為1 mm/s（即60 mm/min）。

• 數(shù)據(jù)輸出功能：內(nèi)置點陣式微型打印機，方便記錄測試結(jié)果。用戶可根據(jù)需要在單位N與kg之間自由切換。配備RS232接口，便于與電腦的外部連接和數(shù)據(jù)傳輸。

• 安全保護機制：配置上、下限位自動限位功能，過載自動報警和斷電保護裝置，確保測試過程安全可靠。

• 自動回位功能：測試結(jié)束后，刀具可按自設速度自動回位，提升批量測試效率。

技術(shù)參數(shù)

使用方法

依據(jù)NY/T 1180?2006標準規(guī)定，肉類剪切力嫩度測試儀的使用應遵循標準化操作流程：

1. 樣品制備

取肉樣（通常為背最長?。蕹砻嬷竞徒Y(jié)締組織。將肉樣切成厚度約為2.54 cm的肉塊，放入密封袋中排氣密封。將密封肉樣置于功率不低于1500 W的恒溫水浴鍋中加熱，用熱電偶測溫儀監(jiān)測肉樣中心溫度，加熱至中心溫度達到70℃時取出，冷卻至中心溫度為0℃～4℃。使用配套的Φ12.7mm圓形鉆孔取樣器，沿與肌纖維平行的方向鉆切肉樣，孔樣長度不少于2.5 cm。取樣位置應距離樣品邊緣不少于5 mm，兩個取樣的邊緣間距不少于5 mm，剔除有明顯缺陷的孔樣。每個肉樣至少制備3個測試樣塊，取樣后應立即測定。

2. 測試前準備

檢查儀器水平，確認刀具及砧床清潔無損傷。開啟電源預熱。在觸摸屏上設置測試速度（標準規(guī)定為1 mm/s，即60 mm/min），設置測試行程等參數(shù)。

3. 儀器校準

使用經(jīng)計量溯源的標準砝碼對力值傳感器進行校準，確保力值測量精度。測定儀器的準確度應使用國家法定計量單位認可的標準砝碼測試，測量值與檢測標準砝碼的準確值的誤差范圍應在±0.1%以內(nèi)。測定儀器應具有校準能力。

4. 試樣安裝

將制備好的肉樣水平放置在砧床上，確保肌纖維方向與刀具切割方向垂直。將處理好的孔樣置于儀器的刀槽上，使肌纖維與刀口走向垂直。肉樣應居中放置，避免偏斜。刀具空載運行所受到的剪切力應符合設備精度要求。

5. 執(zhí)行測試

啟動測試程序，剪切刀以設定速度垂直向下運動，沿垂直于肌纖維方向切割肉樣。儀器實時記錄力?位移曲線，自動捕捉并記錄切割過程中的最大力值（峰值剪切力），將該峰值力值作為肉樣的嫩度值。

6. 結(jié)果記錄與計算

記錄每個試樣的峰值剪切力值，取至少3個樣塊測定結(jié)果的平均值作為該肉樣的嫩度值。嫩度值計算時應減去空載運行最大剪切力。剪切力以牛頓（N）表示，結(jié)果保留至小數(shù)點后兩位。同一肉樣有效肉樣數(shù)據(jù)的測量值允許的相對偏差值應≤15%。

7. 數(shù)據(jù)判定

將實測嫩度值與產(chǎn)品標準或企業(yè)內(nèi)部標準進行比較，判定肉品嫩度等級。數(shù)據(jù)參考如下：剪切力峰值<60 N為一級肉，60?80 N為二級肉，>80 N為三級肉，指導產(chǎn)品分級與工藝優(yōu)化。嫩度值越小表示肉的嫩度越好。

8. 測試結(jié)束

刀具自動回位，取下樣品，清理測試區(qū)域。

維護保養(yǎng)

1. 日常清潔：每次測試后，用軟布或刷子清潔刀具、砧床及測試臺面，去除殘留的肉屑或油脂。該設備沒有防水功能，禁止在潮濕或漏雨的場所使用。禁止使用腐蝕性清潔劑。

2. 刀具檢查：定期檢查沃?布剪切刀刃口有無磨損、變形或缺損，確保刀具尺寸符合標準要求（厚度3.0 mm ± 0.2 mm）。刀具、砧床均不銹鋼材質(zhì)，耐用不生銹。如發(fā)現(xiàn)刀具磨損嚴重，應及時更換。

3. 運動部件保養(yǎng)：定期檢查絲桿、導軌等運動部件，保持清潔并按需添加專用潤滑脂。

4. 傳感器保護：避免超量程使用，嚴禁對力值傳感器施加沖擊載荷。

5. 砧床檢查：定期檢查砧床口寬（標準為4.0 mm ± 0.2 mm），如因磨損導致口寬變化，應及時更換砧床。

6. 取樣器維護：圓形鉆孔取樣器每次使用后應清洗干凈并擦干，防止生銹。定期檢查刃口是否鋒利。

7. 環(huán)境管理：儀器應置于清潔、干燥、無振動的環(huán)境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。建議環(huán)境溫度控制在10?30℃，相對濕度≤80%。

8. 定期校準：儀器精度會隨著使用時間的增加而降低，建議每年進行一次全面校準，由具備資質(zhì)的計量機構(gòu)執(zhí)行。使用中如對測量結(jié)果產(chǎn)生疑問，應及時進行校準驗證。校準應由專業(yè)人員進行，并保留校準記錄。

校準方法與周期

1. 校準方法：

   • 力值校準：使用經(jīng)計量溯源的標準砝碼，對力值傳感器進行多點校準（通常覆蓋測量范圍0?200 N）。測定儀器的測定值與檢測標準砝碼的準確值的誤差范圍應在±0.1%以內(nèi)，儀器精度應≤0.02%。力量感應元的作用力感應值應≤0.0098 N。

   • 速度校準：使用秒表和位移測量工具，測量刀具在一定時間內(nèi)的實際移動距離，計算實際速度，確保其與設定值（標準要求1 mm/s）誤差在允許范圍內(nèi)。

   • 位移精度校準：使用標準量塊對位移測量系統(tǒng)進行校準。

   • 刀具尺寸校準：使用游標卡尺定期檢查刀具厚度、刃口角度等幾何尺寸，確保符合NY/T 1180標準要求。

   • 空載校準：在無樣品狀態(tài)下運行儀器，測量空載運行所受到的最大剪切力，應≤0.147 N。

2. 校準周期：

   • 建議周期為12個月，由具備資質(zhì)的計量機構(gòu)執(zhí)行全面校準。

   • 期間核查：建議每月使用標準砝碼進行力值快速核查，確保儀器持續(xù)處于正常工作狀態(tài)。

   • 特殊情形：儀器經(jīng)過維修、更換刀具、搬運或?qū)y試結(jié)果產(chǎn)生疑問時，應及時進行校準。

   • 如檢定周期為一年，校準間隔不建議超過一年半，且中間需進行期間核查，保留相關(guān)記錄。

常見故障與排除方法

• 故障一：測試結(jié)果重復性差。

  • 排除：檢查樣品制備是否標準化（尺寸、加熱溫度、冷卻條件等）；確認肉樣放置方向是否一致（肌纖維方向與切割方向垂直）；檢查刀具是否磨損；檢查儀器是否在校準有效期內(nèi)；確保同一肉樣測量值的相對偏差≤15%。

• 故障二：力值顯示異常或為零。

  • 排除：檢查力值傳感器連接線是否松動；確認測試前是否執(zhí)行了清零操作；檢查是否超量程使用導致傳感器損壞。

• 故障三：刀具運動卡頓或異響。

  • 排除：立即停止使用。檢查絲桿和導軌是否有異物或缺乏潤滑，進行清潔和潤滑。如問題依舊，可能涉及機械部件磨損，需聯(lián)系專業(yè)維修。

• 故障四：刀具無法切斷肉樣。

  • 排除：檢查刀具是否鋒利，有無缺口或磨損；檢查設定的行程是否足夠；檢查砧床口寬是否因磨損而變大；確認剪切速度設置是否符合標準要求（標準為1 mm/s）。

• 故障五：儀器無法啟動或觸摸屏無響應。

  • 排除：檢查電源連接。嘗試重啟儀器。若觸摸屏失靈，可能是內(nèi)部連接問題或屏幕故障，需聯(lián)系廠家技術(shù)支持。

• 故障六：微型打印機不工作。

  • 排除：檢查打印機連接線；檢查打印紙是否用盡或卡紙；重啟儀器和打印機。

重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標準。在實際應用中，應嚴格遵守NY/T 1180?2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》、NY/T 2793?2015《肉的食用品質(zhì)客觀評價方法》、NY/T 2660?2014《肉牛生產(chǎn)性能測定技術(shù)規(guī)范》 等相關(guān)標準的版本規(guī)定，并建立相應的標準操作規(guī)程。樣品制備的加熱溫度和時間是影響嫩度測定結(jié)果的關(guān)鍵因素，應嚴格按照標準要求執(zhí)行。沃?布剪切刀的幾何尺寸直接影響測試結(jié)果，應定期檢查確認符合標準要求。所有測試儀器需處于有效的校準狀態(tài)，并由經(jīng)過培訓的人員操作。測試結(jié)果的判定需嚴格依據(jù)產(chǎn)品對應的質(zhì)量標準或企業(yè)內(nèi)部標準。