在食品、藥品及日化產(chǎn)品的品質(zhì)評(píng)價(jià)中，“口感"“質(zhì)地"“硬度"等感官屬性長(zhǎng)期依賴品評(píng)師的主觀判斷。而TPA（Texture Profile Analysis，質(zhì)地剖面分析） 的出現(xiàn)，將這種模糊的感官體驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可量化、可追溯的精確數(shù)據(jù)。TPA測(cè)試又被稱為“兩次咀嚼測(cè)試"（Two Bite Test），其核心邏輯是通過(guò)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮，從而在一次實(shí)驗(yàn)中同時(shí)獲取多種質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)。

一、TPA的起源與核心定義

TPA由Szczeniak等人于1963年確立，是一種通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀探頭模擬人口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮，獲取硬度、彈性、粘附性、內(nèi)聚性、咀嚼性等多種質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)的分析方法。該方法將樣品的質(zhì)地感官知覺(jué)與其力學(xué)性質(zhì)、幾何特性結(jié)合起來(lái)進(jìn)行定義，從而使質(zhì)地的感官評(píng)價(jià)信息可以用客觀的方法相互溝通或傳遞，可以彌補(bǔ)感官評(píng)價(jià)的不足。

TPA的三大核心價(jià)值在于：它能夠在同一實(shí)驗(yàn)中獲得多種質(zhì)構(gòu)參數(shù)；測(cè)試結(jié)果客觀、可重復(fù)；且能與感官評(píng)價(jià)建立相關(guān)性模型，用儀器數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)主觀口感。

二、測(cè)試過(guò)程：從兩次壓縮到力-時(shí)間曲線

TPA的測(cè)試過(guò)程由探頭的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)動(dòng)軌跡完成。質(zhì)構(gòu)儀使用特定探頭（通常為圓柱形探頭）模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)樣品進(jìn)行兩次壓縮。完整的運(yùn)動(dòng)軌跡分為五個(gè)階段：

第一階段：探頭下降與接觸。探頭從起始位置開(kāi)始，以預(yù)設(shè)的測(cè)前速度向下移動(dòng)，直至接觸到樣品表面。

第二階段：第一次壓縮。探頭達(dá)到觸發(fā)力后，以測(cè)試速度對(duì)樣品進(jìn)行壓縮，直至達(dá)到設(shè)定的壓縮距離或壓縮比例（通常為30%-75%）。

第三階段：第一次回撤。探頭返回到壓縮的觸發(fā)點(diǎn)（即接觸樣品的位置），模擬口腔中第一次咬合后的短暫放松。

第四階段：第二次壓縮。在規(guī)定的停留時(shí)間后（通常1-5秒），探頭再次以相同的測(cè)試速度壓縮樣品，壓縮同樣的距離。

第五階段：最終回撤。探頭以測(cè)后速度返回起始位置。

第一次壓縮模擬第一次咬合，停留階段模擬咀嚼間隙，第二次壓縮模擬第二次咀嚼。從兩次壓縮的力-時(shí)間曲線中，可以提取出硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等多個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

三、TPA核心質(zhì)構(gòu)參數(shù)的科學(xué)定義

TPA的價(jià)值在于它能夠從一條力-時(shí)間曲線中同時(shí)提取多個(gè)與感官評(píng)價(jià)高度相關(guān)的質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

硬度（Hardness） ：第一次壓縮過(guò)程中的峰值力，是描述與食品變形或穿透產(chǎn)品所需的力有關(guān)的機(jī)械質(zhì)地特性，直接反映樣品抵抗變形的能力。硬度是直接影響咀嚼性、膠著性及凝聚性的核心指標(biāo)。

彈性（Springiness） ：樣品在第一次壓縮后，在第二次壓縮前恢復(fù)的高度與原始高度的比值。它反映樣品在外力去除后恢復(fù)到原來(lái)形狀的程度。兩次壓縮之間的停隔時(shí)間對(duì)彈性的測(cè)定很重要，停隔時(shí)間越長(zhǎng)，恢復(fù)的高度越大。

內(nèi)聚性（Cohesiveness） ：第二次壓縮曲線與第一次壓縮曲線正面積之比（A2/A1），反映樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)合力。內(nèi)聚性高的樣品在咀嚼時(shí)不易散開(kāi)。凝聚力是內(nèi)聚性的另一種表述。

咀嚼性（Chewiness） ：咀嚼性被定義為膠著性 × 彈性，即（A2/A1 × 硬度）× 彈性?？梢越忉尀榫捉拦腆w食物所需的能量。這個(gè)參數(shù)主要用在固體、半固體的口感描述上。

膠著性（Gumminess） ：定義為硬度 × 內(nèi)聚性（A2/A1 × 硬度），主要用于描述半固態(tài)樣品的黏性特性。半固體食品的一個(gè)特點(diǎn)就是具有低硬度、高凝聚力，因此這項(xiàng)指標(biāo)用于描述半固體食品的口感。

粘附性（Adhesiveness） ：第一次壓縮曲線達(dá)到零點(diǎn)到第二次壓縮曲線開(kāi)始之間的曲線的負(fù)面積（A3面積），反映探頭由于測(cè)試樣品的粘著作用所消耗的功。在食品領(lǐng)域可以解釋為“黏牙"性口感。

回復(fù)性（Resilience） ：定義為下壓時(shí)形變目標(biāo)之前的面積與形變目標(biāo)之后的面積比值（A5/A4），是一種測(cè)量樣品如何恢復(fù)變形的指標(biāo)，包括速度和力量?jī)煞矫?/span>。

四、TPA數(shù)據(jù)與感官評(píng)價(jià)的相關(guān)性

TPA的建立初衷就是作為食品質(zhì)構(gòu)的感官評(píng)價(jià)和儀器分析間的橋梁。研究證實(shí)，TPA實(shí)驗(yàn)的硬度、咀嚼性與感官評(píng)定的硬度、彈性、脆性、咀嚼性之間存在顯著相關(guān)性。TPA測(cè)試的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與感官評(píng)價(jià)參數(shù)高度相關(guān)。通過(guò)TPA測(cè)試，質(zhì)構(gòu)儀可以準(zhǔn)確檢測(cè)食品樣品隨時(shí)間變化的位置和重量從而給出樣品的物性特征。

五、影響TPA測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素

TPA測(cè)試的質(zhì)構(gòu)參數(shù)和樣品的外形尺寸、壓縮探頭與樣品尺寸的比值、壓縮的程度、變形速率、壓縮次數(shù)、兩次壓縮之間的停留間隔以及試驗(yàn)重復(fù)的次數(shù)都有關(guān)系，所以所有的TPA測(cè)試結(jié)果里都必須注明測(cè)試條件。TPA測(cè)定模式下，樣品質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定結(jié)果受測(cè)試條件影響顯著，主要涉及溫度、測(cè)前速率、壓縮變形量、測(cè)試速率、兩次壓縮過(guò)程的時(shí)間間隔等。其中，樣品規(guī)格是最容易被忽視的因素——在取樣直徑不變的情況下，樣品高度越小，硬度越大；在取樣高度基本一致的情況下，取樣直徑越大，彈性越大。

常見(jiàn)問(wèn)題解答

問(wèn)：TPA測(cè)試與普通壓縮測(cè)試有什么區(qū)別？

答：普通壓縮測(cè)試僅對(duì)樣品進(jìn)行一次壓縮，只能獲取硬度等單一參數(shù)。TPA通過(guò)兩次壓縮模擬人口腔的咀嚼過(guò)程，從一條力-時(shí)間曲線中同時(shí)獲取硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、回復(fù)性等多個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)，全面反映樣品的質(zhì)地特性。

問(wèn)：TPA測(cè)試中“硬度"和“咀嚼性"這兩個(gè)參數(shù)有什么區(qū)別？

答：硬度是第一次壓縮時(shí)的峰值力，反映樣品“有多硬"；咀嚼性是一個(gè)綜合參數(shù)——膠著性×彈性（即A2/A1×硬度×彈性），反映將樣品咀嚼至可吞咽狀態(tài)所需的能量。硬度相同的兩個(gè)樣品，咀嚼性可能不同——一個(gè)可能一咬就散（內(nèi)聚性低），另一個(gè)則韌性十足（內(nèi)聚性高）。

問(wèn)：TPA測(cè)試結(jié)果為什么要注明測(cè)試條件？

答：TPA測(cè)試的質(zhì)構(gòu)參數(shù)和樣品的外形尺寸、壓縮探頭與樣品尺寸的比值、壓縮的程度、變形速率、壓縮次數(shù)、兩次壓縮之間的停留間隔以及試驗(yàn)重復(fù)的次數(shù)都有關(guān)系。同一樣品在不同測(cè)試條件下可能得到不同的質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)，因此注明測(cè)試條件是確保數(shù)據(jù)可比性的基礎(chǔ)。

問(wèn)：TPA測(cè)試的參數(shù)設(shè)置一般包括哪些？

答：主要包括：測(cè)前速度、測(cè)試速度、測(cè)后速度、壓縮距離或壓縮比例（軟膠囊通常30%-50%，香腸等通常75%）、觸發(fā)力、兩次壓縮之間的停留時(shí)間（通常1-5秒）、探頭類型和尺寸等。壓縮程度對(duì)硬度、彈性、內(nèi)聚性等多個(gè)TPA參數(shù)有顯著影響，壓縮速率對(duì)彈性和內(nèi)聚性影響顯著。

問(wèn)：濟(jì)南西奧機(jī)電的質(zhì)構(gòu)分析儀是否支持TPA測(cè)試模式？

答：濟(jì)南西奧機(jī)電的TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀支持完整的TPA質(zhì)地剖面分析測(cè)試模式，可一鍵獲取硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等全維度質(zhì)構(gòu)參數(shù)，適用于食品、藥品、化妝品等各類樣品的質(zhì)構(gòu)特性分析。

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