引言

明膠是一種由動(dòng)物的皮、骨、筋、腱和鱗等為原料經(jīng)適度水解制得的天然高分子生物材料，在食品、化妝品和制藥工業(yè)中被廣泛使用。在食品工業(yè)中，明膠是果凍、布丁、軟糖、酸奶等產(chǎn)品形成凝膠質(zhì)地和彈嫩口感的關(guān)鍵成分。在藥用領(lǐng)域，明膠是硬膠囊和軟膠囊的核心輔料，其凝凍強(qiáng)度直接關(guān)系到膠囊的成型性與藥物釋放一致性。

凝凍強(qiáng)度（通常以Bloom值表示，單位：克力，g）反映的是明膠分子鏈交聯(lián)密度與熱可逆凝膠網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。這一指標(biāo)直接決定明膠在終端產(chǎn)品中的表現(xiàn)——強(qiáng)度不足則不成型、易塌陷；強(qiáng)度過高則口感過硬、咀嚼困難。很早就有人試圖通過測算用數(shù)字表示凝膠強(qiáng)度，早期的方法依靠人的“指測"，即用手指按壓明膠表面與已知標(biāo)準(zhǔn)明膠對比。這種主觀方法雖然迅速，但數(shù)據(jù)可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及科學(xué)測量。

GB 6783-2013《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 明膠》 由國家衛(wèi)生計(jì)生委發(fā)布，代替了GB 6783-1994版本。該標(biāo)準(zhǔn)將凝凍強(qiáng)度列為理化指標(biāo)中的強(qiáng)制性項(xiàng)目，并設(shè)定了明確的技術(shù)門檻與標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法。本文將從標(biāo)準(zhǔn)適用范圍、測試原理、儀器要求、操作流程到數(shù)據(jù)報(bào)告，系統(tǒng)解讀GB 6783-2013中明膠凝膠強(qiáng)度的測定方法。

一、標(biāo)準(zhǔn)適用范圍與技術(shù)要求

GB 6783-2013適用于以動(dòng)物的骨、皮、筋、腱和鱗等為原料經(jīng)適度水解所制得的食品添加劑明膠。標(biāo)準(zhǔn)對明膠的凝凍強(qiáng)度提出了明確的技術(shù)要求：凝凍強(qiáng)度（6.67%）應(yīng)不低于50 Bloom g。

需要特別指出的是，食品級(jí)明膠的凝凍強(qiáng)度要求（≥50 Bloom g）與藥用明膠存在差異。行業(yè)實(shí)踐中，工業(yè)明膠凍力通?！?50 Bloom，藥用明膠要求更高（≥200 Bloom）。因此，食品添加劑明膠生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)依據(jù)GB 6783-2013進(jìn)行檢測，而藥用明膠則需參照《中國藥典》2025版通則0634及GB 13731等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

二、測試原理：勃魯姆（Bloom）法的科學(xué)本質(zhì)

GB 6783-2013所采用的凝膠強(qiáng)度測定方法，是國際通用的勃魯姆（Bloom）法，又稱凝凍強(qiáng)度測試法。其測試原理可概括為：在規(guī)定的條件下，向直徑為12.7mm的圓柱內(nèi)壓入含6.67%明膠溶液的膠凍表面以下4mm時(shí)，所施加的力代表凝凍強(qiáng)度，以Bloom g為單位。

這一測試方法的物理本質(zhì)是抗穿透力測定——探頭穿刺凝膠的過程，是破壞明膠分子鏈交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需克服的力學(xué)阻力。原始Bloom方法測量的是4mm穿刺下得到的最終負(fù)載，隨后逐步發(fā)展為利用單次壓縮循環(huán)所得到的峰值來準(zhǔn)確測定Bloom凝膠強(qiáng)度。探頭穿刺過程中記錄到的峰值力值，綜合反映了凝膠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密程度和分子間作用力的強(qiáng)弱。

三、儀器設(shè)備要求

根據(jù)GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)附錄A.4.2的規(guī)定，執(zhí)行凝膠強(qiáng)度測定需要以下儀器和設(shè)備：

其中，探頭規(guī)格的精度要求尤為關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)要求圓柱探頭直徑精確至12.700mm ± 0.013mm。凝凍強(qiáng)度嚴(yán)重依賴探頭壓力面積——探頭面積偏差可直接導(dǎo)致結(jié)果誤差，因此探頭規(guī)格的定期校驗(yàn)至關(guān)重要。

標(biāo)準(zhǔn)還要求使用符合要求的明膠凝凍強(qiáng)度測定儀，安裝Φ12.7mm不銹鋼圓柱探頭，預(yù)熱10-15分鐘，并用標(biāo)準(zhǔn)砝碼（如100g、200g）校準(zhǔn)力傳感器，確保精度≤±0.5%。

四、標(biāo)準(zhǔn)化樣品制備流程

樣品制備是凝膠強(qiáng)度測定中最容易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)。GB 6783-2013規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn)化制備流程：

第一步：精確稱量與配制

在凍力瓶中配制6.67%的試樣溶液120mL。具體操作上，可精確稱取6.67g明膠樣品（或按標(biāo)準(zhǔn)凍力瓶比例，如7.5g樣品加105mL水）。稱量精度直接影響膠液濃度的準(zhǔn)確性。

第二步：溶脹

加入蒸餾水或去離子水，在室溫下靜置30-60分鐘，使明膠充分吸水溶脹。

第三步：溶解

轉(zhuǎn)移至65℃ ± 1℃的水浴中，攪拌至溶解（約15-30分鐘）。水浴加熱過程中需攪拌，避免局部過熱導(dǎo)致明膠分子鏈降解。明膠一加熱即成為液體，遇冷則變成彈性固體凝膠塊，膠體的溶液-凝膠互相轉(zhuǎn)換是明膠的現(xiàn)象。

第四步：除泡與灌裝

靜置或輕微抽真空消除氣泡。將溶液注入標(biāo)準(zhǔn)凍力瓶（內(nèi)徑59mm、高85mm）。

第五步：凝膠成型

置于10.0℃ ± 0.1℃的恒溫槽中，靜置16-18小時(shí)，確保凝膠結(jié)構(gòu)均勻穩(wěn)定。恒溫條件的精度直接決定了凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻性——溫度波動(dòng)0.5℃即可引起強(qiáng)度值5%以上的變化。

五、標(biāo)準(zhǔn)化測試操作流程

第一步：樣品取出與準(zhǔn)備

將凍力瓶從恒溫水槽中迅速取出，擦干外壁水珠。從恒溫槽取出到完成測試，全程需在2分鐘內(nèi)完成。

第二步：樣品定位

將樣品瓶置于測試平臺(tái)上，凍力瓶的中心對準(zhǔn)探頭，測定點(diǎn)必須為樣品表面的中心點(diǎn)。

第三步：執(zhí)行穿刺測試

凍力儀“深度"選擇4mm，“速度"選擇0.5mm/s或1mm/s。標(biāo)準(zhǔn)推薦速度為0.5mm/s。當(dāng)探頭接觸凝膠表面并達(dá)到觸發(fā)力時(shí)，測試開始，探頭勻速穿刺進(jìn)明膠樣品中直至4mm深度。

第四步：數(shù)據(jù)記錄

儀器記錄穿刺過程中的力值曲線，峰值力即為該次測量的凝凍強(qiáng)度值，單位以Bloom g表示。

第五步：重復(fù)測試與結(jié)果計(jì)算

直接從凍力儀中讀出測定的凝凍強(qiáng)度數(shù)值，結(jié)果取整數(shù)。取平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立結(jié)果的絕對差值不得超過10 Bloom g。

六、關(guān)鍵控制點(diǎn)與注意事項(xiàng)

1. 溫度控制：凝凍強(qiáng)度對溫度極為敏感。恒溫槽需精確控制10℃ ± 0.1℃。樣品從恒溫槽取出后必須在2分鐘內(nèi)完成測試，否則溫度變化將直接影響測定結(jié)果。

2. 樣品濃度：6.67%的濃度必須精確控制。濃度偏差會(huì)直接影響凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成質(zhì)量，進(jìn)而影響強(qiáng)度測定結(jié)果。

3. 探頭維護(hù)：探頭需定期檢查——直徑是否在12.700mm ± 0.013mm范圍內(nèi)。發(fā)現(xiàn)磨損應(yīng)立即更換。

4. 氣泡控制：制備過程中需消除氣泡的影響，必要時(shí)可用輕微抽真空或靜置方式消除氣泡。氣泡會(huì)導(dǎo)致力-位移曲線出現(xiàn)異常波動(dòng)，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

5. 平行測定：標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行平行測定，兩次獨(dú)立結(jié)果的絕對差值不得超過10 Bloom g。若超出此范圍，需重新制備樣品進(jìn)行測試。

七、明膠凝凍強(qiáng)度測定的儀器選型

GB 6783-2013推薦使用凝膠強(qiáng)度測定儀（也稱凍力儀、組織分析儀或質(zhì)構(gòu)儀）進(jìn)行明膠凝凍強(qiáng)度的測定。

一臺(tái)符合GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)的凝凍強(qiáng)度測定儀應(yīng)滿足以下核心性能：

以濟(jì)南西奧機(jī)電GST凝膠強(qiáng)度測試儀為例，該儀器嚴(yán)格遵循GB 6783-2013及《中國藥典》2025版通則0634等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，標(biāo)配直徑12.7mm柱形探頭，速度精度0.1mm/min，位移精度0.01mm，力值精度0.5%F.S.，支持四級(jí)權(quán)限管理與審計(jì)追蹤功能，可精準(zhǔn)完成6.67%濃度樣品制備、10℃±0.1℃恒溫條件下的標(biāo)準(zhǔn)凝凍強(qiáng)度測定。

常見問題解答

問：GB 6783-2013對食品添加劑明膠的凝凍強(qiáng)度低要求是多少？

答：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品添加劑明膠的凝凍強(qiáng)度（6.67%）應(yīng)≥50 Bloom g。行業(yè)實(shí)踐中，工業(yè)明膠凍力通?！?50 Bloom，藥用明膠要求更高（≥200 Bloom）。

問：GB 6783-2013中凝凍強(qiáng)度測定的核心參數(shù)有哪些？

答：五大核心參數(shù)為：探頭直徑12.7mm ± 0.013mm、樣品濃度6.67%、穿刺深度4mm、測試速度0.5mm/s或1mm/s、凝膠化溫度10℃ ± 0.1℃恒溫16-18小時(shí)。

問：凝凍強(qiáng)度測定中，樣品從恒溫槽取出后為什么必須在2分鐘內(nèi)完成測試？

答：凝凍強(qiáng)度對溫度極為敏感。樣品取出后溫度會(huì)逐漸上升，導(dǎo)致測定值偏離真實(shí)值。溫度從10℃升至10.5℃可能導(dǎo)致Bloom值下降5%～8%，因此必須在2分鐘內(nèi)完成測試以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

問：如何判斷一次凝凍強(qiáng)度測定結(jié)果是否有效？

答：有效的測定需滿足：平行測定兩次獨(dú)立結(jié)果的絕對差值不得超過10 Bloom g；力-位移曲線形態(tài)正常，無異常波動(dòng)；凝膠表面平整、無可見氣泡。任何一項(xiàng)不滿足，均應(yīng)重新制備樣品測試。

問：GB 6783-2013與《中國藥典》2025版0634在凝凍強(qiáng)度測定方法上有何關(guān)系？

答：兩者在核心測試參數(shù)上高度一致——探頭規(guī)格均為12.7mm圓柱探頭、測試速度均為0.5mm/s、穿刺深度均為4mm、樣品濃度均為6.67%、恒溫溫度均為10℃±0.1℃。一臺(tái)符合GB 6783-2013要求的凝凍強(qiáng)度測定儀通常也能滿足藥典0634的檢測要求。

如果您正在尋找可滿足您各種需求的最佳解決方案，歡迎聯(lián)絡(luò)我們，我們非常樂意和您一起討論您的需求。

本文內(nèi)容僅供參考討論，基于有限的研究資料整理而成，如有疑問或發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，歡迎與我們溝通指正。