引言

在食品行業(yè)，“口感"是決定消費(fèi)者復(fù)購(gòu)與否的核心要素。面包是否松軟、薯片是否酥脆、果凍是否Q彈、肉丸是否緊實(shí)——這些消費(fèi)者用牙齒和舌頭感知的品質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)卻難以用精確的數(shù)據(jù)來(lái)描述。

傳統(tǒng)上，食品口感的評(píng)價(jià)依賴感官品嘗。但感官評(píng)價(jià)存在主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差、易受評(píng)價(jià)人員狀態(tài)影響等固有局限。同一款產(chǎn)品，不同評(píng)價(jià)人員可能給出截然不同的“軟硬"判斷；同一評(píng)價(jià)人員在不同時(shí)間，也可能因疲勞或情緒而給出不一致的評(píng)分。

質(zhì)構(gòu)分析儀（Texture Analyzer） 的出現(xiàn)，改變了這一局面。質(zhì)構(gòu)儀通過(guò)模擬人口腔的咀嚼、牙齒的切割、手指的按壓等力學(xué)動(dòng)作，將食品的“軟硬彈脆"轉(zhuǎn)化為力-位移曲線上的精確數(shù)據(jù)。它可對(duì)樣品的物性概念作出數(shù)據(jù)化的表述，是國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)的重要研究?jī)x器和研究手段，也是業(yè)內(nèi)物性（質(zhì)構(gòu)）標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)儀器。

質(zhì)構(gòu)儀所反映的主要是與力學(xué)特性有關(guān)的食品質(zhì)地特性，其結(jié)果具有較高的靈敏性與客觀性。使用統(tǒng)一的測(cè)試方法，可精確量化食品的硬度、彈性、咀嚼性等物性指標(biāo)。本文將從口感量化、品質(zhì)控制、研發(fā)加速三個(gè)維度，系統(tǒng)解析質(zhì)構(gòu)儀在食品行業(yè)物性測(cè)試中的核心價(jià)值。

一、核心價(jià)值一：將“主觀口感"轉(zhuǎn)化為“客觀數(shù)據(jù)"

1. 感官評(píng)價(jià)的固有局限

感官評(píng)價(jià)是食品品質(zhì)評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)方法，但存在難以克服的局限性：

主觀性強(qiáng)：不同評(píng)價(jià)人員對(duì)“軟硬"“彈性"的理解存在差異，結(jié)果因人而異。研究表明，感官評(píng)價(jià)的再現(xiàn)性差，同一評(píng)價(jià)人員在不同時(shí)間對(duì)同一產(chǎn)品的評(píng)分也可能不同。

體量大、效率低：感官評(píng)價(jià)需要組織評(píng)價(jià)小組、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方案、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，耗時(shí)費(fèi)力，不利于實(shí)際生產(chǎn)加工中快速測(cè)量物性品質(zhì)。

語(yǔ)義模糊：“酥脆"“松軟"等描述詞缺乏統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)，難以在不同批次、不同產(chǎn)品之間進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)比。

2. 質(zhì)構(gòu)儀如何實(shí)現(xiàn)“口感量化"？

質(zhì)構(gòu)儀通過(guò)模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)樣品進(jìn)行壓縮、穿刺、剪切等力學(xué)測(cè)試，實(shí)時(shí)記錄力值與位移的變化，生成力-位移曲線。從這條曲線中，可以提取硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、脆性、粘附性等多達(dá)數(shù)十項(xiàng)物性參數(shù)。

TPA（Texture Profile Analysis，質(zhì)地多面剖析法） 是質(zhì)構(gòu)儀最核心的測(cè)試模式。它通過(guò)兩次壓縮模擬“咬一口→松開(kāi)→再咬一口"的咀嚼過(guò)程，一次測(cè)試即可同時(shí)獲取多項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)。

研究表明，質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定的硬度、彈性、咀嚼性等指標(biāo)與感官評(píng)價(jià)結(jié)果具有很好的正相關(guān)性。這意味著，研發(fā)人員可以用客觀的儀器數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)消費(fèi)者的主觀感受，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)判斷"到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)"的研發(fā)升級(jí)。

3. 食品物性的“數(shù)據(jù)化表達(dá)"

質(zhì)構(gòu)儀將食品的感官品質(zhì)轉(zhuǎn)化為以下核心量化指標(biāo)：

二、核心價(jià)值二：從“被動(dòng)檢驗(yàn)"到“主動(dòng)質(zhì)控"

1. 原料篩選與驗(yàn)收

質(zhì)構(gòu)儀可用于食品原料的客觀篩選與驗(yàn)收。例如，不同批次的面粉蛋白質(zhì)含量差異會(huì)影響面包的硬度；不同產(chǎn)地的明膠Bloom值差異會(huì)影響果凍的凝膠強(qiáng)度。通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)原料的物性指標(biāo)，可以從源頭保障產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。

2. 生產(chǎn)過(guò)程控制

在食品生產(chǎn)線上，質(zhì)構(gòu)儀可作為過(guò)程控制工具。例如，橡皮糖在烘干過(guò)程中硬度會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀可以預(yù)測(cè)烘干過(guò)程中橡皮糖彈性變化，從而尋找橡皮糖在烘干爐中的最短時(shí)間。這一應(yīng)用不僅保障了產(chǎn)品品質(zhì)，更顯著提升了生產(chǎn)效率。

3. 批次一致性驗(yàn)證

通過(guò)對(duì)不同批次的食品進(jìn)行TPA測(cè)試，分析硬度、彈性、咀嚼性等參數(shù)的批次間差異。當(dāng)批次一致性出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)排查原料或工藝問(wèn)題。質(zhì)構(gòu)儀可以使用統(tǒng)一的測(cè)試方法，對(duì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)量化處理，以量化的指標(biāo)來(lái)客觀全面地評(píng)價(jià)成品，從而避免人為因素對(duì)食品品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的主觀影響。

4. 貨架期與儲(chǔ)存穩(wěn)定性評(píng)估

食品在儲(chǔ)存過(guò)程中，因水分遷移、淀粉老化、油脂氧化等原因，質(zhì)構(gòu)特性會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)定期質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)，可以追蹤產(chǎn)品在貨架期內(nèi)的品質(zhì)衰減趨勢(shì)，為保質(zhì)期設(shè)定和包裝改進(jìn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

典型案例：某品牌芒果味果凍因卡拉膠添加量不足（0.8% vs 標(biāo)準(zhǔn)1.2%），凝膠強(qiáng)度僅105g，在30℃環(huán)境下儲(chǔ)存7天后，出水率達(dá)8%，導(dǎo)致終端投訴率上升25%。這一案例說(shuō)明，質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的量化監(jiān)控可以提前預(yù)警產(chǎn)品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

三、核心價(jià)值三：驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)與工藝優(yōu)化

1. 配方優(yōu)化的量化依據(jù)

質(zhì)構(gòu)儀為配方優(yōu)化提供了精準(zhǔn)的量化依據(jù)。研究表明，在蛋糕配方優(yōu)化中，通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試不同配方下的硬度和彈性，可以精準(zhǔn)確定最佳配方參數(shù)。在低脂肉制品開(kāi)發(fā)中，質(zhì)構(gòu)儀數(shù)據(jù)可以量化脂肪替代物對(duì)產(chǎn)品口感的影響。

典型案例：某企業(yè)通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試發(fā)現(xiàn)，將卡拉膠與魔芋膠的配比從8:2調(diào)整至7:3，剪切模量從1500Pa降至1200Pa，損耗角正切從0.3增至0.4，消費(fèi)者盲測(cè)反饋“口感更Q彈，無(wú)粘牙感"，市場(chǎng)銷量提升30%。

2. 工藝參數(shù)的精準(zhǔn)確定

質(zhì)構(gòu)儀可以量化不同工藝參數(shù)對(duì)食品品質(zhì)的影響，幫助研發(fā)人員精準(zhǔn)確定最佳工藝條件。例如，在焙烤工藝中，通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試不同焙烤溫度和時(shí)間下餅干的斷裂強(qiáng)度和脆性指數(shù)，可以精準(zhǔn)確定“酥而不碎"的最佳工藝窗口。

3. 競(jìng)品對(duì)標(biāo)與品質(zhì)定位

通過(guò)對(duì)標(biāo)競(jìng)品進(jìn)行系統(tǒng)的質(zhì)構(gòu)分析，企業(yè)可以獲取競(jìng)品的硬度、彈性、咀嚼性等基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，明確自身產(chǎn)品的品質(zhì)定位，為產(chǎn)品差異化開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

4. 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的“數(shù)據(jù)導(dǎo)航"

在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，質(zhì)構(gòu)儀可以幫助研發(fā)人員快速篩選配方、優(yōu)化工藝、預(yù)測(cè)貨架期。研究表明，采用質(zhì)構(gòu)儀TPA模式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合感官評(píng)價(jià)建立量化關(guān)聯(lián)模型，可以大幅縮短研發(fā)周期，減少“試錯(cuò)"成本。

四、質(zhì)構(gòu)儀在食品行業(yè)的核心測(cè)試模式

五、影響質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素

質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)果的可靠性，高度依賴于測(cè)試條件的標(biāo)準(zhǔn)化。研究表明，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。

樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化：在取樣直徑不變的情況下，硬度隨取樣高度的減小而顯著增大。同一研究或同一批次檢測(cè)中，樣品尺寸必須嚴(yán)格保持一致。

測(cè)試參數(shù)的統(tǒng)一性：測(cè)試速度、壓縮比例、觸發(fā)力等參數(shù)的變化，都會(huì)顯著影響TPA測(cè)定結(jié)果。只有測(cè)試條件相同，測(cè)定結(jié)果才具有可比性。

探頭的正確選擇：不同探頭適用于不同的食品類型和測(cè)試目的。對(duì)于軟質(zhì)食品（如果凍、酸奶），推薦使用較大直徑的平底探頭；對(duì)于硬質(zhì)食品（如餅干、硬糖），推薦使用較小直徑的探頭或穿刺探頭。

環(huán)境條件的控制：溫度和濕度對(duì)食品的力學(xué)性能有顯著影響。建議在恒溫恒濕條件下進(jìn)行測(cè)試，并在報(bào)告中記錄環(huán)境條件。

六、西奧機(jī)電的食品質(zhì)構(gòu)分析解決方案

濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）長(zhǎng)期致力于為食品行業(yè)提供專業(yè)的質(zhì)構(gòu)檢測(cè)解決方案。其TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀及TEX-FP餅干酥脆度測(cè)定儀等專用設(shè)備，在食品物性測(cè)試中具備以下核心優(yōu)勢(shì)：

多模式測(cè)試能力：TEX系列支持TPA全質(zhì)構(gòu)分析、壓縮測(cè)試、穿刺測(cè)試、剪切測(cè)試、拉伸測(cè)試、三點(diǎn)彎曲測(cè)試等多種模式，一臺(tái)儀器即可覆蓋從烘焙食品到肉制品、從凝膠到堅(jiān)果的多樣化檢測(cè)需求。

高精度力學(xué)測(cè)量：采用高精度力量感應(yīng)元，多量程可選（0.5kg、5kg、10kg、50kg等），力值測(cè)量精度優(yōu)于0.5% F.S.，位移分辨率達(dá)0.01mm。能夠精準(zhǔn)捕捉食品在壓縮、穿刺、剪切過(guò)程中的微小力學(xué)響應(yīng)。

標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程：儀器內(nèi)置面包TPA、面條TPA、凝膠強(qiáng)度、餅干酥脆度等多種標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試模板，參考AACC 74-09、GB/T 36187-2024、GB 6783-2013等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)方法。一鍵調(diào)用即可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程。

力-位移曲線實(shí)時(shí)分析：測(cè)試過(guò)程中實(shí)時(shí)采集并顯示力-位移曲線，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、破裂力、斷裂距離等關(guān)鍵參數(shù)。多條曲線可疊加對(duì)比，直觀評(píng)估不同配方或不同批次產(chǎn)品之間的質(zhì)構(gòu)差異。

數(shù)據(jù)合規(guī)與可追溯：測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)，支持導(dǎo)出為報(bào)告，滿足食品生產(chǎn)SC審核和ISO質(zhì)量管理體系的數(shù)據(jù)管理要求。

西奧機(jī)電的材料測(cè)試解決方案還廣泛應(yīng)用于包裝材料測(cè)試、醫(yī)療器械材料及包裝測(cè)試、藥品測(cè)試、膠粘劑測(cè)試、紡織品測(cè)試、紙張和紙板容器測(cè)試及質(zhì)構(gòu)分析等領(lǐng)域，并可針對(duì)特殊測(cè)試需求提供定制化服務(wù)和自動(dòng)化改造方案。

七、結(jié)語(yǔ)

質(zhì)構(gòu)儀在食品行業(yè)物性測(cè)試中的核心價(jià)值，可以概括為三個(gè)維度：

口感量化——將“軟硬彈脆"等主觀感受轉(zhuǎn)化為硬度、彈性、咀嚼性等客觀、可量化的數(shù)據(jù)，讓食品品質(zhì)評(píng)價(jià)從“憑感覺(jué)"升級(jí)為“靠數(shù)據(jù)"。

品質(zhì)可控——從原料篩選、過(guò)程控制到成品放行，質(zhì)構(gòu)儀為食品全鏈條質(zhì)量控制提供了客觀、可重復(fù)的檢測(cè)手段，讓批次一致性從“理想"變?yōu)椤翱沈?yàn)證的現(xiàn)實(shí)"。

研發(fā)加速——通過(guò)量化配方與工藝對(duì)食品質(zhì)構(gòu)的影響，質(zhì)構(gòu)儀幫助研發(fā)人員快速篩選優(yōu)方案，大幅縮短研發(fā)周期，降低試錯(cuò)成本。

從面包的松軟到餅干的酥脆，從果凍的Q彈到肉丸的緊實(shí)——質(zhì)構(gòu)儀正在將食品的“口感"從模糊的感官描述轉(zhuǎn)化為精確的力學(xué)數(shù)據(jù)。濟(jì)南西奧機(jī)電有限公司（CELTEC西奧）TEX系列質(zhì)構(gòu)分析儀，以多模式測(cè)試、高精度力學(xué)測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程、力-位移曲線實(shí)時(shí)分析為核心優(yōu)勢(shì)，為食品行業(yè)提供了從研發(fā)到生產(chǎn)的全鏈條質(zhì)構(gòu)檢測(cè)解決方案，助力企業(yè)以精準(zhǔn)的量化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品品質(zhì)持續(xù)提升。