质构讲义

Volodkevich Bite Jaws
模拟牙齿切断的动作
通常应用于测定： ✓ 肉品的韧度 ✓ 蔬菜、水果之纤维度
樣品
其它测试方法及探头
Cone Penetration Probe
圆锥形探头 接触面积、压力随探头位置移动而变化 适合流动 、半流动性质样品，或测定涂布性质(spread
Trigger force 的设定，应 以使探头与样品充分接触 为标准。
如何设定Trigger force
样品硬度
较坚硬的样品可设较高的启动力. 较软的样品设定值应当较小.
启动力设的太小
室内的震动及气流有可能误触动仪器
一般可以Speed
探
（1） Pre-Test Speed
头
• 测试开始时探头 pre-test speed 向
样品接近
• 通常速度不超过 3mm/sec
• 快速接近容易造成延迟启动分析
• 过慢影响工作效率
样品
探头 样品
（2） Trigger force 触发力值
当探头监测到设定接触力 时，仪器切换成test speed 并开始记录数据。
TIME
Cohesiveness（粘结性、内聚性、凝聚性） = Area 2 / Area 1 Resilience（恢复性） = Area 5 / Area 4 （压缩和返回的速度一致）
Gumminess（黏性、胶性） = Hardness × Cohesiveness （半固体样品） Chewiness （咀嚼性） = Gumminess × Springiness
test speed 设为1～2mm/s 。
（5）压缩、穿刺距离（变形比）
压缩常使用高度百分比，TPA试验的百分 比在50%以上。
穿刺试验时多使用距离，由原料的特性而 定（注意保护探头）。
（6） Data Acquisition Rate（数据采集速率）
➢ 测试样品的破裂性
通常破裂性测试发生在一瞬间 不同的截取速度会有不同的结果 脆性越大应当选择截取速度越快 最高可设定至1/500秒，一般1/200秒左
测试需考虑.....
了解 测试目的
适用的 测试方法
恰当的 测试参数
善用软件 Help Files
1、测试目的：
➢ 想获得什么质地参数？ ➢ 反映什么问题？
2、测试方法和探头的确定
➢ 明确所需的质地指标 ➢ 想模拟什么样的感官测试？ ➢ 原料的特点 ➢ 实验室现在能做什么？
测试硬度：P/50压缩；P/5、P/2穿刺 模拟牙齿咀嚼：P/50 （P/5） TPA试验 测弹性：P/0.5S球形探头 2次压缩 测嫩度、剪切力（鱼、肉类）：HDP/BS 测韧性、纤维度：HDP/VP
1、压缩（Compression）
P/50 (直径50mm)
探头
❖ Normal Stress
探头
制备规则 样品
未形变
ΔH
产生形变
Note:通常要求样品截面积小于探头直径
Comparison of Cake
Freshness by Stress Relaxation
Stale Fresh
2、穿刺（Puncture/Penetration）
测量样品受到剪切力、切割时

的变化 两侧边限制样品形变
制备规则样品，预先 熟化处理
➢ 反映样品嫩度、剪切力 的大小
常应用于： ✓ 水产品/肉类/肉制品乳酪 ✓ 蔬菜
Warner Brztzler V Slot Blade
Comparison of two sausages type
斜面刀口帮助稳定样品
3、参数设置
➢ 测试前速度（Pre-test speed） ➢ 测试速度（Test speed） ➢ 测试后速度（Post-test speed） ➢ 压缩变形比/压缩距离（Destination/Distance） ➢ 触发值（ Trigger force ） ➢ 数据采集速率（Data acquisition rate）
增加接触面积
NY/T 肉嫩度的测定 剪切力测定法
Chorizo Frankfurter
Kramer Shear Cell
选择 5 或 10 支刀片组 主要测试定量、不规则形状样品的
剪切力及部分挤压力
应用： ✓ 如对虾等水产品 ✓ 早餐脆片、膨发性产品 ✓ 腌制酱瓜 ✓ 水果、豆类 ✓ 需要测量平均剪切力的样品
右
Data Acquisition Rate
400 Points per second
100 Points per second
FORCE
峰值会因
设定值
不同
TIME
而造成误判 TIME
Data Acquisition Rate
400 Points per second
50 Points per second
质构特性（Texture)
硬度/嫩度 脆性 酥性 韧性 稠度 弹性 回复性
粘聚性 咀嚼性 延展性 胶粘性
质地分析方法
感官评定——主观评价方法
通过人的感知系统较全面的反映质地特点， 但是不精确、易受人为影响
仪器测定（质构仪、万能测试仪） ——客观评价方法
谢谢大家！ 敬请批评指正！
ability)
Forward Extrusion（挤压）
样品受力经样品槽下 方的模口挤压流出
✓ 高粘度物质 ✓ 胶体 ✓ 膏糊类 ✓ 蔬果加工制品 ✓ 如膏乳霜 ✓ 牙膏
Backward Extrusion（反挤压）
样品置于样品槽中 探头挤压入样品 样品沿着探头挤动 观察样品的流动特性
拉张力装置TENSION
SPAGHETTI RIG
ROLLER GRIPS
样品
测量下列样品的拉张力
意大利面 中式面 头发 线
包装纸 香肠制品 底片 口香糖
ADHESION
测量样品的粘力 接触面需要特别注意
✓ 米饭 ✓ 面食 ✓ 口香糖 ✓ 焊锡膏
樣品
三、测试方法的选择及参数设置
➢ 嗜好型感官评定
以消费者的嗜好为评价 标准，进行评价。30人
以上，男女各半
如：苹果的感官评定（嗜好型）
对硬度、脆度、汁液丰富度、酸度、甜度、 可接受度等做量化评价。
评价量化采用7分制： 1----无；2----很弱；3----弱；4----中等；
5----较强；6----强；7----很强。
（无参照物，自我判断给分）
可以减少压力避免超出 仪器测试范围。（硬的
糖果、整个水果）
以穿刺测试方法来克服 轻微程度不规则的样品
（鱼类、贝类）
P/0.5S 球形探头
模仿手指头的感知功能
适合压缩试验、2次压缩试验，主要用于 测试样品的脆性、弹性、回复性、粘性。
➢ 薯片 ➢ 新鲜的鱼、肉 ➢ 奶酪等
3、TPA
➢ Texture Profile Analysis， 质地多面剖析 法
TPA is a Compression Test
➢ TPA测量的是样品高度的百分比（压缩百分 比）或者一定的高度值
➢ 制备规则样品（固定高度、横截面积） ➢ 使用相同的测试速度和测试后速度
➢TPA可以是穿刺试验
4、剪切（Cutting and Shearing）
Knife and flat guillotine blade
FORCE
更底的速率 峰值，造成的改变
会更明显
TIME
TIME
友情提醒
➢ 结合实验目的，查找相关资料，借助与Help软 件，通过预试验确定参数；
➢ 试验过程中不能改变参数设置，否则结果没有可 比性；
➢ 样品取样要在同一部位或适合测试的位置，以后
固定不变；
➢ 严格的TPA试验，样品应制成规则形状，采用
Unripe Firmness
ripe
Stickiness
随机取样、平行测试，减少误差
压缩 vs.穿刺的选择
挤压 vs. 穿刺方法之差异
COMPRESSION 较大面积的探头（P/50）
制备规则样品 样品内部可以不均匀
以挤压法可以测试弹性 （压2次） 、回复性
PENETRATION 藉由小探头(P/2；P/5)
➢ 小型圆柱形探头（P/5，直径 5mm）
➢ 针状探头（P/2 ，直径2mm ）
除了正向压力外，还会产生剪切力
Note:通常要求样品截面积大于探头接触面积
Comparison of Ripe and Unripe Fruit
Apple penetration using P/2 Bio-yield point
➢ 探头对样品压缩或穿刺的 速度
➢ 通常速度1-2mm/sec
样品
探头
（4） Post-test Speed
对仅仅测试样品断裂、 穿刺或折断强度等，探头 可快速退回起始点。
样品
TPA试验，post-test speed和test speed一致，这是测试回复性的需 要。
为了突出测试样品的粘度， post-
五、学会使用强大的HELP
六、质构仪与感官评定相结合
➢ 感官评定存在很多优势：比如样品入口 的口感、汁液丰富程度、颗粒粗细程度 以及综合性的评价等等；
➢ 质构仪也存在不足：部分重要质地参数 无法测定；
➢ 建议：质构仪分析与感官评定结合。
感官评定： ➢ 专家型感官评定
把人训练成机器，5个专 家即可
大部分质地指标，精确分析
质构仪
力量感应元
探头 样品
Stable Micro Systems
用途：
➢ 客观分析相关质地指标；
目的： ➢ 测量样品受力时，产生的压力
或变形；
参数： 压力stress 位移distance
应变strain
主要功能
Measure force Measure distance (time)
FIRST BITE
SECOND BITE
DOWN
UP
DOWN
UP
Fracturability （断裂性）
Hardness1（硬度）
FORCE
Area 1
Area 4 Area 5
Area 2
o Area 3
Length 1
Length 2
Adhesiveness（粘着性）
Springiness（弹性）= Length2/ Length1
两种远动方式： ➢向下的运动：压缩、穿刺、剪切等 ➢向上的远动：拉伸
二、质构仪测试方法、探头的选择
测试方法
➢ Compression（压缩） ➢ Puncture & Penetration（穿刺） ➢ Texture Profile Analysis (TPA，质地剖面分析) ➢ Cutting and Shearing（剪切） ➢ Fracture & Bending（断裂） ➢ Extrusion (Forward & Backward) （挤出） ➢ Tension（拉伸） ➢ Adhesion （粘性测试）
➢ 模拟牙齿的咀嚼行为，在二次咀嚼过程 中的时间和力的变化
➢ 也可以通过两次压缩反映鱼、肉等的弹 性、回复性等指标
TPA (TEXTURE PROFILE ANALYSIS)
The “Two-Bite Test”
FIRST BITE
SECOND BITE
FORCE
第一次下压
返回
停顿
TIME
TPA (TEXTURE PROFILE ANALYSIS)
质构仪的使用与操作简介
主要内容
一、质地相关概念 二、质构仪的测试方法、探头 三、测试方法的选择及参数设置 四、仪器的操作及维护 五、学会使用强大的HELP 六、质构仪与感官评定相结合
一、质地及质构仪相关介绍
质地（Texture）：
它是食品物理性质（包括大小、形状、数 量、力学、光学性质、结构状况）的感觉 表现（包括触觉、视觉、听觉）
P/50探头进行压缩；
➢ 样品温度、环境温度也会影响测试结果。
四、仪器的使用及维护
记录此方法的标题叙述、说明与附注 设定T.A.的移动速度、距离、启动力量，
以及复杂的重复测试顺序等(*.seq)。
设定储存档名、标题叙述、附注，以及数据信道等其它设定。
设定宏文件路径、结果文件路径、报告模板路径等
设定显示图形X、Y轴的单位、以及其它数据显示方式
力量校正
高度校正
新的测试 更换探头 中途意外停止后再运行
测试距离测量的需要； 保护探头的需要
开始测定
物性曲线
图形解析
结果表单
数据可直接Copy到Excel中
友情提醒
初次操作请经验丰富者帮忙 每次测试必须校正力和距离 测试参数以外的任何设置请勿轻易改动 实验结束后保持探头和测试平台的清洁 探头、砝码等放归原位