质构（Texture）是评价食品、药品、化妆品及部分工业材料物理性能的重要指标，直接关系到产品的口感、稳定性、加工适应性及消费者接受度。随着国产质构仪的不断进步，其在科研与工业领域的应用日益广泛。然而，质构测试结果的准确性与可重复性高度依赖于多个关键环节的科学设计与合理控制。本文系统探讨测试样品本身、测试模式、测试参数条件及测试关键指标的选取对质构特性测定结果的影响，旨在为国产质构仪用户优化测试方案提供理论依据与实践指导。
一、测试样品本身的特性对质构结果的影响样品是质构测试的基础，其物理状态、成分组成、结构均一性等直接影响测试数据的代表性与可靠性。
- 样品均一性与制备方式：食品如肉制品、面团、凝胶等若存在内部结构不均（如气泡、脂肪分布不均、水分梯度），会导致探头受力不一致，造成数据波动。因此，样品需按标准方法统一制备（如切片厚度、直径、静置时间），并确保每组测试使用同一批次、相同处理条件的样品。
- 温度与湿度控制：温度显著影响材料的弹性模量与黏性行为。例如，奶酪在低温下硬度高、脆性大，而在室温下则更易变形。测试前应将样品恒温至规定温度（如5℃、25℃），并在环境湿度可控条件下进行，避免水分蒸发导致质地变化。
- 样品尺寸与几何形状：国产质构仪通常要求样品直径大于探头直径的2倍，以避免边界效应。若样品过小，探头可能接触容器底部或边缘，引入误差。此外，圆柱形、立方体或特定模具成型的样品更利于数据对比。
质构仪提供多种测试模式，不同模式适用于不同材料类型和目标特性。
- 压缩测试（Compression）：最常用模式，适用于固体或半固体样品（如蛋糕、豆腐、药片）。可获取硬度、弹性、咀嚼性等指标。单次压缩反映初始硬度，两次压缩（TPA，Texture Profile Analysis）可模拟口腔咀嚼过程，获得更全面的质构剖面。
- 穿刺测试（Penetration）：用于表皮强度或内部结构强度的评估，如水果表皮韧性、酸奶凝胶强度。探头类型（球形、针形、锥形）需根据样品特性选择。
- 剪切测试（Shear）：模拟牙齿切断食物的过程，适用于肉类、面条、蔬菜等纤维性或条状样品。Warner-Bratzler剪切装置常用于肉质嫩度评价。
- 拉伸测试（Tension）：用于评估延展性、黏附性，如口香糖、面筋、胶带等。该模式在国产设备中应用较少，但高端机型已逐步支持。
即使模式固定，参数设置的微小差异也可能导致结果显著偏差。
- 测试速度（Test Speed）：速度过快可能导致材料未充分形变即断裂，测得“表观硬度”偏高；速度过慢则可能因蠕变效应使数据偏低。一般推荐速度范围为0.1–5 mm/s，具体需通过预实验确定。例如，软凝胶宜用0.5 mm/s，而硬质饼干可用2 mm/s。
- 触发力（Trigger Force）：触发力是探头接触样品后开始记录数据的阈值。设得过高会遗漏初始接触阶段的微弱信号；过低则易受振动干扰。通常设为5–10 g，对极软样品可降至1 g。
- 压缩/穿刺深度（Deformation % 或 Distance）：TPA测试中常设为样品原始高度的50%–80%。深度不足无法反映整体结构破坏，过深则可能压至容器底。建议以“不接触底面且能引发明显形变为准”。
- 停留时间（Pause Time in TPA）：两次压缩之间的停顿时间（通常1–5秒）模拟口腔咀嚼间隙，影响弹性与回复性计算。时间过短，样品未回弹；过长，则应力松弛过度。
质构仪可输出数十项参数，但并非所有指标均具实际意义。应根据产品特性和研究目的有针对性地选取。
- 硬度（Hardness） 达到一定形变所需最大力 饼干、果冻、药片
- 弹性（Springiness） 样品恢复原高的能力 面包、海绵蛋糕
- 咀嚼性（Chewiness） 咀嚼至可吞咽所需能量（=硬度×内聚性×弹性） 肉类、口香糖
- 内聚性（Cohesiveness） 材料内部结合强度 凝胶、奶酪
- 回复性（Resilience） 第一次压缩中能量回弹比 弹性体、软糖
- 破裂力（Fracturability） 初始断裂点力值 脆性食品（薯片、饼干）
国产质构仪在性价比与本地化服务方面具有显著优势，但其测试结果的科学性高度依赖于对样品特性、测试模式、参数条件及指标选取的系统把握。只有在充分理解材料行为与测试原理的基础上，才能实现从“有数据”到“有洞察”的跨越，真正服务于产品研发、质量控制与标准制定。
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