多功能质构仪是通过模拟人的感官评价,客观量化食品、药品、化妆品等产品质构特性的分析仪器。其核心原理是力学测试,通过探头对样品施加压缩、拉伸、穿刺等变形,同时记录力-时间或力-位移曲线,从中提取质构参数。
全质构分析(TPA)是较常用的测试模式。TPA模拟人口腔的咀嚼过程,通过两次压缩循环获得多个质构参数。第一次压缩获得硬度、脆性、粘附性等参数,第二次压缩获得弹性、内聚性、咀嚼性等参数。硬度反映样品的坚实程度,脆性反映样品断裂的难易程度,粘附性反映样品粘附口腔的程度,弹性反映样品恢复原状的能力,内聚性反映样品内部结合力,咀嚼性反映咀嚼样品所需的能量。TPA测试需严格控制压缩程度、测试速度和探头类型,不同参数设置会显著影响测试结果。
压缩测试适用于评估样品的硬度和弹性。探头以恒定速度压缩样品至设定距离或设定力,记录力-位移曲线。从曲线可获得较大力(硬度)、压缩距离(变形性)、曲线面积(做功)等参数。压缩测试广泛用于水果、蔬菜、奶酪、凝胶等样品的质构评价。
穿刺测试用于评估样品的表皮强度或断裂特性。使用针形或球形探头穿刺样品,记录穿刺过程中的力变化。从曲线可获得穿刺力、穿刺距离、断裂点等参数。穿刺测试适用于评估水果成熟度、肉制品嫩度、凝胶强度等。

拉伸测试用于评估样品的延展性和粘弹性。将样品固定在夹具上,以恒定速度拉伸直至断裂,记录力-伸长曲线。从曲线可获得拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等参数。拉伸测试适用于评估面筋网络、蛋白纤维、胶体等样品的拉伸性能。
剪切测试用于评估样品的剪切强度和嫩度。使用刀片或沃纳布拉茨勒探头剪切样品,记录剪切过程中的力变化。从曲线可获得较大剪切力、剪切功等参数。剪切测试广泛用于肉制品、烘焙食品、凝胶等样品的质构评价。
多功能质构仪还具备弯曲测试、三点弯曲测试、挤压测试等多种模式,可根据样品特性和测试目的灵活选择。通过标准化的测试方法和参数设置,多功能质构仪可提供客观、可重复的质构数据,弥补感官评价的主观性,为产品研发和质量控制提供科学依据。