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TA-3000質構儀應用之食品TPA測（cè）試

時間：2026-09-07 發布：蜜桃影院（chéng）儀器

　　食品質構是（shì）影響消費者口感體驗和品質評價的重要物理特性之一。食品入口前、入口後以（yǐ）及咀嚼過程中產生（shēng）的硬、軟、脆、黏、彈等感覺，都與食品的質構特性密切相關。

　　傳統食品質構評價主要依靠感官評價，由專業人員通過（guò）視覺、觸覺和口感（gǎn）對產（chǎn）品進行判斷（duàn）。這種方法能夠反映消費者的實際感受，但容易（yì）受到個體差異、評價（jià）環境和（hé）人員經驗等因素（sù）影響。

　　TPA測試則通過質構（gòu）儀對（duì）食品進行兩次連（lián）續壓縮，將部分與食品質構相關的感官特征轉（zhuǎn）化為（wéi）可量化的儀器測試數據。通過分析測（cè）試曲線，可以獲（huò）得硬度、粘附性、彈性、凝聚性、膠著（zhe）性、咀（jǔ）嚼性和回複性等（děng）多個質（zhì）構參數，在質構分（fèn）析研究方麵應用（yòng）廣泛。

　　本（běn）文以濟南蜜桃影院電子科技有限公司TA-3000質構儀為例，介紹TPA測試的基本原理、主要參數、測試流程以及數（shù）據分析方法，為食品及相關行業（yè）的質構測試提（tí）供參考。

一、TPA測（cè）試方法介紹

1、TPA定（dìng）義

TPA（texture profile analysis）：質地剖麵分（fèn）析（xī），又被稱為兩（liǎng）次咀嚼測試。主（zhǔ）要是通過質（zhì）構儀探頭模擬人口腔的咀（jǔ）嚼運動，對樣品進行兩（liǎng）次壓縮，測試與（yǔ）微機（jī）連接，通過界麵輸（shū）出質地測試曲線，通過軟件可以分析出以下質構（gòu）特性參數：硬度(Hardness)、粘（zhān）著性（xìng）（Adhesiveness）、彈（dàn）性（Springiness）、粘聚性（Cohesiveness）、膠著性（Gumminess）、咀嚼性（Chewiness）、回複（fù）性（Resilience）

2、測試原理

　　TPA測試原理：測量頭從起始位（wèi）置開始，先以一（yī）定速率壓向（xiàng）測（cè）試樣品，接觸到樣品的表麵後再以測試速率對樣品進行壓（yā）縮一定的距離，然後返回到壓縮（suō）的觸發點，停（tíng）留一段時間後（hòu）繼續向下壓縮同樣的距離，然後以測後速率（lǜ）返回到測量頭測前的位置。

　　第一次壓縮：質構儀的探頭垂直壓下，施加一定壓力進入食品，模擬牙齒咬合，破壞樣品結構，記錄力-時間曲線的第一峰（fēng）值，這一過程可以測量食（shí）品的硬度、脆性和初始彈（dàn）性等參數。

　　第二（èr）次壓縮：在首（shǒu）次壓縮後，探頭會再次反彈，並進行第二次壓（yā）縮（suō），模擬（nǐ）舌頭將食物推（tuī）向上顎進（jìn）行的再次咀嚼，記錄第（dì）二峰值，這個過程幫助測量食品的回彈性（xìng）、粘性以及二次彈（dàn）性等信息。

　　通（tōng）過（guò）對比兩次（cì）壓縮過程中的力值變化、麵積積分及恢複情況，可計算出包括硬度、彈性、內聚性、咀（jǔ）嚼性等在內的多項質構參數。

3、TPA測試視頻示例

4、TPA完整（zhěng）測試流程

　　進行TPA測試時，樣品狀態、探頭類型和測試參數（shù）都（dōu）會對結果（guǒ）產生影響。因此，在實際測試中應根據樣品特性建立並固定測試方法。

Step 1：準備測（cè）試樣品

　　根據產品特性準備具有代（dài）表性的測試樣品。

　　對於同一組實驗，應盡可（kě）能保持樣品尺寸、形狀、溫度、含水量及（jí）其他關鍵條件一致，以降低樣品差異對測（cè）試結果的影響。

Step 2：選擇測試探（tàn）頭

　　根據（jù）食品類型和測試目的選擇合（hé）適的測試（shì）探頭。

　　不同直徑、形狀和材質的探頭會產（chǎn）生不同的接觸（chù）麵積和受力狀態，因此應根（gēn）據實際測試需求選擇。

Step 3：安裝探（tàn）頭並調整位置

　　將測試探頭安（ān）裝到TA-3000力值傳感器上，並調整探頭與樣品之間的（de）位置。

　　確保（bǎo）探（tàn）頭能夠按照設定方向穩定運動，避免偏心接觸影響測試結果。

Step 4：設（shè）置TPA測試參數

　　根據（jù）測試方法設置：

測試速度
壓縮程度
觸發力
兩次壓縮間隔時間
返回速度
測（cè）試循環次數
數據采集參數（shù）

　　不同食品的硬度、彈性及結構差異（yì）較大，因此不建（jiàn）議所有樣品采用完全相同的測試參數。

Step 5：開（kāi）始TPA測試

　　啟動測試程序（xù）後，儀器自動完成第一次壓縮、返回、間隔以及第二次壓縮。

　　整個過（guò）程中，傳感器持續采集力值和位移數據。

Step 6：獲得TPA測試曲線

　　測試完成後（hòu），軟件生成相應的力-時間或力-位（wèi）移曲線（xiàn）。

　　通過曲線（xiàn）可以直觀觀察樣品（pǐn）兩次壓縮過程中的受力變化。

Step 7：計算質構（gòu）參數（shù）

　　根據測試曲線和預設計算方（fāng）法，軟件可以（yǐ）自（zì）動（dòng）計算硬度、粘附性、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性及（jí）回複性等參數。

Step 8：進行重複測試和數據分析（xī）

　　為了評價測試結果的穩（wěn）定性，通常需要對多個平行樣（yàng）品進（jìn）行測試，並（bìng）根據實驗要求計算平均（jun1）值、標準偏（piān）差、RSD等統計指標。

5、TPA測試曲線分析及參數計（jì）算

TPA測試曲線分析

脆性：壓縮過程中並不一定都產生破裂，在第（dì）一（yī）次壓縮過（guò）程中若是產生破裂現象，曲線中出現一個明顯的峰，此（cǐ）峰值就定義為脆性。在（zài）TPA質構圖譜中（zhōng）的第（dì）一（yī）次壓縮曲線（xiàn）中若（ruò）是出（chū）現兩個峰（fēng），則（zé）第一個峰定義為脆性，第二個定義為硬度；若是隻有一個峰值（zhí），則定義為硬（yìng）度，無脆性值。脆（cuì）性(Fracturability)=H1
硬度：是第一次壓縮（suō）時的最大峰值，多數食品的硬度值出現在最大變形處，有些食品壓縮到最大變（biàn）形處並不出（chū）現（xiàn）應力峰。硬度(Hardness)=H2
粘附（fù）性：第一次壓縮曲線達到零點（diǎn）到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負麵積(圖中的麵積A3)，反映的是探頭由（yóu）於（yú）測試樣品的粘著作用所消耗的功。粘附性(Adhesion)=A3
凝聚性：表（biǎo）示測試樣品經過第一次壓縮變形後所表（biǎo）現出來的第二次（cì）壓縮的相對抵抗能力（lì），在曲線上表現為兩次壓（yā）縮所做正功之比。凝聚性(Cohesiveness) = (A4 + A5) / (A1 + A2)
彈性：樣（yàng）品經過第一次壓（yā）縮以後能夠再恢複的程度。兩次（cì）壓縮測試之間的停（tíng）隔時間對彈性的測定很重要，停隔時間越長，恢複的高度越大。彈性是用第（dì）二次壓（yā）縮中所檢測到的樣品恢複高（gāo）度（dù）（T4）和第一次（cì）的壓縮變形量（T1）之比值來表（biǎo）示。彈性(Springiness) = T4 / T1
膠粘性：隻用於（yú）描述半固態測試樣品的黏性特性，數值上用硬度和凝聚（jù）性的（de）乘積表示。膠粘性(Gumminess)=H2* (A4+A5)/(A1+A2)
咀（jǔ）嚼（jiáo）性：隻用於描述固態測試樣品，數值上用膠粘性和彈性的乘積表示。測試樣品不可能既是固態又是半固態（tài），所（suǒ）以不能同時用咀嚼性和膠粘性來描述某一測試樣品的質構特性（xìng）。咀嚼性(Chewiness)=H2* (A4+A5)/(A1+A2)* T4/T1
回複性：表示樣品在第一次壓縮過程中回（huí）彈的能力，是第一次壓縮循環過程中返回時樣品所釋放的彈性能與（yǔ）壓縮（suō）時探頭的耗（hào）能之比，在曲線上用A2和（hé）A1的比值來表（biǎo）示（shì）。回複性(Resilience)=A2/A1
粘連性：樣品在同壓（yā）力（lì）探頭分（fèn）離前減壓過程中的延展（zhǎn）距離。粘連（lián）性(Adhesive)=T3