核心用途:采用TPA 质地多面剖析法 + Warner-Bratzler 剪切测试,量化动物肉(猪牛羊禽肉)和植物基替代肉(大豆 / 豌豆蛋白人造肉、植物肉饼、植物鸡块、组织蛋白)的质构,用来对标口感、模拟咀嚼,把 “嫩、弹、有纤维感、黏牙” 等主观感官转化为客观数据,是植物肉配方开发最核心仪器PMC。
一、应用范围
✅ 测试样品
- 动物肉:生鲜肉、熟肉、牛排、猪里脊、鸡胸肉、肉排、肉糜、火腿、香肠
- 植物肉替代品:高水分挤压植物蛋白肉、植物牛肉饼、植物鸡块、组织化大豆蛋白、豌豆蛋白素肉、3D 打印植物肉、素火腿、素培根
✅ 核心检测指标
1)TPA 二次压缩(模拟人两次咀嚼,最常用)
- 硬度 Hardness (N):第一次压缩最大力,咬开需要的力;植物肉与真肉最主要对标指标
- 弹性 Springiness:样品受压回弹能力,对应肉的弹韧感
- 内聚性 Cohesiveness:样品内部结合力,代表咀嚼时不容易碎散
- 胶着性 Gumminess:硬度 × 内聚性,软质样品咬碎前的黏阻力
- 咀嚼性 Chewiness (mJ/N):胶着性 × 弹性,模拟咀嚼消耗总能量(最重要感官关联指标)
- 黏附性 Adhesiveness:负值,代表粘牙、粘颚程度
- 回复性 Resilience:受压快速回弹能力,反映多汁弹性
2)(WB 剪切测试,肉嫩度 / 纤维感)
剪切力(WBSF):切断肌纤维 / 植物蛋白纤维所需最大力,评价嫩度、纤维感;
植物肉额外测组织化度:纵向剪切力 / 横向剪切力比值,表征蛋白定向纤维结构(模仿肌肉纤维),是植物肉研发特有指标中国食品学...
✅ 应用场景
- 配方开发:调整蛋白种类(豌豆 / 大豆蛋白)、水分、油脂、甲基纤维素、淀粉,调节纤维结构,让植物肉的硬度、咀嚼性、剪切力贴近真肉
- 烹饪工艺优化:煎、蒸、烤前后质构变化;研究烹饪损失对嫩度、弹性影响
- 货架期稳定性:冷藏 / 冷冻储存,监测变硬、失水、结构松散
- 竞品对标:同条件下同时测试动物肉与多款植物替代肉,做质构雷达图对比
- 感官仪器关联:建立仪器数据和感官评价(多汁、纤维感、黏牙)相关性,减少人工品尝误差
- 生产质控:挤压工艺参数(温度、水分、螺杆转速)波动带来的批次差异检测
二、推荐探头 / 夹具
- TPA 压缩测试:P/36R Φ36mm 平底圆柱探头(最通用,肉排、植物肉饼)
- WB 剪切嫩度夹具 HDP/WBV(W-B 刀片):60°V 型剪切刀,行业标准,测剪切力、组织化度;样品纤维方向必须固定(肉样刀口垂直肌纤维;植物肉区分横向、纵向)全国畜牧
- 可选: 多刃剪切夹具、拉伸夹具(测延展性)
三、推荐测试参数参考
TPA 模式(二次压缩)
- 预测试速度:2 mm/s
- 测试速度:1 mm/s
- 后测试速度:2 mm/s
- 压缩形变:50%(样品高度压缩一半,行业常用)
- 两次压缩间隔:5 s
- 触发力:5~10 g
- 样品:统一尺寸 10×10×10mm 立方体;熟制后冷却恒温(25℃),每组平行≥5~6 样
WB 剪切测试(嫩度 / 组织化度)
- 测试速度:1 mm/s
- 取样:圆柱取样器 Φ12.7mm;植物肉分别沿纤维纵向、横向取样,计算组织化度 = 横向剪切力 ÷ 纵向剪切力
四、仪器通用技术参数(台式质构仪,肉 / 植物肉专用配置)
- 力量感应元:500N(50kg)优先;也可选 100N、200N;生鲜肉、植物肉饼 100N 足够,厚硬熟肉选 500N
- 力值精度:±0.5% FS;力分辨率:0.01 N
- 位移行程:≥300 mm
- 位移精度:0.01 mm
- 速度范围:0.1~50 mm/s 可调
- 数据采集频率:≥200 Hz(捕捉剪切瞬间峰值,纤维断裂尖峰很关键)
- 驱动:伺服电机
- 软件:可实时输出力 - 位移曲线,自动计算 TPA 全套指标、剪切力、组织化度,导出 Excel
- 保护:过载保护、限位保护
- 电源:AC220V 50Hz
五、关键注意事项(肉 & 植物替代肉)
- 样品前处理影响极大:烹饪方式、冷却温度、静置时间、水分含量必须标准化;植物肉复水程度直接改变硬度、咀嚼性
- 各向异性:动物肉有肌纤维,挤压植物肉存在蛋白定向纤维;取样方向必须严格记录,横向 / 纵向数据差异巨大
- 植物肉基质多孔不均一,平行样 RSD 通常高于纯肉,建议每组≥6 平行样,剔除异常颗粒位置样品
- 指标对比必须同测试方法、同形变、同温度,
六、动物肉 VS 植物替代肉质构特点简要区别
- 动物肉:肌肉纤维 + 脂肪,弹性、内聚性较好,剪切力体现肌纤维断裂;有明显多汁回弹
- 植物蛋白肉:蛋白挤压形成仿纤维,基质多含淀粉 / 胶体;常表现弹性偏低,容易偏黏或偏硬,组织化度用来评价纤维仿真度






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