质构仪穿透法在肉制品嫩度检测中的核心应用与参数解读

在肉制品品质评价体系中，嫩度是消费者最为重视的食用品质指标之一。嫩度实质上是对肌肉各种蛋白质和纤维结构特性的总体概括，它与肌肉蛋白质的结构及某些因素作用下蛋白质发生变性、凝集或分解息息相关。传统的嫩度测定方法主要采用剪切力法（如NY/T 1180-2006规定的沃布氏剪切法），但近年来，穿透法凭借其更贴近口腔咀嚼过程的测试原理，逐渐成为肉制品嫩度评价的重要补充手段。

一、穿透法的测试原理

穿透法测定肉制品嫩度的核心原理是模拟人口腔咀嚼肌肉的穿透过程。测试时，使用高精度质构分析仪配备球形或圆柱形探头，以一定的速度垂直刺入肉样，仪器实时记录穿透过程中的力-位移曲线。

与剪切力法不同，穿透法模拟的是牙齿刺入和压碎肌肉纤维的过程，而非单纯切断。这种方法能够更全面地反映肌肉在咀嚼过程中的整体力学响应，包括表面硬度、内部纤维强度和破裂行为等多个维度。

二、穿透曲线的关键参数解读

研究表明，质构仪穿透法测得的穿透曲线包含多个特征参数，其中第一个极值点（Y1） 与猪和牛不同部位肌肉的感官品评嫩度值呈极显著正相关（P<0.01）。这一发现表明，Y1值可作为猪肉、牛肉肉制品嫩度测定的量化参数。

穿透曲线的典型特征参数包括：

• 第一个极值点（Y1） ：探头初始刺入肉样表面时的峰值力，反映肌肉表层的硬度和抗穿刺能力

• 第二、第三个极值点：反映肌肉内部纤维结构的破裂行为

• 曲线包围面积：反映穿透过程中消耗的总能量，综合体现肌肉的韧性和纤维结构强度

其中，Y1值与感官嫩度评价的相关性最高，是穿透法嫩度测定的核心输出参数。

三、穿透法与剪切力法的对比

穿透法因样品制备相对简便、测试参数信息更丰富，在肉品研发和工艺优化中具有独特优势。

四、穿透法嫩度测定的标准化操作流程

（一）仪器与探头配置

• 仪器：高精度质构分析仪（如TA系列）

• 探头：P/2N型球形探头（直径2mm）或P/0.5针形探头

• 力量感应元：建议50N或根据肉样硬度选择

（二）测试参数设置

• 测试模式：穿刺测试（Penetration Test）

• 测前速度：1.0-2.0 mm/s

• 测试速度：1.0 mm/s（或60mm/min）

• 测后速度：5.0 mm/s

• 目标模式：位移（如下行20mm）

• 触发力：5-10g

• 测试点：每块肉样选择3-5个不同位置进行重复测定

（三）样品制备

1. 取肉样，剔除表面的筋、腱、膜及脂肪

2. 将肉样切成厚度均匀的块状（建议2-3cm厚）

3. 如需要，按NY/T 1180标准进行80℃水浴加热至中心温度70℃的熟化处理

4. 冷却至室温后进行穿透测试

（四）数据采集与分析

1. 将肉样平放在测试底座上

2. 启动质构仪，探头以设定速度垂直刺入肉样

3. 仪器自动记录穿透过程的力-位移曲线

4. 软件自动识别第一个极值点（Y1）及其他特征参数

5. 取多次测量的平均值作为该样品的嫩度值

五、质构分析仪在肉品嫩度评价中的综合应用

一台功能完备的质构分析仪在肉品品质评价中的应用远不止穿透法嫩度测定。通过配备不同的探头和测试模式，还可扩展完成多项肉类品质指标检测：

• 剪切力嫩度测定：配备WBS刀具执行NY/T 1180标准剪切力法

• TPA全质构分析：测定肉制品的硬度、弹性、粘聚性、咀嚼性等参数

• 系水力测定：通过压力法评估肉品的保水性能

• 穿刺强度测试：评估肉制品的内部结构强度

• 工艺验证：用于评估不同加工工艺对肉品质构特性的影响

六、结语

穿透法作为一种新兴的肉制品嫩度测定方法，通过模拟人口腔咀嚼肌肉的穿透过程，为肉品嫩度的客观评价提供了新的技术路径。研究表明，穿透法测得的第一个极值点（Y1）与感官品评嫩度值呈极显著正相关，可作为猪肉、牛肉肉制品嫩度测定的量化参数。与传统的剪切力法相比，穿透法样品制备相对简便、测试信息更丰富，在肉品研发和工艺优化中具有独特的应用价值。选择一台具备高精度力值测量系统、支持多种探头配置的质构分析仪，是建立肉品嫩度综合检测能力的技术基础。

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常见问题解答（FAQ）

问：穿透法测定肉制品嫩度与剪切力法（NY/T 1180）的主要区别是什么？

答：两者模拟的咀嚼动作不同。剪切力法模拟牙齿切割肌肉纤维的过程，使用WBS刀具切断肉样，记录最大剪切力值。穿透法模拟牙齿刺入和压碎肌肉纤维的过程，使用球形或圆柱形探头垂直刺入肉样，记录穿透过程中的力-位移曲线。穿透法样品制备相对简便，且能提供更丰富的力学参数信息。

问：穿透法测得的哪个参数最能反映肉品的嫩度？

答：研究表明，质构仪穿透法测得的第一个极值点（Y1） 与猪和牛不同部位肌肉的感官品评嫩度值呈极显著正相关（P<0.01）。因此，Y1值可作为猪肉、牛肉肉制品嫩度测定的量化参数。

问：穿透法测试中应该选择哪种探头？

答：穿透法常用的探头包括P/2N型球形探头（直径2mm）和P/0.5针形探头。球形探头适用于大多数肉制品的嫩度测定，针形探头则适用于更精细的穿刺测试。建议根据肉样的硬度和测试目的选择合适的探头规格。

问：穿透法测定肉嫩度时，样品需要熟化处理吗？

答：这取决于测试目的。如果需要模拟消费者实际食用的口感（熟肉嫩度），建议按NY/T 1180标准进行80℃水浴加热至中心温度70℃的熟化处理。如果测试目的是评估生肉的纤维结构特性（生肉嫩度），则可以直接对生肉样进行穿透测试。建议在同一测试体系中保持样品处理方式的一致性。
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