国产质构仪的力学测试与品质优化如何实现？聚焦酥类糕点品质痛点

引言：酥类糕点的“品质悖论"

酥类糕点，如桃酥、酥饼、曲奇、酥皮月饼等，以其独特的酥脆口感和浓郁的油脂香气深受消费者喜爱。然而，正是这种“酥脆"特性，构成了中式酥类糕点生产中最令人头疼的品质悖论：

消费者追求“一咬即碎"的酥松感，但过于酥脆的产品在包装、运输和货架期存放中极易破碎、掉渣——从生产线到消费者手中，破损率居高不下。 某品牌酥饼因运输破损率高达15%，每年因此造成的直接经济损失超过百万元。与此同时，产品之间的酥脆度一致性难以控制——同一批次产品，有的“掉渣严重"，有的“硬而不酥"，消费者体验参差不齐。

在过去，酥类糕点的品质评价高度依赖感官品尝——“够不够酥"“掉不掉渣"“入口即不即化"。这类方法一方面容易受个人偏好造成结果偏差，另一方面实验体量大，不利于糕点实际生产加工中快速测量物性品质。如今，国产质构仪的出现，正在将酥类糕点“酥不酥、脆不脆"的模糊口感描述，转化为硬度、脆性、酥性、咀嚼性等一组可量化、可追溯、可比较的客观数据。

本文将从酥类糕点的品质痛点出发，系统解析质构仪如何通过力学测试量化酥类糕点的酥脆特性，并展示国产质构仪在品质优化中的完整应用路径。

一、酥类糕点的品质痛点：从“口感"到“力学"

1.1 酥脆性不足：硬而不酥

酥类糕点的核心品质特征是“酥脆"——咬下去时应感受到清脆的断裂声和层次分明的碎裂感。然而，许多产品在配方或工艺不当的情况下，表现为“硬而不酥"——吃起来像饼干而非酥点，缺乏入口即化的蓬松感。

研究表明，酥性饼干的硬度和脆性是评价品质的重要指标。一般硬度为2000~3000 g之间的饼干较为适宜。在酥性饼干的研究中，随着马铃薯淀粉添加量的增大，饼干的硬度逐渐减小，脆性逐渐增大。酥性饼干中硬度、酥脆性、咀嚼性和粘着性的绝对值随纤维添加比例的增加均呈降低趋势。

1.2 掉渣率过高：酥而不稳

酥类糕点“酥"的本质在于油脂与面粉形成的层状结构——这种结构使产品在受力时沿层间发生碎裂，产生“掉渣"现象。但过度酥脆则意味着结构稳定性不足：在包装、运输和货架期存放中极易破碎，不仅影响产品外观，更导致消费者体验下降。

研究显示，川式酥皮月饼在储存过程中，饼皮硬度呈先下降后上升的趋势。储存前期（0~20d），由于馅料中水分和油脂迁移，饼皮硬度从0d的558g下降到20d的250g；储存超过20d后，淀粉老化使饼皮硬度显著增加，60d时饼皮硬度增加了32%。这种硬度变化直接影响产品的酥脆感和掉渣率。

1.3 批次间一致性失控：品质波动大

酥类糕点的品质受原料批次、环境温湿度、烘焙工艺等多重因素影响，批次间酥脆度差异显著。以10个品牌的市售桃酥产品为研究对象，采用质构仪TPA模式测定质构指标，各质构指标之间存在不同程度的相关性；通过主成分分析，从7个TPA质构指标中提取了前2个主成分因子，累积方差贡献率达到97.169%。这一数据说明：质构参数能够有效区分不同批次和品牌产品的品质差异，为一致性控制提供了量化依据。

二、质构仪如何量化酥类糕点的酥脆性？

质构仪是目前客观评价食品品质的主要仪器，它主要反映的是与力学特性有关的食品质地特性，具有较高的灵敏度和客观性，并可对结果进行准确的数量化处理，从而避免人为因素对食品品质评价结果的主观影响。

2.1 核心测试模式：穿刺测试

酥类糕点酥脆性的测试，常用的模式是穿刺测试。通过对四种不同的中式油酥类糕点进行穿刺测试，测量在穿刺过程中样品表皮及内部质地对穿刺探头的应力，可以分析出不同糕点其脆性、坚实度、内部紧密性等质构品质差别。

穿刺测试的工作原理： 将样品放在质构仪实验台上，探头以设定的速度下移，触碰到样品之后以测试速度向样品下压，达到设定的目标位置后撤离。在这个过程中，仪器自动采集探头在与样品接触过程中感受到的力随时间、位移的变化。

力-位移曲线的关键解读：

• 曲线出现的第一个峰：样品表面出现破裂，表征糕点表面的脆性

• 曲线中的最高峰值：代表糕点内部的坚实度

• 探头撤离过程中样品的抵抗能力：反映样品内部结构的紧密性

2.2 TPA全质构分析：一次测试，多项参数

除穿刺测试外，TPA全质构分析也是酥类糕点品质评价的重要工具。TPA模式选用柱形探头（如P/36R探头），以硬度、脆度、黏附性、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性7个指标评定糕点质构特性，每个样品重复3次。

在以10个品牌市售桃酥为对象的研究中，TPA模式测定了7个质构指标，通过主成分分析提取前2个主成分，累积方差贡献率达97.169%，与感官评价结果基本一致。

2.3 酥脆品质的数学模型

研究表明，食品的酥性、脆性、硬度和酥脆性与质构测试参数间呈现良好的线性关系。具体而言：

• 酥性可用空间破裂数（Nsr） 和面积（A3） 表征

• 脆性可用最大应变（Sm） 和斜率（K2） 表征

• 硬度可用斜率（K1） 和面积（A3） 表征

基于质构参数建立的酥脆品质数学模型达到了较高的拟合精度，能较好地描述食品的酥脆质地。

三、酥类糕点品质优化的完整路径

3.1 配方优化：从“试错"到“精准调控"

酥类糕点的酥脆性由油脂种类与比例、糖粉比例、膨松剂种类与用量、面粉筋度、水分含量等多重因素共同决定。通过质构仪对不同配方组合的产品进行酥脆性测试，可以精准定位优配方。

案例一：嘉宝果风味低糖桃酥配方优化

研究人员以低筋面粉100%为基准，考察泡打粉、小苏打、全蛋液、嘉宝果果渣粉、黄油、糖粉、甜菊糖等原料的添加量对桃酥品质的影响。在优配方下制得的桃酥感官评分达89.91分，硬度为33.56 N，黏附性为0.25 N/mm，弹性为0.49 mm，咀嚼性为0.81 mJ。

案例二：川式酥皮月饼饼皮配方优化

以饼皮硬度为响应值，通过单因素试验和响应面试验，利用质构仪测定不同配方组合下的饼皮硬度。最终确定最佳配方为聚葡萄糖液添加量2.0%、单双甘油脂肪酸酯添加量0.18%、麦芽糖淀粉酶添加量120mg/kg，在该配方下月饼储存15d饼皮硬度为307g。

案例三：葛根淀粉替代对酥性饼干的影响

采用葛根淀粉部分替代小麦粉制备酥性饼干，硬度和酥脆性均随替代比例的增加呈现先下降后上升的趋势。质构仪为这一类原料替换的配方优化提供了精准的数据支撑。

3.2 工艺优化：从“经验烘焙"到“数据烘焙"

烘焙温度、烘焙时间、冷却条件等工艺参数对酥类糕点的酥脆性有显著影响。通过质构仪对比不同工艺条件下产品的硬度、脆性、咀嚼性等参数，可精准定位优工艺窗口。研究表明，不同原材料和烘焙方式（微波vs烤箱）对酥性饼干品质的影响可通过质构仪精确量化。

3.3 货架期品质监控：从“保质期"到“酥脆期"

酥类糕点加工完成后，由于其油脂含量、水分含量不同等特点，在存放过程中质地品质非常容易发生变化。通过质构仪测量不同储藏期糕点的质构品质变化，可为糕点货架期的确定提供数据支撑。

研究显示，随着贮藏时间的增加，饼干各力学参数会发生系统性变化。通过三点弯曲法对饼干进行测试，提取样品的破裂应力σ、破裂应变ε、杨氏模量E、曲线初始段斜率G以及脆性功A作为饼干质地变化的力学参数。

对于出口或长保酥类糕点，质构仪还可用于模拟不同运输和储存条件下的品质变化——高湿度环境（如海运集装箱）会使酥类糕点吸湿变软，脆性下降；高温环境则可能加速油脂氧化，影响酥脆口感。通过质构仪监测这些条件下的酥脆性变化，可帮助企业科学确定产品的最佳赏味期和合规保质期。

四、国产质构仪：为酥类糕点品质优化提供精准“标尺"

国产质构仪正凭借本土化、性价比和实用性强的核心竞争力，成为国内烘焙行业从研发到质控的全链条需求的有力支撑。

4.1 核心性能参数

以济南西奥机电等国产厂商为代表的质构仪产品，在核心性能上已达到国**进水平：

4.2 针对酥类糕点的专属方案

剪切模式与切刀类探头——可用于测试桃酥类糕点的酥脆度、咀嚼性。

穿刺模式与柱形探头——通过测量穿刺过程中的应力变化，分析糕点的脆性、坚实度、内部紧密性。

TPA模式——一次测试同时获取硬度、脆度、黏附性、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性7项指标，全面评价酥类糕点的质构特性。

4.3 品质优化的数据闭环

在配方研发端——通过质构仪测试不同配方组合的酥脆性数据，建立“配方参数—质构数据—感官评分"的关联模型，实现从“经验试错"到“数据驱动"的研发升级。

在生产质控端——将质构仪纳入出厂检验流程，对每批次产品的硬度、脆性、酥性等关键指标进行标准化测试，确保批次间品质一致性。

在货架期监控端——通过定期测定不同储存时间点的质构参数变化，精准预测产品的酥脆性衰减曲线，科学确定货架期终点。

五、结语：让每一块酥类糕点的“酥脆"都有数据可依

酥类糕点的“酥脆"，曾经只能靠“咬一口"来评判——咬下去“咔嚓"一声，便知酥不酥、脆不脆。然而，这种依赖感官的评价方式，既难以量化，更无法在生产中实现标准化管控。

国产质构仪的出现，正在改变这一局面。通过穿刺测试捕捉样品表面的脆性断裂和内部的坚实度，通过TPA模式获取硬度、脆性、咀嚼性等全维度质构参数，通过剪切模式量化酥脆度的力学特征——质构仪将“咔嚓"一声的感官体验，转化为一组可量化、可追溯、可比较的客观数据。

质构仪不仅是“检测工具"，更是品质优化的“导航仪" ——从嘉宝果风味低糖桃酥配方中硬度的精准调控（33.56N），到川式酥皮月饼饼皮硬度的响应面优化（307g），从葛根淀粉对酥性饼干硬脆性的定量影响，到不同储藏期糕点酥脆性的货架期判定——每一次配方调整、每一次工艺改进、每一次货架期决策，都有了数据的支撑。

当每一批酥类糕点的硬度、脆性、酥性数据都被精准记录、系统分析、持续改进，酥类糕点的品质控制才算真正进入了“精准量化"的时代。

关于济南西奥机电有限公司

济南西奥机电有限公司是一家专业从事各类材料测试仪器研发、制造、销售与服务的综合性企业。公司产品涵盖包装材料测试、医疗器械材料及包装、药品测试、胶粘剂、纺织品、纸张和纸板容器测试以及质构分析等领域，并提供定制特殊测试需求、自动化改造等服务。产品应用覆盖包装、食品、医疗、制药、胶粘剂、饮料、日化、纺织、塑料、电子、质检机构等行业。

在食品质构分析领域，公司推出的质构分析仪系列产品，支持穿刺测试、TPA全质构分析、压缩测试、剪切测试、拉伸测试、三点弯曲测试等多种测试模式，可精准测定酥类糕点的硬度、脆性、酥性、咀嚼性、内聚性、弹性等全维度质构参数。仪器配备高精度力值传感器（精度优于±0.5%）与精密位移控制系统（位移精度±0.01mm），支持测试速度、穿刺深度、触发力等参数的精细化设置。可搭配切刀类探头、柱形探头等多种附件，全面覆盖桃酥、酥饼、曲奇、酥皮月饼等酥类糕点的物性测试需求。7英寸HMI触摸屏实时显示力-位移曲线，内置数据存储与追溯功能。产品适用于烘焙食品生产企业、食品研发机构及质检单位的配方研发、工艺优化、批次质控与货架期品质监控，为用户提供从测试方案设计到数据深度分析的全流程解决方案。