NY/T 1180-2006剪切力测定法的样品制备、刀具规格与操作流程全解析

在猪肉的品质评价体系中，嫩度是消费者支付意愿强的属性之一，也是屠宰分级、原料采购和加工配方决策的核心依据。然而，嫩度又是一个极难“测稳"的指标——同一块猪里脊，不同实验室、不同操作者测出的剪切力值可能相差数牛顿，足以将一个“极嫩"样品误判为“适中"，或将一个“适中"样品推入“较硬"区间。

问题的根源不在仪器本身，而在于嫩度测定的变量密度远高于大多数理化指标。从热处理的中心温度控制，到取样器的直径和取样方向，从肌纤维与刀口的相对取向，到剪切速度的设定——每一个环节的微小偏差，都会沿着力学传导链放大为剪切力峰值的系统性偏移。NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》为这一长链条提供了一套标准化的操作框架，但框架之下的执行细节，才是决定数据能否跨批次、跨实验室比较的关键。

本文将以新鲜猪肉为对象，按照“热处理—取样—剪切—计算"的流程顺序，逐一拆解剪切力测定中每一个关键参数的技术依据与操作要点，并结合济南西奥机电TEX-01肉制品嫩度测试仪的技术能力，说明标准化流程如何在仪器端获得精准落地。

一、标准依据与核心原理：W-B剪切如何“翻译"嫩度

NY/T 1180-2006是现行猪肉嫩度测定的核心农业行业标准。其技术逻辑可以概括为一句话：用标准化的刀具、以标准化的速度、垂直切断沿肌纤维方向取出的标准肉柱，记录切割过程中的最大力值（峰值），以此作为嫩度的量化指标。

这一逻辑的力学合理性在于：猪肉的嫩度本质上取决于肌纤维的直径、肌节长度以及肌纤维间结缔组织的强度。当刀具垂直于肌纤维方向切断肉柱时，刀口需要克服的阻力主要来自肌纤维的切断和结缔组织的撕裂。峰值力越高，说明切断这些结构所需的能量越大，肉质越“老"。剪切力值以牛顿（N）为单位报告，是这一力学过程在仪器上的直接读数。

标准采用Warner-Bratzler（W-B）剪切原理，配套刀具的几何参数构成了这一力学过程的硬件约束：刀具厚度3.0 mm±0.2 mm，刃口内角度60°，内三角切口高度≥35 mm，砧床口宽4.0 mm±0.2 mm。这些参数不是“建议值"，而是确保不同仪器之间数据可比性的硬约束。刃口角度改变，切入时的楔劈效应不同；开口宽度改变，肉柱在剪切过程中的约束条件不同。使用符合标准几何规格的W-B剪切刀具，是数据可比性的前提。

剪切速度固定为1 mm/s。这一速度属于准静态加载区间，使肉柱在刀具推进过程中有足够的时间发生弹性与塑性响应，避免动态冲击效应对峰值力的干扰。速度过快，惯性效应使剪切力读数偏高；速度过慢，应力松弛使读数偏低。1 mm/s是经过标准化验证的“真实响应窗口"。

此外，标准要求仪器空载运行所受到的最大剪切力应≤0.147 N。在计算最终嫩度值时，应从每个肉柱的剪切力测定值中扣除空载运行的最大剪切力，再取平均值。这一步骤消除的是刀具与导向机构之间的机械摩擦对低力值读数的影响。

二、样品制备：在“剪切"之前，先把猪肉变成“标准肉柱"

2.1 取样与热处理：中心温度决定了“测的是哪个状态的猪肉"

生鲜猪肉的剪切力值受肌肉僵直状态和蛋白质水解程度的影响，直接测定生肉无法反映消费者餐桌上的真实嫩度体验。因此，NY/T 1180-2006规定的剪切力测定，对象是经过加热处理的肉样。加热使肌肉蛋白变性、结缔组织收缩，将肉样带入一个可重复的、与食用状态相近的力学基准。

取样规格：取肉样长×宽×高不少于6 cm × 3 cm × 3 cm的整块肉样，剔除肉表面的筋、腱、膜及脂肪。筋膜和脂肪的力学强度与肌纤维差异显著，混入肉柱中会使剪切力值出现异常的偏高或偏低。

加热条件：取中心温度为0℃~4℃的肉样，放入功率为1500 W的恒温水浴锅中，80℃加热，用热电耦测温仪（探头直径小于2 mm）实时监测肉样中心温度。

中心温度的终点判据是这一环节的核心变量。NY/T 1180-2006相关操作规范中采用的终点温度为70℃，待中心温度达到70℃时取出冷却。国际通用的WBSF方法中则常采用71℃作为终点温度。两者之间的1℃差异源于不同方法体系的历史沿革，但核心原则是一致的：中心温度必须达到足以使肌肉蛋白充分变性、且在各次测试之间保持一致的某个确定值。中心温度每差1~2℃，肌原纤维蛋白的变性程度和结缔组织的收缩状态就会不同，剪切力峰值随之偏移。企业应在SOP中明确规定一个终点温度（70℃或71℃），并严格执行，温度记录应作为原始数据存档。

加热结束后，肉样需冷却至中心温度0℃~4℃再进行取样。冷却使肉样结构稳定，便于取样的规整性。

2.2 钻取肉柱：直径、方向与位置的三重约束

取样器直径：使用内径1.27 cm（0.5英寸）的圆形钻孔取样器。1.27 cm是W-B剪切方法中广泛采用的标准化取样直径，与W-B刀具的几何设计有配套关系。取样器直径改变，肉柱的截面积改变，刀具切断时所需要克服的横截面积随之改变，剪切力值不再具有跨直径的可比性。

取样方向：必须沿与肌纤维平行的方向钻切肉样。这一操作的力学含义在于：当后续剪切时刀具垂直于肌纤维走向切断肉柱，刀具需要克服的是肌纤维的纵向连续性和纤维间结缔组织的横向连接。如果取样方向偏离肌纤维走向，刀具与肌纤维的夹角改变，切断的力学路径不再是标准的“垂直切断"，剪切力值将偏离真实嫩度水平。

取样位置与数量：取样位置应距离样品边缘不少于5 mm，两个取样的边缘间距不少于5 mm，剔除有明显缺陷的孔样，测定样品数量不少于3个。孔样长度不少于2.5 cm，取样后应立即测定。避开边缘和缺陷，是为了排除非代表性的力学干扰；立即测定，是为了防止肉柱在放置过程中水分迁移或温度变化改变其力学状态。

三、剪切操作：参数与刀具——标准化的“硬约束"

3.1 刀具与仪器的规格要求

刀具的几何参数已在标准中明确固定：厚度3.0 mm±0.2 mm、刃口内角度60°、内三角切口高度≥35 mm、砧床口宽4.0 mm±0.2 mm。这些参数共同定义了刀具切断肉柱时的应力集中模式，任何一项的偏差都会在低力值区间（猪肉剪切力通常在数十牛顿量级）被放大为可观的读数偏移。

仪器方面，标准要求：测定仪器的准确度应使用标准砝码校正，测定值与标准砝码准确值的误差范围应在±0.1%以内；仪器应具有校准能力；量程应≥0.0098 N（实际应用中量程应远大于此，以覆盖猪肉剪切力的完整范围），仪器精度应≤0.02%。空载剪切力≤0.147 N的要求，同样是仪器性能的硬指标。

3.2 剪切执行与数据计算

将孔样（肉柱）置于仪器的刀槽上，使肌纤维与刀口走向垂直，启动仪器剪切肉样，测得刀具切割这一用力过程中的最大剪切力值（峰值），即为该孔样的剪切力测定值。

嫩度值的计算：记录所有有效孔样的剪切力峰值，取平均值，扣除空载运行的最大剪切力，即为该肉样的嫩度值。计算公式为：

X =（ΣX₁₋ₙ / N）− X₀

其中X为嫩度值（N），X₁₋ₙ为各有效孔样的最大剪切力值，X₀为空载运行最大剪切力，N为有效孔样数量。

同一肉样中，有效肉样数据的测量值允许的相对偏差应≤15%。如果超出这一范围，提示平行孔样之间的力学状态差异过大，应排查取样方向、肉样均匀性或剪切操作的一致性。

四、嫩度分级与数据解读：峰值力如何“翻译"为嫩度等级

剪切力测定的直接输出是刀具切割肉柱过程中的最大力值（峰值），单位为牛顿（N）。这一峰值力与嫩度的关系是负相关：剪切力越低，肉越嫩；剪切力越高，肉越“老"。

行业实践中形成的参照性分级框架为：嫩肉＜40 N，中等40~60 N，粗老＞60 N。这些区间是参考性框架，具体判定阈值应根据产品定位、品种特性和企业内控标准来确定。对于原料采购分级，可以将剪切力值与合同约定的嫩度等级挂钩；对于加工配方优化，剪切力的变化趋势比单次绝对值更具指导意义。

五、TEX-01：NY/T 1180-2006标准化流程的仪器支撑

济南西奥机电有限公司的TEX-01肉制品嫩度测试仪，严格遵循NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》，为新鲜猪肉剪切力测定提供了从参数控制到数据输出的完整技术方案。

标准化的剪切参数控制：仪器检测速度范围0.1~500 mm/min无级可调，可精确设定并稳定执行1 mm/s（60 mm/min） 的标准剪切速度。力解析精度0.01 N，测量精度±0.5%，位移解析精度0.01 mm，足以清晰分辨猪肉剪切力在嫩度等级边界附近的细微差异。

标准刀具与专用夹具：仪器可配置符合NY/T 1180-2006几何规格的Warner-Bratzler剪切刀具，并支持针对鲜肉、熟肉等不同样品形态的定制化夹具，确保肌纤维方向与刀口走向的垂直关系在每一次测试中得到稳定保持。

峰值锁定与数据追溯：仪器在剪切过程中实时记录力-位移/时间曲线，自动识别并锁定峰值力，作为该肉柱的剪切力测定值。测试数据自动保存，支持批次统计（平均值、标准偏差），使从“中心温度记录"到“峰值力输出"的整条标准化链条具备可追溯的数据基础。

六、结语：嫩度数据的可信度，藏在每一个“标准化动作"里

猪肉的嫩度，消费者用牙齿就能感知，但用仪器“测准"却需要一条环环相扣的标准化链条来支撑。中心温度70℃（或71℃）决定了测的是哪个蛋白变性状态的猪肉；取样器直径1.27 cm决定了肉柱的截面积和刀具需要切断的横截面；肌纤维是否垂直*口决定了切断的力学路径是否是“标准路径"；剪切速度1 mm/s决定了读取的是准静态响应还是被惯性效应污染的信号；空载剪切力的扣除则消除了机械摩擦对低力值读数的系统性影响。

NY/T 1180-2006为这条链条提供了框架，但框架的每一个节点都需要在执行层面被精确锁定。当TEX-01以0.01 N的力值分辨率和1 mm/s的标准剪切速度，将W-B刀具的几何规格稳定地落实为每一次切割的力学条件时，剪切力峰值才不再是一个“大概的数"，而成为可跨批次比较、可指导采购分级、可验证配方改进的嫩度证据。嫩度测定从“凭经验"走向“靠数据"的这一步，靠的不是更复杂的仪器，而是对每一个标准化动作的不妥协执行。

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。

在肉品嫩度检测领域，公司推出的TEX-01肉制品嫩度测试仪，严格遵循NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》，力解析精度0.01 N，速度范围0.1~500 mm/min无级可调，可配置Warner-Bratzler剪切刀具及鲜肉/熟肉专用夹具，自动识别并锁定剪切峰值力，为新鲜猪肉及各类肉制品的屠宰分级、原料采购评价、加工配方优化与质检机构合规检测提供从标准化剪切到数据追溯的技术方案。