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史上最全的質構儀TPA解釋-有圖有字

1、TPA的來源

1861年，德國人設計出世界上第一臺食品品質特性測定儀，用來測定膠狀物的穩定程度。之后，Szczeniak等人于1963年確定了綜合描述食品物性的“質構曲線解析法(TPA)”。從TPA質構曲線中我們可以得到與人的感官評價相關的質構特性參數。TPA測試時探頭的運動軌跡是：探頭從起始位置開始，先以一速率壓向測試樣品，接觸到樣品的表面后再以測試速率對樣品進行壓縮一定的距離，而后返回到壓縮的觸發點，停留一段時間后繼續向下壓縮同樣的距離，而后以測后速率返回到探頭測前的位置。

2. TPA參數定義解釋

美國食品質地資深研究者Malcolm　Bourne博士在其所著作的《食品質地和黏性》(Food　Texture　and　Viscosity)一書中和相關論文中對TPA質構特性參數進行了明確定義。具體如下：

 

 

硬度：是第一次壓縮時的最大峰值，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形處并不出現應力峰。

脆性：壓縮過程中并不一定都產生破裂，在第一次壓縮過程中若是產生破裂現象，曲線中出現一個明顯的峰，此峰值就定義為脆性。在TPA質構圖譜中的第一次壓縮曲線中若是出現兩個峰，則第一個峰定義為脆性，第二個定義為硬度；若是只有一個峰值，則定義為硬度，無脆性值。

粘性：第一次壓縮曲線達到零點到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負面積(圖中的面積3)，反映的是探頭由于測試樣品的粘著作用所消耗的功。

內聚性：表示測試樣品經過第一次壓縮變形后所表現出來的第二次壓縮的相對抵抗能力，在曲線上表現為兩次壓縮所做正功之比（面積2/面積1）。

 

彈性：樣品經過第一次壓縮以后能夠再恢復的程度。兩次壓縮測試之間的停隔時間對彈性的測定很重要，停隔時間越長，恢復的高度越大。彈性是用第二次壓縮中所檢測到的樣品恢復高度（長度2）和第一次的壓縮變形量（長度1）之比值來表示。

膠粘性：只用于描述半固態測試樣品的黏性特性，數值上用硬度和內聚性的乘積表示。

無圖

咀嚼性：只用于描述固態測試樣品，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，所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。

無圖

回復性：表示樣品在第一次壓縮過程中回彈的能力，是第一次壓縮循環過程中返回時樣品所釋放的彈性能與壓縮時探頭的耗能之比，在曲線上用面積5和面積4的比值來表示。

粘連性：樣品在同壓力探頭分離前減壓過程中的延展距離。

 

3、TPA的應用

用TPA 質構分析方法對樣品分析時，并不是對以上的每個特性參數都要分析，要根據測試條件的設定質構圖譜的表現形式、以及樣品自身特性和分析者的實際需要來進行選定。比如，如果壓縮程度很小，測試樣品沒有出現明顯的破裂，則不能夠從圖譜中測定脆性值；而且耐咀性和膠粘性不能夠同時出現在同一次分析結果中等等。如下圖所示，以QQ糖為例子來介紹：粘著性和內聚性，如果粘著性大，內聚性就小，反之依然。

使用物性測試儀測試比較4種不同口味的QQ糖的質地

目的

比較4種不同口味QQ糖的質地

TA-XTC或TATOUCH設置

下壓模式，選擇TPA,測試前速度：1.0mm/s，測試速度：1.0mm/s

測試后速度1.0mm/s，下壓百分比：80%

測試探頭： TA/36R，使用10kg力量感應元

樣 品 準 備：QQ糖購于超市

實 驗 操 作：4種口味的 QQ糖，每種3次平行實驗

探 頭 校 準：點選工具欄中的實驗設置.，然后選擇高度校正

力量時間圖形

 

 

----菠蘿；----草莓；----橘子；----蘋果

說明

從圖中曲線可以看出，除了4種口味的 QQ糖的硬度大小依次為蘋果>草莓>菠蘿>橘子,其它3種口味的糖果基本相同。4種口味QQ糖的粘性都很小。

實驗結果

結論

從表中可以看出蘋果味QQ糖的彈性最差，其它3種口味的彈性比較相似；菠蘿味道的QQ糖的咀嚼性最好，QQ糖的蘋果味的咀嚼性最差。

4、選擇TPA測試方法（compression模式）時的注意事項

A、樣品要有彈性

B、TPA模式測試中，測試速度和測后速度要保持一致

C、樣品要壓縮20％－90％這個范圍

D、測試時，探頭的表面積一定要大于樣品的表面積