穿刺測試
測量穿刺阻力,評估表面硬度、脆度與凝膠強度。

第1部分
什麼是 穿刺測試
穿刺測試是最廣泛應用的質地測試模式之一。以小直徑探頭單次穿入樣品,精確量測食品的硬度、破裂力與黏著力,特別適合評估食品表皮硬度、脆殼結構與凝膠強度(如明膠 Bloom 值)。
主要應用領域
量測的質地特性
第2部分
原理及操作流程
測試原理
探頭以設定速度垂直穿入樣品,即時記錄力量–時間(或距離)曲線,從中提取硬度峰值、破裂點與黏著力等參數。以 AACC 74-09 為例,設定為 1.7 mm/s、形變 25%、觸發 5 gf、延遲 0 秒。
操作流程
樣品準備
依標準(如 AACC 74-09)將麵包切成 25 mm 或 12.5 mm 均勻厚度;蔬果、糖果依特性前處理。
探頭定位與觸發
將樣品置於探頭正下方中央,探頭下降至觸發力時開始正式記錄。
穿刺壓縮至目標深度
探頭以設定速度穿入,達到目標深度(如形變 25%、固定距離或穿透模式)。
退針與數據提取
探頭退回起點,系統計算最大穿刺力(硬度)、破裂點與負向黏著力。
多點重複與統計
多點重複測試,軟體輸出平均值與標準差,方便比較樣品差異。
參數設定建議
依樣品與應用選擇的標準或建議參數,可直接作為測試起點。
AACC 74-09 麵包硬度標準參數
| 速度 | 測試模式 | 啟點 | 目標 | 延遲 |
|---|---|---|---|---|
| 1.7 mm/s | 形變(壓) | 5 gf | 形變 25% | 0 sec |
使用直徑 36 mm 柱形探頭。
明膠 Bloom 強度(ISO 9665 / GMIA)
| 溫度 | 探頭 | 速度 | 穿入深度 | 結果單位 |
|---|---|---|---|---|
| 10°C | Ø 1/2 英吋聚酯纖維 | 4 mm/s | 4 mm | gf Bloom |
明膠溶液濃度 6.67%,於 10°C ±0.1°C 靜置 17 小時凝固後測試。
第3部分
探頭選擇及對應的特點
探頭與夾具的選擇直接影響結果的準確性與重現性,依樣品尺寸、形狀與質地特性選用。下方為此測試動作常用的探頭與測試組,點選可查看對應的測試樣品。

小直徑柱形探頭
Ø 2 / 3 / 4 / 5 / 6 mm
餅乾、硬糖、巧克力、口香糖、果皮
集中穿透力,適合硬脆樣品
查看探頭與測試組 →

中大直徑柱形探頭
Ø 10 / 18 / 25 / 36 mm
麵包(AACC 74-09)、蛋糕、果醬、沾醬
分散受力,符合 AACC 等國際標準
查看探頭與測試組 →

球形探頭
Ø 5 mm、20 mm、1 吋
焦糖、魚糜、軟乳酪、起司醬
球面接觸模擬口腔感受,同時評估硬度與黏性
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標準凝膠強度探頭
Ø 1/2 吋柱形
明膠 Bloom 強度(ISO 9665、GMIA)、果膠、瓊脂
符合國際凝膠強度標準
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油脂塗佈性測試組
刮刀與底座的標準化抹醬組
人造奶油、巧克力抹醬、花生醬
可比較不同溫度(5°C 與 20°C)或配方的塗抹性
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直徑25mm柱形探頭(鋁合金)
CY25AL
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直徑5mm柱形探頭
CY05
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第4部分
測試數據解讀與分析
穿刺曲線的峰值即最大穿刺力,對應硬度;峰值前的突降點代表脆殼或內部結構斷裂,是酥脆度的指標;力-距離曲線下面積為穿透功,代表總能量消耗;退針時的負向力反映黏著性或拉絲性。
曲線圖表
參數定義與計算
測試完成後,軟體依曲線自動計算以下參數
硬度 Hardness
曲線峰值即最大穿刺力,代表樣品硬度。
計算:最大穿刺力
脆度 Fracturability
穿刺過程中破裂點的力量與距離,評估脆度。
黏著性 Adhesiveness
探頭退回時的負向力量,代表黏性。
第5部分
應用案例
適用測試樣品
以下樣品使用此測試動作,點選可查看完整測試資訊
人造奶油
食品
餅乾
食品
餅乾麵團
食品
麵包
食品
托尼甜麵包與海綿蛋糕
食品
杯子蛋糕(馬芬)
食品
貝果
食品
肉桂捲
食品
玉米片
食品
漢堡麵包
食品
硬糖
食品
焦糖
食品
耐嚼糖果
食品
巧克力
食品
巧克力焦糖
食品
巧克力抹醬
食品
錠狀口香糖
食品
粒狀口香糖
食品
片狀口香糖
食品
翻糖
食品
哈爾瓦酥糖
食品
檸檬凝乳
食品
果醬
食品
扁桃仁膏
食品
奶油乳酪
食品
起司抹醬
食品
三角形起司
食品
軟乳酪
食品
鮮乳酪
食品
冰淇淋
食品
美乃滋
食品
慕斯(泡沫奶油)
食品
葡萄
食品
內含水果顆粒果醬
食品
柑橘醬
食品
豌豆
食品
梨
食品
辣椒
食品
薯條
食品
生啤酒
食品
明膠
食品
果膠
食品
肉醬
食品
魚糜
食品
沾醬
食品
鷹嘴豆泥
食品
酸奶黃瓜醬
食品
巧克力營養棒
食品
植物萃取物塗抹醬
食品
花生醬(滑順)
食品
起司醬
食品
應用案例與數據範例
麵包硬度(AACC 74-09)
依標準切成 25 mm 厚(一片/次)或 12.5 mm 厚(兩片疊測),丟棄兩端 2–3 片脆皮切片,樣品置於探頭正下方中央。硬度即壓縮至 25% 形變時的壓縮力值(CFV)。測試前的儲存、包裝與溫度條件需保持一致並於報告中說明。
| 樣品 | 硬度(平均 ± 標準差) |
|---|---|
| 樣品 A(較軟) | 214.1 ± 9.5 gf |
| 樣品 B(較硬) | 337.7 ± 15.2 gf |
第6部分
常見問題解答
穿刺測試與TPA全質構分析有何差異?
穿刺測試採用單次穿入模式,主要評估硬度、破裂力、黏著力等參數,測試速度快,適合生產線品管與大量樣品比較。TPA全質構分析則進行兩次壓縮,可獲得硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性等8項以上參數,適合深入的研發分析。兩者可相互配合使用。
如何依照食品種類選擇正確的穿刺探頭?
硬脆食品(餅乾、硬糖、巧克力)用小直徑探頭(2–4mm);軟質半固體(麵包、蛋糕)用大直徑探頭(25–36mm),符合AACC標準;黏彈性食品(焦糖、起司)用球形探頭;凝膠類(明膠、果膠)用1/2英吋標準探頭;抹醬類用油脂塗佈性測試組;顆粒或條狀食品(豌豆、薯條)用多探針治具。
AACC 74-09麵包硬度標準方法的樣品準備要點?
依AACC 74-09標準:切成25mm厚(一片/次)或12.5mm厚(兩片疊測),丟棄麵包兩端2–3片脆皮切片。樣品置於直徑36mm柱形探頭正下方中央。測試速度1.7 mm/s,觸發力5gf,壓縮至形變25%(即6.25mm)。硬度即該深度時的壓縮力值(CFV)。測試前的儲存、包裝及溫度條件需保持一致並於報告中明確說明。
明膠Bloom強度測試的標準流程為何?
依ISO 9665或GMIA標準:將明膠溶液(6.67%濃度)倒入標準容器,於10°C±0.1°C下靜置17小時凝固。使用直徑1/2英吋(12.7mm)聚酯纖維探頭,以4mm/s速度穿入4mm,記錄該點力值(單位:g Bloom)。Bloom值越高代表凝膠強度越大。
穿刺測試結果重現性不佳時如何改善?
提升重現性的關鍵步驟:樣品標準化(切片厚度、溫度、含水量一致,測試前讓樣品達到相同溫度平衡);探頭定位(避開氣孔、顆粒等不規則區域);觸發力設定(太低會因震動產生誤觸);多點重複(每樣品至少5次重複,計算平均值與標準差);定期校正(每日基本校正,每月標準校正塊驗證)。
