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鬆弛測試

壓縮後保持位移,觀察力量隨時間衰減,分析彈性恢復與保存期限。

鬆弛測試 — 測試動作示意動畫

第1部分

什麼是 鬆弛測試

鬆弛測試在探頭壓縮至設定深度後保持靜止一段時間,記錄力量隨時間衰減的曲線,藉此分析樣品的黏彈性特性,尤其適合烘焙製品的老化與保存期限研究。

主要應用領域

海綿蛋糕老化分析杯子蛋糕保存期限麵包硬化評估凝膠黏彈性烘焙品質控制AIB 標準方法AACC 74-09 方法食品儲存研究

量測的質地特性

彈性比 Springiness ratio硬度 Hardness鬆弛比 Relaxation ratio

第2部分

原理及操作流程

測試原理

探頭壓縮至設定深度後保持靜止(延遲階段),記錄力量隨時間衰減的曲線,分析樣品的黏彈性與彈性恢復率。與 TPA 雙重壓縮不同,適合烘焙製品的老化與保存期限研究。

操作流程

1

下壓至觸發點

探頭下壓至觸發力(例如 5 gf)開始記錄。

2

壓縮至目標深度

以設定速度壓縮到目標形變(例如 25%)。

3

延遲保持(鬆弛階段)

保持位置,記錄力量衰減(例如 60 秒)。

4

探頭返回

延遲結束後探頭回到起始位置。

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。

海綿蛋糕儲存老化案例參數

參數設定值
測試模式形變(壓)
探頭配件直徑 36 mm 柱形探頭、測試台
測試速度1 mm/s
觸發力5 gf
目標形變量25%(樣品高度)
延遲時間60 秒

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。

直徑 36 mm 柱形探頭

直徑 36 mm 柱形探頭

Ø 36 mm + 測試台

海綿蛋糕、杯子蛋糕、麵包

依 AACC 74-09 與 AIB 標準

查看探頭與測試組 →

照片準備中

直徑 18 mm 柱形探頭

Ø 18 mm

杯子蛋糕(馬芬)保存期限

依改良 AACC 方法測試

第4部分

測試數據解讀與分析

鬆弛曲線顯示壓縮後力量隨時間的衰減。峰值為硬化程度;維持 60 秒後的殘餘力量 F₆₀ 反映黏性;彈性恢復率 = F₆₀ ÷ F_max × 100%。力量衰減越多代表黏性越強,老化的樣品通常硬度上升、恢復率下降。

曲線圖表

海綿蛋糕鬆弛曲線
力—時間鬆弛曲線:儲存 1、2、3 天後的海綿蛋糕。儲存時間越長,硬度越高,彈性恢復率越低。
杯子蛋糕鬆弛測試曲線
杯子蛋糕(馬芬)鬆弛測試曲線:依 AIB 烘焙標準(AACC 74-09 改良版)測試不同儲存天數的硬度變化。

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 Firmness

壓縮時的最大力,隨儲存時間增加而變大,代表老化。

計算:壓縮最大力

彈性恢復率 Springiness recovery

延遲 60 秒後保留的力量比例,反映彈性。

計算:% 恢復率 = F₆₀ ÷ F_max × 100%

鬆弛比 Relaxation ratio

延遲期間力量衰減的比例,反映黏彈性。

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

應用案例與數據範例

海綿蛋糕 — 儲存老化硬度與彈性(No. M014)

針對儲存第 1、2、3 天的海綿蛋糕,量測硬度與彈性恢復率(% Springiness),追蹤老化進程。建議使用直徑 36 mm 柱形探頭,適合整塊海綿蛋糕的全面壓縮測試;樣品表面積須大於探頭直徑。每次測試前須確保樣品高度相同,否則 25% 形變對應的探頭位移不同,影響比較。

儲存時間平均硬度 ± SD彈性恢復率 ± SD
第一天1017.1 ± 37.8 gf51.3 ± 0.4 %
第二天2709.1 ± 118.9 gf31.1 ± 1.4 %
第三天3438.3 ± 136.6 gf30.3 ± 2.0 %

杯子蛋糕(馬芬)— 內部組織保存期限(AIB / AACC 74-09)

建議使用直徑 18 mm 柱形探頭,符合 AIB / AACC 74-09 的指定規格。較小直徑專門測試馬芬鬆軟的內部組織,避免受外皮影響,精準反映內部組織的硬化程度。適合小型烘焙製品。

第6部分

常見問題解答

鬆弛測試與TPA雙重壓縮測試有何不同?

鬆弛測試在壓縮至目標後「停留等待」,記錄力量隨時間衰減的過程,特別適合評估黏彈性與保存期限。TPA雙重壓縮則進行兩次連續壓縮,計算8項質地參數。鬆弛測試計算項目包括最大正力、維持後力值與彈性比率,適合烘焙食品老化研究。

AACC 74-09與AIB標準方法的差異?

AACC 74-09 是美國穀物化學家學會(AACC)制定的麵包質地標準測試方法,廣泛應用於烘焙品品質控制。AIB 烘焙標準方法為美國烘焙協會認可之改良版,採用 Novo Nordisk(B974a-GB)修正參數,特別適用於杯子蛋糕(馬芬)等小型烘焙製品的保存期限評估,探頭規格採用直徑 18mm 柱形探頭。

如何設定最佳的延遲時間(Hold Time)?

延遲時間需根據樣品特性與研究目的設定。一般烘焙食品建議 60 秒,可完整記錄力量衰減趨勢。軟質凝膠類樣品可使用 30 秒;若需研究長時間蠕變行為,可延長至 120 秒以上。建議先進行預測試,觀察力量曲線趨於穩定所需時間,再設定最終延遲參數。

鬆弛測試對樣品高度的要求為何?

當使用形變(壓)模式(百分比目標)時,樣品高度不一致將直接導致探頭位移不同,影響結果可比性。建議每次測試確保樣品高度相同(建議切割成標準厚度,如 25mm)。若使用距離(壓)模式(固定位移),則需確保所有樣品高度均超過設定壓縮距離,避免探頭碰觸測試台。

如何解讀鬆弛曲線的尖峰現象?

在儲存較久(變硬)的蛋糕樣品鬆弛曲線上,有時會出現明顯尖峰,這是因為樣品硬化後,圓柱探頭邊緣對樣品產生「切割」效應而非純粹壓縮。當出現此現象時,建議記錄尖峰前的初始硬度值,同時考慮換用較大直徑探頭以分散壓力,或調整測試目標形變量。

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