【儀器應(yīng)用】精準(zhǔn)量化凝膠凝凍強(qiáng)度：凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)定方法優(yōu)化與實(shí)踐驗(yàn)證

凝凍強(qiáng)度測(cè)試

大家都吃過果凍，有的軟嫩易散，輕輕一晃就變形；有的緊實(shí)有彈性，捏著不易碎、挖著能成型。這種果凍抵抗變形、維持形態(tài)的 “結(jié)實(shí)程度”，在食品科學(xué)中是衡量凝膠特性的核心指標(biāo)，被稱為凝膠強(qiáng)度。它直接反映了凝膠的硬度與韌性，數(shù)值越高，凝膠就越 “挺實(shí)”。果凍之所以能成型，關(guān)鍵在于“凝膠作用”。當(dāng)在制作中加入卡拉膠、魔芋粉等天然膠體后，液體在降溫過程中會(huì)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把水分牢牢鎖住。這種物理變化讓飲品從流動(dòng)態(tài)變成Q彈狀，既保留了果汁口感，又增添了咀嚼樂趣。

在食品科學(xué)研究和生產(chǎn)質(zhì)量控制領(lǐng)域，為了準(zhǔn)確且客觀地測(cè)定果凍等凝膠類食品的凝膠強(qiáng)度，通常會(huì)借助專業(yè)的儀器——凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀。凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀就像是一位超級(jí)精準(zhǔn)的“口感評(píng)判官”，它能夠模擬人類口腔咀嚼食物時(shí)的動(dòng)作，對(duì)樣品施加一定的力，通過精密的傳感器記錄下樣品在受力過程中發(fā)生的形變、受力大小等數(shù)據(jù)。

霍爾德HD-TA1凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀；探頭：P/0.5凝膠探頭具；凝膠用凍力瓶

凝膠強(qiáng)度系用探頭垂直作用于樣品的力表示，即在特定的測(cè)定溫度下，將特定面積的探頭以一定速率下降至樣品表面下某一固定距離時(shí)所需的力，通常轉(zhuǎn)化為重量來表示，單位為g（明膠行業(yè)常用bloom g，與g一致）；也可根據(jù)探頭面積折算為單位面積（cm2）上所受的力（通常轉(zhuǎn)化為重量來表示），單位為g/cm2。

在藥物制劑領(lǐng)域，凝膠強(qiáng)度不僅是明膠、海藻酸鈉、卡拉膠等藥用輔料的核心質(zhì)控指標(biāo)，更直接影響制劑的成型性、穩(wěn)定性與臨床應(yīng)用效果。2025年版《中國(guó)藥典》0634 凝膠強(qiáng)度測(cè)定法，利用凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀通過標(biāo)準(zhǔn)化操作確保測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)可復(fù)現(xiàn)，為醫(yī)藥行業(yè)相關(guān)主體提供了權(quán)威技術(shù)支撐。

本儀器也符合GB 6783-2013《食品添加劑明膠》、GB/T 40337-2021《魚糜制品凝膠強(qiáng)度測(cè)定方法》、ISO 9665:2020《明膠 Bloom強(qiáng)度的測(cè)定》等相關(guān)凝膠測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

果凍粉1g；純凈水200ml；200ml量筒一個(gè)；250ml燒杯一個(gè)；磁力攪拌器一臺(tái)。

測(cè)前速度1mm/s、測(cè)中速度0.5mm/s、測(cè)后速度 1mm/s，測(cè)后退回起始點(diǎn)；采用形變量模式，形變量4mm，觸發(fā)點(diǎn)5g；選擇凝膠強(qiáng)度、硬度參數(shù)。

1.凝膠制備，取1g果凍粉置于燒杯，量筒量取20ml純凈水，加入燒杯中，與果凍粉一同攪拌；隨后量取180ml 90度的開水；加入錐形瓶，隨后放置在磁力攪拌機(jī)上旋轉(zhuǎn)15分鐘，速度設(shè)定為3000轉(zhuǎn)/min，等待計(jì)時(shí)結(jié)束。此時(shí)果凍粉和液體以充分混勻，將混合液體倒入凍力瓶?jī)?nèi)，靜至1小時(shí)30分鐘。

2.將探頭緩緩降至凝膠上方，為減少樣品瓶?jī)?nèi)壁和底部對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，探頭下壓位置應(yīng)處于待測(cè)凝膠的中心位置，下降距離控制在探頭離樣品瓶底部不少于30mm。

3.點(diǎn)擊開始，觀察下壓和上升過程中凝膠狀態(tài)。

4.對(duì)不同樣品進(jìn)行測(cè)量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

這三段曲線呈現(xiàn)了凝膠在測(cè)試中的受力變化：在0到8.5秒的壓縮階段，負(fù)載平穩(wěn)上升至峰值，反映出凝膠的抗變形能力；隨后進(jìn)入回彈階段，負(fù)載從峰值快速回落并最終趨于平緩，凝膠在撤去外力后能部分恢復(fù)形態(tài)，體現(xiàn)了它的凝膠強(qiáng)度和恢復(fù)特性。

通過使用霍爾德•電子HD -TA1凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀，配合P/0.5凝膠探頭，在特定測(cè)試參數(shù)（測(cè)前速度1mm/s、測(cè)中速度0.5mm/s、測(cè)后速度1mm/s，形變量4mm，觸發(fā)點(diǎn)5g）下，對(duì)果凍凝膠樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的凝膠強(qiáng)度量化檢測(cè)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，不同樣品測(cè)得的硬度平均值為33.93g，凝膠強(qiáng)度平均值為26.80g/cm²，表明凝凍強(qiáng)度測(cè)試儀能夠精準(zhǔn)模擬人類口腔咀嚼動(dòng)作，客觀量化凝膠的抗變形能力與恢復(fù)特性。

三組樣品測(cè)試曲線（綠色、紅色、黑色）均呈現(xiàn)壓縮階段負(fù)載平穩(wěn)上升至峰值、回彈階段負(fù)載快速回落并趨于平緩的特征，直觀反映了凝膠的強(qiáng)度與彈性恢復(fù)能力。