质构仪（Texture Analyzer）检测软糖的硬度和弹性是食品质构分析中的常见应用。这通常通过质地剖面分析来实现。以下是详细的步骤和注意事项：

核心原理：质地剖面分析

TPA 是一种模拟口腔咀嚼的双次压缩测试。探头以设定的速度压缩样品两次，中间有一个短暂的停顿（等待时间）。通过分析两次压缩过程中的力-时间曲线，可以计算出多个质构参数，其中硬度和弹性是最核心的两个指标。

关键步骤

样品准备：

形状与尺寸： 将软糖切成大小均匀、形状规则（通常是立方体或圆柱体）的样品。尺寸一致性至关重要，因为它直接影响测试结果的可比性。

厚度： 厚度应足够（通常建议在10-20mm范围），以确保在压缩过程中有足够的变形空间，避免探头直接压到载物台。同时要避免太厚导致探头行程不够。

表面处理： 确保切割面平整光滑，避免碎屑或不平整影响探头接触。

数量： 每个批次或配方至少测试5-10个样品，取平均值，以获得可靠数据。

温度： 测试前将样品在恒定的室温（通常是20-25°C）下平衡足够时间（如1-2小时）。温度对软糖的质构（尤其是胶体状态）影响很大。严格记录测试温度。

湿度： 避免样品在测试前暴露在过高或过低湿度下失水或吸水，除非是测试的一部分。

仪器设置与校准：

探头选择： 最常用的是圆柱形平底探头。探头的直径应显著大于样品尺寸（通常是样品直径/宽度的1.5-2倍以上），以确保压缩是均匀的，避免边缘效应或剪切效应占主导。例如，使用直径25mm或35mm的探头压缩边长10-15mm的立方体软糖。

测试模式： 选择 TPA (Texture Profile Analysis) 模式。

关键参数设置：

测试前速度： 探头接触样品前的下降速度（如1.0 - 2.0 mm/s）。

测试速度： 压缩样品时的速度（如1.0 - 2.0 mm/s）。速度过快或过慢都会影响结果。

测试后速度： 第一次压缩后探头抬起和第二次压缩前下降的速度（如1.0 - 2.0 mm/s）。

目标形变： 这是最重要的参数之一。通常设定为样品原始高度的40% - 75%。对于软糖，50% 或 60% 是常用值。这个值模拟了牙齿咀嚼时的压缩程度。必须精确记录！

两次压缩间的等待时间： 第一次压缩结束后，探头抬起回到触发点（或指定高度）后停留的时间。这个时间模拟了咀嚼间歇。5秒 是TPA的标准设置，但可以根据需要调整（如1-10秒）。时间过短可能无法充分恢复，过长可能使恢复饱和。必须精确记录！

触发力： 探头接触样品表面并开始记录数据的力阈值（如5g）。设置过低可能受样品表面轻微不平影响，过高会损失部分初始压缩信息。

数据采集率： 足够高以捕捉曲线细节（如200-500 points per second）。

仪器校准： 测试前务必对仪器进行力传感器校准（使用标准砝码）和高度校准（使用标准高度块）。定期校准是数据准确性的基础。

测试过程：

将准备好的样品居中放置在质构仪的载物台中心。

启动测试程序。

探头按设定参数进行两次压缩-抬起循环。

仪器自动记录整个过程中的力随时间（或位移）的变化数据，生成力-时间曲线。

数据分析（解读TPA曲线）：

硬度： 定义为第一次压缩循环中达到目标形变时（峰值力） 的力值。单位通常是克力或牛顿。

在曲线上： 第一个压缩峰的最高点。

弹性： 定义为两次压缩循环之间样品的恢复程度。具体计算是：

弹性 = T2 / T1

T1: 第一次压缩达到目标形变所需的时间（从触发点到第一次峰值点的时间）。

T2: 第二次压缩达到目标形变所需的时间（从第二次压缩触发点到第二次峰值点的时间）。

在曲线上： T1是第一次压缩峰的宽度（时间跨度），T2是第二次压缩峰的宽度（时间跨度）。弹性是一个无量纲比值，通常小于1（除非样品完全恢复）。值越接近1，弹性越好（恢复能力越强）。

重要注意事项

标准化： 这是获得可比较、可重现结果的关键。

样品尺寸、形状、制备方法必须严格一致。

测试参数（探头、速度、形变%、等待时间、温度）必须完全相同。

在整个实验（如不同批次、不同配方对比）中保持所有条件不变。

探头选择： 使用过小的探头会引入显著的剪切力，使测得的“硬度”偏高且不能真实反映整体压缩硬度。确保探头足够大。

形变%选择：

形变太小，可能无法充分激发软糖的质地特性，区分度不高。

形变太大（如>75%），样品可能被过度压缩甚至破坏，第二次压缩的曲线可能失真（尤其是弹性计算），且可能压到载物台。

对于软糖，50%或60%通常是合理且常用的起点。

等待时间： 5秒是标准。如果样品恢复特别快或特别慢，可以微调，但必须在报告中明确说明。

样品代表性： 确保测试的样品能代表整批产品。从不同位置取样。

环境控制： 温度、湿度（尤其是高湿度环境）的控制非常重要。在恒温恒湿实验室进行测试最理想。

数据解读：

TPA参数（尤其是弹性）是经验性参数，其绝对值没有直接的物理意义，主要用于样品间的相对比较。

硬度值受样品尺寸影响很大（大样品通常测出更大的力）。因此，比较相同尺寸样品的硬度才有意义。有时会用应力代替力（力除以接触面积），但实践中比较相同尺寸样品的力值更常见。

弹性值是一个比值，理论上不受样品绝对尺寸影响（假设材质均匀），但样品尺寸和形状会影响恢复行为，所以仍需标准化样品尺寸。

将TPA结果与感官评价（人工品尝）结果进行相关性分析，是验证仪器方法有效性和建立产品质量标准的重要步骤。

曲线观察： 除了计算数值，仔细观察力-时间曲线的形状也能提供丰富信息：

第一次压缩曲线的斜率：反映初始刚度/脆性。

峰的形状：尖锐还是平缓？反映脆性或延展性。

第一次压缩后的曲线下降情况：反映内聚性（样品抵抗碎裂的能力）。

第二次压缩曲线的形状和高度：与第一次压缩对比，反映样品的咀嚼性、胶着性等。

报告结果

在报告中，务必清晰记录以下信息：

仪器型号和软件版本

探头类型和直径

所有测试参数： 测试前速度、测试速度、测试后速度、目标形变(%)、触发力(g)、等待时间(s)、数据采集率

样品信息： 描述（如品牌/配方）、尺寸（长宽高）、形状、制备方法、平衡温度和时间

测试环境： 温度、相对湿度

结果： 每个样品的硬度值、弹性值，以及所有重复样品的平均值和标准偏差（或变异系数）。

通过遵循这些标准化步骤和注意事项，使用质构仪进行TPA测试可以为你提供关于软糖硬度和弹性的客观、量化数据，这对于产品研发、质量控制、货架期研究和竞品分析都至关重要。