在乳制品行業(yè)中，酸奶因其豐富的營養(yǎng)、獨(dú)特的風(fēng)味和良好的消化吸收性，深受消費(fèi)者喜愛。而決定酸奶口感體驗(yàn)的關(guān)鍵物理特性之一，便是其凝膠結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度——即我們常說的“濃稠度”或“凝固性”。過稀則口感寡淡，過稠又可能帶來吞咽不適。如何科學(xué)、客觀地評(píng)估酸奶凝膠強(qiáng)度？凝膠強(qiáng)度測定儀（也稱質(zhì)構(gòu)儀或凝膠強(qiáng)度測試儀）為此提供了標(biāo)準(zhǔn)化、可量化的解決方案。本文將詳細(xì)介紹凝膠強(qiáng)度測定儀對酸奶進(jìn)行凝膠強(qiáng)度測試的原理、方法及其在產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量控制中的重要意義。

一、什么是酸奶的凝膠強(qiáng)度？

酸奶是通過乳酸菌發(fā)酵牛奶中的乳糖產(chǎn)酸，使酪蛋白等乳蛋白發(fā)生等電點(diǎn)沉淀并形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而形成具有一定彈性和強(qiáng)度的凝膠體系。凝膠強(qiáng)度即指該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)抵抗外力變形或破壞的能力，直接反映酸奶的：

• 稠度與持水性：影響是否易析出乳清（“出水”現(xiàn)象）；

• 口感順滑度與飽滿感：決定消費(fèi)者對“高品質(zhì)”的感知；

• 加工穩(wěn)定性：關(guān)系到灌裝、運(yùn)輸過程中的結(jié)構(gòu)保持能力。

傳統(tǒng)上，企業(yè)多依賴感官評(píng)價(jià)（如“勺立不倒”）判斷凝膠狀態(tài)，但主觀性強(qiáng)、重復(fù)性差。凝膠強(qiáng)度測定儀則通過力學(xué)測試實(shí)現(xiàn)客觀量化。

二、凝膠強(qiáng)度測定儀的工作原理

凝膠強(qiáng)度測定儀本質(zhì)上是一種高精度的質(zhì)構(gòu)分析設(shè)備，常采用穿刺法（Penetration Test） 或壓縮法（Compression Test） 對半固體樣品進(jìn)行測試。針對酸奶，是標(biāo)準(zhǔn)針入度穿刺法，參考國際通用方法如Bloom Gel Strength Test（雖原用于明膠，但原理可遷移）或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 22388-2008中相關(guān)方法）。

測試時(shí)，儀器控制一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)探頭（如圓柱形平底探頭或針狀探頭）以恒定速度垂直插入酸奶樣品至設(shè)定深度，同步記錄力-位移曲線。關(guān)鍵參數(shù)包括：

• 穿透力（Peak Force, g 或 N）：反映凝膠網(wǎng)絡(luò)的初始強(qiáng)度；

• 穿透功（Area Under Curve）：表征整體結(jié)構(gòu)韌性；

• 破裂點(diǎn)數(shù)量與形態(tài)：判斷凝膠均一性（單峰為均勻凝膠，多峰可能表示結(jié)構(gòu)不均或乳清分離）。

數(shù)值越高，通常表示酸奶越濃稠、結(jié)構(gòu)越致密。

三、測試操作要點(diǎn)（以典型凝膠強(qiáng)度測定儀為例）

1.樣品準(zhǔn)備

• 酸奶需在4℃冷藏平衡至少2小時(shí)，避免溫度波動(dòng)影響結(jié)果；

• 使用統(tǒng)一規(guī)格容器（如50 mL燒杯），填充高度≥30 mm；

• 測試前靜置10分鐘，消除攪拌或運(yùn)輸造成的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)。

2.儀器設(shè)置

• 探頭選擇：常用直徑5–10 mm的圓柱平底探頭（如TA-10）；

• 測試模式：穿刺測試（Penetration）；

• 下壓速度：0.5–1.0 mm/s（模擬緩慢勺取動(dòng)作）；

• 穿透深度：10–15 mm（避免觸底干擾）；

• 觸發(fā)力：5–10 g，確保精準(zhǔn)識(shí)別接觸點(diǎn)。

3.重復(fù)性與數(shù)據(jù)處理

• 每批次至少測試3–5個(gè)平行樣，剔除異常值后取平均，確保結(jié)果可靠性。

四、應(yīng)用場景與價(jià)值

• 配方優(yōu)化：比較不同穩(wěn)定劑（如果膠、明膠、淀粉）對凝膠強(qiáng)度的影響；

• 發(fā)酵工藝監(jiān)控：確定發(fā)酵終點(diǎn)，避免過度或不足發(fā)酵；

• 貨架期研究：跟蹤貯藏過程中凝膠強(qiáng)度衰減，預(yù)測保質(zhì)期；

• 產(chǎn)品分級(jí)：為“希臘式酸奶”“飲用型酸奶”“兒童酸奶”等不同品類設(shè)定凝膠強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)；

• 質(zhì)量一致性控制：實(shí)現(xiàn)工廠批次間質(zhì)地穩(wěn)定，減少消費(fèi)者投訴。

五、結(jié)語

在消費(fèi)者對食品口感要求日益精細(xì)化的今天，“濃稠”已不僅是營銷話術(shù)，更是可測量、可控制的技術(shù)指標(biāo)。凝膠強(qiáng)度測定儀通過科學(xué)手段將酸奶的“軟硬”“稠稀”轉(zhuǎn)化為精確數(shù)據(jù)，助力企業(yè)從經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)邁向智能質(zhì)控。