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饼干的“酥脆"，是消费者对产品品质直观的判断。咬下去的那一声“咔嚓"、入口后瞬间碎裂的轻盈感、咀嚼时不粘牙的爽利——这些体验共同构成了饼干的核心竞争力。然而，“酥脆"一词高度主观，不同评价人员对同一款饼干的“酥脆度"可能给出截然不同的结论；不同批次的饼干，口感一致性也难以通过人工品尝来精准把控。
质构分析仪（Texture Analyzer） 的出现，为饼干品质评价提供了科学工具。它通过模拟牙齿咬合、切割、挤压等力学过程，将饼干的“酥脆"“硬度"“断裂强度"等感官描述转化为力-位移曲线上的精确数据。质构仪可对样品的物性概念作出数据化的表述，可使用统一的测试方法，通过探头以稳定速度进行下压，其测定结果具有较高的灵敏性与客观性，从而避免人为因素对食品品质评价结果的主观影响。
对于饼干而言，三点弯曲测试、穿刺测试和TPA全质构分析是三种最核心的测试模式。本文将从饼干的核心质地指标体系出发，系统解析质构分析仪的测试方法、参数设置、数据解读及其在品质控制与工艺优化中的应用。
消费者对饼干品质的评价，并非一个单一维度，而是由多个质构特性共同构成的综合体验：
| 质构属性 | 消费者感知 | 力学本质 |
|---|---|---|
| 硬度 | “咬下去费不费劲" | 第一次压缩的最大峰值力 |
| 脆性 | “一咬就碎还是韧劲十足" | 硬度前出现的较小断裂峰值 |
| 酥脆度 | “咔嚓声、入口即碎" | 断裂功与声发射特征 |
| 咀嚼性 | “嚼起来费不费劲" | 硬度×内聚性×弹性 |
| 断裂强度 | “能不能掰断" | 三点弯曲测试的峰值力 |
不同种类的饼干，其质地特征差异显著：
酥性饼干：以酥松为主，硬度较低、脆性明显，断裂强度较小
韧性饼干：以酥脆为主，硬度适中、断裂强度较高，咀嚼时需要一定的力度
苏打饼干：质地松脆，层次分明，断裂强度适中
薄脆饼干/威化饼干：以脆为主，断裂强度低、断裂位移短
曲奇饼干：以酥为主，硬度低、内聚性低，入口即化
GB/T 20980-2021《饼干质量通则》 是目前饼干行业的标准，对饼干的感官要求（形态、色泽、滋味与口感、组织）和理化指标作出了系统规定。标准明确要求饼干应具有“应有的酥脆口感"。AACC 74-09是*际*认的烘焙食品质地检测标准方法，为饼干的硬度、脆性测试提供了可追溯的方法依据。
三点弯曲测试是饼干酥脆性检测的核心方法。其原理为：将饼干样品放置于两个支撑点中央，探头从中心点下压直至饼干断裂。断裂瞬间的峰值力反映饼干的断裂强度——力值越大，抗破碎能力越大，硬度也就越大。断裂位移则反映饼干的脆性——显示样品能承受多长距离后被破坏。
典型参数设置：
探头：三点弯曲专用夹具
测试模式：压缩模式（直至断裂）
测试速度：1.0~3.0 mm/s
支撑跨距：根据饼干尺寸确定（通常20~40mm）
触发力：5g
测试终点：样品断裂（力值骤降）
适用场景：酥性饼干、薄脆饼干、威化饼干、蛋卷等薄片状酥脆产品。可量化检测饼干的折断力、断裂位移等关键参数。
穿刺测试使用球形或圆柱形探头刺入饼干表面，记录穿刺过程中的力值变化，主要用于评价饼干的表皮硬度、内部紧实度和脆性。
典型参数设置：
探头：球形探头（如P/2或P/5）或小直径圆柱探头
测试模式：穿刺模式
测试速度：1.0~2.0 mm/s
穿刺深度：3~8mm（或直至穿透）
触发力：5g
适用场景：评价饼干表面硬度、夹心层强度、涂层脆性。
TPA（Texture Profile Analysis，质地多面剖析法） 通过模拟口腔咀嚼，对样品进行两次压缩，一次测试可同时获取硬度、脆性、咀嚼性、弹性、内聚性、回复性等多项质构参数。
典型参数设置：
探头：P/36R或P/50平底圆柱探头
测试模式：TPA（两次压缩）
测试速度：1.0~2.0 mm/s
压缩形变量：40%~60%
两次压缩间隔：3~5 s
触发力：5g
适用场景：综合评价饼干的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性。研究表明，TPA试验的质构参数硬度、酥脆性和咀嚼性与感官评价的酥脆度、口感和吸水性存在极显著的相关关系（p<0.01）。
第一阶段：弹性变形。曲线呈近似线性上升，斜率反映饼干的刚度。
第二阶段：裂纹萌生与扩展。曲线偏离线性，饼干内部微裂纹萌生扩展，曲线可能出现微小波动。
第三阶段：断裂。力值达到峰值——即断裂强度。峰值后力值急剧下降——饼干断裂。峰值位移反映饼干的脆性——位移越短，饼干越脆。
| 曲线特征 | 提取参数 | 品质含义 |
|---|---|---|
| 初始段斜率 | 刚度 | 饼干抵抗初始变形的能力 |
| 峰值力 | 断裂强度/硬度 | 饼干抗破碎的最大能力 |
| 峰值位移 | 断裂距离 | 饼干的脆性——位移越短越脆 |
| 曲线下面积 | 断裂功 | 使饼干断裂所需的总能量 |
| 曲线波动 | 裂纹扩展特征 | 饼干内部结构的均匀性 |
焙烤温度过高：饼干硬度偏高、断裂位移偏短——饼干偏硬偏脆，口感可能发干。
焙烤温度过低：饼干硬度偏低、断裂位移偏长——饼干偏软偏韧，缺乏酥脆感。
油脂添加量不足：硬度偏高、咀嚼性偏大——口感偏硬，不够酥松。
水分含量偏高：硬度偏低、内聚性偏高——饼干发软，失去酥脆性。
质构仪为饼干配方优化提供了精准的量化依据。通过系统测试不同配方下的断裂强度、脆性指数和咀嚼性，研发人员可以：
确定油脂最佳添加量：油脂影响饼干的酥松度，通过质构数据精准定位“酥而不碎"的最佳添加量
优化糖油配比：糖油比影响饼干的硬度和脆性，质构仪可量化不同配比下的口感差异
评估面粉筋度的影响：不同筋度面粉制作的饼干断裂强度差异显著
筛选功能性配料：如膳食纤维、代糖等对饼干质地的影响可通过质构数据量化
焙烤温度与时间的优化：通过质构仪测试不同焙烤条件下饼干的断裂强度和脆性指数，精准确定“酥而不碎"的最佳工艺窗口。
水分含量的控制：水分是影响饼干酥脆性的关键因素。通过质构仪监测不同水分含量下饼干硬度和脆性的变化，确定最佳干燥终点。
在饼干生产线上，质构仪可作为过程控制工具。通过对不同批次的饼干进行TPA或三点弯曲测试，分析硬度、断裂强度、脆性等参数的批次间差异。当批次一致性出现异常时，及时排查原料或工艺问题。研究表明，采用主成分分析法对桃酥质构指标进行评定，累积方差贡献率达到97.169%，与感官评价结果基本一致。
饼干在储存过程中，因水分迁移和油脂氧化，酥脆性会逐渐下降。通过定期质构仪检测，可以追踪产品在货架期内的脆性衰减趋势，为保质期设定和包装改进提供数据依据。研究表明，水活度升高到0.3以上时，威化饼倾向于逐渐损失其可感知的松脆性。
样品尺寸：三点弯曲测试中，饼干样品的长度、宽度和厚度应统一。厚度不均匀会导致断裂强度数据分散。
取样位置：应避开饼干边缘和中心孔洞，从结构均匀的区域取样。
环境平衡：测试前将样品在23℃±2℃、50%±5%RH标准环境中平衡不少于24小时。饼干对湿度极为敏感，环境湿度的波动会显著改变其力学性能。
测试速度、压缩比例、触发力等参数的变化，都会显著影响TPA测定结果。只有测试条件相同，测定结果才具有可比性。
三点弯曲测试：使用专用三点弯曲夹具，支撑跨距根据饼干尺寸调整
穿刺测试：球形探头适用于表皮硬度评价，小直径圆柱探头适用于局部强度评价
TPA测试：P/36R或P/50平底圆柱探头适用于综合评价
济南西奥机电有限公司（CELTEC西奥）的TEX-FP饼干酥脆度测定仪与TEX系列质构分析仪，专为饼干等烘焙食品的品质评价与工艺优化而设计。
多模式测试能力：TEX系列支持三点弯曲测试、穿刺测试、TPA全质构分析、压缩测试等多种模式。三点弯曲测试用于评价饼干的断裂强度与酥脆性；TPA分析用于综合评价硬度、弹性、内聚性、咀嚼性；穿刺测试用于评价表皮硬度与内部结构。
高精度力学测量：采用高精度力量感应元，力值解析精度达0.001N，系统精度优于0.5%，位移精度达0.01mm。测试速度0.1-500mm/min无级可调，覆盖饼干检测的推荐速度范围。
标准化测试流程：仪器内置饼干酥脆度测定模板（参考GB/T 20980-2021及AACC 74-09标准方法）。操作人员选择模板后，仪器自动加载*优参数设置，一键启动即可完成从探头定位到数据输出的全流程。
力-位移曲线实时分析：测试过程中实时采集并显示力-位移曲线，自动提取断裂强度、断裂距离、脆性指数、曲线下面积等关键参数。多条曲线可叠加对比，直观评估不同配方或不同批次饼干之间的质构差异。
数据合规与可追溯：支持三级别多用户权限管理与审计追踪功能，测试数据自动记录存储，支持导出为报告，满足食品生产SC审核和ISO质量管理体系的数据管理要求。
西奥机电的材料测试解决方案还广泛应用于包装材料测试、医疗器械材料及包装测试、药品测试、胶粘剂测试、纺织品测试、纸张和纸板容器测试及质构分析等领域，并可针对特殊测试需求提供定制化服务和自动化改造方案。
饼干的“酥脆"，曾经只能通过“咬一口"来判断。质构分析仪的出现，将这一主观感受转化为断裂强度、断裂距离、脆性指数、咀嚼性等客观、可量化的力学数据。
从三点弯曲测试获取断裂强度和酥脆性，到穿刺测试评价表皮硬度与内部结构，再到TPA全质构分析综合评价硬度、弹性、内聚性、咀嚼性——三种核心测试模式从不同维度揭示了饼干的力学本质。而TPA质构参数硬度、酥脆性和咀嚼性与感官评价的极显著相关性，则使质构仪成为连接“仪器数据"与“消费者感受"的科学桥梁。
从配方研发中油脂添加量的精准确定，到焙烤工艺中温度与时间的量化控制；从批次一致性的验证，到货架期酥脆性衰减的追踪——质构仪的应用贯穿饼干从实验室到生产线的全链条。济南西奥机电有限公司（CELTEC西奥）TEX-FP饼干酥脆度测定仪与TEX系列质构分析仪，以多模式测试能力、高精度力学测量、标准化测试流程、力-位移曲线实时分析为核心优势，为饼干及烘焙食品企业提供了从品质控制到工艺优化的全链条质构检测解决方案，助力企业以精准的量化数据驱动产品品质持续提升。
