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面条的“筋道",是消费者对品质直接的判断,也是面制品企业最难标准化的指标。长期以来,面条品质评价依赖感官品尝——品评人员咀嚼后对“筋道感、硬度、弹性、滑口感"打分。这种方法的主观性和不可比性,使不同实验室、不同批次之间的数据难以对话。
质构仪的出现改变了这一局面。但在面条的质构分析中,切断试验和拉伸试验并不是同一个测试的“两种叫法",而是从两个不同的力学维度回答两个不同的问题。切断试验模拟的是牙齿切断面条的动作,测的是面条在剪切力作用下的坚实度——它回答“咬断面条需要多大的功"。拉伸试验模拟的是牙齿拉扯面条的过程,测的是面条在单轴拉伸下的抗拉强度和延展性——它回答“面条能拉多长才断、拉断需要多大的力"。
研究证实,TPA的硬度、胶着性、咀嚼性,剪切试验的最大剪切力,以及拉伸试验的拉断力,均与面条感官评价的筋道感、硬度、弹性呈高度显著正相关(α=0.01);而拉伸试验的拉断力与滑口感呈高度显著负相关。这意味着,切断和拉伸虽然力学模式不同,但它们输出的数据都是“筋道"这个感官概念的有效量化代理。本文将从两套试验的标准依据、探头配置、参数设置和数据解读出发,系统解析面条切断试验与拉伸试验的方法学差异与协同价值。
切断试验的力学本质是剪切——用具有特定几何形状的刀片,以恒定速度垂直切入面条,记录切断过程中的力值变化。它模拟的是门齿咬断面条的动作,核心输出是坚实度(Firmness) ——面条抵抗剪切破坏的能力。
切断试验的标准依据主要是AACC 16-50(面条坚实度测定)及其修订版本AACC 66-50.01(Pasta and Noodle Cooking Quality—Firmness)。AACC 66-50.01将坚实度定义为“剪切单根面条所需的功",单位为克·厘米(g·cm);单位面积的最大切割力也常被用作衡量坚实度的指标。该标准于1989年批准,2019年修订为66-52.01,在样品制备、测试设置和数据分析方面提供了更具体的规定。
在国内标准体系中,GB/T 35875-2018《粮油检验 小麦粉面条加工品质评价》 为面条蒸煮品质的评价提供了框架,切断试验可作为其质构评价的技术支撑。
切断试验的核心探头是轻型切刀探头(Light Knife Blade) ,也有标准指定使用A/LKB-F型切割探头。AACC 16-50的典型参数设置为:
| 参数 | 推荐设置 | 说明 |
|---|---|---|
| 测试模式 | 压缩/剪切 | 刀片垂直切入 |
| 探头 | 轻型切刀 / A/LKB-F | 刃口加工成1mm平面的特制刀片 |
| 测试前速度 | 0.17 mm/s | 准静态切入 |
| 测试速度 | 0.17 mm/s | AACC 16-50推荐值 |
| 测试后速度 | 5 mm/s | 快速返回 |
| 触发力 | 5 g | 接触判定 |
| 行程 | 4.5 mm(探头离台面5mm起) | 可按需调整 |
| 样品排列 | 5根相邻面条 | 一次切断5根,取平均 |
关键操作要点:试验前必须调整刀具下刃口与操作台之间的水平,不要有间隙;面条的煮制过程需严格控制干重、水量、蒸煮时间和测试时间的一致性;相邻放置5根面条(也有方案放置10根),置于探头刃面轴向的中心下。
切断试验的核心输出是最大剪切力(峰值力) 和剪切功(曲线下面积) 。最大剪切力越高,面条的坚实度越大,咬断时所需的力越大;剪切功综合反映了力值和位移两个维度,更全面地刻画了“咬断面条需要消耗多少能量"。
对于挂面等干面条,切断试验还可用于评价抗折断能力。LS/T 3212-2014《挂面》规定自然断条率应≤5%,但自然断条率只能反映整体破损情况,无法评价单根面条的断裂强度。通过切断或三点弯曲测试,可以量化单根面条的抗折断力,从根源上降低运输破损率。
拉伸试验的力学本质是单轴拉伸——将一根煮熟的面条垂直固定在上下夹具之间,下夹具固定,上夹具以恒定速度向上移动,对面条施加轴向拉力,直至面条断裂。它模拟的是牙齿拉扯面条的过程,核心输出是拉断力(最大拉伸力) 和断裂伸长率(拉伸距离) 。
拉伸试验的标准依据同样是AACC 66-50.01。该标准不仅规定了切断试验的坚实度评价,也为面条的拉伸性能测试提供了方法学框架。在国内,GB/T 35875-2018为面条加工品质评价提供了总体框架,拉伸试验的拉断力参数被证实是贯穿小麦粉性质、面条质构评价和面条感官评价的关键指标。
拉伸试验使用面条专用拉伸夹具,将单根面条垂直固定。典型参数设置为:
| 参数 | 推荐设置 | 说明 |
|---|---|---|
| 测试模式 | 拉伸 | 单轴拉伸 |
| 夹具 | 面条专用拉伸夹具(上下夹持) | 防止滑脱 |
| 测试前速度 | 1 mm/s | 接近样品 |
| 测试速度 | 3 mm/s(也有5 mm/s方案) | 不宜过快,以免样品过早断裂 |
| 测试后速度 | 5~10 mm/s | 推荐10 mm/s |
| 触发力 | 5 g | 开始记录数据的阈值 |
| 目标模式 | 位移(以最终能拉断为原则) | 典型拉伸距离80 mm |
关键操作要点:面条应在中间发生断裂;在探头缠绕部分断开的试验数据应予以剔除;断裂拉伸行程越大,说明弹性越好。也有研究采用初始夹具间距10 cm的方案,以断裂时的最大力作为拉伸强度,以断裂距离与截面积的比值作为断裂距离指标。
拉断力是拉伸试验最核心的指标。研究表明,拉断力与面条感官评价的筋道感、硬度、弹性呈高度显著正相关(α=0.01),同时与滑口感呈高度显著负相关。这意味着,拉断力越高的面条,在感官上越“筋道"、越“有嚼劲",但可能伴随“滑口感"的下降。
拉伸距离(断裂伸长率) 反映面条的延展性。拉伸距离越大,面条在断裂前能被拉得越长,弹性越好。在粗粮面条的研究中,玉米面条的拉断力为19.8 g、拉伸距离为58.840 mm,其质构参数值在五种粗粮面条中偏高。在食用菌五谷面条中,拉断力最大为19.43±0.18 N,拉伸距离为53.90±0.87 mm。这些数据为面条的“筋道"提供了可比较的量化参照。
切断试验和拉伸试验虽然都服务于“面条质构评价",但它们回答的问题并不重合,在质控体系中形成互补而非替代。
切断试验聚焦于“咬断" 这个动作。它评价的是面条在剪切力下的坚实度,更贴近消费者门齿切断面条时的第一口感受。切断峰值力过高,面条“偏硬";过低,面条“偏软"。
拉伸试验聚焦于“拉扯" 这个动作。它评价的是面条在轴向拉力下的抗拉强度和延展性,更贴近消费者咀嚼过程中对面条的反复拉扯和回弹感受。拉断力高、拉伸距离大的面条,通常被评价为“筋道"“有弹性"。
一个面条可能切断力适中(不硬)但拉断力偏低(不筋道) ,也可能切断力偏高(偏硬)但拉伸距离大(有韧性) 。只有同时报告切断和拉伸两组数据,才能完整刻画面条的“口感轮廓"。在质构仪评价面条的研究中,正是TPA、剪切和拉伸三类试验的组合,才使仪器数据与感官评价的筋道感、硬度、弹性、滑口感之间建立了完整的相关性图谱。
济南西奥机电有限公司的TEX系列面制品质构分析仪(TEX-FP) ,以切断与拉伸双模式覆盖、多标准兼容、高精度力值测量为核心能力,为面条切断试验和拉伸试验的标准化执行提供了硬件支撑。
切断试验的硬件适配:TEX-FP配备轻型剪切刀片,符合AACC标准对切断探头的要求,支持0.1~500 mm/min无级调速,0.17 mm/s的AACC 16-50推荐速度可精确设定。5根面条相邻排列的测试模式可通过专用平台实现。
拉伸试验的硬件适配:TEX-FP配备面条专用拉伸夹具,将单根煮熟面条垂直固定,上夹具以恒定速度拉伸至断裂。3 mm/s的推荐拉伸速度可精确设定,力值解析精度达0.001N,能够清晰捕捉拉断力峰值和断裂距离。
多标准与多模式兼容:TEX-FP严格遵循AACC 66-50.01、AACC 16-50面条坚实度测定标准,以及GB/T 35875-2018面条加工品质评价标准,同时支持TPA全质构测试、剪切测试、拉伸测试等多种模式,一台仪器即可覆盖生面条抗折断、熟面条坚实度和拉伸筋道的全流程检测需求。
数据合规与可追溯:测试数据自动记录存储,实时显示力-位移曲线,配备审计追踪和三级别权限管理,满足面条生产企业质量控制和第三方检测机构的数据完整性要求。
面条的“筋道",在质构仪的力学语言中被拆解为两个相互关联但不可相互替代的维度。
切断试验以轻型切刀、0.17 mm/s速度、5根相邻面条的AACC 16-50/66-50.01框架,量化面条在剪切力下的坚实度,回答“咬断它需要多大的功"。拉伸试验以单轴拉伸、3 mm/s速度、专用夹具的AACC 66-50.01框架,量化面条在拉力下的拉断力和拉伸距离,回答“它有多筋道、能拉多长"。两组数据与感官评价的筋道感、硬度、弹性之间的高度显著正相关,使仪器检测成为替代主观品尝、建立标准化面条质构评价体系的科学路径。
济南西奥机电有限公司(CELTEC西奥)TEX系列面制品质构分析仪(TEX-FP),以切断与拉伸双模式、AACC 16-50/66-50.01标准兼容、0.001N力值解析精度、0.1~500 mm/min无级调速、数据可追溯为核心能力,为面条生产企业、食品研发部门和质检机构提供了从生面条抗折断到熟面条坚实度与筋道感的全链条质构检测方案,助力面制品行业以精准的量化数据守住“筋道"这条核心口感线。