Brookfield粘度計在食品工業中的應用
一、食品的流變學與食品生產
食品工業在我國國民經濟中一直占著舉足輕重的地位，近年來，食品消費與需求由追求數量向追求質量、營養、安全、多樣和方便型的轉化，這就帶動了食品技術的不斷進步，食品流變學也是在這個大的背景下，不斷發展進步，在很多食品生產中所占的地位越來越重要。
從本質上來說，食品流變學是研究食品原材料、半成品、成品在加工、操作處理以及消費過程中產生的變形與流動的科學。流變學是研究物質形態和流動的學科，食品流變學是食品、化學、流體力學間的交叉學科，主要研究的是食品受外力和形變作用的結構。由于食品物料的流變特性與食品的質地穩定性和加工工藝設計等有著重要關系，所以通過對食品流變特性的研究，可以了解食品的組成、內部結構和分子形態等，能為產品配方、加工工藝、設備選型及質量檢測等提供方便和依據。食品的流變特性在食品生產的關系有以下幾個方面：
1、食品流變特性與食品的質量
食品的表現狀態（appearance）、風味（flavor）、質構（texture）和營養（nutrition）通常被稱為食品的四大質量因素。食品在加工儲藏中常涉及質構的改變（如組織的軟化與分解），因為質構的變化會引起材料流變特性的變化。
傳統的食品質構及其表現狀態就是用感官檢驗來評價的?？趪L就是一個復雜的流變過程，咀嚼包括磨、剪、擠壓、壓縮、拉伸等物理過程，故通過流變學的一些測試可以反映食品的質量，并可避免感官品嘗中主觀的影響。
面包、糕點類食品的質構在很大程度上是構成氣孔壁材料的流變學性質的函數。面包氣孔大小、分布均勻程度與面包的松軟度和可口性都有很大關系。流變參數已經用于研究面團的調制、烘烤過程*工藝條件以及產品的質量控制。從食品流變學的角度來講，粘度與質構有同等意義，只是粘度通常與液態食品有關，質構則通常與固體有關。
粘稠性不僅是液態食品的感官評價指標，而且影響到食品風味的接受性。Wood曾研究液態食品的粘稠度與品嘗時的反映，并找出其流變學關系，指出當假塑性時，系數n＝0.5時，乳類甜食、湯料、醬類、漿狀食品的口感。這類食品在口中保持穩定的流動，當有剪切作用（舌動等）時有較低的粘度，若停止剪切，又恢復原來的粘度，容易吞咽。韋氏等人則研究人們對甜味的接受性，指出隨著溶液中加入水溶膠體后粘度增加而減少，且不同的水溶膠有不同的影響。
當然，由于食品的復雜性，研制功能齊全、靈敏度高的儀器并應用與生產實際還需要一段時間。但在這一領域的研究表明，食品流變特性在評價食品的質量中是很有前途的一種手段。
2、流變特性與食品研發
通過流變學試驗（模擬試驗）可以預測產品的質量以及產品在市場上的接受程度，指導新產品的開發。由于流變學研究的深入食品的質構和構成食品的各種組分和組分特性及加工條件。因此，只要積累足夠的食品成分在各種條件下的流變特性以及規律，以及消費者的要求，就可以試制新產品并利用這些研究成果進行評定、修改試驗條件，從而縮短新產品從實驗室研究與實際生產的時間和層次。如人造奶油可以參考奶油的流變特性，許多仿制工程食品都可以在加工中利用天然類似食品的流變規律。
3、流變特性與生產中的質量控制
食品加工過程中的質構變化，勢必引起材料受力性質的改變，只要發生變化的流變參數究可以在生產中控制。這方面應用zui廣的是巧克力的生產。巧克力可以是固體也可以是液體，取決于其脂肪的構成與存在狀態。可可脂在溫度高于
把流動曲線外推至零剪切速率來確定巧克力的屈服應力值。屈服應力與巧克力中所含的可可脂肪成分，巧克力漿中的可可粉、糖粉等的磨碎程度及卵磷脂的用量有關。在涂布巧克力層的時（威化巧克力、冰淇淋巧克力等），涂層的厚度取決于巧克力的屈服應力，垂直面厚度取決于其粘度。
甜煉乳生產中粘度是一個重要的質量指標。粘度過高，可能導致變稠，粘度過低，就會導致脂肪分離和糖的沉淀。煉乳的儲存時間和溫度對粘度都有較大的影響，因此生產過程中要通過調整工藝條件（熱殺菌的溫度、時間、濃縮等），控制粘度，并可以根據其流變特性倆控制濃縮終點的粘度，時期在儲存過程中不至于變稠而影響質量。
4、流變特性與工程設計
食品加工及處理過程涉及的液體多為非牛頓液體，其表觀粘度隨時間、剪切應力、剪切速率的變化而變化，因此掌握各種食品的流變學特性，便于在流體的輸送，管路設計以及攪拌、乳化、均質、物化、濃縮、滅菌等單元操作的機械設計中充分考慮物料在力的作用下粘度的變化，有針對性的設計設備結構及功率等。如有些材料具有剪切變稀現象，故其輸送啟動功率要大；針對有些具有剪切變稠的材料，要防止在輸送過程中阻力增加引起流速變化，還要防止因剪切應力下降引起管的堵塞等。
二、食品的流變特性
由于食品包含的門類眾多，所以目前研究食品的流變特性主要是按照食品的狀態來進行研究的，可以分以下幾類：
1、固態食品的流變特性
對固態食品物料的流變特性研究，從文獻上反映的研究內容不太廣泛。固體的流變特性主要是由彈性模量、剪切模量、容積模量和泊松比等來表示。硬糖果、核桃、蘋果等基本呈現的是固體食品的流變特性。
2、液態食品的流變特性
液態食品可以流動，目前液態食品的流變學研究也是食品流變學研究的重點，本文討論的重點也是液體食品。其流變特性主要是通過剪切應力和剪切速率之間的關系也就是粘度來表現的。根據剪切應力和剪切速率的關系可以分為：牛頓液體類食品、非牛頓類液體食品、塑性液體類食品。
2.1牛頓液體類食品
此類食品的主要特征是流動符合牛頓粘性定律，即剪切應力和剪切速率成正比，粘度就是此類液體zui重要的流變學特性參數。許多液體類食品在剪切應力很寬的范圍內基本呈現牛頓類液體性質，象糖水溶液、低濃度牛乳、清果汁、酒、水等液體。
2.2非牛頓液體類食品
多數液體類食品不滿足牛頓粘性定律，即粘度不是常數，隨剪切應力或者剪切速率變化而變化。
非牛頓類液體是一些固體懸浮液，乳濁液或者膠體溶液，如醬油、菜湯、濃糖水、淀粉漿、帶果肉的果汁、蛋白質溶液等、按照非牛頓液體的分類還可以分為假塑性液體、漲塑性液體、觸變性液體、凝變性液體。前兩個的的流變特性與時間無關，后面兩個的流變特性與時間有關。
2.3塑性液體類食品
這類食品的主要流變特性是只有超過一定的應力才流動，否則就保持現狀或者流動停止，典型的此類食品有土豆泥、濃奶油、熔化的巧克力、脂肪等。其流變參數為屈服應力和粘度。
3、粘彈類食品
這類食品介于固體食品和液體食品之間，即具有粘性又具有彈性的粘彈性體。屬于這類食品的主要又米粉團、淀粉團和凍凝膠等。此類食品的流變學特性比較復雜，主要的參數為蠕變柔量和應力松弛時間等。
三、食品流變學特性的測量
食品流變學研究起步較早，但是由于食品體系的復雜性，早期流變學的研究主要是一些經驗性的測定，例如產品在自身質量下其流動性、鋪展性和碎裂性的測定等。近年來由于食品科學工作者為了提高對食物加工性，特別是食品的深加工性、工藝及設備設計的依據性等的需要，食品流變學的研究變得愈來愈廣泛。隨著研究活動的深入，研究手段亦有了較大地發展，表現在先進的流變學測試儀器的引入和開發。應用先進測試儀器，使實驗與研究在建立食品物料的流變特性力學模型上更為方便。
Brookfield做為世界上zui的粘度計生產商，推出了一系列產品均可以用于食品流變性特別是液體流變性的研究，如DV系列粘度計、YR-1屈服應力流變儀等等。由于食品行業包括的行業很廣泛，下面即是Brookfield粘度計/流變儀在一些具體行業的應用：
1、淀粉的糊化特性
2004年，我國淀粉產量達到933萬噸，廣泛的應用在食品工業、造紙工業、醫藥工業、化學工業等等，為國民經濟的發展做了很大貢獻。淀粉是顆粒存在，但食品和非食品應用幾乎都是加熱糊化，應用所得的糊。淀粉糊的性質關系應用至為重要。淀粉顆粒不溶于水，但在水中能吸收少量水分，顆粒稍膨脹。普通玉米淀粉和馬鈴薯淀粉在水中所含平衡水分大約28％和33％。這種吸水和膨脹現象是可逆的，水分被干燥后仍恢復原來的顆粒結構大小。
混淀粉于水中，不停地攪拌。顆粒懸浮于水中，形成白色懸浮液，稱為淀粉乳。加熱淀粉乳，顆粒隨溫度的升高，吸水更多，膨脹更大，達到一定的溫度，原淀粉結構被破壞，吸水膨脹成粘稠膠體糊。這種現象稱為糊化，其溫度稱為糊化溫度，形成的膠體稱為淀粉糊。
粘度是淀粉糊的zui重要性質，面在普遍用粘度曲線測定， Brookfield的SSB（淀粉測量系統）是為測量工業淀粉樣品在自動快速糊化和快速冷卻過程中的粘度變化而設計的。SSB可以準確、快速的進行測量，從而可以幫助產品研究者快速地調整產品結構。詳細方法見附錄1。
2、乳品行業
乳制品在世界范圍內，由于消費量較大，相應的流變學研究也較廣泛。研究表明：牛乳的流變特性受其濃度的影響。濃度不同不僅使牛乳的表觀粘度值發生變化，而且使牛乳的流體類型也發生變化。在濃度較低時，牛乳呈現漲塑性特性（n>1），在中等濃度下變成牛頓流體（n=1），但在濃度較高時，又變成非牛頓流體，呈現出假塑性流體特性（n<1），即隨著濃度的增加，n值由大逐漸變小。雖然溫度對牛乳粘度的大小有影響，但對牛乳的流型沒有影響。在所有影響因素中，濃度對流型起決定性作用。
近年來，由于人們擔心食入過多的脂肪，所以低脂奶逐漸成為市場上的流行品。但是由于脫脂使牛奶的口感和質地都不如以前。1991年，Shoemaker Nantz等人研究了乳制品的粘度與感官評定之間的相關關系。結果表明，奶油味和口感與脂肪含量相關很強，而同時奶油味和口感與儀器測定的粘度相關性也很強，初步證實了粘度與感官分析存在相關關系。所以在乳品的開發、質量控制等方面，粘度的測定越來越重要。
在攪拌型酸奶生產過程中zui重要的控制項目之一是粘度，攪拌型酸奶生產過程中不可避免地要對已發酵好的、凝固的酸奶進行機械加工處理，如攪拌、冷卻、灌裝等工藝過程。如果生產線設計不合理或工藝參數控制不當，就會造成酸奶粘度大大降低，嚴重時會出現分層現象。粘度也是評價酸奶質量的重要指標。
另外，在乳品在濃縮過程中，也可以通過粘度的測定來確定濃縮的終點。Brookfield的旋轉粘度計有眾多類型的轉子，在測定乳品的粘度時，可以根據不同的需要選擇不同的轉子，如槳式轉子、升降支架等。
3、果汁
果汁的流變特性研究國內外均有開展。據報道，不含果膠的山楂汁、酸棗汁、黑加侖汁及澄清水蜜桃汁的流變曲線均為其延長線過原點的直線，說明其流型為牛頓流體。含果膠的果汁的流變曲線為一過原點呈凹形向上的曲線，說明流型為假塑性流體。因此說明，果汁的流型與是否含果膠有關。
如果含果膠時，果汁溶液基本就有兩步分組成，漿液和浮在漿液上的水果細胞壁碎屑組成的微粒物質。在很多情況下，其中的部分微粒很可能被分離出來，或浮在表面，或者沉到底部。所以在實際生產中，一個很重要的問題就是防止懸浮的微粒與漿液之間的分離。只有其粘度達到一定程度時，漿液對微粒的作用力與其受到向下的重力平衡時，才可以避免微粒與漿液分離。在生產中控制果汁的粘度也有很重要的意義，采用Brookfield的旋轉粘度計，可以控制剪切速率，在較低的剪切速率下，基本可以模擬果汁內部的應力，增加了粘度測定的準確性。
4、融化巧克力流變特性
在食品流變學的研究中，巧克力一直占有很重要的地位。巧克力是一類比較*的食品物質，可以是固體也可以是液體，主要取決于脂肪的存在狀態。在天然脂肪中，可可脂具有不同于其他天然脂的特性，它在高于
Brookfield的旋轉粘度計可以很好的測量巧克力的流動曲線，在不同的轉速下，測定其對應的剪切應力值，然后計算出塑性粘度和屈服應力值。這些數據還可作生產控制時用的在線粘度計在線控制時的參數設置的參考。詳細方法見附錄2。
5、醬油/糖漿/食用油脂
醬油是調味品的主要品種之一，我國的產銷量都很大。醬油是一種流體，國內有研究醬油的流變特性參數－粘度與其理化特性的關系，結果如下表：
通過表中可以看出，粘度值與其理化指標有很大關系，固形物含量、氨基態氮含量和食鹽的含量都對粘度有很大影響。通過對不同等級的醬油的粘度分析也可以看出，粘度可以作為醬油的質量指標之一。醬油的粘度也主要是應用旋轉粘度計來測試的。
糖廠在煮糖過程中，控制并降低糖漿的粘度是非常重要的。高粘度的糖漿在煮糖過程中會造成很多的不良影響。糖漿的粘度過高，使糖漿的對流性能下降，延長煮糖的時間，額外地增加能耗；由于煮糖時間的延長，使糖漿與煮糖罐壁、加熱管壁接觸的時間也延長，焦糖出現的可能性會大大地提高，加深了成品糖的色值；由于煮糖罐內的糖漿的粘度過高會導致循環不良，會出現一些不良晶體如/偽晶/并晶等，這些不良晶體的出現對成品砂糖會產生不良的影響。在糖漿的生產過程中通常也采用旋轉粘度計來測試糖漿的粘度。
近來也有報道采用旋轉粘度計來測量食用油的粘度和流變特性。
6、涂抹類食品
此類食品包括各種醬類、奶油等。醬類食品是指以植物蛋白及碳水化合物為主要原料，經過微生物酶的作用，發酵水解生成多種氨基酸及各種糖類，并以這些物質為基礎，再經過復雜的生物化學變化，形成具有特殊色澤、香氣、滋味和體態的調味品。主要包括醬油及各類醬料調味品：如黃醬、面醬、甜米醬、蠶豆醬（豆瓣醬）、辣椒醬、花生醬、芝麻醬、魚子醬、蝦醬、肉醬、果醬、蔬菜醬等。奶油的主要成分是水和脂肪的混合物，水為分散相，且其中含有一些可溶成分，但是對奶油整體的流變性能沒有什么影響。
由于各種醬類和奶油在很多使用場合都是涂抹類食品，必須有好的涂抹性，涂抹之后有良好得感官效果。影響涂抹性的主要因素是屈服應力。Brookfield的YR-1屈服應力流變儀，配有槳式轉子，可以盡量減少對產品結構的破壞，直接讀出屈服應力值，還附帶EZ-Yield軟件，可以通過軟件來對測試，使測量更加方便。
7、食品添加劑
前面對幾類食品的流變特性進行了討論，除了食品物質之外，一些食品添加劑的流變特性對食品的流變特性的影響也很大，特別是許多天然的（生物合成的）或化學合成的親水性高分子分散在水中形成的水溶膠，其被廣泛用做增稠劑、膠凝劑、乳化劑、穩定劑、膜材料等。水溶膠即使在濃度低于1％的情況下，也能對食品的組織結構產生顯著影響。水溶膠的應用使人們能夠有效地控制水分，改善肉制品、乳制品、糖果、糕點的外觀、形狀、質構特征、口感和風味等。此外，天然大分子多糖和蛋白質具有的生物活性、生體相容性、安全性和低熱量也使得它們被廣泛用于生產和開發各種功能性健康食品。
水溶膠按其是否可以形成凝膠，分為兩類：一類是本身即可形成凝膠如瓊脂、卡拉膠、結冷膠、可德膠、高甲氧基果膠、明膠等，這類多糖稱為凝膠多糖。另一類是非凝膠多糖，如黃原膠、刺槐豆膠、魔芋膠等，它們本身不具備凝膠性。食品水溶膠形成的凝膠為物理凝膠。這是因為參與形成凝膠網絡交鏈區的鍵通常是非共價鍵，如氫鍵、疏水作用、靜電作用和范德華力和離子鍵等。小分子物質能在凝膠網絡中滲透或擴散。
食品水溶膠具有增加食品的粘度，賦予食品柔滑舒適的口感，穩定乳化狀態和懸浮狀態的作用。例如黃原膠（Xanthan Gum）是一種通過微生物發酵生產的，常用的大分子食品添加劑。盡管相對價格較高，但自從上世紀70年代以來，黃原膠己成為許多應用領域的增稠劑。這是因為黃原膠具有*的流變學行為。在濃度很低時，它能形成高粘度、高剪切變稀的溶液，且粘度不受PH 、鹽和溫度的影響；在低剪切應力下，保持較高的粘度使得黃原膠能有效阻止顆粒沉淀，而剪切變稀的特點又使得產品在搖動后能很容易地從容器中流出。
食品水溶膠在食品工業上的應用主要取決于它的粘度。影響粘度的因素很多，如水溶膠的種類、來源分子量大小、分子量分布、分子結構、濃度、溫度、鹽以及剪切特性等。水溶膠溶液的粘度受分子量的影響很大。隨著分子量的增加，粘度對剪切速率的依賴性增強，對剪切速率的變化愈敏感，剪切引起的粘度降低愈大，從低剪切牛頓穩定區進入剪切變稀區（假塑性區）也愈早，即在更低的剪切速率下便發生粘度隨剪切速率的增加而降低。除了分子量的影響外，水溶膠溶液的粘度還受溶液中大分子的流體力學體積的影響，而流體力學體積明顯地受大分子結構的影響。相同分子量，線形、剛性的分于比多分支、柔性的分子具有較大的流體力學體積，因而粘度更高。纖維素相對來說屬剛性分子，所以在低剪切速率時粘度很高，而柔性的短梗霉多糖則要低的多阿拉伯樹膠支化度較高，分子在結構上更為緊湊，因此在分子量相同的條件下，相對線形纖維素來說均方旋轉半徑較小，其粘度－剪切速率關系表現出牛頓流體的特點分子鏈剛性對水溶膠溶液剪切變稀特性的影響也很大。隨著分子持續長度的增加，剪切變稀程度也會相應增加。
對剪切變稀特性的了解有利于食品加工中的分散泵送、噴灑、灌注等過程的操作和控制，所以研究水溶膠的粘度與剪切速率關系對于食品加工具有重要意義。Brookfield旋轉粘度計可以測定大多數水溶膠在不同的剪切速率下的粘度，可以更具體的研究水溶膠的流變特性，以滿足食品生產的需要。例如果凍/龜苓膏的主要成分即是水溶膠，水溶膠的流變特性關系到果凍/龜苓膏的產品配方、凝膠特性、口感等等，所以測量水溶膠的流變特性對生產很有幫助。
8、冰淇淋
在冰淇淋的生產中，水溶膠作為增稠劑，所起的作用很大，可以說是冰淇淋的zui關鍵物質。冰淇淋的主要成分是水、奶油、糖、乳化劑、增稠劑等，水既作為糖、奶粉、食品增稠劑、香精及其他水溶性溶質的溶劑；又作為乳化劑、可可粉、咖啡粉、奶油等分散質的分散劑。經過溶解、分散和均質，形成均勻的冰淇淋漿料。糖、奶粉雖然可增加水的粘度和稠度，但如用量較少則增加的程度不大。而食品增稠劑的用量雖少，但增加粘度和增加稠度的程度較大。當冰淇淋漿料具有合適的粘度和稠度后，經過攪拌、溶解、分散乳化、懸浮、均質、老化，可形成化學熱力學、化學動力學相對穩定的微多相冰淇淋漿料。水溶膠增稠劑溶液因存在結構粘度而呈現一系列假塑性，使增稠劑溶液在化料、滅菌、均質、老化的全過程攪拌或泵送時變稀，發生剪切變稀現象。剪切變稀現象使經過老化變稠的冰淇淋漿料易于泵送，生產出來的冰淇淋具有良好的口感。在冰淇淋的生產中，控制冰淇淋漿料的粘度，可以做成不同類型的冰淇淋。例如：在總固形物含量較低的前提下，降低增稠劑和油脂用量，降低冰淇淋漿料的粘度，能使水的活度達到有利于形成六方晶體。當凝凍速度較慢時，可形成以六方晶體為主的砂冰型產品。而在冰淇淋總固形物含量較高的前提下，降低油脂用量，提高增稠劑用量和冰淇淋漿料的粘度，使水的活度達到更有利于立方晶體和玻璃態冰形成的優勢。當凝凍速度較快時，可形成以立方晶體和玻璃態冰占優勢的粘糕型產品。
Brookfield粘度計可以應用在研究冰淇淋配料粘度與配料加工性能、冰淇淋成品質量之間的關系，確定*粘度范圍，可以為配方設計、工藝設計、增稠膠選擇、質量控制等提供有關數據。在進行配方設計時，可以根據所用的增稠膠的粘度數據及相互之間的協同作用，根據冰淇淋其它成分的粘度貢獻，估算配料的粘度以及流變性質，預測配料的加工特性，減少不必要的試驗，同時Brookfield也可以為冰淇淋生產的質量監控提供一個方便和可靠的檢驗手段－粘度檢驗。
9、在線粘度計的應用
由于在食品生產過程中，很多時候要對粘度進行實時監測和控制，Brookfield也有針對這種應用的一系列在線粘度計，如TT100、TT200、STT100等，應用在淀粉粘度的實時監測、巧克力粘度的實時監測、醬料的生產實時監控等，保證了產品質量的穩定性。
四、食品的質構與測量
食品的質構是食品除色、香、味之外另一種重要的性質，它不僅是食品加工中很難控制的因素，而且是決定食品檔次的zui重要的關鍵指標之一。例如：目前在食品種廣泛使用食品膠，改性淀粉等作為添加劑，以取代羧甲基纖維素等，這些型食品新改性添加劑的使用，改善了食品在口感、外觀、形狀、貯存性等方面的某種特性。使用食品膠時，我們必須對使用的目的（應用食用膠的哪一種特性）有清楚的了解，才能根據不同食品膠的特性進行選擇。在這個探索的過程中，試吃，專家評估作為比較傳統的非定量判斷手段，而在今天，質構儀就成為了必須使用的工具，前面敘述過，由于所有的食品膠都不只一種功能，因而在為食品任何一類特別的應用選擇*的食品膠時，都還應該考慮、候選。食品膠在該食品中發揮的其他的功能，所以食品工藝師在選擇食品膠時需要考慮諸多因素，必須考慮產品形態（如凝膠、流動性、硬度、透明度及混濁度等）；產品體系（懸浮顆粒能力，稠度、風味、原料類型等）；產品儲存（時間、風味穩定、水分、曲分遷移）、產品加工方式和經濟性等。否則，不考慮其他因素，直接選擇使用在該項應用中表現得的食品膠，可能并不是*的選擇。
質構儀可對樣品的物性概念做出準確的定量的表述，它使用統一的測試方法，是的量化測量儀器，消除個人感官的主觀性影響，Brookfield所設計、生產的物性測試儀分LFRA和QTS兩個系列，根據類別不同，測試范圍的不同，有5種型號可供選擇?？蓪V泛的產品進行多種特性的測試，比如：硬度、嫩度，脆性、膠粘性、粘牙性、回復性、彈性、凝膠強度等。
Brookfield的Lefa組織分析儀應用是明膠行業Bloom試驗方法的標準儀器，該實驗方法已經通過了許多和國家標準：AOAC（*分析化學家協會）、ISO、BS（英國國家標準）等。Lefa組織分析儀在測量明膠洞凍力時可以準確的讀出凍力讀數，控溫水浴箱的精度很高，穩定的溫度可以保證測量的準確性。Lefa組織分析儀除了測量明膠的凍力之外，還可以測量一些膠體的破裂強度、刺入強度、瓊脂的Kobe試驗，供食品工業測量面包的彈性和硬度、巧克力、果凍之類的食品，也可測量其他一些工業彈性體。
Brookfield的QTS質構儀主要包括主機、軟件、備用探頭及附件。其基本結構一般是由一個能對樣品產生變形作用的機械裝置，一個用于盛裝樣品的容器和一個對力、時間和變形率進行記錄的記錄系統組成。其測試圍繞著距離、時間、作用力三者進行測試和結果分析，也就是說，質構儀所反映的主要是與力學特性有關的食品質地特性，其結果具有較高的靈敏性與客觀性，并可對結果進行準確的數量化處理，以量化的指標來客觀全面地評價成品，從而避免了人為因素對食品品質評價結果的主觀影響。在用質構儀評價食品品質時，首先要根據測試樣品選擇探頭的形狀、規格，然后再根據探頭來選擇操作模式如壓縮模式或拉伸模式。通過不同種類的壓縮、切割、擠壓和拉伸模具進行測試，得出能夠表示一些質構特性及相關關系的一個曲線圖。
目前，比較常見的采用QTS質構儀進行測量的食品有以下幾類：
1、面制品－主要包括饅頭、面包、面條、餃子、餅干等。
例：用質構儀測量面包的硬度、彈性、粘聚性、粘著性、膠著性、咀嚼度等，然后再找出與感官評價的相關性，可以更客觀的評價面包的品質。
2、肉制品－主要包括肉糜、香腸、火腿、牛肉等。
3、奶制品－干酪、濃縮酸乳等。
4、凝膠－大豆蛋白凝膠、明膠等。
5、水果/蔬菜－蘋果、桃子、香蕉、柑橘、土豆等。
6、淀粉糊化特性－凝膠性、糊絲長度等。
例：淀粉糊化后，其糊粘度、凝沉性、抗剪切性都有了很大的變化，淀粉糊的粘韌性也是其中的一項，主要是通過淀粉糊絲的長度來測量的。質構儀可以采用*的探頭來測量淀粉糊的拉伸特性曲線，從此曲線可以計算糊絲的長度。
目前食品中應用質構儀，主要研究通過質構儀來找出感官評價與客觀評價之間的關系，相信通過質構儀的應用范圍越來越廣泛和研究的深入，越來越多的質構儀測試參數和感官指標會建立起來，極大的推動食品工業的發展。
附錄1 淀粉糊化特性的測定方法
所需設備
- RVDV-II+ Programmable Rheometer可編程粘度計（或RVDV-III+ Programmable Rheometer可編程流變議）
- Small Sample Adapter （SSA） 小量樣品承接器配SC4-21轉子和帶RTD溫度探針的SC4-13RPY盛樣器
- 帶可編程控制器的TC-112P循環水浴
- 用可選件WingatherTM或Rheocalc?軟件與電腦連接進行數據采集和分析
Test Method 測量方法
在煮淀粉和冷卻的過程中，用循環水浴來控制溫度。這套系統可以快速地在2分鐘內從95?C降到煮淀粉的溫度45?C。水浴使樣品先達到預先設定的。煮。溫度，并在此溫度下保持一段時間，然后將溫度調到預先選擇好的冷卻溫度。實驗員要確定好每一個循環周期的間隔時間，并設定在控制器的程序里。水浴需要用自來水冷卻到25?C或更低的溫度。
在用粘度計來測量淀粉樣品粘度的時候，先將樣品轉移到小量樣品承接器（SSA）的盛樣器里，然后依次進行煮、糊化和冷卻的過程。
用手動控制測量各種數據（包括粘度、溫度、剪切應力、轉速和時間間隔），或者選用Brookfield的一些具有數據采集功能的儀器來進行自動采集數據：如圖表記錄儀，打印機，WingatherTM （for Windows） software可選軟件（如果你用的是DV-III+流變儀，可用可選軟件Rheocalc? for Windows）。圖表記錄儀可以繪出糊化曲線的變化（粘度和溫度）。打印機可以記錄實驗的列表數據，因此可以生成一個*性的紀錄。而可選軟件則可采集所有的實驗參數，并可自動繪圖和保存列表數據。
為了更精致地進行測量，也可選用Brookfield的RVDV-III+型流變儀和Rheocalc?軟件，它可編程控制整個測量過程，自動改變剪切率。并可以全部記錄下實驗的所有數據。這個選擇的測試方法適合于要求更細致、更的研究，以及希望在測試時不需花費太多人工的情況。
附錄2 巧克力屈服應力的測定方法
所需儀器
巧克力通常使用HADV-II+ Programmable Viscometer可編程粘度計和Small Sample Adapter （SSA）小量樣品承接器附件加上Brookfield TC-501 Circulating Bath循環水浴來測量。這套儀器配有多個轉子和盛樣器；對于巧克力，建議用SC4-13R 和SC4-27轉子來測量，如果使用WingatherTM software可選軟件來采集數據，可以將結果繪成曲線，并可利用軟件里的數學模型來計算佳信參數來進一部分析。
測試方法
在進行測試之前，巧克力樣品必須先做好以下準備工作：
- 將巧克力樣品在50?C （122?F）下融化，但要避免過渡加熱。
- 在攪拌的過程中，避免在樣品里引入濕氣和空氣。
- 將巧克力樣品冷卻到40?C （104?F）。注意此時不能出現結晶現象。
上圖是我們在實驗室里用一個奶油巧克力樣品來做例子，分析它的測量結果，以及計算佳信參數屈服應力值和塑性粘度。轉速的改變為從2rpm到10rpm上升，然后再從10rpm到2rpm回落，粘度的范圍從127，750到45，750 cP，剪切率的變化從到0.68到3.40 sec-1。當用佳信方程來計算數據時，塑性粘度值為10，105 cP，屈服應力值為442.6 dynes/cm?。
