質(zhì)構儀是與替代蛋白質(zhì)產(chǎn)品相關的研究和開發(fā)的寶貴工具。以肉類類似物為例，模仿肉類產(chǎn)品的產(chǎn)品必須具有與原始產(chǎn)品相同的質(zhì)地。對不同的配方進行質(zhì)地分析，以確定的微觀結構和成分配置，以獲得良好的質(zhì)地特性。ImpossibleFoodsInc.是開發(fā)肉類產(chǎn)品植物替代品的公司之一。公司從分子層面研究動物產(chǎn)品，然后從植物中選擇特定的蛋白質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，重現(xiàn)特定肉制品的體驗和營養(yǎng)。

在這里，我們提供一些示例，說明質(zhì)構儀如何實際應用于測量該領域的質(zhì)地。

切割測試

想象排成一排的切齒——它們的動作可以通過使用質(zhì)構儀上的刀片來模仿。切割測量經(jīng)常用于肉類樣品的測量。它們使研究人員能夠快速、干凈地測量樣品的硬度和韌性。如果消費者對肉質(zhì)特征的次評估是切割或咬穿纖維，那么合乎邏輯的測試方法是測量切割或破壞纖維的力，以提供消費者可能感知到的感覺。

咬合動作被用作許多設備的基礎，這些設備旨在提供與人類評估密切相關的措施。“咬合力”特性可以用標準刀片來評估。將固定高度和寬度（或比刀片更寬）的樣品放置在測試平臺上，并獲得曲線正區(qū)域下方的力和面積作為硬度或“咬合特性”的測量值。對于圓形樣品的測試，推薦使用Warner-Bratzler刀片，因為它在測試開始時通過刀片中間的三角形缺口在產(chǎn)品周圍提供更大的切割表面。使用開槽底座插入件，刀具能夠切割整個香腸，提供了一種粗略的方法，幾乎不需要樣品制備，非常適合快速確定質(zhì)量。它是用于評估肉類和肉制品的見的咬合或剪切系統(tǒng)。該夾具是大約70年前開發(fā)的一種經(jīng)驗技術，并被質(zhì)量控制/保證人員和肉類研究人員采用。它仍然是提供肉類質(zhì)地質(zhì)量測量的泛使用的設備之一。

評估質(zhì)地的經(jīng)驗方法經(jīng)常受到樣品缺乏均勻性或均勻性的挑戰(zhàn)。有時，待分析的樣品可能具有不同的配置或結構。這一挑戰(zhàn)需要一組測試來處理樣本異質(zhì)性的妥協(xié)。在某些情況下，可以采用優(yōu)選的測試方法（例如壓縮、穿透或剪切）來提高獲得可重復結果的機會。

所有這些方法的共同點是，通過測試更多數(shù)量的工件或具有更多測試表面的更寬表面積，從而產(chǎn)生平均效果，這是一組具有代表性的工件或表面的結果。

克萊默剪切單元就是這樣一個例子，其中剪切選定數(shù)量/重量的工件的力和曲線下的面積通常被記錄下來，并作為體積堅固性的指標。曲線下的面積通常稱為“剪切功”——值越大表明樣品越牢固。

穿刺測試

穿刺測試可以被認為是所有用于評估硬度的測試中的。由于探頭表面積的大小是恒定的，這通常意味著不需要仔細控制樣本大小，這與壓縮測試不同。

盡管穿刺測試很簡單，但在面對非均質(zhì)產(chǎn)品時，穿刺會受到很大影響，因為較小的測量表面積也對樣品結構的變化和低重現(xiàn)性更敏感，并且會獲得誤導性數(shù)據(jù)。結果可能會顯示和最小力之間的很大差異，具體取決于探頭是否遇到例如通常存在于肉制品中的內(nèi)部結構變化。使用在多個區(qū)域穿透樣品的多穿可產(chǎn)生平均效果，因此通常更具可重復性。使用連接到構分析儀制造商可以測試包含不同尺寸、形狀、結構和硬度水平的顆粒的不均勻產(chǎn)品，以提供可重復的結果。

下圖顯示了使用多測試時大豆丸和牛肉丸的比較。與大豆丸相比，牛肉丸被證明需要更高的力和功才能穿透（消費者會認為這是“更堅固/更堅硬的咬合力”）。然而，大豆球產(chǎn)生的結果具有更高的可變性，反映了它們不一致的質(zhì)地質(zhì)量。

壓縮測試

壓縮測試可用于測量小型自支撐樣品。它是一種設置和執(zhí)行的快速簡便的測量方法，并且可以模擬咀嚼過程中在口腔中感受到的力。因此，它是食品工業(yè)中的測量方法之一。

擠壓測試

3D打印機按照非常精確的規(guī)格逐層構建對象。在3D打印肉的情況下，打印材料是在實驗室中生長的植物或動物細胞。3D打印可以定制肉的結構，對其進行微調(diào)以匹配真實肉的口感和質(zhì)地參數(shù)。

質(zhì)構儀對于這一研究過程至關重要，擠出測量可用于測量粘性液體特性。它們涉及將樣品擠出已知尺寸的容器內(nèi)。在此過程中測量力以指示樣品在所用測試溫度和速度下的稠度。這些測量在3D打印材料的研究中至關重要，因為許多3D打印技術都涉及液體的擠壓。

張力測試

拉伸試驗用于測量材料的拉伸性能。肉片或肉類替代品如何結合在一起是消費者的重要質(zhì)地期望。切片產(chǎn)品的粘合特性會受到其配方和加工的極大影響，從而影響其拉伸強度。

雖然拉伸夾具或氣動夾具是拉伸測試的傳統(tǒng)選擇，但對于軟而薄的產(chǎn)品，如肉片，還有其他選擇。薄膜支撐裝置旨在將少量薄膜或薄膜狀材料固定在鼓形結構中，以便使用穿刺測試來測量薄膜的雙向拉伸特性。在測試過程中，通常會記錄使產(chǎn)品斷裂的力和斷裂發(fā)生的距離——更大的力和距離表明產(chǎn)品在拉伸時具有更大的拉伸強度和彈性。