大家都吃過果凍，有的軟嫩易散，輕輕一晃就變形；有的緊實有彈性，捏著不易碎、挖著能成型。這種果凍抵抗變形、維持形態(tài)的 “結(jié)實程度"，在食品科學(xué)中是衡量凝膠特性的核心指標(biāo)，被稱為凝膠強度。它直接反映了凝膠的硬度與韌性，數(shù)值越高，凝膠就越 “挺實"。
果凍之所以能成型，關(guān)鍵在于“凝膠作用"。當(dāng)在制作中加入卡拉膠、魔芋粉等天然膠體后，液體在降溫過程中會形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，把水分牢牢鎖住。這種物理變化讓飲品從流動態(tài)變成Q彈狀，既保留了果汁口感，又增添了咀嚼樂趣。
在食品科學(xué)研究和生產(chǎn)質(zhì)量控制領(lǐng)域，為了準(zhǔn)確且客觀地測定果凍等凝膠類食品的凝膠強度，通常會借助專業(yè)的儀器——凝凍強度測試儀。凝凍強度測試儀就像是一位超級精準(zhǔn)的“口感評判官"，它能夠模擬人類口腔咀嚼食物時的動作，對樣品施加一定的力，通過精密的傳感器記錄下樣品在受力過程中發(fā)生的形變、受力大小等數(shù)據(jù)。
一、測試機(jī)器
霍爾德HD-TA1凝凍強度測試儀；探頭：P/0.5凝膠探頭具；凝膠用凍力瓶
二、測試原理
凝膠強度系用探頭垂直作用于樣品的力表示，即在特定的測定溫度下，將特定面積的探頭以一定速率下降至樣品表面下某一固定距離時所需的力，通常轉(zhuǎn)化為重量來表示，單位為g（明膠行業(yè)常用bloom g，與g一致）；也可根據(jù)探頭面積折算為單位面積（cm2）上所受的力（通常轉(zhuǎn)化為重量來表示），單位為g/cm2。
在藥物制劑領(lǐng)域，凝膠強度不僅是明膠、海藻酸鈉、卡拉膠等藥用輔料的核心質(zhì)控指標(biāo)，更直接影響制劑的成型性、穩(wěn)定性與臨床應(yīng)用效果。2025年版《中國藥典》0634 凝膠強度測定法，利用凝凍強度測試儀通過標(biāo)準(zhǔn)化操作確保測試結(jié)果精準(zhǔn)可復(fù)現(xiàn)，為醫(yī)藥行業(yè)相關(guān)主體提供了技術(shù)支撐。
本儀器也符合GB 6783-2013《食品添加劑明膠》、GB/T 40337-2021《魚糜制品凝膠強度測定方法》、ISO 9665:2020《明膠 Bloom強度的測定》等相關(guān)凝膠測試標(biāo)準(zhǔn)。
三、實驗材料
果凍粉1g；純凈水200ml；200ml量筒一個；250ml燒杯一個；磁力攪拌器一臺。
四、實驗參數(shù)
測前速度1mm/s、測中速度0.5mm/s、測后速度 1mm/s，測后退回起始點；采用形變量模式，形變量4mm，觸發(fā)點5g；選擇凝膠強度、硬度參數(shù)。
五、實驗過程
1.凝膠制備，取1g果凍粉置于燒杯，量筒量取20ml純凈水，加入燒杯中，與果凍粉一同攪拌；隨后量取180ml 90度的開水；加入錐形瓶，隨后放置在磁力攪拌機(jī)上旋轉(zhuǎn)15分鐘，速度設(shè)定為3000轉(zhuǎn)/min，等待計時結(jié)束。此時果凍粉和液體以充分混勻，將混合液體倒入凍力瓶內(nèi)，靜至1小時30分鐘。
2.將探頭緩緩降至凝膠上方，為減少樣品瓶內(nèi)壁和底部對測定結(jié)果的影響，探頭下壓位置應(yīng)處于待測凝膠的中心位置，下降距離控制在探頭離樣品瓶底部不少于30mm。
3.點擊開始，觀察下壓和上升過程中凝膠狀態(tài)。
4.對不同樣品進(jìn)行測量，記錄實驗數(shù)據(jù)。
六、實驗結(jié)果
1.綠色曲線為序號1、紅色曲線為序號2、黑色曲線為序號3。
2.測試環(huán)境溫度一般不超過25℃，當(dāng)制備凝膠的凝凍溫度低于環(huán)境溫度時，測定應(yīng)在5分鐘內(nèi)完成。
3.取樣品，重復(fù)制備3～5份凝膠，測定，結(jié)果以平均值表示，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于10%。
這三段曲線呈現(xiàn)了凝膠在測試中的受力變化：在 0 到 8.5 秒的壓縮階段，負(fù)載平穩(wěn)上升至峰值，反映出凝膠的抗變形能力；隨后進(jìn)入回彈階段，負(fù)載從峰值快速回落并最終趨于平緩，凝膠在撤去外力后能部分恢復(fù)形態(tài)，體現(xiàn)了它的凝膠強度和恢復(fù)特性。
七、實驗結(jié)論
通過使用霍爾德HD -TA1凝凍強度測試儀，配合P/0.5凝膠探頭，在特定測試參數(shù)（測前速度1mm/s、測中速度0.5mm/s、測后速度1mm/s，形變量4mm，觸發(fā)點5g）下，對果凍凝膠樣品進(jìn)行了系統(tǒng)的凝膠強度量化檢測。
實驗結(jié)果顯示，不同樣品測得的硬度平均值為33.93g，凝膠強度平均值為26.80g/cm2，表明凝凍強度測試儀能夠精準(zhǔn)模擬人類口腔咀嚼動作，客觀量化凝膠的抗變形能力與恢復(fù)特性。
三組樣品測試曲線（綠色、紅色、黑色）均呈現(xiàn)壓縮階段負(fù)載平穩(wěn)上升至峰值、回彈階段負(fù)載快速回落并趨于平緩的特征，直觀反映了凝膠的強度與彈性恢復(fù)能力。
實驗證明，凝凍強度測試儀可作為凝膠類產(chǎn)品質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)化的有效工具，為食品及醫(yī)藥行業(yè)提供科學(xué)、可復(fù)現(xiàn)的檢測方法。
