吞咽困難特殊食品硬度國標檢測方案 —— 太陽科學 EX-3000 質構儀應用

發布日期：2026-08-02      瀏覽次數：60

摘要

隨著全球人口老齡化加劇，吞咽困難（Dysphagia）人群對特殊食品的需求日益增長。國際吞咽障礙飲食標準化倡議（IDDSI）及各國（如中國、日本）針對吞咽困難者用食品建立了嚴格的質構標準，其中硬度（Hardness） 和附著性（Adhesiveness） 是關鍵的安全指標。日本太陽科學（SUN RHEO）EX-3000系列質構儀憑借其高精度傳感器、超寬量程及雙行程設計（L/S型號），為食品研發與質檢提供了從實驗室小樣到成品整塊的全場景檢測方案，完1美契合ISO及各國國標對物性測試的嚴苛要求。

1. 吞咽困難食品質構評價的國標邏輯與核心指標

吞咽困難食品并非簡單的“軟爛"，其質構需要科學量化以確保患者安全吞咽，避免誤吸風險。根據日本消費者廳發布的《吞咽困難者用食品的標識許可標準》以及中國《吞咽障礙膳食營養管理中國專家共識》，通常采用質地剖面分析（TPA） 進行評價。

核心檢測指標與標準范圍：

指標	物理定義（TPA測試）	典型許可標準范圍（日本標準例）	安全意義
硬度	第一次壓縮循環中達到設定形變時的最大峰值力（單位：N/m2）	標準I（果凍狀）：2.5×103 ~ 1×10?	決定食物是否需要牙齒碾壓，過高易導致咀嚼困難，過低易在咽喉殘留。
附著性	探頭在上提過程中，克服食品表面粘附力所做的功（單位：J/m3）	標準I：4×102以下	表征食物是否容易粘在口腔或食道壁，過高會增加吞咽殘留風險。
凝聚力	第二次壓縮面積與第一次壓縮面積的比值（無量綱）	標準I：0.2 ~ 0.6	反映食品內部結合力，決定食物在咀嚼過程中的完整性。

試驗標準方法：參照日本許可標準，通常使用直徑20mm、高度8mm的圓柱形樹脂柱塞（探頭），以10mm/sec的恒定速度壓縮樣品至5mm間隙（形變約70%），進行兩次壓縮（TPA雙循環）。

2. 太陽科學 EX-3000 質構儀的技術適配性分析

太陽科學CR-3000EX系列（包含行程150mm的S款與300mm的L款）針對上述標準要求，展現了高的技術匹配度。

2.1 高精度與寬量程：覆蓋全域質構

國標要求檢測范圍涵蓋從稀薄的慕斯（硬度的初始范圍約300 N/m2）到較硬的果凍（約2×10? N/m2）。EX-3000系列具備±20N 和 ±200N 雙量程自動切換功能，傳感器分辨率高達0.001N。這種設計確保了在檢測低硬度慕斯時擁有足夠的力值精度（避免小信號被噪聲淹沒），而在檢測大尺寸整塊肉類或烘焙食品時又不會過載。

2.2 精密行程控制：滿足“整塊"檢測趨勢

國際前沿研究（如2025年NIH發表的文獻）指出，為避免切割破壞食品纖維結構，對整塊吞咽困難食品（如整條面包、整塊肉）的檢測愈發重要。

• EX-3000L（300mm行程）：專門適用于高度超過10cm的大尺寸樣品及長距離拉伸測試，無需切割即可模擬真實食用狀態。

• 位移精度≤0.0001mm：滿足國標對壓縮深度（如5mm間隙）的精準定位要求，確保形變率的準確可控。

2.3 多模式測試：一鍵擬合國標算法

該設備內置9種測定模式，包括壓縮、固定深度、破裂強度、蠕變等。針對吞咽食品國標，其核心質地剖面（Texture Profile）測試模式能自動計算并輸出硬度、附著性、凝聚力、膠黏性等參數，直接對應日本消費者廳的許可標準判斷表（見表1）。

3. 定制化檢測方案實施流程

基于CR-3000EX-L的硬件特性，針對吞咽困難食品研發構建如下標準化操作流程（SOP）：

1. 樣品制備（參照日本標準）：將待測食品（果凍、慕斯、粥品）填充至直徑40mm、高20mm的專用容器中，填充高度嚴格控制在15mm。若為大尺寸烘焙或整肉，使用專用切刀切成規整方塊（長寬≥20mm）直接置于平臺。

2. 探頭與參數設定：

• 探頭：選用P/20平底圓柱形探頭（直徑20mm, 高8mm）。

• 測試參數：測前速度 5mm/s，測試速度 10mm/s（嚴格遵循國際標準），測后速度 10mm/s；壓縮距離設定為 5mm（對應15mm樣品的33%應變）或按百分比設定為70%（若樣品高度不足15mm）。

• 觸發力：建議設為 5g（0.049N），避免過高的觸發力破壞脆弱樣品表面。

3. 溫度控制：針對“溫熱食用"食品，需搭配恒溫配件，在20±2℃及45±2℃條件下分別測試，模擬入口實際感受。

4. 數據輸出與判定：

• 儀器自動繪制力-時間曲線圖。

• 讀取第一壓縮峰值（硬度），計算第二壓縮曲線下面積與第一壓縮曲線下面積比值（凝聚力），計算探頭回縮過程中的負峰面積（附著性）。

• 對照《吞咽困難者用食品的標識許可標準》的I、II、III級限值，給出合規性評價。

4. 行業應用價值與總結

在特醫食品（FSMP）的注冊申報中，質構數據的客觀性至關重要。CR-3000EX系列不僅滿足日本厚生勞動省標準，其測試邏輯（TPA雙壓縮）也被廣泛用于IDDSI框架的量化研究。

總結來看，太陽科學EX-3000質構儀的優勢在于：

• 合規性：測試參數完1全對標日本及中國吞咽膳食標準要求。

• 場景全覆蓋：利用L長行程與S高精度的組合，既能測小杯果凍，也能測大塊肉排，避免樣品前處理帶來的數據失真。

• 研發友好：高精度的力值感應使得配方微調（如膠體濃度變化0.1%）導致的硬度變化能夠被顯著捕捉，為開發“介于不同分級之間"的創新產品提供了科學依據。

通過引入該系統，食品企業可以將模糊的“軟硬適中"轉化為精確的“硬度≤1×10? N/m2，附著性≤4×102 J/m3"的科學配方控制，從而在保障吞咽障礙患者飲食安全的同時，優化產品的風味釋放與口腔滿足感。