耿战辉，陈蕊君，李志强，马秀玲

    (军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所 北京 100010)

    物性测试仪主要用于食品、药品、化工产品等的质地与流变性质分析测试[1-3]，通过统一设定的方法，将产品的物性特点通过量化的数据表述[4]，是较为客观、准确的品质测量仪器[5-7]。其测定食品硬度的基本原理是通过模拟人口腔咀嚼运动，利用力学方法模拟食物的质地属性[8]。测试探头以稳定速率下压、穿透或拉伸样品，感受阻力的变化，通过计算得到样品质构特性数值[9-11]。

    压缩干粮因体积小、能量密度高、运携便利、使用安全等突出特点[12-13]，而一直是军用食品体系中的骨干产品[14]。然而，由于压制后结构致密、质地硬实，因此干硬是影响压缩干粮食用接受性的主要因素，硬度也始终是评价压缩干粮品质的关键指标[15]。现有文献中，对压缩干粮硬度的研究主要集中在贮存期预测试验和配方优化等方面[16-17]，没有专门针对测定方法建立和优化测试条件方面的研究。普遍缺乏对硬度测试条件的精确设定依据，不同研究中因测试方式和条件参数不同，而导致结果离散度大，稳定性和准确性差[18-21]，对产品品质改进缺乏参考性。

    针对上述问题，本文利用物性测定仪三点弯折探头对压缩干粮的硬度进行系统试验，分析各相关参数对硬度测定结果离散度的影响。采用响应面法筛选出最优条件，建立一套离散度小、稳定性高、重现性好的测试条件参数，为压缩干粮品质改进及相关研究提供科学依据。

    1 材料与方法

    1.1 材料与仪器

    13 压缩干粮，秦皇岛福寿食品有限公司提供，产品尺寸：41 mm×82 mm×17 mm(±2 mm)。

    物性测定仪 (TA.XT.PLUS、HDP/3PB 探头)，英国Stable Micro Systems 公司。

    1.2 试验方法

    1.2.1 基本操作流程 设定仪器测试条件，将样品支撑架固定于探头正下方，待测样品置于支撑架中心处，使HDP/3PB 探头正对样品。记录并绘制测试过程中的作用力变化曲线，纵坐标为力，横坐标为时间或位移；记录完整曲线中的最大力值，即为样品最大弯折力。最大弯折力与支撑架间距的乘积为折断力矩，体现样品折断时受到的临界扭矩。以折断力矩表征样品的断裂强度或硬度。

    1.2.2 支撑架最优间距筛选试验 前期研究工作表明，支撑架间距对硬度测试结果影响明显，为此本文首先对该参数进行了优化筛选试验。设置仪器基本测试条件(模式：下压；操作：返回开始；测试前速度：1.0 mm/s；测试速度：1.0 mm/s；测试后速度：10.0 mm/s；测试距离：5.0 mm；触发力：50 g；数据获取率：200 pps) ......