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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(biāo)準(zhǔn)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(yán)格的質(zhì)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，其中硬度（Hardness） 和附著性（Adhesiveness） 是關(guān)鍵的安全指標(biāo)。日本太陽科學(xué)（SUN RHEO）EX-3000系列質(zhì)構(gòu)儀憑借其高精度傳感器、超寬量程及雙行程設(shè)計（L/S型號），為食品研發(fā)與質(zhì)檢提供了從實(shí)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(biāo)對物性測試的嚴(yán)苛要求。
吞咽困難食品并非簡單的“軟爛"，其質(zhì)構(gòu)需要科學(xué)量化以確保患者安全吞咽，避免誤吸風(fēng)險。根據(jù)日本消費(fèi)者廳發(fā)布的《吞咽困難者用食品的標(biāo)識許可標(biāo)準(zhǔn)》以及中國《吞咽障礙膳食營養(yǎng)管理中國專家共識》，通常采用質(zhì)地剖面分析（TPA） 進(jìn)行評價。
核心檢測指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)范圍：
| 指標(biāo) | 物理定義（TPA測試） | 典型許可標(biāo)準(zhǔn)范圍（日本標(biāo)準(zhǔn)例） | 安全意義 |
|---|---|---|---|
| 硬度 | 第一次壓縮循環(huán)中達(dá)到設(shè)定形變時的最大峰值力（單位：N/m2） | 標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)I：0.2 ~ 0.6 | 反映食品內(nèi)部結(jié)合力，決定食物在咀嚼過程中的完整性。 |
試驗標(biāo)準(zhǔn)方法：參照日本許可標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行兩次壓縮（TPA雙循環(huán)）。
太陽科學(xué)CR-3000EX系列（包含行程150mm的S款與300mm的L款）針對上述標(biāo)準(zhǔn)要求，展現(xiàn)了高的技術(shù)匹配度。
國標(biāo)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(dá)0.001N。這種設(shè)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。
國際前沿研究（如2025年NIH發(fā)表的文獻(xiàn)）指出，為避免切割破壞食品纖維結(jié)構(gòu)，對整塊吞咽困難食品（如整條面包、整塊肉）的檢測愈發(fā)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(shí)食用狀態(tài)。
位移精度≤0.0001mm：滿足國標(biāo)對壓縮深度（如5mm間隙）的精準(zhǔn)定位要求，確保形變率的準(zhǔn)確可控。
該設(shè)備內(nèi)置9種測定模式，包括壓縮、固定深度、破裂強(qiáng)度、蠕變等。針對吞咽食品國標(biāo)，其核心質(zhì)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(shù)，直接對應(yīng)日本消費(fèi)者廳的許可標(biāo)準(zhǔn)判斷表（見表1）。
基于CR-3000EX-L的硬件特性，針對吞咽困難食品研發(fā)構(gòu)建如下標(biāo)準(zhǔn)化操作流程（SOP）：
樣品制備（參照日本標(biāo)準(zhǔn)）：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(yán)格控制在15mm。若為大尺寸烘焙或整肉，使用專用切刀切成規(guī)整方塊（長寬≥20mm）直接置于平臺。
探頭與參數(shù)設(shè)定：
探頭：選用P/20平底圓柱形探頭（直徑20mm, 高8mm）。
測試參數(shù)：測前速度 5mm/s，測試速度 10mm/s（嚴(yán)格遵循國際標(biāo)準(zhǔn)），測后速度 10mm/s；壓縮距離設(shè)定為 5mm（對應(yīng)15mm樣品的33%應(yīng)變）或按百分比設(shè)定為70%（若樣品高度不足15mm）。
觸發(fā)力：建議設(shè)為 5g（0.049N），避免過高的觸發(fā)力破壞脆弱樣品表面。
溫度控制：針對“溫?zé)崾秤?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(shí)際感受。
數(shù)據(jù)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(fù)峰面積（附著性）。
對照《吞咽困難者用食品的標(biāo)識許可標(biāo)準(zhǔn)》的I、II、III級限值，給出合規(guī)性評價。
在特醫(yī)食品（FSMP）的注冊申報中，質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的客觀性至關(guān)重要。CR-3000EX系列不僅滿足日本厚生勞動省標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)來看，太陽科學(xué)EX-3000質(zhì)構(gòu)儀的優(yōu)勢在于：
合規(guī)性：測試參數(shù)完1全對標(biāo)日本及中國吞咽膳食標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)失真。
研發(fā)友好：高精度的力值感應(yīng)使得配方微調(diào)（如膠體濃度變化0.1%）導(dǎo)致的硬度變化能夠被顯著捕捉，為開發(fā)“介于不同分級之間"的創(chuàng)新產(chǎn)品提供了科學(xué)依據(jù)。
通過引入該系統(tǒng)，食品企業(yè)可以將模糊的“軟硬適中"轉(zhuǎn)化為精確的“硬度≤1×10? N/m2，附著性≤4×102 J/m3"的科學(xué)配方控制，從而在保障吞咽障礙患者飲食安全的同時，優(yōu)化產(chǎn)品的風(fēng)味釋放與口腔滿足感。
