鱼糜制品的研发，本质上是在和肌原纤维蛋白的热变性与交联行为打交道。漂洗去掉了多少水溶性杂蛋白、斩拌时盐溶出了多少肌球蛋白、加热曲线是否快速越过了凝胶劣化温区——这些工艺变量最终都会投射到同一个力学结果上：凝胶强度。

凝胶强度的高低，直接决定了鱼丸的弹牙感、鱼糕的切片性和鱼肠的咀嚼满足感。在研发场景中，它既是评价原料鱼糜等级的依据，也是比较不同工艺方案优劣的量化标尺。而要把这一标尺用得可靠，前提是穿刺测试本身被标准化：探头规格、穿刺速度、样品尺寸、凝胶制备流程、平行样数量和数据处理规则，任何一项的漂移，都会让“工艺差异”和“测试差异”混在一起，使研发结论失去方向。

现行国家标准GB/T 36187-2024《冷冻鱼糜》（2025年4月1日实施）与水产行业标准SC/T 3702-2014均采用球形探头穿刺法作为凝胶强度的法定检测方法，核心参数与操作流程高度统一。本文以操作使用为主线，围绕这套标准方法，梳理从样品制备、仪器参数设定、曲线提取到研发场景中数据解读的完整路径，并说明TEX质构分析仪如何在这程中承接标准方法的落地执行。

一、先理解“测的是什么”：破断力与破断距离的乘积

鱼糜凝胶强度的力学定义非常直接：凝胶强度（g·cm）= 破断力（g）× 破断距离（cm）。

破断力是球形探头穿刺凝胶过程中力值达到峰值时的读数，反映凝胶网络抵抗局部破坏的最大能力。破断力越高，凝胶越“紧实”，对应鱼丸咬下去时更强的初始阻力。破断距离是从探头接触凝胶表面到凝胶发生破裂所经历的位移，反映凝胶在破裂前能够承受的变形量。破断距离越大，凝胶越“柔韧”，对应鱼丸在咀嚼中更好的回弹感和延展性。

两者的乘积之所以被用作凝胶强度的综合指标，是因为单一的破断力或破断距离都不足以完整描述凝胶品质。一款破断力很高但破断距离很短的凝胶，可能“硬而脆”，咬下去直接碎裂，缺乏弹性；一款破断距离很长但破断力偏低的凝胶，可能“软而韧”，有延展性但支撑感不足。研发中追求的是两者的协同提升，而不是某一项的孤立最大化。

二、样品制备：凝胶强度数据可比性的道关口

鱼糜凝胶强度的离散度，很大一部分来自凝胶制备流程的不一致，而非仪器或参数本身。标准方法对从解冻到切片的每一个环节都有明确要求。

解冻与斩拌。冷冻鱼糜应在低温环境下半解冻至中心温度约-5℃，保持硬实状态，避免常温解冻导致肌球蛋白提前变性。按鱼糜质量的3%添加食用精盐，放入斩拌机中匀速擂溃或斩拌，至浆料细腻粘稠、无明显鱼肉颗粒。全程控制浆料温度不超过10℃，高温环境下需搭配冰浴控温。斩拌温度失控是研发中最常见的偏差来源之一——肌球蛋白一旦提前热变性，后续无论怎样调整加热工艺都无法恢复凝胶能力。

灌装与加热。将浆料灌入肠衣（折径约48 mm的食品级塑料肠衣），灌装时分层轻震排尽气泡，两端结扎密封。放入90±1℃恒温水浴中加热30分钟，使蛋白充分变性交联。加热结束后立即投入冰水浴冷却30分钟，终止热变性并固定凝胶网络，随后在室温（≤25℃）下静置12~24小时，待凝胶结构充分稳定后再测试。静置不足的凝胶网络尚未完成重排，测得的破断力和破断距离可能偏低且平行样离散度大。

试样切割。剥除肠衣后，用精密切片工具切成厚度24 mm的圆片状试样。切面应平整光滑、无裂纹、无肉眼可见气泡。单批次制备不少于10个平行试样。切割厚度不均或切面存在缺陷，会使探头接触时的应力分布偏离，破断力的批内变异随之增大。

三、仪器参数与穿刺操作：把条件锁死

探头与参数

标准方法指定使用直径5 mm的球形探头，材质为高硬度不锈钢，以避免测试过程中探头变形影响数据精度。球形几何的选择逻辑在于：它模拟的是牙齿或舌面在咀嚼中对凝胶的钝性局部加载，接触应力分布比平底圆柱或针形探头更接近真实口腔加工场景。

核心参数为：测试模式“压缩至破断”，测试速度60 mm/min（即1 mm/s），触发力5 g，最大穿刺深度不小于15 mm。60 mm/min的速度在“准静态力学响应”和“测试效率”之间取得了平衡；触发力5 g确保探头与凝胶表面形成有效接触后才开始记录，避免因表面轻微不平整而误触发；15 mm的最小穿刺深度则保证探头在大多数凝胶破裂之前不会提前停止行程。

操作要点

开机预热10~15分钟，安装Φ5 mm球形探头，完成力值与位移的零点校准。将试样平放在载物台中央，探头垂直对准试样圆心，避免偏心受力导致结果偏差。启动测试后，探头匀速下压穿刺试样，仪器自动识别样品破裂点，同步记录每个试样的破断力（g）与破断距离（cm）。如果曲线上的破裂点不够清晰（例如凝胶偏软、峰值不够尖锐），应检查凝胶制备流程是否规范，而不是通过调整触发力或速度来“迁就”数据。

四、数据处理与研发场景中的数据应用

数据处理规则

10个平行试样完成后，剔除1个最大值和1个最小值，取剩余8个试样的算术平均值作为最终检测结果，保留整数。剔除极值的目的是降低凝胶制备和切割过程中偶发缺陷对均值的拉偏，但剔除规则本身必须固定，不能因为某个数据“看起来不顺眼”就额外剔除。批内变异系数本身也是有用的诊断信息：变异系数过大，提示凝胶制备或切割环节的一致性需要排查。

研发场景一：工艺参数的量化比较

凝胶强度是鱼糜研发中比较不同工艺方案最直接的数据锚点。漂洗工艺方面，漂洗次数、水料比、水温以及是否添加稀碱调节pH，都会改变肌原纤维蛋白的富集程度和凝胶网络的纯净度，这些差异可以通过破断力和破断距离的同步变化来量化。斩拌工艺方面，盐添加量（2%~3%）、斩拌时间和料温控制直接影响肌球蛋白的溶出程度，凝胶强度数据可以判断“蛋白是否溶出充分”与“是否过度斩拌破坏了蛋白结构”之间的工艺窗口。加热工艺方面，二段式加热（低温凝胶化+高温定型）与直接加热之间的凝胶强度差异，以及凝胶劣化温区（50~70℃）的通过速度对最终强度的影响，都可以通过穿刺测试的破断力变化来定量评价。

研发场景二：辅料与添加剂的效果评价

转谷氨酰胺酶（TG酶）、磷酸盐、淀粉等辅料对凝胶强度的增强或修饰效果，需要以未添加对照组为基准进行量化比较。TG酶通过催化蛋白分子间共价交联提升凝胶网络致密度，其添加量（0.1%~0.5%）和低温凝胶化阶段的活性发挥条件，可以通过破断力的提升幅度和破断距离的变化模式来筛选方案。磷酸盐通过调节离子强度和pH影响蛋白溶解与持水，其对凝胶强度的影响同样需要在同一套穿刺条件下进行横向对比，才能排除测试条件漂移的干扰。

研发场景三：原料鱼糜的等级判定与配方适配

GB/T 36187-2024对冷冻鱼糜的凝胶强度设定了分级阈值，特级≥600 g·cm、一级≥500 g·cm、二级≥400 g·cm。研发端在选用原料时，凝胶强度数据直接决定了该批次鱼糜适合制作哪一类终端产品：高强度原料适合高弹性的鱼丸和鱼糕，中等强度原料可用于鱼豆腐或复合制品，低强度原料则需要通过辅料增强或配方复配来弥补。同一终端产品在不同原料批次之间的配方调整，也需要以凝胶强度为基准进行重新校准，而不是沿用固定配方。

五、TEX质构分析仪在鱼糜穿刺测试中的适配支撑

鱼糜凝胶强度测试对仪器的要求，集中在中等力值区间的分辨能力和低速穿刺条件下参数的可复现性。鱼糜凝胶的破断力在数百至数千g力量级，批次间的工艺差异可能对应着几十g力的变化；60 mm/min的穿刺速度属于低速准静态区间，速度的微小漂移会直接影响破断距离的读数。

TEX质构分析仪以0.01 N力解析精度和0.01 mm位移解析精度，能够清晰分辨鱼糜凝胶破断力的批次间和工艺间差异，并完整记录穿刺曲线在破裂点前后的力值变化，使破断力和破断距离的提取建立在可靠的原始曲线上。0.1~500 mm/min的无级调速覆盖了60 mm/min的标准穿刺速度，速度精度±0.1%，保证不同批次、不同操作人员之间的加载条件一致。仪器支持穿刺/压缩测试模式，可配置Φ5 mm球形探头，与GB/T 36187-2024和SC/T 3702-2014的标准探头规格对接。

在实际研发场景中，TEX已被用于冷冻鱼糜企业的质构分析，通过识别影响鱼糜硬度和弹性的关键工艺因素，为生产工艺参数的优化提供量化依据。方法建立后，穿刺速度、触发力、穿刺深度和探头规格可保存为一键调用的固定程序，使研发中不同工艺方案之间的比较建立在同一套测试条件之上，消除“条件漂移”对结论的干扰。力-位移曲线实时显示，破断力、破断距离和凝胶强度可自动计算；分级权限与审计追踪功能使每一组数据的测试条件和原始曲线可追溯，为鱼糜原料验收、工艺验证、配方筛选和成品放行提供可复现的数据基础。

原创作者：济南西奥机电有限公司