质构仪的检测能力，在很大程度上由探头决定。同一台主机，换上不同的探头，测的就不是同一件事——柱形探头在压缩时激发的是整体变形，针形探头在穿刺时激发的是局部破裂，反挤压装置在推动样品流动时激发的是粘性阻力，拉伸夹具在轴向拉扯时激发的是延展与断裂。SMS（Stable Micro Systems）质构仪之所以在食品、药品和材料领域被广泛采用，一个核心原因就是其预设探头体系覆盖了几何形状和力学路径的完整谱系，使“测什么质地、选什么探头”有了一套可追溯的方法学依据，而不是靠逐个试错。

SMS的通用探头和专用附件数量庞大，文献中常以“400多套专用探头”来描述其覆盖范围。但对于实际使用者而言，真正需要首先掌握的并不是全部400多套，而是最常用、代表性、且选型逻辑最清晰的几类预设探头。它们构成了质构检测的“基础语法”：凝胶强度用哪一支、穿刺硬度用哪一支、TPA用哪一支、反挤压用哪一套、拉伸用哪一组。把这五类探头的功能边界和匹配原则理清楚，选型就不再是盲目的排列组合。

本文以选购指南的视角，按柱形探头、针形/穿刺探头、球形探头、反挤压装置、拉伸夹具及专用装置五类展开，逐一说明每一类探头的力学功能、典型应用场景和选型要点，并说明TEX质构分析仪如何在同一平台上承接这些预设探头的适配与条件固化需求。

一、柱形探头：压缩与TPA的主力家族

柱形探头是质构检测中使用频率最高的一类，其共同力学路径是垂直压缩——探头以平底面接触样品，向下施加压缩载荷，记录样品抵抗变形的力值。柱形家族的成员按直径从0.5 mm级到100 mm级分布，直径的选择决定了压缩是“局部”还是“整体”。

P/0.5是凝胶强度测定的标准探头之一，直径0.5英寸（12.7 mm），适用于大豆蛋白、果胶、凝固型酸奶等样品的凝胶强度测试，符合ISO/GMIA标准方法。它的几何尺寸与标准凝胶强度测试中对探头直径的要求直接对应，是明胶、果胶等亲水胶体Bloom值或凝胶强度评价的“基准探头”。

P/2、P/5、P/6等小直径柱形探头的直径在2~6 mm，适用于肉制品、面制品、医药、化妆品等行业，可测量弹性、硬度、延展性、回复性、坚实性与屈服点等参数。它们的特点是局部压缩，探头直径小于样品尺寸，激发的更多是样品在接触区域附近的力学响应。P/2柱形探头常搭配带孔平台用于饼干、糖果、小馒头等食品的硬度和脆性测试。

P/36R是直径36 mm的修圆边柱形探头，是TPA全质构分析中应用最广泛的规格之一。它可用于米饭的硬度、粘弹性和黏聚性测定（符合T/CHEAA 0002-2018），也广泛用于面包、面条、火腿、香肠、蛋糕以及软糖、豆腐等样品的全质构分析。在面包硬度测试中，P/36R与AACC 74-09标准方法直接对接。“修圆边”的设计在压缩软质或易损伤样品时能够减少边缘切割效应，使力值更集中地反映样品的整体压缩抵抗。

P/50是直径50 mm的铝合金柱形探头，用于检测硬度、粘性和弹性，可进行国际上通行的TPA分析。与P/36R相比，P/50的接触面积更大，适用于尺寸较大的样品或在需要更均匀载荷分布的场合。面团测试中，P/36R和P/50都被推荐为探头，原因是大直径平底探头可均匀受力，避免探头穿刺、挤压损伤面团结构。

P/75、P/100属于圆盘型探头，用于形状较大的样品，如面包、馒头、饼干等面食制品，可测试弹性、回复性、破裂强度、粘弹性等，适用于面制品加工工艺及配方改良，以及食品新鲜度和货架期的判断。

选型要点：柱形探头的直径应大于或等于样品的测试区域尺寸（当目标是整体压缩时），以确保发生整体变形而非局部穿刺。如果目标是局部压缩（如饼干单点硬度），则选择小直径柱形探头。TPA测试通常优先选择P/36R或P/50；凝胶强度测试优先选择P/0.5；大尺寸面制品选择P/75或P/100。

二、针形与穿刺探头：局部强度与层间差异的探测器

针形探头和穿刺探头的共同特征是接触面积小、应力集中程度高，力学路径是“刺入”而非“压缩”。它们回答的问题不是“整体有多硬”，而是“表皮有多强、内部各层之间差多少、局部薄弱点在哪里”。

P/2N是针形探头的代表，适用于表皮和内部不一致的样品。通过穿刺实验，可以测量样品表层的硬度以及内部不同层次之间的硬度比。这一功能在水果质构评价中尤为关键——果皮硬度、果肉硬度以及两者之间的梯度，是判断成熟度和耐贮运性的重要依据。P/2N的“N”通常表示针形几何，与柱形P/2的区别在于接触端的形状，针形在穿刺时产生的局部应力更高，更适合穿透较硬或较韧的表层。

P/45C是45°锥形探头，用于样品的穿刺测试，其数据与感官评价和涂布性指数密切相关。锥形几何的特点是在刺入过程中接触面积逐渐增大，力-位移曲线的形态与平底针形探头不同，更适合评价黄油、奶酪、化妆品等具有延展性或脂状质地的样品。

选型要点：穿刺探头用于评价局部力学性能——果蔬表皮强度、凝胶表面硬度、药品包衣层完整性、化妆品膏体的穿透性。如果关注的是“刺破它需要多大的力”，选针形或锥形穿刺探头；如果关注的是“压扁它需要多大的力”，应回到柱形探头。穿刺探头的直径和尖端几何一旦选定，同一对比批次内不得更换，因为穿刺力的绝对值对探头几何高度敏感。

三、球形探头：表面硬度、脆性与粘性的“点接触”评价

球形探头以球面与样品接触，接触面积在压缩初期极小，随压缩深度增加而逐渐增大。这一几何特征使其特别适合表面性质的评价——薯片的脆性、奶酪的表面粘性、胶体和肉类的弹性等。

P/0.5S、P/5S、P/1S等球形探头采用不锈钢或聚丙烯材质，不同尺寸用于不同场景：P/0.5S（半英寸球）用于奶酪等制品的表面坚实度和粘性测试；P/5S（5 mm球）常用于薯片脆性、胶体弹性和肉类弹性的评价；P/0.25S等更小尺寸的球型探头可用于米糕、年糕等米制品的表面硬度、咀嚼性、弹性和粘性测试。

球形探头的核心优势在于点接触的可控性。对于脆性食品（薯片、饼干），球形探头能够使破裂从接触点起始并向外扩展，力-位移曲线上的破裂峰形态与“咬下去哪里先碎”的感官体验有直接的力学对应。对于表面粘性评价，球形探头与样品表面的接触面积确定且可复现，分离时的负向力面积能够稳定反映表面粘着程度。

选型要点：球形探头优先用于表面性质和脆性断裂评价。薯片、膨化食品的脆性筛查可选P/5S或P/0.25S；奶酪、胶体的表面粘性可选P/0.5S；水果的局部表皮强度有时也可用球形探头作为穿刺探头的替代（钝性接触 vs 尖锐接触）。球形探头的数据与柱形探头的数据不具直接可比性，因为接触几何不同，应力分布不同。

四、反挤压装置：流体与半流体的稠度、延展性评价

反挤压（Back Extrusion）的力学路径与压缩和穿刺都不同。样品被放置在容器中，盘状活塞向下挤压，样品被迫从活塞边缘向上翻挤流动，记录的是样品流动的阻力，而非固体抵抗变形的阻力。

A/BE是SMS反挤压装置的代表，适用于软凝胶、果酱类流体及半流体等粘性物质。在果酱、番茄酱、奶油、黄油、巧克力等样品的测试中，反挤压能够量化稠度、挤出强度和延展性。A/BE装置通常由一个圆盘活塞和一个样品容器组成，活塞直径可选35 mm、40 mm、45 mm等规格，与直径50 mm的标准测试杯配合使用。在发酵食品的质地剖面分析中，A/BE附件（压缩盘直径35 mm）被用于测定坚实度、稠度、内聚性和粘度指数。

选型要点：当样品在测试中会发生流动（而非单纯的弹性或塑性变形）时，反挤压是比压缩或TPA更合适的选择。果酱、酱料、膏霜、奶油类样品的“稠不稠、好不好涂、挤不挤得出来”，在反挤压曲线上对应的是最大正力、正面积和负面积等参数，与柱形探头的硬度或TPA参数回答的不是同一个问题。

五、拉伸夹具与专用装置：延展性、粘着力与特定品类的定制化方案

拉伸夹具的力学路径是轴向拉扯，用于评价样品的杨氏模量、拉伸强度和延展性。A/TG是SMS的标准拉伸夹具，夹钳面积37 mm×25 mm，可用于水凝胶、薄膜、面筋等样品的拉伸测试。A/MTG是微型拉伸夹具，适用于尺寸更小的样条或纤维状样品。拉伸数据与压缩和穿刺数据从不同方向描述材料的力学行为，对于口溶膜、水凝胶膜、面条等“薄、长、柔”的样品，拉伸是压缩和穿刺无法替代的评价路径。

专用装置则针对特定品类的标准化方法需求而设计。HDP/RE大米口感测定装置依据ISO 11747标准方法，通过方型柱塞对容器内的米饭进行挤压测试，获得平均硬度和抗挤压特性。A/DSC粘着力测定装置用于测定面团的黏性（Stickiness），通过旋扭转动挤压出定量面团，可重复多次测定面团粘着力。HDP/GCR颗粒压缩装置与直径35 mm的圆柱型探头组合，用于大米等颗粒物的硬度测定。这些专用装置的价值在于，它们将某一品类长期积累的标准化操作条件固化在了硬件几何中，使不同实验室之间的数据具备了方法学层面的可比性，而不是每个实验室自行“发明”一套测试方案。

选型要点：拉伸夹具用于薄膜、凝胶膜、面筋、口溶膜等需要评价延展性和抗拉强度的样品。专用装置的选择以品类和方法标准为依据——测米饭选HDP/RE，测面团粘性选A/DSC，测颗粒硬度选HDP/GCR。如果品类和标准都明确，专用装置通常是比通用探头更可靠的选择。

六、TEX质构分析仪在预设探头体系落地中的适配能力

上述五类预设探头的选型逻辑，最终需要落到一个能够稳定承载不同几何探头、精确执行各自加载条件、并保留可追溯数据的平台上。SMS探头体系的方法学价值在于其几何—力学的对应关系，而这一对应关系能否在国产设备上得到可靠的执行，取决于平台的力值分辨能力、速度控制精度和多模式覆盖范围。

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，能够捕获P/0.5凝胶强度测试的峰值力、P/2N穿刺的表皮破裂信号以及P/36R TPA第二次压缩中的恢复力细节，使各类探头的力学输出建立在可靠的原始曲线上。0.1~500 mm/min的无级调速覆盖了凝胶强度测试的0.5~1.0 mm/s、TPA的1~2 mm/s、穿刺的1 mm/s以及拉伸测试所需的低速区间，速度精度±0.1%，保证不同探头、不同测试模式各自的加载条件可复现。仪器支持压缩、TPA、穿刺、拉伸等核心测试模式，可适配与SMS几何规格对应的柱形、针形、球形探头以及拉伸夹具，反挤压和专用装置也可通过定制夹具或第三方适配实现对接。

方法建立后，探头规格、测试速度、触发力、压缩形变量或穿刺深度可保存为一键调用的固定程序，使“哪支探头对应什么条件”从依赖操作者记忆转化为可复用的标准化方法。分级权限与审计追踪功能使每一组数据的探头型号、测试条件和原始曲线可追溯，为多品类、多探头并行质控场景提供可复现的数据基础。