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概述

數(shù)顯式嫩度儀，也稱(chēng)肌肉嫩度儀、肉品剪切力測(cè)定儀，是一種基于剪切力測(cè)定原理，專(zhuān)門(mén)用于量化評(píng)估肉類(lèi)、肉制品及其他食品嫩度（硬度）特性的專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備。嫩度是評(píng)價(jià)肉品食用品質(zhì)的核心指標(biāo)之一，指肉在咀嚼時(shí)對(duì)剪切、撕裂作用的抵抗能力，直接影響消費(fèi)者對(duì)肉類(lèi)的接受程度與購(gòu)買(mǎi)意愿。該儀器模擬人的牙齒對(duì)肌肉及各種食品的咀嚼作用，采用標(biāo)準(zhǔn)剪切刀具以恒定速度切斷樣本，通過(guò)高精度力值傳感器實(shí)時(shí)記錄切割過(guò)程中的力值變化，并自動(dòng)捕捉切割過(guò)程中的最大力值（峰值剪切力），將該數(shù)值作為樣本嫩度的量化指標(biāo)。剪切力值與肉的嫩度呈負(fù)相關(guān)：剪切力值越小，表明肉的嫩度越高。

該儀器依據(jù)NY/T 1180-2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)方法》和NY/T 2660-2014《肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定技術(shù)規(guī)范》等農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于肉類(lèi)加工企業(yè)、肉牛養(yǎng)殖與育種單位、質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)、商品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、高等院校及科研院所，為肉品質(zhì)量分析、加工工藝優(yōu)化以及家畜育種工作提供直接且可靠的數(shù)據(jù)支持。

適用樣品

本儀器主要適用于以下類(lèi)型的樣品及檢測(cè)場(chǎng)景：

• 畜禽肉：適用于豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉等畜禽肉的嫩度測(cè)定，包括不同部位（如背最長(zhǎng)肌、腰大肌、腿肌等）的鮮肉、排酸肉、冷凍肉解凍后的樣品。

• 加工肉制品：適用于火腿腸、香腸、培根、午餐肉等加工肉制品的嫩度及質(zhì)構(gòu)特性評(píng)估。

• 其他食品：通過(guò)更換不同夾具，可擴(kuò)展應(yīng)用于果蔬、面制品等食品的嫩度、硬度等物性參數(shù)測(cè)定，對(duì)肉品質(zhì)分析以及家畜育種提供直接數(shù)據(jù)。該設(shè)備是食品廠家、質(zhì)檢、商檢、大學(xué)、科研等部門(mén)的理想檢測(cè)設(shè)備。

• 科研與育種：在畜禽育種中，嫩度是評(píng)價(jià)肉用動(dòng)物生產(chǎn)性能的重要指標(biāo)，為育種篩選提供量化依據(jù)。

• 適用行業(yè)：肉類(lèi)加工企業(yè)、食品生產(chǎn)企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)、海關(guān)檢驗(yàn)檢疫部門(mén)、科研院所及高校食品科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

測(cè)試原理

數(shù)顯式嫩度儀基于剪切力測(cè)試原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。嫩度是指肉在切割時(shí)所需的剪切力，即測(cè)試儀器的刀具切斷被測(cè)肉樣時(shí)所用的力。剪切力是指測(cè)試儀器的刀具切斷被測(cè)肉樣時(shí)所用的力。通過(guò)測(cè)定儀器傳感器記錄刀具切割肉樣時(shí)的用力情況并把測(cè)定的剪切力峰值（力的最大值）作為肉樣嫩度值。嫩度是評(píng)價(jià)肉制品食用物理特性的重要指標(biāo)，其反應(yīng)了肉中各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性，肌肉中脂肪的分布狀態(tài)及肌纖維中脂肪數(shù)量等。

測(cè)試過(guò)程中，按規(guī)定尺寸制備的標(biāo)準(zhǔn)化肉樣置于儀器的砧床上，專(zhuān)用剪切刀在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)下以恒定速度垂直向下運(yùn)動(dòng)，沿垂直于肌纖維的方向切割肉樣。儀器實(shí)時(shí)記錄力值變化，系統(tǒng)自動(dòng)捕捉并記錄切割過(guò)程中的最大力值（峰值剪切力），將該值作為肉樣的嫩度值。嫩度值以牛頓（N）表示，剪切力越小，肉的嫩度越高。嫩度是評(píng)價(jià)肉制品食用物理特性的重要指標(biāo)。

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

該儀器的設(shè)計(jì)、制造和使用嚴(yán)格遵循以下農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

• NY/T 1180-2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》：中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了肉嫩度剪切力測(cè)定的術(shù)語(yǔ)和定義、原理、儀器與設(shè)備、試樣制備、測(cè)定步驟、結(jié)果計(jì)算與表述等要求。其中對(duì)沃?布剪切刀的具體尺寸做出嚴(yán)格規(guī)定：刀具厚度為3.0mm±0.2mm，刃口內(nèi)角度為60°，內(nèi)三角切口高度≥35mm，砧床口寬為4.0mm±0.2mm。該標(biāo)準(zhǔn)是肉嫩度測(cè)試的核心依據(jù)。

• NY/T 2793-2015《肉的食用品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)方法》：農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了肉的食用品質(zhì)指標(biāo)的術(shù)語(yǔ)和定義、客觀評(píng)價(jià)方法，適用于生鮮豬肉、牛肉、羊肉和雞肉食用品質(zhì)指標(biāo)的客觀評(píng)價(jià)。該標(biāo)準(zhǔn)明確將剪切力定義為"指測(cè)試儀器的刀具切斷被測(cè)肉樣時(shí)所用的力，反映肉的嫩度"，并注明通常采用Warner-Bratzler剪切法。

• NY/T 2660-2014《肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定技術(shù)規(guī)范》：農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了肉牛主要生產(chǎn)性能測(cè)定的性狀與方法，適用于肉牛生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)中的性能測(cè)定，將剪切力值列為肉質(zhì)性狀的測(cè)定指標(biāo)之一。

儀器特征

數(shù)顯式嫩度儀普遍具備以下技術(shù)特征：

• 高精度測(cè)控系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業(yè)控制系統(tǒng)，配合精密滾珠絲桿和步進(jìn)電機(jī)，確保施力過(guò)程的穩(wěn)定性和測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。量程為200N，力值分辨率達(dá)0.01N，精度為±0.5%，位移精度為0.1mm。示值準(zhǔn)確度：<±1%，剪切速度：1mm/s（0-1.3）mm/s可調(diào)。

• 專(zhuān)用剪切刀具：配備符合NY/T 1180標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)用沃?布剪切刀，刀具厚度為3.0mm±0.2mm，刃口內(nèi)角度為60°，內(nèi)三角切口高度≥35mm。砧床口寬為4.0mm±0.2mm，確保測(cè)試的規(guī)范性和結(jié)果的可比性。

• 智能化操作平臺(tái)：配備7英寸HMI人機(jī)界面觸摸屏，菜單顯示，實(shí)時(shí)顯示過(guò)程曲線，操作直觀、簡(jiǎn)單。全自動(dòng)完成測(cè)試，具有測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理功能。

• 圓形鉆孔取樣器：配套供應(yīng)Φ12.7mm圓形鉆孔取樣器，便于制備標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣塊，保證測(cè)試的一致性和規(guī)范性。

• 數(shù)據(jù)輸出功能：內(nèi)置微型打印機(jī)，方便記錄測(cè)試結(jié)果。用戶可根據(jù)需要在單位N與kg之間自由切換。RS232接口，便于系統(tǒng)與電腦的外部連接和數(shù)據(jù)傳輸。

• 安全保護(hù)機(jī)制：配置上、下限位自動(dòng)限位功能，過(guò)載自動(dòng)報(bào)警和斷電保護(hù)裝置，電磁感應(yīng)法限位原理，精準(zhǔn)靈敏，確保測(cè)試過(guò)程安全可靠。

技術(shù)參數(shù)

數(shù)顯式嫩度儀的典型技術(shù)參數(shù)如下：

• 量程：0～200 N（其他可選）

• 示值準(zhǔn)確度：<±1%

• 分辨率：0.01 N

• 測(cè)試速度：1～300 mm/min（無(wú)級(jí)可調(diào)），剪切速度1mm/s（0-1.3mm/s可調(diào)）

• 位移精度：0.1 mm

• 刀具厚度：3.0 mm±0.2 mm

• 刃口內(nèi)角度：60°

• 內(nèi)三角切口高度：≥35 mm

• 砧床口寬：4.0 mm±0.2 mm

• 取樣器直徑：1.27 cm（Φ12.7mm）

• 電源：220 V 50 Hz

• 控制系統(tǒng)：PLC工業(yè)控制系統(tǒng)

• 顯示系統(tǒng)：7英寸HMI人機(jī)界面觸摸屏

• 數(shù)據(jù)輸出：內(nèi)置微型打印機(jī)、RS232接口

使用方法

依據(jù)NY/T 1180-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，數(shù)顯式嫩度儀的使用應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作流程：

1. 樣品制備
取肉樣（通常為背最長(zhǎng)肌），剔除表面脂肪和結(jié)締組織。將肉樣切成厚度約為2.54cm的肉塊，放入密封袋中排氣密封。將密封肉樣置于功率不低于1500W的恒溫水浴鍋中加熱，用熱電偶測(cè)溫儀監(jiān)測(cè)肉樣中心溫度，加熱至中心溫度達(dá)到70℃時(shí)取出，冷卻至中心溫度為0℃～4℃。使用配套的Φ12.7mm圓形鉆孔取樣器，沿與肌纖維平行的方向鉆切肉樣，孔樣長(zhǎng)度不少于2.5cm。取樣位置應(yīng)距離樣品邊緣不少于5mm，兩個(gè)取樣的邊緣間距不少于5mm，剔除有明顯缺陷的孔樣。每個(gè)肉樣至少制備3個(gè)測(cè)試樣塊，取樣后應(yīng)立即測(cè)定。

2. 測(cè)試前準(zhǔn)備
檢查儀器水平，確認(rèn)刀具及砧床清潔無(wú)損傷。開(kāi)啟電源預(yù)熱。在觸摸屏上設(shè)置測(cè)試速度（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1mm/s，即60mm/min），設(shè)置測(cè)試行程等參數(shù)。

3. 儀器校準(zhǔn)
使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)力值傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保力值測(cè)量精度。測(cè)定儀器的準(zhǔn)確度應(yīng)使用國(guó)家法定計(jì)量單位認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)砝碼測(cè)試，測(cè)量值與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的準(zhǔn)確值的誤差范圍應(yīng)在±0.1%以內(nèi)。

4. 試樣安裝
將制備好的肉樣水平放置在砧床上，使肌纖維方向與刀具切割方向垂直。肉樣應(yīng)居中放置，避免偏斜。刀具空載運(yùn)行所受到的剪切力應(yīng)符合設(shè)備精度要求。

5. 執(zhí)行測(cè)試
啟動(dòng)測(cè)試程序，剪切刀以設(shè)定速度垂直向下運(yùn)動(dòng)，沿垂直于肌纖維方向切割肉樣。儀器實(shí)時(shí)記錄力?位移曲線，自動(dòng)捕捉并記錄切割過(guò)程中的最大力值（峰值剪切力），將該峰值力值作為肉樣的嫩度值。將處理好的孔樣置于儀器的刀槽上，使肌纖維與刀口走向垂直。啟動(dòng)儀器剪切肉樣，記錄刀具切割這一用力過(guò)程中的最大剪切力值（峰值），為孔樣剪切力的測(cè)定值。

6. 結(jié)果記錄與計(jì)算
記錄每個(gè)試樣的峰值剪切力值，取至少3個(gè)樣塊測(cè)定結(jié)果的平均值作為該肉樣的嫩度值。嫩度值以牛頓（N）表示，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位。同一肉樣有效肉樣數(shù)據(jù)的測(cè)量值允許的相對(duì)偏差值應(yīng)≤15%。

7. 數(shù)據(jù)判定
將實(shí)測(cè)嫩度值與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判定肉品嫩度等級(jí)。嫩度值越小表示肉的嫩度越好。

8. 測(cè)試結(jié)束
刀具自動(dòng)回位，取下樣品，清理測(cè)試區(qū)域。

維護(hù)保養(yǎng)

1. 日常清潔：每次測(cè)試后，用軟布或刷子清潔刀具、砧床及測(cè)試臺(tái)面，去除殘留的肉屑或油脂。該設(shè)備沒(méi)有防水功能，禁止在潮濕或漏雨的場(chǎng)所使用。禁止使用腐蝕性清潔劑。

2. 刀具檢查：定期檢查剪切刀刃口有無(wú)磨損、變形或缺損，確保刀具尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求（厚度3.0mm±0.2mm）。刀具、砧床均不銹鋼材質(zhì)，耐用不生銹，如發(fā)現(xiàn)刀具磨損嚴(yán)重，應(yīng)及時(shí)更換。

3. 運(yùn)動(dòng)部件保養(yǎng)：定期檢查絲桿、導(dǎo)軌等運(yùn)動(dòng)部件，保持清潔并按需添加專(zhuān)用潤(rùn)滑脂。

4. 傳感器保護(hù)：避免超量程使用，嚴(yán)禁對(duì)力值傳感器施加沖擊載荷。

5. 砧床檢查：定期檢查砧床口寬（標(biāo)準(zhǔn)為4.0mm±0.2mm），如因磨損導(dǎo)致口寬變化，應(yīng)及時(shí)更換砧床。

6. 環(huán)境管理：儀器應(yīng)置于清潔、干燥、無(wú)振動(dòng)的環(huán)境中，避免陽(yáng)光直射和溫度劇烈波動(dòng)。建議環(huán)境溫度控制在10?30℃，相對(duì)濕度≤80%。

7. 定期校準(zhǔn)：儀器精度會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而降低，建議每年進(jìn)行一次全面校準(zhǔn)，由具備資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)執(zhí)行。使用中如對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生疑問(wèn)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)驗(yàn)證。

校準(zhǔn)方法與周期

1. 校準(zhǔn)方法：

   • 力值校準(zhǔn)：使用經(jīng)計(jì)量溯源的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，對(duì)力值傳感器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)（通常覆蓋測(cè)量范圍0?200N）。測(cè)定儀器的測(cè)定值與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的準(zhǔn)確值的誤差范圍應(yīng)在±0.1%以內(nèi)。連接電腦時(shí)，除了可自動(dòng)記憶儲(chǔ)存結(jié)果外，還可以顯示抗壓曲線并保存。

   • 速度校準(zhǔn)：使用秒表和位移測(cè)量工具，測(cè)量刀具在一定時(shí)間內(nèi)的實(shí)際移動(dòng)距離，計(jì)算實(shí)際速度，確保其與設(shè)定值（標(biāo)準(zhǔn)要求1mm/s）誤差在允許范圍內(nèi)。

   • 位移精度校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)量塊對(duì)位移測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

   • 刀具尺寸校準(zhǔn)：使用游標(biāo)卡尺定期檢查刀具厚度、刃口角度等幾何尺寸，確保符合NY/T 1180標(biāo)準(zhǔn)要求。

2. 校準(zhǔn)周期：

   • 建議周期為12個(gè)月，由具備資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)執(zhí)行。

   • 期間核查：建議每月使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行力值快速核查，確保儀器持續(xù)處于正常工作狀態(tài)。

   • 特殊情形：儀器經(jīng)過(guò)維修、更換刀具、搬運(yùn)或?qū)y(cè)試結(jié)果產(chǎn)生疑問(wèn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)。

常見(jiàn)故障與排除方法

• 故障一：測(cè)試結(jié)果重復(fù)性差。

  • 排除：檢查樣品制備是否標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、加熱溫度、冷卻條件等）；確認(rèn)肉樣放置方向是否一致（肌纖維方向與切割方向垂直）；檢查刀具是否磨損；檢查儀器是否在校準(zhǔn)有效期內(nèi)；確保同一肉樣測(cè)量值的相對(duì)偏差≤15%。

• 故障二：力值顯示異?；?yàn)榱恪?/p>

  • 排除：檢查力值傳感器連接線是否松動(dòng)；確認(rèn)測(cè)試前是否執(zhí)行了清零操作；檢查是否超量程使用導(dǎo)致傳感器損壞。

• 故障三：刀具運(yùn)動(dòng)卡頓或異響。

  • 排除：立即停止使用。檢查絲桿和導(dǎo)軌是否有異物或缺乏潤(rùn)滑，進(jìn)行清潔和潤(rùn)滑。如問(wèn)題依舊，可能涉及機(jī)械部件磨損，需聯(lián)系專(zhuān)業(yè)維修。

• 故障四：刀具無(wú)法切斷肉樣。

  • 排除：檢查刀具是否鋒利，有無(wú)缺口或磨損；檢查設(shè)定的行程是否足夠；檢查砧床口寬是否因磨損而變大；確認(rèn)剪切速度設(shè)置是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

• 故障五：儀器無(wú)法啟動(dòng)或觸摸屏無(wú)響應(yīng)。

  • 排除：檢查電源連接。嘗試重啟儀器。若觸摸屏失靈，可能是內(nèi)部連接問(wèn)題或屏幕故障，需聯(lián)系廠家技術(shù)支持。

• 故障六：微型打印機(jī)不工作。

  • 排除：檢查打印機(jī)連接線；檢查打印紙是否用盡或卡紙；重啟儀器和打印機(jī)。

重要提示：以上內(nèi)容基于通用技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格遵守NY/T 1180-2006《肉嫩度的測(cè)定 剪切力測(cè)定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品質(zhì)客觀評(píng)價(jià)方法》、NY/T 2660-2014《肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本規(guī)定，并建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。樣品制備的加熱溫度和時(shí)間是影響嫩度測(cè)定結(jié)果的關(guān)鍵因素，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。剪切刀具的幾何尺寸直接影響測(cè)試結(jié)果，應(yīng)定期檢查確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。所有測(cè)試儀器需處于有效的校準(zhǔn)狀態(tài)，并由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員操作。測(cè)試結(jié)果的判定需嚴(yán)格依據(jù)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。