概述
數顯式嫩度儀，也稱肌肉嫩度儀、肉品剪切力測定儀，是一種基于剪切力測定原理，專門用于量化評估肉類、肉制品及其他食品嫩度（硬度）特性的專用檢測設備。嫩度是評價肉品食用品質的核心指標之一，指肉在咀嚼時對剪切、撕裂作用的抵抗能力，直接影響消費者對肉類的接受程度與購買意愿。該儀器模擬人的牙齒對肌肉及各種食品的咀嚼作用，采用標準剪切刀具以恒定速度切斷樣本，通過高精度力值傳感器實時記錄切割過程中的力值變化，并自動捕捉切割過程中的最大力值（峰值剪切力），將該數值作為樣本嫩度的量化指標。剪切力值與肉的嫩度呈負相關：剪切力值越小，表明肉的嫩度越高。
該儀器依據NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品質客觀評價方法》和NY/T 2660-2014《肉牛生產性能測定技術規范》等農業行業標準設計，廣泛應用于肉類加工企業、肉牛養殖與育種單位、質量監督部門、商品檢驗機構、高等院校及科研院所，為肉品質量分析、加工工藝優化以及家畜育種工作提供直接且可靠的數據支持。
適用樣品
本儀器主要適用于以下類型的樣品及檢測場景：
畜禽肉：適用于豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉等畜禽肉的嫩度測定，包括不同部位（如背最長肌、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構特性評估。
其他食品：通過更換不同夾具，可擴展應用于果蔬、面制品等食品的嫩度、硬度等物性參數測定，對肉品質分析以及家畜育種提供直接數據。該設備是食品廠家、質檢、商檢、大學、科研等部門的理想檢測設備。
科研與育種：在畜禽育種中，嫩度是評價肉用動物生產性能的重要指標，為育種篩選提供量化依據。
適用行業：肉類加工企業、食品生產企業、質檢機構、海關檢驗檢疫部門、科研院所及高校食品科學實驗室。
測試原理
數顯式嫩度儀基于剪切力測試原理進行設計。嫩度是指肉在切割時所需的剪切力，即測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力。剪切力是指測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力。通過測定儀器傳感器記錄刀具切割肉樣時的用力情況并把測定的剪切力峰值（力的最大值）作為肉樣嫩度值。嫩度是評價肉制品食用物理特性的重要指標，其反應了肉中各種蛋白質的結構特性，肌肉中脂肪的分布狀態及肌纖維中脂肪數量等。
測試過程中，按規定尺寸制備的標準化肉樣置于儀器的砧床上，專用剪切刀在驅動系統帶動下以恒定速度垂直向下運動，沿垂直于肌纖維的方向切割肉樣。儀器實時記錄力值變化，系統自動捕捉并記錄切割過程中的最大力值（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。嫩度是評價肉制品食用物理特性的重要指標。
測試標準
該儀器的設計、制造和使用嚴格遵循以下農業行業標準：
NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》：中華人民共和國農業行業標準。該標準規定了肉嫩度剪切力測定的術語和定義、原理、儀器與設備、試樣制備、測定步驟、結果計算與表述等要求。其中對沃?布剪切刀的具體尺寸做出嚴格規定：刀具厚度為3.0mm±0.2mm，刃口內角度為60°，內三角切口高度≥35mm，砧床口寬為4.0mm±0.2mm。該標準是肉嫩度測試的核心依據。
NY/T 2793-2015《肉的食用品質客觀評價方法》：農業行業標準，規定了肉的食用品質指標的術語和定義、客觀評價方法，適用于生鮮豬肉、牛肉、羊肉和雞肉食用品質指標的客觀評價。該標準明確將剪切力定義為"指測試儀器的刀具切斷被測肉樣時所用的力，反映肉的嫩度"，并注明通常采用Warner-Bratzler剪切法。
NY/T 2660-2014《肉牛生產性能測定技術規范》：農業行業標準，規定了肉牛主要生產性能測定的性狀與方法，適用于肉牛生產與經營中的性能測定，將剪切力值列為肉質性狀的測定指標之一。
儀器特征
數顯式嫩度儀普遍具備以下技術特征：
高精度測控系統：采用PLC（可編程邏輯控制器）工業控制系統，配合精密滾珠絲桿和步進電機，確保施力過程的穩定性和測試結果的準確性。量程為200N，力值分辨率達0.01N，精度為±0.5%，位移精度為0.1mm。示值準確度：<±1%，剪切速度：1mm/s（0-1.3）mm/s可調。
專用剪切刀具：配備符合NY/T 1180標準的專用沃?布剪切刀，刀具厚度為3.0mm±0.2mm，刃口內角度為60°，內三角切口高度≥35mm。砧床口寬為4.0mm±0.2mm，確保測試的規范性和結果的可比性。
智能化操作平臺：配備7英寸HMI人機界面觸摸屏，菜單顯示，實時顯示過程曲線，操作直觀、簡單。全自動完成測試，具有測試數據統計處理功能。
圓形鉆孔取樣器：配套供應Φ12.7mm圓形鉆孔取樣器，便于制備標準測試樣塊，保證測試的一致性和規范性。
數據輸出功能：內置微型打印機，方便記錄測試結果。用戶可根據需要在單位N與kg之間自由切換。RS232接口，便于系統與電腦的外部連接和數據傳輸。
安全保護機制：配置上、下限位自動限位功能，過載自動報警和斷電保護裝置，電磁感應法限位原理，精準靈敏，確保測試過程安全可靠。
技術參數
數顯式嫩度儀的典型技術參數如下：
量程：0～200 N（其他可選）
示值準確度：<±1%
分辨率：0.01 N
測試速度：1～300 mm/min（無級可調），剪切速度1mm/s（0-1.3mm/s可調）
位移精度：0.1 mm
刀具厚度：3.0 mm±0.2 mm
刃口內角度：60°
內三角切口高度：≥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：PLC工業控制系統
顯示系統：7英寸HMI人機界面觸摸屏
數據輸出：內置微型打印機、RS232接口
使用方法
依據NY/T 1180-2006標準規定，數顯式嫩度儀的使用應遵循標準化操作流程：
1. 樣品制備
取肉樣（通常為背最長肌），剔除表面脂肪和結締組織。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，用熱電偶測溫儀監測肉樣中心溫度，加熱至中心溫度達到70℃時取出，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，孔樣長度不少于2.5cm。取樣位置應距離樣品邊緣不少于5mm，兩個取樣的邊緣間距不少于5mm，剔除有明顯缺陷的孔樣。每個肉樣至少制備3個測試樣塊，取樣后應立即測定。
2. 測試前準備
檢查儀器水平，確認刀具及砧床清潔無損傷。開啟電源預熱。在觸摸屏上設置測試速度（標準規定為1mm/s，即60mm/min），設置測試行程等參數。
3. 儀器校準
使用標準砝碼對力值傳感器進行校準，確保力值測量精度。測定儀器的準確度應使用國家法定計量單位認可的標準砝碼測試，測量值與檢測標準砝碼的準確值的誤差范圍應在±0.1%以內。
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。肉樣應居中放置，避免偏斜。刀具空載運行所受到的剪切力應符合設備精度要求。
5. 執行測試
啟動測試程序，剪切刀以設定速度垂直向下運動，沿垂直于肌纖維方向切割肉樣。儀器實時記錄力?位移曲線，自動捕捉并記錄切割過程中的最大力值（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。啟動儀器剪切肉樣，記錄刀具切割這一用力過程中的最大剪切力值（峰值），為孔樣剪切力的測定值。
6. 結果記錄與計算
記錄每個試樣的峰值剪切力值，取至少3個樣塊測定結果的平均值作為該肉樣的嫩度值。嫩度值以牛頓（N）表示，結果保留至小數點后兩位。同一肉樣有效肉樣數據的測量值允許的相對偏差值應≤15%。
7. 數據判定
將實測嫩度值與產品標準或企業內部標準進行比較，判定肉品嫩度等級。嫩度值越小表示肉的嫩度越好。
8. 測試結束
刀具自動回位，取下樣品，清理測試區域。
維護保養
日常清潔：每次測試后，用軟布或刷子清潔刀具、砧床及測試臺面，去除殘留的肉屑或油脂。該設備沒有防水功能，禁止在潮濕或漏雨的場所使用。禁止使用腐蝕性清潔劑。
刀具檢查：定期檢查剪切刀刃口有無磨損、變形或缺損，確保刀具尺寸符合標準要求（厚度3.0mm±0.2mm）。刀具、砧床均不銹鋼材質，耐用不生銹，如發現刀具磨損嚴重，應及時更換。
運動部件保養：定期檢查絲桿、導軌等運動部件，保持清潔并按需添加專用潤滑脂。
傳感器保護：避免超量程使用，嚴禁對力值傳感器施加沖擊載荷。
砧床檢查：定期檢查砧床口寬（標準為4.0mm±0.2mm），如因磨損導致口寬變化，應及時更換砧床。
環境管理：儀器應置于清潔、干燥、無振動的環境中，避免陽光直射和溫度劇烈波動。建議環境溫度控制在10?30℃，相對濕度≤80%。
定期校準：儀器精度會隨著使用時間的增加而降低，建議每年進行一次全面校準，由具備資質的計量機構執行。使用中如對測量結果產生疑問，應及時進行校準驗證。
校準方法與周期
校準方法：
力值校準：使用經計量溯源的標準砝碼，對力值傳感器進行多點校準（通常覆蓋測量范圍0?200N）。測定儀器的測定值與檢測標準砝碼的準確值的誤差范圍應在±0.1%以內。連接電腦時，除了可自動記憶儲存結果外，還可以顯示抗壓曲線并保存。
速度校準：使用秒表和位移測量工具，測量刀具在一定時間內的實際移動距離，計算實際速度，確保其與設定值（標準要求1mm/s）誤差在允許范圍內。
位移精度校準：使用標準量塊對位移測量系統進行校準。
刀具尺寸校準：使用游標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標準要求。
校準周期：
建議周期為12個月，由具備資質的計量機構執行。
期間核查：建議每月使用標準砝碼進行力值快速核查，確保儀器持續處于正常工作狀態。
特殊情形：儀器經過維修、更換刀具、搬運或對測試結果產生疑問時，應及時進行校準。
常見故障與排除方法
故障一：測試結果重復性差。
排除：檢查樣品制備是否標準化（尺寸、加熱溫度、冷卻條件等）；確認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有效期內；確保同一肉樣測量值的相對偏差≤15%。
故障二：力值顯示異常或為零。
排除：檢查力值傳感器連接線是否松動；確認測試前是否執行了清零操作；檢查是否超量程使用導致傳感器損壞。
故障三：刀具運動卡頓或異響。
排除：立即停止使用。檢查絲桿和導軌是否有異物或缺乏潤滑，進行清潔和潤滑。如問題依舊，可能涉及機械部件磨損，需聯系專業維修。
故障四：刀具無法切斷肉樣。
排除：檢查刀具是否鋒利，有無缺口或磨損；檢查設定的行程是否足夠；檢查砧床口寬是否因磨損而變大；確認剪切速度設置是否符合標準要求。
故障五：儀器無法啟動或觸摸屏無響應。
排除：檢查電源連接。嘗試重啟儀器。若觸摸屏失靈，可能是內部連接問題或屏幕故障，需聯系廠家技術支持。
故障六：微型打印機不工作。
排除：檢查打印機連接線；檢查打印紙是否用盡或卡紙；重啟儀器和打印機。
重要提示：以上內容基于通用技術規范和行業標準。在實際應用中，應嚴格遵守NY/T 1180-2006《肉嫩度的測定 剪切力測定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品質客觀評價方法》、NY/T 2660-2014《肉牛生產性能測定技術規范》等相關標準的最新版本規定，并建立相應的標準操作規程。樣品制備的加熱溫度和時間是影響嫩度測定結果的關鍵因素，應嚴格按照標準要求執行。剪切刀具的幾何尺寸直接影響測試結果，應定期檢查確認符合標準要求。所有測試儀器需處于有效的校準狀態，并由經過培訓的人員操作。測試結果的判定需嚴格依據產品對應的質量標準或企業內部標準。
參考資料
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