质地分析对于使培养肉类感觉像传统肉类至关重要。技术如质地剖面分析 (TPA), Warner-Bratzler 剪切测试, 和拉伸测试有助于测量硬度、咀嚼性和刚度等特性。这些方法确保产品在口感和咬合方面符合消费者期望，同时在生产过程中保持一致性。
关键点包括：
- 质地剖面分析 (TPA)： 通过两次压缩样品模拟咀嚼。测量硬度、弹性和咀嚼性。
- Warner-Bratzler 测试： 通过切割纤维来关注嫩度，适用于结构化产品。
- 拉伸测试： 评估伸展性和刚度，对于复制肌肉纤维排列很重要。
挑战包括样品准备不一致和难以模拟复杂的肉类支架生物材料. 新的发展如多点压痕和将实时流变测试整合到生产中，旨在提高准确性和效率。
对于研究人员来说，像
与Texture Technologies、BlueNalu, 和Optimized Foods的纹理分析研讨会 - CMS22
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主要纹理分析方法
用于培养肉类比较的三种主要纹理分析方法
压缩测试
压缩测试或纹理剖面分析 (TPA), 涉及对样品进行两个连续的单轴压缩循环，中间有一个短暂的休息期。此方法模拟人类咀嚼的机械过程，提供产品在消费过程中的行为见解。在测试过程中，探针以3 mm/s的速度将样品压缩至其原始高度的50%，模拟人类咬合的力量。
从此测试中得出几个关键参数：
- 硬度: 第一次压缩期间的峰值力，代表“第一口”感觉。
- 弹性: 变形后的恢复程度和速度。
- 内聚性: 第二次压缩所做的工作与第一次相比的比率，反映内部结构完整性。
- 咀嚼性: 由硬度、内聚性和弹性得出的综合测量。
例如，内聚性值接近1表示产品在咀嚼时保持良好，而接近0的值则表明其容易解体。
2022年3月，研究人员Jacobo Paredes-Puente、Diego Cortizo-Lacalle和Ane Miren Imaz研究了一种由Biotech Foods S.L. （西班牙圣塞巴斯蒂安）提供的培养肉制成的法兰克福风格香肠。使用ZwickiLine Z1.0万能测试机，他们发现虽然培育香肠的硬度和咀嚼性与传统产品相当，但其杨氏模量（刚度）明显高于传统法兰克福香肠[1] .
剪切和Warner-Bratzler测试
剪切测试通过关注初次咬合的力学特性，为压缩测试提供了补充视角。使用V形缺口刀片，该方法通过样品施加切割动作，模拟牙齿与肉首次接触时的动作。
与模拟咀嚼过程的TPA不同，Warner-Bratzler方法专门测量剪切通过纤维结构所需的力，这使其在评估嫩度时特别有用。这种方法在评估整块产品和具有对齐肌肉纤维的结构化样品时表现出色。结果——特别是最大剪切力——与消费者对嫩度的感知密切相关。
虽然TPA更适合生的或均质样品，但Warner-Bratzler方法非常适合结构化产品，帮助研究人员评估传统肉类替代品的咬合力学。 [1] .
拉伸测试
拉伸测试超越了压缩和剪切，通过测量材料在单轴拉伸下的可伸展性和恢复能力。这种方法特别适用于设计模仿天然肌肉纤维的排列和机械性能的结构化产品。
关键指标包括：
- 杨氏模量: 机械应力与应变的比率，表示材料抵抗变形的能力及其恢复形状的能力。
在2025年1月，由Jean-Baptiste领导的研究小组R.G. Souppez 和 Eirini Theodosiou 来自 Aston University 进行了单循环单轴测试 - 包括拉伸、压缩和切割 - 针对七种类型的汉堡。他们的研究结果帮助建立了培养肉产品的目标值，以复制传统牛肉的机械特性。他们确定弯曲、压缩和切割屈服应变是区分牛肉及其替代品的关键 [3] .
拉伸测试提供了关于培养肉 支架和对齐纤维 是否能达到天然肉类机械性能的宝贵数据，特别是在复制纤维和纤维网络中看到的应变硬化行为方面 [2] .
应用与限制
纹理分析方法的优势
纹理分析为评估培养肉提供了一种可靠且高效的替代方案，替代了人类感官小组。通过单次纹理剖面分析测试，研究人员可以在一次双重压缩循环中测量多个参数 - 如硬度, 内聚性 , 弹性, 和咀嚼性。此过程在不到一秒的时间内提供完整的机械剖面，提供快速且一致的指标，这对于持续的质量改进至关重要。在需要快速质量控制检查的生产环境中，这种速度和可重复性尤为宝贵[1].
这些仪器方法还可以直接与商业肉类产品进行比较。通过绘制应力与应变的关系图，研究人员可以对纹理进行分类（e.g. ，糊状，坚硬，橡胶状或脆性），帮助生产团队使其产品符合消费者的期望。此外，流变学特性在控制挤出等工艺中起着关键作用，提供有关流动行为和粘性特性的见解，这些特性影响产品的最终口感。 像这样的定量比较对于验证培养肉的发展至关重要，确保其质地特性与传统肉类产品密切匹配。然而，尽管有这些优势，仍然存在需要解决的技术障碍。 挑战和限制 尽管具有优势，质地分析也面临一系列挑战。一个持续存在的问题是样品准备。纤维取向和水分含量的变化使得难以实现一致的样品厚度，导致结果的可变性[1]. 为了解决这个问题，Biotech Foods的研究人员开发了一种方法，使用甲基丙烯酸酯板模板和切片机刀片，确保样品厚度标准化为3毫米，从而减少数据不一致性[1].
流变测试也带来了独特的困难。例如，在高变形（通常超过10%）时，样品往往会从测试板上滑脱。这一问题影响了固态和液态之间过渡相关数据的准确性[1][2]. 此外，标准的质地分析方法往往无法捕捉肉类的复杂层次结构，例如肌节、肌纤维和结缔组织，开发者旨在使用可食用支架. 来复制这些关键元素，这是培养肉类开发者必须复制的，以实现逼真的质地[2].
正如瓦赫宁根大学的Floor K. G. Schreuders指出的：
因此，未来的发展应着重于创造更多弹性的途径，并可能允许加热效应对质地的影响，以更好地模拟肉类特性[2].
另一个挑战是缺乏培养肉类的既定基准。直到最近，关于这些产品的机械性能的实验数据很少，这使得设定明确的生产目标变得困难。然而，最近的研究开始从高牛肉含量产品（超过95%牛肉）中识别目标值，为发展目标提供了更明确的框架[3].
克服这些挑战对于培养肉类始终如一地复制传统肉类的质感体验至关重要。
质地分析的新发展
质地分析领域正在发展，超越旧技术以提高精度并实现实时评估。
多点压痕技术
传统的质地剖面分析（TPA）依赖于单点压缩，往往无法考虑培养肉中的局部机械差异。这一缺陷在异质样品中变得明显，因为纤维取向和水分分布等因素可能导致结果不一致[1]. 多点压痕技术通过提供跨组织表面的空间分辨数据来解决这个问题。对于培养肉而言，复制传统肉类的复杂结构是优先事项，这种方法确保了更高的准确性。与传统测试不同，传统测试在变形超过10%时可能会出现样品滑动，多点压痕能够有效识别此类不一致性[1]. 这种细致的纹理映射能力使得该方法成为集成到自动化生产系统中的有力候选者。
与生物加工系统的集成
行业趋势正在转向将纹理分析嵌入生产过程中以实现实时质量控制。将流变学特性分析纳入生物加工工作流程使制造商能够动态调整参数。例如，在挤出或基于流动的成型过程中，了解培养肉基质的粘性和流动特性对于实现与传统肉类相似的质地至关重要。监测储存模量（G'）和内聚力等关键参数可以实时调整，以保持在商业标准内所需的机械性能。[1][4]. 仪器方法相比于感官测试和感官小组评估提供了更高的可重复性和效率。然而，仍然存在挑战，例如在不引入伪影的情况下自动化纤维或异质材料的样品制备。此外，持续监测pH值和温度等关键因素对于复制传统肉制品中肌肉到肉的转变仍然至关重要。[1].
如何Cellbase 支持纹理分析
将研究人员与经过验证的供应商连接起来
生产培养肉需要专门的工具来分析异质样品的纹理.
该平台简化了通常复杂的采购流程，这可能会阻碍研发时间表。通过标准化技术规格，
我们已将这些数据解析并标准化为结构化字段，因此买家可以真正地进行产品的同类比较[6].
这种透明度水平还涵盖了显著影响最终产品机械性能的上游生产因素[5].
行业特定专业知识
除了简化设备采购，
结论和未来方向
质地分析在确保培养肉的质量方面起着至关重要的作用，帮助研究人员复制传统肉类的感官体验。通过针对杨氏模量和剪切应变, 等机械性能，生产者可以微调生物加工策略以符合消费者的偏好。然而，要进一步发展，必须解决几个研究空白。
一个关键领域是培养后成熟. 了解时间、温度和pH对组织转化的影响是模仿传统牲畜肉类中死后变化的关键[1]. 此外，该行业需要超越基本的压缩测试。实施多模式机械测试——如标准化的弯曲、拉伸和切割协议——将提供对复杂整体切割结构的更全面理解。最近的研究强调了诸如硬度和咀嚼性等属性如何有效区分高肉含量产品（超过95%）与替代品。这些发现提供了有价值的基准，因为该行业正努力在2040年实现35%的市场份额。为了支持这一演变，像
另一个有前景的方向是将 实时流变学特性表征纳入生产工作流程。这种方法确保了产品的一致性，同时增强了消费者的感官体验。随着培育肉行业的发展，工程参数与消费者感知之间的关系将变得越来越精确，使生产者能够创造出与传统肉类几乎无法区分的产品。
常见问题
我如何在TPA、剪切和拉伸测试之间为我的产品选择合适的方法？
在决定评估培育肉产品质地的最佳方法时，务必将测试方法与您希望测量的特定质地属性对齐：
- 质地剖面分析 (TPA): 这种方法非常适合评估硬度 , 弹性, 和咀嚼性, 使其成为全面质地剖面的首选方法。
- 剪切测试 : 使用此技术测量嫩度 和纤维性, 这些是决定咀嚼容易度的关键因素。
- 拉伸测试: 非常适合分析延展性和纤维结构 , 特别是在制作类似牛排的产品时。
选择与您的产品感官和结构目标相一致的测试方法。
哪些样品准备步骤可以减少培养肉质地结果的变异性？
为了减少培养肉质地结果的变异性，保持准备过程中的时间和处理一致性至关重要。分批烹饪样品，确保所有样品在相同条件下准备。协调时间，以便每个样品在相同的温度和状态下进行评估。遵循统一的准备方法是实现可靠的质地分析和感官评估的关键，确保整个过程的一致性和精确性。
哪些质地指标最能预测消费者的咬合感和口感？
质地指标，如质地剖面分析 (TPA) 和 Warner-Bratzler 剪切力 (WBSF), 在评估培养肉的感官质量方面起着至关重要的作用。这些技术特别有助于预测消费者如何感知咬合感和口感，从而更好地将质地特性与他们的偏好对齐。
