概述

数显式嫩度仪，也称肌肉嫩度仪、肉品剪切力测定仪，是一种基于剪切力测定原理，专门用于量化评估肉类、肉制品及其他食品嫩度（硬度）特性的专用检测设备。嫩度是评价肉品食用品质的核心指标之一，指肉在咀嚼时对剪切、撕裂作用的抵抗能力，直接影响消费者对肉类的接受程度与购买意愿。该仪器模拟人的牙齿对肌肉及各种食品的咀嚼作用，采用标准剪切刀具以恒定速度切断样本，通过高精度力值传感器实时记录切割过程中的力值变化，并自动捕捉切割过程中的最大力值（峰值剪切力），将该数值作为样本嫩度的量化指标。剪切力值与肉的嫩度呈负相关：剪切力值越小，表明肉的嫩度越高。

该仪器依据NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品质客观评价方法》和NY/T 2660-2014《肉牛生产性能测定技术规范》等农业行业标准设计，广泛应用于肉类加工企业、肉牛养殖与育种单位、质量监督部门、商品检验机构、高等院校及科研院所，为肉品质量分析、加工工艺优化以及家畜育种工作提供直接且可靠的数据支持。

适用样品

本仪器主要适用于以下类型的样品及检测场景：

• 畜禽肉：适用于猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、鸭肉等畜禽肉的嫩度测定，包括不同部位（如背最长肌、腰大肌、腿肌等）的鲜肉、排酸肉、冷冻肉解冻后的样品。

• 加工肉制品：适用于火腿肠、香肠、培根、午餐肉等加工肉制品的嫩度及质构特性评估。

• 其他食品：通过更换不同夹具，可扩展应用于果蔬、面制品等食品的嫩度、硬度等物性参数测定，对肉品质分析以及家畜育种提供直接数据。该设备是食品厂家、质检、商检、大学、科研等部门的理想检测设备。

• 科研与育种：在畜禽育种中，嫩度是评价肉用动物生产性能的重要指标，为育种筛选提供量化依据。

• 适用行业：肉类加工企业、食品生产企业、质检机构、海关检验检疫部门、科研院所及高校食品科学实验室。

测试原理

数显式嫩度仪基于剪切力测试原理进行设计。嫩度是指肉在切割时所需的剪切力，即测试仪器的刀具切断被测肉样时所用的力。剪切力是指测试仪器的刀具切断被测肉样时所用的力。通过测定仪器传感器记录刀具切割肉样时的用力情况并把测定的剪切力峰值（力的最大值）作为肉样嫩度值。嫩度是评价肉制品食用物理特性的重要指标，其反应了肉中各种蛋白质的结构特性，肌肉中脂肪的分布状态及肌纤维中脂肪数量等。

测试过程中，按规定尺寸制备的标准化肉样置于仪器的砧床上，专用剪切刀在驱动系统带动下以恒定速度垂直向下运动，沿垂直于肌纤维的方向切割肉样。仪器实时记录力值变化，系统自动捕捉并记录切割过程中的最大力值（峰值剪切力），将该值作为肉样的嫩度值。嫩度值以牛顿（N）表示，剪切力越小，肉的嫩度越高。嫩度是评价肉制品食用物理特性的重要指标。

测试标准

该仪器的设计、制造和使用严格遵循以下农业行业标准：

• NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》：中华人民共和国农业行业标准。该标准规定了肉嫩度剪切力测定的术语和定义、原理、仪器与设备、试样制备、测定步骤、结果计算与表述等要求。其中对沃‑布剪切刀的具体尺寸做出严格规定：刀具厚度为3.0mm±0.2mm，刃口内角度为60°，内三角切口高度≥35mm，砧床口宽为4.0mm±0.2mm。该标准是肉嫩度测试的核心依据。

• NY/T 2793-2015《肉的食用品质客观评价方法》：农业行业标准，规定了肉的食用品质指标的术语和定义、客观评价方法，适用于生鲜猪肉、牛肉、羊肉和鸡肉食用品质指标的客观评价。该标准明确将剪切力定义为"指测试仪器的刀具切断被测肉样时所用的力，反映肉的嫩度"，并注明通常采用Warner-Bratzler剪切法。

• NY/T 2660-2014《肉牛生产性能测定技术规范》：农业行业标准，规定了肉牛主要生产性能测定的性状与方法，适用于肉牛生产与经营中的性能测定，将剪切力值列为肉质性状的测定指标之一。

仪器特征

数显式嫩度仪普遍具备以下技术特征：

• 高精度测控系统：采用PLC（可编程逻辑控制器）工业控制系统，配合精密滚珠丝杆和步进电机，确保施力过程的稳定性和测试结果的准确性。量程为200N，力值分辨率达0.01N，精度为±0.5%，位移精度为0.1mm。示值准确度：<±1%，剪切速度：1mm/s（0-1.3）mm/s可调。

• 专用剪切刀具：配备符合NY/T 1180标准的专用沃‑布剪切刀，刀具厚度为3.0mm±0.2mm，刃口内角度为60°，内三角切口高度≥35mm。砧床口宽为4.0mm±0.2mm，确保测试的规范性和结果的可比性。

• 智能化操作平台：配备7英寸HMI人机界面触摸屏，菜单显示，实时显示过程曲线，操作直观、简单。全自动完成测试，具有测试数据统计处理功能。

• 圆形钻孔取样器：配套供应Φ12.7mm圆形钻孔取样器，便于制备标准测试样块，保证测试的一致性和规范性。

• 数据输出功能：内置微型打印机，方便记录测试结果。用户可根据需要在单位N与kg之间自由切换。RS232接口，便于系统与电脑的外部连接和数据传输。

• 安全保护机制：配置上、下限位自动限位功能，过载自动报警和断电保护装置，电磁感应法限位原理，精准灵敏，确保测试过程安全可靠。

技术参数

数显式嫩度仪的典型技术参数如下：

• 量程：0～200 N（其他可选）

• 示值准确度：<±1%

• 分辨率：0.01 N

• 测试速度：1～300 mm/min（无级可调），剪切速度1mm/s（0-1.3mm/s可调）

• 位移精度：0.1 mm

• 刀具厚度：3.0 mm±0.2 mm

• 刃口内角度：60°

• 内三角切口高度：≥35 mm

• 砧床口宽：4.0 mm±0.2 mm

• 取样器直径：1.27 cm（Φ12.7mm）

• 电源：220 V 50 Hz

• 控制系统：PLC工业控制系统

• 显示系统：7英寸HMI人机界面触摸屏

• 数据输出：内置微型打印机、RS232接口

使用方法

依据NY/T 1180-2006标准规定，数显式嫩度仪的使用应遵循标准化操作流程：

1. 样品制备
取肉样（通常为背最长肌），剔除表面脂肪和结缔组织。将肉样切成厚度约为2.54cm的肉块，放入密封袋中排气密封。将密封肉样置于功率不低于1500W的恒温水浴锅中加热，用热电偶测温仪监测肉样中心温度，加热至中心温度达到70℃时取出，冷却至中心温度为0℃～4℃。使用配套的Φ12.7mm圆形钻孔取样器，沿与肌纤维平行的方向钻切肉样，孔样长度不少于2.5cm。取样位置应距离样品边缘不少于5mm，两个取样的边缘间距不少于5mm，剔除有明显缺陷的孔样。每个肉样至少制备3个测试样块，取样后应立即测定。

2. 测试前准备
检查仪器水平，确认刀具及砧床清洁无损伤。开启电源预热。在触摸屏上设置测试速度（标准规定为1mm/s，即60mm/min），设置测试行程等参数。

3. 仪器校准
使用标准砝码对力值传感器进行校准，确保力值测量精度。测定仪器的准确度应使用国家法定计量单位认可的标准砝码测试，测量值与检测标准砝码的准确值的误差范围应在±0.1%以内。

4. 试样安装
将制备好的肉样水平放置在砧床上，使肌纤维方向与刀具切割方向垂直。肉样应居中放置，避免偏斜。刀具空载运行所受到的剪切力应符合设备精度要求。

5. 执行测试
启动测试程序，剪切刀以设定速度垂直向下运动，沿垂直于肌纤维方向切割肉样。仪器实时记录力‑位移曲线，自动捕捉并记录切割过程中的最大力值（峰值剪切力），将该峰值力值作为肉样的嫩度值。将处理好的孔样置于仪器的刀槽上，使肌纤维与刀口走向垂直。启动仪器剪切肉样，记录刀具切割这一用力过程中的最大剪切力值（峰值），为孔样剪切力的测定值。

6. 结果记录与计算
记录每个试样的峰值剪切力值，取至少3个样块测定结果的平均值作为该肉样的嫩度值。嫩度值以牛顿（N）表示，结果保留至小数点后两位。同一肉样有效肉样数据的测量值允许的相对偏差值应≤15%。

7. 数据判定
将实测嫩度值与产品标准或企业内部标准进行比较，判定肉品嫩度等级。嫩度值越小表示肉的嫩度越好。

8. 测试结束
刀具自动回位，取下样品，清理测试区域。

维护保养

1. 日常清洁：每次测试后，用软布或刷子清洁刀具、砧床及测试台面，去除残留的肉屑或油脂。该设备没有防水功能，禁止在潮湿或漏雨的场所使用。禁止使用腐蚀性清洁剂。

2. 刀具检查：定期检查剪切刀刃口有无磨损、变形或缺损，确保刀具尺寸符合标准要求（厚度3.0mm±0.2mm）。刀具、砧床均不锈钢材质，耐用不生锈，如发现刀具磨损严重，应及时更换。

3. 运动部件保养：定期检查丝杆、导轨等运动部件，保持清洁并按需添加专用润滑脂。

4. 传感器保护：避免超量程使用，严禁对力值传感器施加冲击载荷。

5. 砧床检查：定期检查砧床口宽（标准为4.0mm±0.2mm），如因磨损导致口宽变化，应及时更换砧床。

6. 环境管理：仪器应置于清洁、干燥、无振动的环境中，避免阳光直射和温度剧烈波动。建议环境温度控制在10‑30℃，相对湿度≤80%。

7. 定期校准：仪器精度会随着使用时间的增加而降低，建议每年进行一次全面校准，由具备资质的计量机构执行。使用中如对测量结果产生疑问，应及时进行校准验证。

校准方法与周期

1. 校准方法：

   • 力值校准：使用经计量溯源的标准砝码，对力值传感器进行多点校准（通常覆盖测量范围0‑200N）。测定仪器的测定值与检测标准砝码的准确值的误差范围应在±0.1%以内。连接电脑时，除了可自动记忆储存结果外，还可以显示抗压曲线并保存。

   • 速度校准：使用秒表和位移测量工具，测量刀具在一定时间内的实际移动距离，计算实际速度，确保其与设定值（标准要求1mm/s）误差在允许范围内。

   • 位移精度校准：使用标准量块对位移测量系统进行校准。

   • 刀具尺寸校准：使用游标卡尺定期检查刀具厚度、刃口角度等几何尺寸，确保符合NY/T 1180标准要求。

2. 校准周期：

   • 建议周期为12个月，由具备资质的计量机构执行。

   • 期间核查：建议每月使用标准砝码进行力值快速核查，确保仪器持续处于正常工作状态。

   • 特殊情形：仪器经过维修、更换刀具、搬运或对测试结果产生疑问时，应及时进行校准。

常见故障与排除方法

• 故障一：测试结果重复性差。

  • 排除：检查样品制备是否标准化（尺寸、加热温度、冷却条件等）；确认肉样放置方向是否一致（肌纤维方向与切割方向垂直）；检查刀具是否磨损；检查仪器是否在校准有效期内；确保同一肉样测量值的相对偏差≤15%。

• 故障二：力值显示异常或为零。

  • 排除：检查力值传感器连接线是否松动；确认测试前是否执行了清零操作；检查是否超量程使用导致传感器损坏。

• 故障三：刀具运动卡顿或异响。

  • 排除：立即停止使用。检查丝杆和导轨是否有异物或缺乏润滑，进行清洁和润滑。如问题依旧，可能涉及机械部件磨损，需联系专业维修。

• 故障四：刀具无法切断肉样。

  • 排除：检查刀具是否锋利，有无缺口或磨损；检查设定的行程是否足够；检查砧床口宽是否因磨损而变大；确认剪切速度设置是否符合标准要求。

• 故障五：仪器无法启动或触摸屏无响应。

  • 排除：检查电源连接。尝试重启仪器。若触摸屏失灵，可能是内部连接问题或屏幕故障，需联系厂家技术支持。

• 故障六：微型打印机不工作。

  • 排除：检查打印机连接线；检查打印纸是否用尽或卡纸；重启仪器和打印机。

重要提示：以上内容基于通用技术规范和行业标准。在实际应用中，应严格遵守NY/T 1180-2006《肉嫩度的测定 剪切力测定法》、NY/T 2793-2015《肉的食用品质客观评价方法》、NY/T 2660-2014《肉牛生产性能测定技术规范》等相关标准的最新版本规定，并建立相应的标准操作规程。样品制备的加热温度和时间是影响嫩度测定结果的关键因素，应严格按照标准要求执行。剪切刀具的几何尺寸直接影响测试结果，应定期检查确认符合标准要求。所有测试仪器需处于有效的校准状态，并由经过培训的人员操作。测试结果的判定需严格依据产品对应的质量标准或企业内部标准。