什麼是擠壓測試？
擠壓測試（Extrusion Test）是質地分析儀中應用最廣泛的測試方法之一，透過對食品樣品施加可控的擠壓力，精確量測其硬度、稠度、塗抹性與脆度等物性指標。不同於 TPA 雙重壓縮法，擠壓測試著重於模擬食品在流動、擠出或批量受壓時的真實力學行為。
依照樣品性質與研究目的，質地分析儀擠壓測試可搭配三種主要配件組：正擠壓測試組（Forward Extrusion）、反擠壓測試組（Back Extrusion）及渥太華批量壓縮測試組（Ottawa Cell），各自適用於不同流動性與結構特徵的食品。
🔴 正擠壓測試組
🔵 反擠壓測試組
🟢 渥太華批量壓縮測試組
擠壓測試主要應用食品類別：
塗抹醬料（奶油、人造奶油）
乳製品（鮮奶油、優格）
醬料（美乃滋、番茄醬）
脆性食品（麥片、洋芋片、蝦餅）
烘焙豆類與蔬果
澱粉製品（馬鈴薯泥、沙拉）
冷凍與新鮮水果比較
充氣膨化食品
三大測試配件組說明
選擇正確的擠壓測試配件是獲得準確量測數據的關鍵。以下為三種配件組的特性、適用樣品與典型應用場景說明。
🔴 正擠壓測試組
Forward Extrusion Cell
活塞向下擠壓，樣品由底部特定孔徑（如 3mm）擠出，量測擠出所需的力量，反映樣品的流動阻力（塗抹性/硬度）。
- 人造奶油硬度（塗抹性）比較
- 黃油與植物奶油稠度評估
- 油脂類產品流變特性
- 膏狀、可擠壓包裝產品
🔵 反擠壓測試組
Back Extrusion Cell
活塞向下壓入充滿樣品的容器，樣品沿活塞邊緣向上反向溢出，透過量測壓入阻力及回抽黏力評估稠度與黏附性。
- 鮮奶油全脂/半脂/有機濃稠度比較
- 美乃滋全脂與低脂稠度差異
- 優格全脂與低脂稠度評估
- 番茄醬品牌稠度比較
🟢 渥太華批量壓縮測試組
Ottawa Cell (Bulk Compression)
適用於顆粒狀、片狀或不規則固態食品的批量整體壓縮，量測多個顆粒整體受壓時的硬度、脆度與總擠壓力。
- 早餐麥片保存期限脆度變化
- 膨化米粒整體硬度與脆度
- 洋芋片、蝦餅質地品質比較
- 烘焙豆、馬鈴薯沙拉整體硬度
- 新鮮與冷凍莓果硬度比較
正擠壓測試原理與操作流程
正擠壓測試透過活塞向下施壓，強迫樣品從底部特定孔徑擠出，所需的力量即代表樣品的流動阻力，直接對應產品的塗抹性與硬度。以人造奶油為例，擠出力越高代表質地越硬、塗抹性越差。
樣品填充
將正擠壓容器填充至少 50%，輕輕向下推壓樣品以去除氣穴。建議直接在容器中定型，避免移轉填充導致氣穴殘留，影響曲線品質。
溫度平衡
將填充完成的樣品在指定測試溫度下的熱室（或冷室）中平衡至少 5 小時，確保樣品整體溫度均勻一致。
測試前準備
測試前從溫控環境中取出樣品，將正擠壓容器置於探頭正下方中央位置，確認對齊後啟動測試。
擠壓測試進行
探頭以設定速度（如 1 mm/s）向下移動，達觸發力（如 50 gf）後開始計算並繼續壓入至目標距離（如 20 mm）。
數據擷取與分析
記錄擠壓過程中的力量-時間曲線，計算穩定擠壓階段的平均擠壓力（Mean Extrusion Force）作為硬度（Firmness）指標。
結果比較
多個樣品在相同條件下重複測試，以平均值 ± 標準差呈現，進行統計比較分析。
📋 正擠壓測試典型參數設定（人造奶油範例）
| 參數 |
設定值 |
說明 |
| 測試速度 | 1 mm/s | 確保樣品有足夠時間流動 |
| 測試模式 | 距離（壓） | 以位移量為控制目標 |
| 觸發力（啟點） | 50 gf | 排除探頭接近誤差 |
| 目標距離 | 20 mm | 確保穩定擠壓區段 |
| 延遲時間 | 0 sec | 連續擠壓測試 |
| 計算區間 | 10 ~ 20 秒 | 取穩定平台區計算正平均 |
擠壓測試食品應用案例 17 種食品
以下整理擠壓測試於各類食品的完整應用案例，涵蓋正擠壓、反擠壓及渥太華批量壓縮三種測試方法，協助您快速找到對應產品的最佳測試方案。
🔴 正擠壓測試組應用
正擠壓測試組
人造奶油
透過擠出 3 毫米孔的能力比較兩種人造奶油的塗抹性（硬度），量測擠出阻力差異評估產品適塗性。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：平均擠壓力（Firmness）
🔵 反擠壓測試組應用
反擠壓測試組
鮮奶油
透過反向擠壓法比較全脂、半脂和有機鮮奶油的濃稠度，量化不同脂肪含量對稠度的影響。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：壓入阻力、回抽黏力
反擠壓測試組
美乃滋
透過反向擠壓法比較全脂和低脂蛋黃醬的稠度，提供脂肪替代配方的客觀質地數據。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：平均壓入力、黏附性
反擠壓測試組
優格
反擠壓法比較全脂優格和低脂優格的稠度差異，支援低脂配方開發與品質驗收。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：稠度指數（Consistency）
反擠壓測試組
番茄醬
透過反擠壓法比較兩種品牌番茄醬的濃稠度，協助品牌競品分析與品質標準制定。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：平均壓入力
🟢 渥太華批量壓縮測試組應用
渥太華批量壓縮
麵包丁
在沸水中浸泡 3 分鐘後評估麵包丁的脆度，量測加工處理後結構完整性的保持能力。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：峰值力（脆度）、總擠壓力
渥太華批量壓縮
膨化米粒
使用整體壓縮方法量測膨化米粒的硬度與脆度，比較不同品種或加工條件的質地差異。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度（Hardness）、脆度（Crispness）
渥太華批量壓縮
早餐麥片
三種早餐麥片浸泡牛奶後硬度和脆度的「保存期限」比較，量化吸濕後質地衰退曲線。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度隨時間變化曲線
渥太華批量壓縮
焗豆
烘焙豆的批量壓縮法量測硬度與總擠壓力，支援罐頭食品豆類質地的品管標準化。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度、總擠壓力
渥太華批量壓縮
馬鈴薯沙拉
比較四種馬鈴薯沙拉以批量壓縮法進行的總擠壓力，反映不同配方與烹飪程度的質地差異。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：總擠壓力
渥太華批量壓縮
即溶馬鈴薯泥
批量壓縮法測定速溶馬鈴薯泥的硬度和總擠壓壓力，評估沖泡重組後的質地均一性。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度、總擠壓力
渥太華批量壓縮
覆盆子
透過批量壓縮法比較新鮮與速凍覆盆子的硬度和總擠壓壓力，評估冷凍加工對果肉結構的影響。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度、總擠壓力
渥太華批量壓縮
草莓
透過批量壓縮比較新鮮和罐裝草莓的硬度和總擠壓壓力，支援加工前後品質的客觀對比。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：硬度、總擠壓力
渥太華批量壓縮
洋芋片
使用渥太華批量壓縮治具對脆性樣品的質地品質進行比較，量測批量脆度一致性指標。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：脆度峰值、整體力量曲線
渥太華批量壓縮
迷你印度薄脆
使用渥太華批量壓縮治具對兩種品牌迷你薄脆的質感品質進行比較，提供客觀競品數據。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：脆度、整體受力曲線
渥太華批量壓縮
蝦餅
使用渥太華批量壓縮治具對兩種品牌蝦餅的質地品質進行比較，量化酥脆程度的品牌差異。
測試模式：距離（壓） ｜ 計算指標：脆度、整體受力
擠壓測試方法選擇指南
如何依據樣品性質選擇最適合的擠壓測試方法？以下對照表協助您快速確認測試配置。
| 樣品特性 |
建議方法 |
配件組 |
主要量測指標 |
| 膏狀、可擠壓塗抹食品 |
正擠壓測試 |
正擠壓測試組 |
平均擠壓力（塗抹性/硬度） |
| 流體、半流體醬料與乳製品 |
反擠壓測試 |
反擠壓測試組 |
稠度指數、黏附性 |
| 顆粒狀、片狀、不規則固態食品 |
批量壓縮測試 |
渥太華批量壓縮測試組 |
硬度、脆度、總擠壓力 |
| 需比較加工前後質地（如冷凍/新鮮） |
批量壓縮測試 |
渥太華批量壓縮測試組 |
硬度變化量、總力差異 |
| 保存期限脆度衰退研究 |
批量壓縮測試 |
渥太華批量壓縮測試組 |
脆度隨時間變化 |
| 不同品牌競品比較 |
依產品性質選擇 |
對應配件組 |
相同條件下比較平均力值 |
擠壓測試關鍵量測參數定義
擠壓測試依據不同的配件組與樣品類型，可計算出以下幾項重要的物性指標，協助研發與品管人員進行精確的質地描述。
平均擠壓力 (Mean Extrusion Force) — 硬度/塗抹性
在正擠壓測試中，穩定擠壓階段（排除初始壓縮與末段）的力量平均值，直接對應樣品的硬度（Firmness）。力值越高代表樣品越硬、越難塗抹，常用於比較不同配方或儲存條件的人造奶油、黃油等產品。
稠度指數 (Consistency Index)
在反擠壓測試中，壓入過程的正向力量-位移曲線面積，反映樣品整體黏稠程度。常用於優格、美乃滋、鮮奶油等流動性食品的稠度量化比較。
黏附性 (Adhesiveness / Stickiness)
反擠壓測試中，探頭回抽時克服樣品黏附所需的負向力量（面積），反映樣品的黏牙性與表面附著力。對評估發酵乳品與醬料的口感黏膩程度有重要參考價值。
批量脆度 (Bulk Crispness)
在渥太華批量壓縮測試中，力量-位移曲線的峰值數量與力量震盪特性，反映一批顆粒狀食品整體的酥脆程度。常用於洋芋片、麥片、薄脆、蝦餅等脆性食品的品質評估與保存期限研究。
總擠壓力 (Total Extrusion Work)
壓縮過程中力量-位移曲線下方的總面積（功），代表將樣品整體擠壓至目標位移所需的總能量。常用於批量壓縮測試中比較豆類、馬鈴薯、莓果等食品的整體質地。
擠壓測試重要注意事項
為確保擠壓測試數據的重現性與可比性，以下幾項關鍵注意事項需嚴格執行。
溫度控制
脂肪類樣品（奶油、人造奶油）的稠度對溫度高度敏感，測試前必須在指定溫度下充分平衡，並在取出後盡快完成測試。
樣品量一致性
批量壓縮測試需確保每次測試的樣品重量或體積相同，反擠壓測試需確保容器填充至相同高度。
氣泡排除
正擠壓測試填充樣品時須盡量排除氣穴，殘留氣泡會在曲線上產生明顯力量突降，影響平均值計算準確性。
首測使用最硬樣品
優化測試參數時，建議先以最硬的樣品進行首次測試，確認設備力量範圍足夠，避免後續樣品超出量測上限。
重複次數
建議每組樣品至少進行 3~5 次重複測試，以平均值 ± 標準差呈現，確保統計結果的可靠性。
計算區間設定
計算平均擠壓力時，應排除初始壓縮過渡段與末段邊界效應，取穩定平台區間（如人造奶油範例中的 10～20 秒）進行計算。
擠壓測試常見問題解答
正擠壓與反擠壓測試有何本質差異？
正擠壓測試是讓樣品從容器底部的小孔強制擠出，適合膏狀、半固態可擠壓食品，主要量測擠出阻力（塗抹性/硬度）。反擠壓測試則是將活塞壓入充滿樣品的開口容器中，樣品沿活塞邊緣向上溢出，適合流體與半流體食品，主要量測稠度指數與黏附性。兩者的探頭運動方向相同，但容器設計與數據解讀方向不同。
渥太華批量壓縮測試組能測哪些食品？
渥太華批量壓縮測試組適用於任何顆粒狀、片狀或不規則固態食品，如麥片、洋芋片、蝦餅、薄脆餅、膨化米粒、豆類、莓果、馬鈴薯沙拉等。該測試組的優勢在於不需要對每個顆粒單獨定位，一次壓縮即可獲得整批食品的代表性質地數據，特別適合品管快篩與保存期限研究。
擠壓測試曲線出現力量波動正常嗎？
在正擠壓測試中，部分力量波動可能由填充時殘留的氣穴被釋放所導致；在批量壓縮測試中，力量的週期性震盪代表脆性顆粒在壓縮過程中依序破碎，是脆度分析的重要特徵訊號，並非異常。若波動過大且無規律，則建議重新確認樣品填充方式與溫度平衡狀態。
如何設定正確的觸發力（Trigger Force）？
觸發力設定需高於環境噪音與探頭自重等背景力值，但不應過高以免錯失初始接觸數據。一般軟性食品建議設定 5～20 gf，半硬質食品可設定 50 gf 左右。建議先進行空載測試確認背景力值後再行設定，確保每次測試的啟動點一致，以提升擠壓測試結果的重現性。
不同脂肪含量的乳製品能用反擠壓法比較嗎？
可以，且反擠壓測試是比較全脂、半脂、低脂乳製品稠度差異的標準方法之一。關鍵在於確保所有樣品在相同溫度下測試、容器填充高度一致、探頭浸入深度相同。鮮奶油、優格與美乃滋等產品均已有成熟的反擠壓測試應用方案可供參考。
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