什麼是鬆弛測試？
鬆弛測試 （Stress Relaxation Test ，又稱應力鬆弛測試）是一種專業的物性測定儀 測試方法，用於評估食品在受力壓縮後的力量衰減特性與彈性恢復能力。這種測試方法在烘焙食品品質管制中扮演關鍵角色，能夠客觀量化蛋糕類產品的硬度 、彈性 及保存期限 評估。
與傳統TPA雙重壓縮測試不同，鬆弛測試 在探頭壓縮至設定深度後保持靜止一段時間（延遲階段），記錄力量隨時間衰減的曲線，藉此分析樣品的黏彈性（viscoelastic）特性，尤其適合烘焙製品的老化與保存期限研究。
鬆弛測試主要應用領域：
海綿蛋糕老化分析
杯子蛋糕保存期限
麵包硬化評估
凝膠黏彈性
烘焙品質控制
AIB標準方法
AACC 74-09方法
食品儲存研究
鬆弛測試原理與測試流程
鬆弛測試原理 基於材料的黏彈性力學特性。當質構分析儀探頭 對樣品施加固定形變後，彈性材料能迅速恢復應力，而黏性材料則隨時間緩慢釋放應力。透過分析力量衰減曲線，可量化樣品的彈性回復特性，是評估烘焙食品新鮮度與老化程度的理想方法。
探頭下壓至觸發點
壓縮至目標深度
延遲保持階段（鬆弛階段）
力量衰減記錄 物性測定儀 持續高頻率採樣，記錄完整的力量—時間鬆弛曲線，供後續計算硬度（Firmness）與彈性恢復率（% Springiness Recovery）使用。
探頭返回起始位置
烘焙食品鬆弛測試應用案例
以下兩個案例展示了鬆弛測試 在不同烘焙產品中的實際應用，分別針對海綿蛋糕老化研究與杯子蛋糕（馬芬）保存期限評估，採用不同的標準方法與探頭配置。
針對三種不同儲存時間 （第1天、第2天、第3天）的海綿蛋糕，量測硬度（Firmness） 和彈性恢復率（% Springiness） ，以追蹤蛋糕老化進程。
動作模式 鬆弛測試 測試模式 形變（壓） 探頭配件 直徑 36mm 柱形探頭、測試台 測試速度 1 mm/s 觸發力 5 gf 目標形變量 25%（樣品高度） 延遲時間 60 秒
Time (sec.)
Force (g)
0
20
40
60
80
0
1000
2000
3000
4000
Day 3
Day 2
Day 1
Firmness
Curve region used for
springiness determination
力—時間鬆弛曲線：儲存 1、2、3 天後的海綿蛋糕。儲存時間越長，硬度越高，彈性恢復率越低。
測試結果
樣品
平均硬度 (g) ±S.D.
彈性恢復率 (%) ±S.D.
第一天 1017.1 ± 37.8 51.3 ± 0.4 第二天 2709.1 ± 118.9 31.1 ± 1.4 第三天 3438.3 ± 136.6 30.3 ± 2.0
注意： 每次測試前須確保樣品高度相同，否則 25% 形變量對應的探頭位移會不同，影響比較準確性。
觀察： 儲存第 2、3 天的曲線出現尖峰，係因蛋糕變硬後，圓柱探頭邊緣對樣品產生「切割」效應。
建議： 優化測試設定時，首次測試選用最硬的樣品，以預估最大測試範圍，確保測試力量涵蓋所有後續樣品。
依據 AIB 烘焙標準方法 ，採用 Novo Nordisk（B974a-GB）改良版 AACC 方法 74-09 ，對杯子蛋糕（馬芬）進行保存期限（Shelf Life）評估，量測不同儲存天數的硬度變化。
動作模式 鬆弛測試 測試模式 距離（壓） 探頭配件 直徑 18mm 柱形探頭、測試台 參考標準 AIB烘焙標準方法 改良方法 AACC 74-09（Novo Nordisk B974a-GB） 測試目的 保存期限評估（Shelf Life）
Time (sec.)
Force (g)
0
20
40
60
80
0
500
1000
1500
2000
Day 7
Day 4
Day 1
Firmness
AACC 74-09
AIB Standard Method
杯子蛋糕（馬芬）鬆弛測試曲線：依 AIB 烘焙標準（AACC 74-09 改良版）測試不同儲存天數的硬度變化。
AIB / AACC 74-09 標準方法說明
本方法為 Novo Nordisk（B974a-GB）改良版 AACC 方法 74-09，由 AIB（American Institute of Baking）國際烘焙協會認可的標準烘焙品質檢測方法。使用較小直徑的 18mm 柱形探頭，精確量測馬芬蛋糕內部組織的硬化程度，適合保存期限（Shelf Life）研究與配方開發比較。
探頭選擇： 採用直徑 18mm 較小柱形探頭，穿入杯子蛋糕（馬芬）的鬆軟內部組織，取得代表性局部硬度數據。
保存期限應用： 透過比較不同天數的硬度值與彈性恢復率，建立產品老化曲線，科學評估保存期限。
鬆弛測試探頭選擇比較
柱形探頭 尺寸的選擇對鬆弛測試結果有直接影響。以上兩個烘焙案例採用不同直徑的柱形探頭，以下說明選擇原則。
海綿蛋糕 推薦
直徑 36mm 柱形探頭
適合整塊海綿蛋糕的全面壓縮測試。較大直徑提供均勻的受力面積，測試結果代表性佳，適合研究整體質地老化。樣品表面積須大於探頭直徑。
杯子蛋糕 推薦
直徑 18mm 柱形探頭
符合 AIB / AACC 74-09 標準的指定探頭規格。較小直徑專門測試杯子蛋糕（馬芬）鬆軟內部組織，避免受外皮影響，精準反映內部組織硬化程度。
符合 AIB/AACC 標準
測試內部組織精度高
適合小型烘焙製品
鬆弛測試關鍵參數解析
鬆弛測試計算項目
最大正力（硬度 Firmness） 探頭壓縮至目標深度時的峰值力量，單位為克（g）或牛頓（N），直接反映樣品的硬化程度。
維持時間後的力（F₆₀） 探頭保持固定位移後（例如60秒後）的殘餘力量值，用於計算彈性恢復率。力量衰減越多代表黏性越強。
彈性比率（% Springiness） F₆₀ ÷ Fmax × 100%，數值越高代表彈性越佳。新鮮烘焙品彈性高，老化後彈性顯著下降。
鬆弛曲線面積 力—時間曲線下方面積，反映樣品在延遲期間的能量釋放總量，可進一步分析黏彈性特性。
鬆弛測試常見問題解答
鬆弛測試與TPA雙重壓縮測試有何不同？
鬆弛測試 在壓縮至目標後「停留等待」，記錄力量隨時間衰減的過程，特別適合評估黏彈性與保存期限。TPA雙重壓縮則進行兩次連續壓縮，計算8項質地參數（硬度、彈性、粘聚性等）。鬆弛測試計算項目包括最大正力、維持後力值與彈性比率，適合烘焙食品老化研究。
AACC 74-09與AIB標準方法的差異？
AACC 74-09 是美國穀物化學家學會（AACC）制定的麵包質地標準測試方法，廣泛應用於烘焙品品質控制。AIB 烘焙標準方法 為美國烘焙協會認可之改良版，採用 Novo Nordisk（B974a-GB）修正參數，特別適用於杯子蛋糕（馬芬）等小型烘焙製品的保存期限評估，探頭規格採用直徑 18mm 柱形探頭。
如何設定最佳的延遲時間（Hold Time）？
延遲時間需根據樣品特性與研究目的設定。一般烘焙食品建議 60 秒 ，可完整記錄力量衰減趨勢。軟質凝膠類樣品可使用 30 秒；若需研究長時間蠕變行為，可延長至 120 秒以上。建議先進行預測試，觀察力量曲線趨於穩定所需時間，再設定最終延遲參數。
鬆弛測試對樣品高度的要求為何？
當使用形變（壓）模式 （百分比目標）時，樣品高度不一致將直接導致探頭位移不同，影響結果可比性。建議每次測試確保樣品高度相同（建議切割成標準厚度，如 25mm）。若使用距離（壓）模式 （固定位移），則需確保所有樣品高度均超過設定壓縮距離，避免探頭碰觸測試台。
如何解讀鬆弛曲線的尖峰現象？
在儲存較久（變硬）的蛋糕樣品鬆弛曲線上，有時會出現明顯尖峰，這是因為樣品硬化後，圓柱探頭邊緣對樣品產生「切割」效應而非純粹壓縮。當出現此現象時，建議記錄尖峰前的初始硬度值，同時考慮換用較大直徑探頭以分散壓力，或調整測試目標形變量，以取得更具代表性的數據。
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