什麼是剪切測試？
剪切測試是食品物性測定儀最廣泛應用的測試方法之一，透過專用剪切探頭對食品樣品施加切割力，精確測量樣品的剪切力、硬度與韌性。與壓縮測試不同，剪切測試能更直接模擬人類牙齒切咬食物的動作，獲得更符合實際口感的質地數據。
透過選擇適合的剪切探頭——包含華納-布拉茨勒切刀、克萊默批量剪切測試組、鋒利切刀、鋼線奶油切刀等——能對各類食品進行精確、可重現的剪切力分析，廣泛應用於食品研發、品質管理與原料驗收。
剪切測試 主要應用食品類別：
烘培製品與餅乾
肉類加工品
蔬果與農產品
乳製品與起司
水產品與魚糜
穀物與零食
糖果與口香糖
義大利麵與麵食
剪切測試原理與測試流程
剪切測試原理基於精密的線性驅動系統，物性測定儀驅動剪切探頭以固定速度向下移動，切割固定於測試台上的樣品，並由高靈敏度力量感測器連續記錄整個切割過程中的力量變化。所測得的最大剪切力即代表樣品的硬度或韌性指標。
樣品定位
將食品樣品放置於測試台（開槽刀片或剪切槽）的正確位置，確保樣品中心對齊剪切刀刃，並記錄樣品尺寸以利比較。
觸發與起始
探頭向下移動，當力量達到設定的觸發力（Trigger Force，例如 25 gf）時，系統開始正式記錄數據，排除空行程的干擾。
剪切過程
剪切探頭以固定速度（例如 2 mm/s）繼續向下切割樣品，力量感測器即時記錄剪切阻力曲線。力量達到峰值後，樣品發生斷裂，力量隨之下降。
達到目標深度
探頭繼續移動至預設目標距離（例如 5 mm）或穿透樣品，確保完整記錄切割過程中的力量變化。
返回起點與數據計算
探頭返回原始起點，測試軟體自動計算最大正力（硬度）、剪切功（曲線下面積）等關鍵參數，完成單次剪切測試。
標準測試參數設置（以餅乾為例）：
| 速度 |
測試模式 |
啟點（觸發力） |
目標 |
延遲 |
| 2 mm/s |
距離（壓） |
25 gf |
5 mm |
0 sec |
剪切測試探頭類型與選擇指南
選擇正確的剪切探頭對於獲得準確、可重現的測試結果至關重要。不同剪切刀具設計針對不同食品特性，以下為主要探頭類型及其適用範圍。
🔪 華納-布拉茨勒切刀
英文名稱：Warner-Bratzler Blade
適用食品：餅乾、可頌麵包、冰淇淋、熱狗、香腸、馬鈴薯、桃子、魚糜等
特點：V形刀口設計，標準化程度高，廣泛應用於肉類及烘培製品的剪切硬度評估。國際通用標準探頭，結果重現性極佳。
⚙️ 五刃克萊默批量剪切測試組
英文名稱：5-Blade Kramer Shear Cell
適用食品：穀物棒、煮熟雞胸肉、雞塊、火腿、蝦、去核橄欖、番茄丁、擠出澎發零食等
特點：五刃設計可同時剪切大量樣品，適合批量測試及顆粒狀、塊狀食品的硬度評估，可降低個體差異。
⚙️ 十刃克萊默批量剪切測試組
英文名稱：10-Blade Kramer Shear Cell
適用食品：脫水玉米粒、豌豆、泡菜等蔬果及醃漬品
特點：十刃設計進一步提升批量剪切精度，適合細小顆粒或高水分蔬果樣品，可有效降低取樣誤差。
🔪 鋒利切刀（加長型）
英文名稱：Sharp Blade / Extended Sharp Blade
適用食品：錠狀口香糖（外部與內部硬度）、去核乾棗、豆腐等
特點：刃緣鋒利，穿刺阻力小，適合評估食品外殼與內部質地差異，或切割韌性較高的乾燥製品。
🧀 鋼線奶油切刀
英文名稱：Wire Cutting Blade
適用食品：奶油、人造奶油、加工切達乾酪等軟質固體
特點：細鋼線切割，施加力量均勻且阻力低，特別適合評估軟質乳製品的切割阻力，減少探頭接觸面積影響。
🧄 雙楔型測試組
英文名稱：Double Wedge Test Rig
適用食品：硬質起司（切達、帕馬森、高達等）
特點：雙楔形設計同時提供切割與楔入力，可同時評估起司的硬度與脆度，適合多種硬質乾酪的比較分析。
🍝 壓克力切刀組
英文名稱：Acrylic Knife Set
適用食品：煮熟義大利麵（AACC 16-50標準方法）
特點：符合AACC國際穀物科學協會標準，專為義大利麵硬度測定設計，確保測試符合國際規範。
🦷 模擬門齒測試組
英文名稱：Incisor Probe
適用食品：水合甜玉米等單顆粒食品
特點：模擬人類門齒形狀，以形變百分比（%形變）為測試目標，直接反映咬合時的感受，適合單顆粒食品硬度分析。
剪切測試應用案例完整列表
以下收錄35種食品的剪切力測試應用案例，涵蓋烘培製品、肉類、蔬果、乳製品、水產品等多個食品類別，並標示各應用所使用的剪切探頭類型。
| 食品樣品 |
剪切探頭 |
測試目標 |
| 餅乾 |
華納-布拉茨勒切刀 |
透過剪切測量餅乾的硬度 |
| 巧克力威化餅乾 |
華納-布拉茨勒切刀 |
使用切刀比較兩個不同批次的巧克力威化餅乾的剪切阻力 |
| 早餐帶餡餅乾 |
華納-布拉茨勒切刀 |
比較兩種早餐帶餡餅乾的切割阻力（巧克力和草莓糖霜） |
| 羊角麵包（可頌） |
華納-布拉茨勒切刀 |
透過剪切的方式測量羊角麵包（可頌）硬度 |
| 穀物棒（硬度比較） |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
透過剪切法比較穀物棒的硬度 |
| 穀物棒（脆／耐嚼） |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
透過剪切法比較「脆」和「耐嚼」穀物棒的硬度 |
| 擠出澎發零食 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
測量擠壓零食樣品的易碎性 |
| 錠狀口香糖 |
鋒利切刀 |
測量 3 種品牌口香糖錠的外部和內部硬度 |
| 杏仁 |
鋒利切刀測試組 |
測量杏仁的外部和內部硬度 |
| 奶油與人造奶油 |
鋼線奶油切刀 |
使用線切刀切割奶油與人造奶油比較其剪切力 |
| 起司 |
雙楔型測試組 |
使用楔形切刀比較四種硬質起司的硬度和脆度 |
| 加工切達乾酪 |
鋼線奶油切刀 |
使用線切刀測量加工切達乾酪的切割力 |
| 冰淇淋 |
華納-布拉茨勒切刀 |
使用切刀對兩種不同品牌冰淇淋的剪切力進行比較 |
| 脫水玉米粒（剪切） |
十刃克萊默批量剪切測試組 |
兩種罐頭甜玉米的剪切效果比較 |
| 脫水玉米粒（形變） |
模擬門齒測試組 |
水合甜玉米的硬度 |
| 去核乾棗 |
加長型鋒利切刀 |
去核乾棗和水果條的韌性和剪切功評估 |
| 去核橄欖 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
測量去核橄欖的硬度 |
| 桃子 |
華納-布拉茨勒切刀 |
透過剪切法測量桃子的硬度 |
| 豌豆 |
十刃克萊默批量剪切測試組 |
兩種罐頭豌豆的剪切比較 |
| 馬鈴薯 |
華納-布拉茨勒切刀 |
測量經過不同烹飪時間後馬鈴薯樣品的剪切力 |
| 豆腐 |
加長型鋒利切刀 |
對四種不同豆腐的剪切力進行比較 |
| 番茄丁 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
對5種罐裝番茄丁的硬度進行比較 |
| 泡菜 |
十刃克萊默批量剪切測試組 |
泡菜硬度的測量 |
| 煮熟的雞胸肉 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
雞胸肉丁和雞胸肉片進行剪切力比較 |
| 雞塊 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
雞塊硬度（韌性）的測量 |
| 火腿 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
罐裝成型火腿和再成型火腿的剪切力比較 |
| 蝦 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
測量蝦子的硬度 |
| 熱狗 |
華納-布拉茨勒切刀 |
使用華納-布拉茨勒切刀量測熱狗的剪切力 |
| 香腸 |
華納-布拉茨勒切刀 |
比較法蘭克福香腸和西班牙辣香腸的剪切力 |
| 魚糜 |
華納-布拉茨勒切刀 |
使用剪切法比較兩種不同魚糜的強度 |
| 造型義大利麵 |
五刃克萊默批量剪切測試組 |
四種義大利麵的硬度比較 |
| 煮熟的義大利麵 |
壓克力切刀組 |
使用 AACC（16-50）標準方法測定義大利麵硬度 |
剪切測試關鍵測量參數說明
剪切測試的結果分析著重於以下幾項核心數值，透過物性測定儀軟體自動計算，提供客觀量化的食品質地數據。
最大正力（硬度 / Hardness）
剪切過程中所記錄的最高力量峰值，以 kg（公斤力）或 N（牛頓）表示。代表樣品被切斷所需的最大阻力，直接對應食品的硬度或韌性感受。這是剪切測試最核心的計算項目，也是品管驗收最常用的指標。
剪切功（切割能量 / Shear Energy）
力量-位移曲線下的積分面積，代表完整切斷樣品所做的總功。對於韌性較高、無明顯力量峰值的樣品（如果乾、去核乾棗），剪切功比最大力更能反映整體口感特性。
峰值數與力量波動（Fracturability / 脆裂特性）
剪切曲線中出現的峰值數量及力量波動程度反映了樣品的脆性與結構不均勻性。餅乾等酥脆產品在切割時會出現多個尖銳峰值，代表夾雜物或結構的局部差異，可用於評估產品的酥脆一致性。
樣品間一致性（Standard Deviation / 標準差）
多次重複測試的標準差反映樣品質地的均一程度。批量剪切測試組（克萊默型）透過同時剪切多個樣品，可顯著降低個體差異的影響，提升數據代表性，適合品管中的批次驗收作業。
剪切測試實驗設置與注意事項
正確的實驗設置是確保剪切力數據準確、可重現的基礎。以下為各類食品剪切測試的關鍵設置要點。
📐 樣品準備
- 記錄並統一樣品尺寸
- 表面圖案朝向應一致
- 確認樣品放置於刀口正中央
- 依食品特性設定適當溫度（如冰淇淋需低溫）
⚙️ 設備設置
- 先進行「空白」測試確認刀刃與槽不接觸
- 首次測試使用最硬樣品預測力量範圍
- 根據含夾雜物食品適當提高觸發力
- 確認感測器量程足以承受最大剪切力
🌡️ 環境控制
- 統一樣品存放、包裝與處理條件
- 測試前讓樣品達到目標溫度平衡
- 記錄測試溫度與濕度作為參考條件
- 批次比較需在相同條件下進行
📊 數據品質
- 每個樣品建議重複測試 5-10 次
- 夾雜物食品結果差異大屬正常現象
- 批量剪切測試可有效降低個體變異
- 以平均值與標準差共同報告結果
剪切測試常見問題解答
如何選擇適合的剪切探頭？
探頭選擇主要依據樣品形狀與測試目的：單一樣品的硬度或韌性測試（如餅乾、肉類、水果）首選華納-布拉茨勒切刀；批量顆粒或塊狀樣品（如蔬菜罐頭、肉丁、穀物棒）選用克萊默批量剪切測試組；軟質乳製品選用鋼線奶油切刀；需測量外部與內部差異的食品（如口香糖、杏仁）選用鋒利切刀。我們的技術團隊可協助您根據實際樣品選擇最適合的探頭配置。
剪切測試與TPA壓縮測試有何不同？
剪切測試透過切割力模擬牙齒切咬動作，主要測量樣品的剪切阻力（硬度/韌性），通常只進行一次下壓，計算最大剪切力與剪切功。TPA壓縮測試則模擬完整咀嚼過程，進行雙重壓縮，可獲得8-9項質地參數（硬度、彈性、咀嚼性等）。選擇依測試目的而定：快速品管驗收多用剪切測試；深度質地剖析則用TPA。
為何含夾雜物的餅乾剪切結果差異較大？
含堅果、巧克力豆、果乾等夾雜物的餅乾，其表面硬度不均勻，若夾雜物位於刀片切割路線上，可能強化或弱化局部結構，導致力量讀數大幅波動。建議適當提高觸發力以避免過早觸發，並增加重複測試次數（至少 10 次），以統計方式評估整體硬度分布。
克萊默批量剪切測試有何優勢？
克萊默批量剪切測試組的最大優勢在於一次可同時剪切多個樣品（5刃或10刃），有效降低個體差異對數據的影響。特別適合顆粒形狀不規則的食品（如豌豆、玉米、蝦子），相較單一樣品剪切，批量測試的標準差更小，數據代表性更高，特別適合品管中的批次驗收與比較研究。
測試溫度對剪切結果有多大影響？
測試溫度對剪切力影響顯著，特別是含油脂的食品（奶油、起司、巧克力）與冷凍食品（冰淇淋）。溫度升高通常使脂肪軟化，剪切力下降；降溫則增加硬度。建議所有比較測試均在相同溫度下進行，並在報告中明確記錄測試溫度，以確保數據的可比性。
剪切測試如何應用於食品品管驗收？
在品管應用中，建議首先以標準樣品建立參考值（基準線）及可接受範圍（規格上下限）。每批次原料或成品抽樣進行剪切力測試，將結果與規格比對；超出範圍的批次需進行複驗或退貨。系統化的剪切力數據累積也有助於追蹤供應商品質趨勢，支持長期品質管理。
聯絡我們 - 剪切測試專業諮詢
我們是專業的食品物性測定儀供應商，提供完整的剪切測試解決方案。從探頭選型、實驗方法建立、安裝調試到技術培訓，專業團隊為您提供全方位服務。
我們的專業服務
設備諮詢
專業的剪切探頭與物性測定儀選型建議
方法建立
客製化剪切測試方法開發與驗證
探頭定制
特殊規格剪切探頭客製化設計
技術培訓
操作培訓與數據解讀技術支援
立即聯絡我們
📞 諮詢專線：(03)3819203
📧 電子信箱：info@rapidta.com.tw
🌐 官方網站：rapidta.com.tw
