在食品添加劑、醫(yī)藥輔料、化妝品及凝膠類食品的質(zhì)量控制體系中，凝凍強(qiáng)度（亦稱凝膠強(qiáng)度）是評價(jià)凝膠類材料力學(xué)性能的核心指標(biāo)。凝凍強(qiáng)度是指在特定的測定溫度下，將特定面積的探頭以一定速率下降至供試品表面下某一固定距離時(shí)所需的力。這一指標(biāo)直接影響明膠、果凍、卡拉膠、瓊脂、可得然膠等產(chǎn)品的口感、成型性、穩(wěn)定性和加工性能。GB 6783-2013《食品添加劑 明膠》 將凝凍強(qiáng)度列為明膠品質(zhì)等級劃分的決定性參數(shù)；2025年版《中國藥典》通則0634《凝膠強(qiáng)度測定法》 也對凝膠強(qiáng)度的測定方法作出了系統(tǒng)規(guī)定。質(zhì)構(gòu)分析儀（亦稱凍力儀、凝膠強(qiáng)度測定儀）正是執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)化檢測的核心設(shè)備，通過模擬標(biāo)準(zhǔn)化的人為力學(xué)作用，對凝膠樣品施加可控的力或形變，精確記錄力-時(shí)間-形變量曲線，將凝膠的“彈性"、“硬度"等主觀感受轉(zhuǎn)化為可量化、可追溯的力學(xué)數(shù)據(jù)。

一、凝凍強(qiáng)度的定義與標(biāo)準(zhǔn)體系

凝凍強(qiáng)度是指在規(guī)定的條件下，將特定面積的探頭以一定速率壓入凝膠表面下某一固定距離時(shí)所需的力。在明膠行業(yè)，這一指標(biāo)通常以Bloom g（勃魯姆克） 為單位表示。凝凍強(qiáng)度越高，凝膠越堅(jiān)固、彈性越好；凝凍強(qiáng)度不足則導(dǎo)致產(chǎn)品成型性差、口感偏軟。

凝凍強(qiáng)度的檢測依據(jù)一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系，其中GB 6783-2013《食品添加劑 明膠》 是食品添加劑明膠的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將明膠按照凝凍強(qiáng)度劃分為多個等級，從≥50 Bloom g到最高≥250 Bloom g。該標(biāo)準(zhǔn)適用于以動物的骨、皮、筋、腱和鱗等為原料經(jīng)適度水解所制得的食品添加劑明膠。該標(biāo)準(zhǔn)修改采用國際食品法典委員會CAC標(biāo)準(zhǔn)，并等效采用美國明膠制造廠商協(xié)會（GMIA）與歐洲明膠制造廠商（GME）共同認(rèn)可的AOAC標(biāo)準(zhǔn)方法。

2025年版《中國藥典》通則0634《凝膠強(qiáng)度測定法》 進(jìn)一步將凝凍強(qiáng)度的測定方法系統(tǒng)化，規(guī)定凝膠強(qiáng)度系用探頭垂直作用于供試品的力表示，單位為g（明膠行業(yè)常用Bloom g）或g/cm2。

此外，GB 1975-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 瓊脂(瓊膠)》 也規(guī)定了瓊脂凝膠強(qiáng)度的測定方法（1.5%溶液，20℃），將瓊脂凝膠強(qiáng)度分為低強(qiáng)度150-400g/cm2、中強(qiáng)度401-800g/cm2、高強(qiáng)度801-1200g/cm2和超高強(qiáng)度>1200g/cm2。GB 28304-2012《可得然膠》 同樣規(guī)定了凝膠強(qiáng)度的測定方法，計(jì)算公式為力/探頭面積。

二、凝凍強(qiáng)度的測試原理

凝凍強(qiáng)度測試的核心原理是探頭壓縮法。根據(jù)GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)附錄A的規(guī)定，向直徑為12.7mm的圓柱形探頭壓入含6.67% 明膠溶液的膠凍表面以下4mm時(shí)，所施加的力代表凝凍強(qiáng)度，以Bloom g為單位。

原理的核心在于模擬凝膠在實(shí)際使用中抵抗外力破壞的能力。測試時(shí)，將制備好的凝膠樣品置于測試平臺上，探頭以恒定的速度（0.5mm/s或1mm/s）垂直下行，壓入凝膠表面以下4mm，儀器記錄這一過程中所施加的最大力值。

2025年版《中國藥典》0634通則進(jìn)一步明確了這一原理：凝膠強(qiáng)度系用探頭垂直作用于供試品的力表示，即在特定的測定溫度下，將特定面積的探頭以一定速率下降至供試品表面下某一固定距離時(shí)所需的力。

三、樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化流程

凝凍強(qiáng)度測試的準(zhǔn)確性高度依賴于樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)，樣品制備流程如下：

1. 溶液配制
在凍力瓶（容量150mL，內(nèi)徑59mm，高度85mm）中配制6.67% 的試樣溶液120mL。這一濃度是Bloom測試的標(biāo)準(zhǔn)濃度，適用于大多數(shù)明膠樣品的凝凍強(qiáng)度測定。

2. 凝膠成熟
將配制好的溶液加蓋，置于10℃±0.1℃的恒溫水浴槽中冷卻16-18小時(shí)，使明膠溶液充分形成穩(wěn)定的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)。溫度控制的精確性至關(guān)重要——凝膠強(qiáng)度對溫度極為敏感，±0.5℃的溫度波動就可能導(dǎo)致結(jié)果偏差超過5%。

3. 樣品取出與測試
將凍力瓶從恒溫水槽中取出，迅速放在質(zhì)構(gòu)儀的測試平臺上。樣品測試需在2分鐘內(nèi)完成，以防止凝膠溫度回升影響測試結(jié)果。

2025年版中國藥典0634通則進(jìn)一步細(xì)化了樣品瓶的分類和凝膠制備方法，將樣品瓶分為A類（適用于不易產(chǎn)生氣泡、凝膠表面平整的樣品）和B類（適用于容易產(chǎn)生氣泡或凝膠表面不平整的樣品），并強(qiáng)調(diào)制備過程中應(yīng)避免膠液焦化或溶解不全，必要時(shí)可用抽真空脫氣或超聲脫氣消除氣泡。

四、凝凍強(qiáng)度測試的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程

1. 儀器準(zhǔn)備
選用一臺符合標(biāo)準(zhǔn)要求的質(zhì)構(gòu)分析儀，配置直徑為12.700mm±0.013mm的圓柱形探頭（P/0.5探頭）。儀器應(yīng)定期用校準(zhǔn)用砝碼對各量程進(jìn)行校準(zhǔn)，每次測定前確認(rèn)測試臺與恒溫水浴箱保持水平。

2. 參數(shù)設(shè)置
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置測試參數(shù)：

• 測試模式：壓縮測試（單次壓縮）

• 目標(biāo)模式：距離（4mm）

• 測試速度：0.5mm/s或1mm/s

• 觸發(fā)力：通常設(shè)置為4.5g（不同設(shè)備可能有差異）

• 探頭規(guī)格：12.7mm圓柱形探頭

3. 執(zhí)行測試
將制備好的凝膠樣品置于測試平臺上，使凍力瓶中心對準(zhǔn)探頭。啟動測試程序，探頭以設(shè)定的速度垂直下行，壓入凝膠表面以下4mm，儀器實(shí)時(shí)記錄力-位移曲線。

4. 數(shù)據(jù)采集
儀器自動記錄壓入4mm深度時(shí)的最大力值，即為凝凍強(qiáng)度值，單位以Bloom g表示。現(xiàn)代質(zhì)構(gòu)分析儀可在測試過程中實(shí)時(shí)同步收集數(shù)據(jù)和匯出曲線，用戶可直接觀察檢測圖譜變化。

5. 結(jié)果計(jì)算
直接從質(zhì)構(gòu)儀中讀出測定的凝凍強(qiáng)度數(shù)值，結(jié)果取整數(shù)。取平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值為測定結(jié)果，重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立結(jié)果的絕對差值不得超過10 Bloom g。

2025年版中國藥典0634通則規(guī)定，取供試品重復(fù)制備3-5份凝膠進(jìn)行測定，結(jié)果以平均值表示，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于10%。

五、凝凍強(qiáng)度測試在凝膠類食品品質(zhì)控制中的應(yīng)用

質(zhì)構(gòu)分析儀在凝凍強(qiáng)度測試中的應(yīng)用涵蓋多個領(lǐng)域，貫穿從原料檢驗(yàn)到成品品質(zhì)控制的全流程：

1. 明膠原料的品質(zhì)分級
凝凍強(qiáng)度是GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)中明膠品質(zhì)等級劃分的決定性參數(shù)。通過對每批次明膠原料進(jìn)行凝凍強(qiáng)度檢測，可準(zhǔn)確判定其品質(zhì)等級，為采購決策和配方設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

2. 果凍、布丁等凝膠食品的質(zhì)控
在果凍、布丁、酸奶等凝膠類食品的生產(chǎn)中，凝凍強(qiáng)度直接影響產(chǎn)品的口感、質(zhì)地和穩(wěn)定性。通過凝凍強(qiáng)度測試，可確保產(chǎn)品在具有理想口感的同時(shí)保持穩(wěn)定的成型性。

3. 卡拉膠、瓊脂、可得然膠等食品添加劑的品質(zhì)評價(jià)
卡拉膠、瓊脂、可得然膠等親水膠體的凝膠強(qiáng)度同樣是其品質(zhì)評價(jià)的核心指標(biāo)。GB 1975-2010規(guī)定了瓊脂凝膠強(qiáng)度的測定方法；GB 28304-2012規(guī)定了可得然膠凝膠強(qiáng)度的測定方法。

4. 藥用輔料與化妝品的質(zhì)量控制
明膠是硬膠囊、軟膠囊等藥用輔料的重要原料，其凝凍強(qiáng)度直接影響膠囊的成型性和穩(wěn)定性。在化妝品行業(yè)，凝凍強(qiáng)度也影響著面霜、凝膠類護(hù)膚品的質(zhì)地和涂抹感受。

5. 配方研究與工藝優(yōu)化
通過凝凍強(qiáng)度測試，可研究不同配方、不同工藝條件下凝膠強(qiáng)度的變化規(guī)律，為配方優(yōu)化和工藝改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

六、質(zhì)構(gòu)分析儀的關(guān)鍵選型參數(shù)

對于政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)、第三方檢測公司及食品生產(chǎn)企業(yè)而言，選擇一臺符合GB 6783-2013及2025年版中國藥典0634標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)構(gòu)分析儀，需重點(diǎn)關(guān)注以下核心參數(shù)：

值得注意的是，凝凍強(qiáng)度測試對溫度極為敏感，溫度每升高1℃，凝凍強(qiáng)度可能下降8-10%。因此，具備精確溫控系統(tǒng)的質(zhì)構(gòu)分析儀對確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

七、結(jié)語

凝凍強(qiáng)度是衡量明膠、果凍、卡拉膠、瓊脂、可得然膠等凝膠類材料品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和消費(fèi)者體驗(yàn)。GB 6783-2013、2025年版中國藥典0634等標(biāo)準(zhǔn)為凝凍強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化檢測提供了科學(xué)、規(guī)范的技術(shù)依據(jù)。選擇一臺符合標(biāo)準(zhǔn)要求的質(zhì)構(gòu)分析儀，建立從樣品制備、參數(shù)設(shè)置到數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)化測試流程，是凝膠類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、提升市場競爭力的技術(shù)基礎(chǔ)。

如果您正在尋找可滿足您各種需求的最佳解決方案，歡迎聯(lián)絡(luò)我們，我們非常樂意和您一起討論您的需求。本文內(nèi)容僅供參考討論，基于有限的研究資料整理而成，如有疑問或發(fā)現(xiàn)錯誤，歡迎與我們溝通指正。

常見問題解答（FAQ）

問：凝凍強(qiáng)度與凝膠強(qiáng)度是同一個概念嗎？

答：是同一個概念。凝凍強(qiáng)度亦稱凝膠強(qiáng)度，兩者在食品和醫(yī)藥行業(yè)中常互換使用。2025年版《中國藥典》通則0634明確指出“本法用于測定供試品的凝膠強(qiáng)度（亦稱凝凍強(qiáng)度）"。在明膠行業(yè)，凝凍強(qiáng)度通常以Bloom g（勃魯姆克） 為單位表示。

問：凝凍強(qiáng)度測試中，探頭規(guī)格和測試速度有什么要求？

答：根據(jù)GB 6783-2013及2025年版中國藥典0634標(biāo)準(zhǔn)，必須使用直徑為12.700mm±0.013mm的圓柱形探頭（P/0.5），測試速度可選擇0.5mm/s或1mm/s，探頭壓入深度為4mm。部分測試方法中探頭帶銳邊（TA10），另一些則使用不帶銳邊的同直徑探頭（TA5）。

問：為什么凝凍強(qiáng)度測試對溫度控制要求如此嚴(yán)格？

答：凝膠強(qiáng)度對溫度高度敏感，溫度每升高1℃，凝凍強(qiáng)度可能下降8-10%。GB 6783-2013標(biāo)準(zhǔn)要求樣品在10℃±0.1℃條件下成熟16-18小時(shí)。±0.5℃的溫度波動就可能導(dǎo)致結(jié)果偏差超過5%。因此，配備精確溫控系統(tǒng)（控溫精度±0.1℃）的質(zhì)構(gòu)分析儀對確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。

問：凝凍強(qiáng)度測試中，樣品制備有哪些關(guān)鍵控制點(diǎn)？

答：關(guān)鍵控制點(diǎn)包括：①濃度控制：精確配制6.67%的明膠溶液；②溫度控制：在10℃±0.1℃條件下成熟16-18小時(shí)；③氣泡消除：制備過程中避免產(chǎn)生氣泡，必要時(shí)可用抽真空或超聲脫氣；④測試時(shí)限：樣品從恒溫環(huán)境中取出后需在2分鐘內(nèi)完成測試，防止溫度回升影響結(jié)果。