植物基与动物熟食肉的双轴力学测试与感官质地评价：揭示质构差异与模型优化

　　为解决植物基熟食肉在质构特性上难以匹配动物产品的难题，斯坦福大学团队通过双轴拉伸测试结合Mooney-Rivlin模型和本构神经网络，系统比较了4种植物基和4种动物熟食肉的力学性能（E=378-49 kPa），并开展n=18人参与的感官评价。研究发现植物基产品硬度是动物产品的2倍以上（p=0.011），且感官评分显著更低，为开发更逼真的植物肉提供了力学-感官协同优化策略。

　　

在全球减碳背景下，植物基肉类作为动物产品的可持续替代品备受关注，但消费者接受度始终受限于其与真实肉类的口感差异。特别是熟食肉这类薄片状产品，其独特的质地特性尚未被系统研究。传统质地分析方法如TPA（Texture Profile Analysis）和Warner-Bratzler剪切测试难以适用于毫米级厚度的熟食切片，而单轴拉伸又无法全面反映其多向力学行为。更关键的是，机械性能与感官体验的定量关联始终是食品科学领域的难点。

斯坦福大学研究人员创新性地采用双轴拉伸测试技术，对Tofurky等品牌的4种植物基熟食肉（火鸡、火腿、熟食、意大利火腿）和Hillshire Farm等品牌的4种动物熟食肉进行系统比较。通过CellScale BioTester 5000仪器进行五种加载模式测试（strip-x/y、off-x/y、equibiaxial），结合neo Hooke模型、Mooney-Rivlin模型和16参数本构神经网络分析，首次建立了熟食肉的完整力学表征体系。同时开展n=18人参与的感官质地评价，使用5级Likert量表评估12项质地特征。

关键技术包括：（1）双轴拉伸测试系统（12×12 mm²
样品，λ_max
=1.1-1.25）；（2）本构神经网络模型（8项应变能函数）；（3）Spearman相关性分析（ρ=0.857）；（4）感官评价小组（12项质地指标）。

2.1 力学性能差异
通过平均8个样本的加载-卸载曲线发现，植物基产品刚度显著更高：植物火鸡（378±15 kPa）、植物火腿（343±62 kPa）的弹性模量E是动物火鸡（134±46 kPa）、动物火腿（117±21 kPa）的2-3倍。本构神经网络自动发现最优模型显示，6/8产品适合采用I₁
相关项描述，其中植物火鸡/动物火鸡等4种产品同时需要exp(I₁
-3)项（R²
=0.81-