超声波不接触就能“读懂”一片奶酪

质地决定了一块奶酪的特性：它的硬度、弹性、融化的方式。在乳制奶酪中，质地来自复杂的内部结构——一个经过熟化的乳蛋白网络，里面充满了脂肪滴和水。大多数植物基奶酪的构造则不同，由淀粉、椰子油和增稠剂凝结成凝胶，通常含有很少甚至不含蛋白质。消费者一再把质地列为他们不愿改吃植物基奶酪的主要原因。

作者给出了其中的利害：乳制奶酪每千克约排放24千克二氧化碳当量，而典型植物基替代品的原料还不到2.5千克；2018年至2020年间，美国植物基奶酪的零售额增长了70%以上。然而，改善它们的质地进展缓慢。标准测试——质构剖面分析——像咬两口那样把样品挤压两次，并会毁掉样品。用这种方法测试几十种配方，既费时又费钱。

穿透一片奶酪去“聆听”

利兹大学和英国国家替代蛋白创新中心的Wenjing Feng、Thomas Hazlehurst和Nik Watson使用了空气耦合超声：两个相距125毫米、彼此相对的换能器，发出100千赫的声波，穿过空气和切片，无需耦合凝胶也无需接触。让它们扫过20 × 20毫米的区域大约需要一分钟，并生成两幅图像：有多少声音透过，以及透过需要多长时间。

他们在利兹的超市买了13种切片奶酪——九种乳制奶酪，从成熟切达到马苏里拉、埃门塔尔和红莱斯特，以及四种植物基奶酪——对119片切片各扫描三次，然后在质构分析仪中压碎取自相同位置的样品。

成熟切达（上）显示出几毫米宽的声学畴；植物基切片（中）是均匀的斑点。下：切达屈服后保持一个平台，植物基切片先达到峰值然后变软。——图3，Feng、Hazlehurst & Watson（2026），arXiv:2610.19924。

凝乳的斑块，均匀的凝胶

差别一目了然。在成熟切达中，透射声音在一次扫描内变化约10分贝，组织成几毫米宽的斑块。作者将其与切达的结构联系起来：融合在一起的凝乳颗粒，其交界处蛋白质较多、脂肪较少。植物基切片则完全没有这种特征——只有细密、无结构的斑点——而且它们多吸收15到20分贝的声音。

挤压测试揭示了第二个差别。成熟切达的应力上升到约3.7兆帕的平台，像软塑料一样变形。Cathedral City植物基切片的应力爬得更高，达到约5.3 MPa，然后软化了三分之一：这是一种坚硬而易碎的凝胶，内部会开裂。它实际上比切达更硬。

不是更软，而是更窄

纵观所有产品，乳制奶酪和植物基奶酪的平均硬度大致相同。不同的是范围。乳制奶酪的硬度跨越7.5倍的范围，从烟熏切达切片到埃门塔尔；四种植物基产品则集中在中间一个狭窄的区间，只有1.9倍的范围。没有一种达到柔软一端（马苏里拉、烟熏切达、硬质高达）或坚硬一端（埃门塔尔）。作者总结说，差距在于范围和奶酪破坏的方式，而不在于平均硬度——这比“植物基奶酪更软”的说法更精确。

没有哪一个单独的超声数值能够在如此不同的产品之间追踪质地。因此，团队训练了一个紧凑的卷积神经网络，把两幅图像直接转换成完整的挤压曲线，包括加载和卸载。

一张有空白角落的质地地图

在它从未见过的切片上，该网络无需针对每种产品单独校准，就重现了全部十三种产品的曲线。马苏里拉是它明显的失败案例：它预测出一条类似切达的曲线，把应力高估了约65%，因为马苏里拉的声学特征看起来和大多数奶酪差不多。

由实测曲线（左）、原始超声图像（中）和由图像预测的曲线（右）构建的质地地图。植物基切片（绿色）形成一个类似切达的群组，以及一个单独的类似埃门塔尔的群组（Violife）。——图6，Feng、Hazlehurst & Watson（2026），arXiv:2610.19924。

把预测结果放到地图上，就能还原出主要图景。三种植物基切片与切达们聚在一起；Violife与埃门塔尔为伍，两者的曲线形状相同；而柔软的、类似马苏里拉的角落依然空着。局限也很明确：每种产品只在商店买了一次，只测试了网络已经见过的产品的切片，也没有做融化或拉伸测试——而植物基奶酪恰恰在这些方面差别最大。但作者认为，这是一种一分钟、无接触的测试，适合在生产线上做质量控制，也适合筛选新配方，为研发人员指明那些还没有人做出来的质地。