日本太陽(yáng)科學(xué)質(zhì)構(gòu)儀 CR-100 探頭設(shè)計(jì)與測(cè)試模式在不同行業(yè)的優(yōu)化及評(píng)估

一、食品行業(yè)

（一）探頭設(shè)計(jì)優(yōu)化方向

1. 針對(duì)不同食品質(zhì)地：食品質(zhì)地多樣，如蛋糕的柔軟、冬棗的脆爽、肉類的堅(jiān)韌等。對(duì)于柔軟的食品，如香蕉蛋糕，可設(shè)計(jì)更柔軟、接觸面積較大的探頭，以均勻施加壓力，準(zhǔn)確測(cè)量其硬度、彈性等參數(shù)。像研究香蕉蛋糕質(zhì)構(gòu)時(shí)，合適的探頭能更精準(zhǔn)地反映蛋糕在不同配方及儲(chǔ)存條件下的質(zhì)地變化。對(duì)于脆性食品，如冬棗，探頭應(yīng)具備尖銳且堅(jiān)固的頂端，以便在穿刺時(shí)能準(zhǔn)確捕捉其脆斷瞬間的力值變化，優(yōu)化 TPA 測(cè)定冬棗質(zhì)構(gòu)特性時(shí)，合適的探頭配合適宜的形變量等條件，可使質(zhì)地評(píng)價(jià)結(jié)果更為客觀準(zhǔn)確。

2. 模擬口腔環(huán)境：考慮到食品最終是在口腔中被消費(fèi)，可設(shè)計(jì)模擬口腔咀嚼動(dòng)作的探頭，例如帶有一定弧度和紋理的探頭，更貼合口腔內(nèi)牙齒、舌頭等對(duì)食物的作用方式。如利用裝有多個(gè)擠壓細(xì)胞探針的質(zhì)地分析儀模擬口腔加工米飯，監(jiān)測(cè)力和功的變化來(lái)評(píng)估大米食用品質(zhì)，這種模擬口腔環(huán)境的探頭設(shè)計(jì)有助于深入了解食品在口腔中的加工過(guò)程。

（二）測(cè)試模式優(yōu)化方向

1. 多參數(shù)聯(lián)合測(cè)試：食品的質(zhì)構(gòu)往往由多個(gè)參數(shù)共同決定，如雞肉的嫩度不僅與硬度有關(guān)，還和咀嚼性、黏聚性、彈性等相關(guān)?？蓛?yōu)化測(cè)試模式，實(shí)現(xiàn)一次測(cè)試獲取多個(gè)參數(shù)，并分析參數(shù)間的相關(guān)性，如研究雞湯品質(zhì)時(shí)，通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀在 TPA 模式下對(duì)高壓處理雞肉測(cè)定多個(gè)參數(shù)，并分析其與感官評(píng)定值的相關(guān)性，得知雞肉嫩度可通過(guò)硬度和咀嚼性兩個(gè)參數(shù)反映。

2. 動(dòng)態(tài)測(cè)試模式：食品在儲(chǔ)存、加工過(guò)程中質(zhì)構(gòu)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)測(cè)試模式，定期或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)食品質(zhì)構(gòu)變化。例如監(jiān)測(cè)香蕉蛋糕在儲(chǔ)存過(guò)程中硬度、咀嚼總功的變化情況，通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)試可及時(shí)了解蛋糕品質(zhì)變化，為優(yōu)化儲(chǔ)存條件和保質(zhì)期預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

（三）效果評(píng)估

1. 感官相關(guān)性評(píng)估：將質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，計(jì)算兩者的相關(guān)性系數(shù)。若相關(guān)性系數(shù)高，說(shuō)明優(yōu)化后的探頭設(shè)計(jì)與測(cè)試模式能較好地反映食品真實(shí)口感，如質(zhì)構(gòu)儀穿透法測(cè)得的豬肉、牛肉的穿透參數(shù)與感官品評(píng)嫩度值相關(guān)性顯著，表明該方法可有效量化評(píng)定肉制品嫩度。

2. 預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性評(píng)估：通過(guò)長(zhǎng)期跟蹤食品在不同條件下的質(zhì)構(gòu)變化，并與優(yōu)化后的測(cè)試模式所預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)比。若預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際變化相符程度高，則說(shuō)明優(yōu)化效果良好，例如通過(guò)動(dòng)態(tài)測(cè)試模式對(duì)香蕉蛋糕保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)構(gòu)變化預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，可為企業(yè)生產(chǎn)和銷售提供科學(xué)指導(dǎo)。

二、化妝品行業(yè)

（一）探頭設(shè)計(jì)優(yōu)化方向

1. 模擬皮膚接觸：化妝品主要作用于皮膚，探頭應(yīng)模擬皮膚的柔軟度和彈性?？刹捎萌彳浨揖哂幸欢◤椥曰貜?fù)能力的材料制作探頭表面，使其在接觸化妝品時(shí)，能更真實(shí)地模擬化妝品在皮膚上的涂抹、附著情況。例如在研究化妝品乳液感官屬性時(shí)，優(yōu)化后的探頭能更好地貼合皮膚特性，準(zhǔn)確測(cè)量其與皮膚接觸相關(guān)的參數(shù)。

2. 適應(yīng)不同劑型：化妝品劑型多樣，如乳液、面霜、啫喱等。針對(duì)不同劑型，設(shè)計(jì)不同形狀和尺寸的探頭。對(duì)于乳液類產(chǎn)品，可設(shè)計(jì)扁平且光滑的探頭，利于均勻涂抹和測(cè)量其延展性；對(duì)于面霜類較濃稠產(chǎn)品，設(shè)計(jì)帶有一定凹陷或紋理的探頭，增強(qiáng)抓取能力，準(zhǔn)確測(cè)量其硬度、黏附性等參數(shù)。

（二）測(cè)試模式優(yōu)化方向

1. 特定感官屬性測(cè)試：化妝品的感官屬性如涂抹性、緊實(shí)感、易取用性等對(duì)消費(fèi)者選擇影響較大。優(yōu)化測(cè)試模式，針對(duì)這些特定感官屬性設(shè)計(jì)專門的測(cè)試流程。如設(shè)計(jì)新方法測(cè)量化妝品乳液的易取用性、取用后峰值和黏性等感官屬性，通過(guò)簡(jiǎn)單線性回歸建立預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)用質(zhì)構(gòu)儀預(yù)測(cè)化妝品感官屬性。

2. 環(huán)境模擬測(cè)試：考慮到化妝品使用環(huán)境的多樣性，如不同溫度、濕度條件。優(yōu)化測(cè)試模式，模擬不同環(huán)境條件下對(duì)化妝品進(jìn)行測(cè)試。例如在不同溫度下測(cè)試乳液的質(zhì)地變化，為產(chǎn)品穩(wěn)定性研究提供數(shù)據(jù)支持。

（三）效果評(píng)估

1. 感官預(yù)測(cè)評(píng)估：對(duì)比質(zhì)構(gòu)儀預(yù)測(cè)的化妝品感官屬性與實(shí)際消費(fèi)者感官評(píng)價(jià)結(jié)果，評(píng)估預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。若預(yù)測(cè)值與實(shí)際評(píng)價(jià)相符程度高，說(shuō)明優(yōu)化后的探頭設(shè)計(jì)和測(cè)試模式能有效預(yù)測(cè)化妝品感官特性，為產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量控制提供有力工具，如通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀建立的預(yù)測(cè)模型對(duì)化妝品乳液感官屬性預(yù)測(cè)的 R2 值大多在 0.80 以上，表明預(yù)測(cè)效果較好。

2. 產(chǎn)品穩(wěn)定性評(píng)估：通過(guò)環(huán)境模擬測(cè)試模式，觀察化妝品在不同條件下質(zhì)地變化情況。若能準(zhǔn)確反映產(chǎn)品在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性差異，說(shuō)明優(yōu)化后的測(cè)試模式有助于評(píng)估產(chǎn)品在實(shí)際使用中的穩(wěn)定性，為產(chǎn)品配方優(yōu)化和包裝設(shè)計(jì)提供參考。

三、制藥行業(yè)

（一）探頭設(shè)計(jì)優(yōu)化方向

1. 藥品劑型適配：藥品劑型有片劑、膠囊、軟膏等多種。對(duì)于片劑，設(shè)計(jì)具有一定平面度和硬度的探頭，用于測(cè)量片劑的硬度、脆碎度等參數(shù)，確保片劑在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中保持完整性。對(duì)于軟膏類藥品，設(shè)計(jì)類似涂抹棒的探頭，模擬藥物涂抹過(guò)程，測(cè)量其黏度、延展性等。

2. 無(wú)菌與耐腐蝕：制藥行業(yè)對(duì)衛(wèi)生要求高，探頭材料應(yīng)選擇易于消毒、無(wú)菌且耐腐蝕的材質(zhì)。例如采用特殊處理的不銹鋼或醫(yī)用級(jí)塑料，避免探頭在接觸藥品過(guò)程中對(duì)藥品造成污染，同時(shí)保證探頭在長(zhǎng)期使用和消毒過(guò)程中性能穩(wěn)定。

（二）測(cè)試模式優(yōu)化方向

1. 藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試：依據(jù)藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化測(cè)試模式以準(zhǔn)確測(cè)量相關(guān)參數(shù)。如在測(cè)量片劑硬度時(shí)，設(shè)定符合藥典規(guī)定的測(cè)試速度、壓力范圍等參數(shù)，確保測(cè)試結(jié)果能直接用于藥品質(zhì)量判定。

2. 穩(wěn)定性測(cè)試：藥品在儲(chǔ)存過(guò)程中需要保持穩(wěn)定的質(zhì)量。設(shè)計(jì)加速穩(wěn)定性測(cè)試模式，通過(guò)提高溫度、濕度等條件，在較短時(shí)間內(nèi)模擬藥品長(zhǎng)期儲(chǔ)存情況，快速評(píng)估藥品的穩(wěn)定性，為藥品有效期確定提供依據(jù)。

（三）效果評(píng)估

1. 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合性評(píng)估：將質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)果與藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估測(cè)試結(jié)果是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。若測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確且符合標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明優(yōu)化后的探頭設(shè)計(jì)和測(cè)試模式能有效用于藥品質(zhì)量控制，確保藥品質(zhì)量符合規(guī)定。

2. 穩(wěn)定性預(yù)測(cè)評(píng)估：通過(guò)加速穩(wěn)定性測(cè)試模式預(yù)測(cè)的藥品穩(wěn)定性結(jié)果與實(shí)際長(zhǎng)期儲(chǔ)存后的穩(wěn)定性情況對(duì)比。若預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況相符，說(shuō)明優(yōu)化后的測(cè)試模式可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)藥品穩(wěn)定性，為藥品研發(fā)和生產(chǎn)提供可靠的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)支持。