日本太陽科學(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
發(fā)布時(shí)間:2025-06-16 點(diǎn)擊量:24
質(zhì)構(gòu)儀在食品、化妝品、制藥等多個(gè)行業(yè)中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,其探頭設(shè)計(jì)與測(cè)試模式直接影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。日本太陽科學(xué)質(zhì)構(gòu)儀 CR - 100 在不同行業(yè)應(yīng)用時(shí),需要根據(jù)各行業(yè)特性對(duì)探頭設(shè)計(jì)與測(cè)試模式進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。
一、食品行業(yè)
(一)探頭設(shè)計(jì)優(yōu)化方向
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。
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程。
(二)測(cè)試模式優(yōu)化方向
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硬度和咀嚼性兩個(gè)參數(shù)反映。
動(dòng)態(tài)測(cè)試模式:食品在儲(chǔ)存、加工過程中質(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)存過程中硬度、咀嚼總功的變化情況,通過動(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
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。
預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性評(píng)估:通過長(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,則說明優(yōu)化效果良好,例如通過動(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
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)。
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
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。
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
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。
產(chǎn)品穩(wěn)定性評(píng)估:通過環(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
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,模擬藥物涂抹過程,測(cè)量其黏度、延展性等。
無菌與耐腐蝕: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)期使用和消毒過程中性能穩(wěn)定。
(二)測(cè)試模式優(yōu)化方向
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。
穩(wěn)定性測(cè)試:藥品在儲(chǔ)存過程中需要保持穩(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
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。
穩(wěn)定性預(yù)測(cè)評(píng)估:通過加速穩(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。