多样的测量模式如何具体影响 RHEOTECH 质构仪 3002D 在不同领域的应用效果

食品领域

• 穿透模式：在食品嫩度测量方面，如在肉制品研究中，模拟口腔咀嚼肌肉的穿透方法，测定不同肌肉的穿透曲线。通过分析穿透参数，包括极值点和曲线包围面积等，能与感官品评嫩度值建立相关性。像对猪和牛不同部位肌肉的研究表明，质构仪穿透法测得的第一个极值点与感官品评嫩度值呈极显著正相关关系，可作为嫩度测定量化参数1。这使得在肉制品生产中，能精准控制产品嫩度，保证产品质量一致性。对于水果，如苹果，传统的 Magness - Taylor 探头穿透测量虽与脆度有一定相关性，但对多汁性和粉质性等口感属性相关性较低。而通过在质构仪上连接摩擦 rig 进行摩擦测量，与苹果脆度、多汁性和粉质性有中等至强的相关性，且在不同收获季节都能稳定呈现，可作为苹果筛选后期对质地进行更全面评估的补充工具。

• 压缩模式：常用于面团、奶酪等食品的质地分析。例如对不同的面团进行单轴压缩试验，计算应力松弛百分比（% SR）、初始松弛速率（k1）、松弛程度（k2）和松弛时间（RT）等参数。不同食品的这些参数表现不同，如 jello 的 % SR 和 k2 值较高，表明其弹性较高；而小麦粉面团的这些值较低。通过这些参数可深入了解食品的粘弹性，为食品配方优化和工艺改进提供依据。在火腿肠等加工肉制品中，使用质构仪压缩模式测定其硬度、咀嚼性等质构特性，能分析不同成分添加量对产品质地的影响。如燕麦复合火腿肠的研究中，发现燕麦粉添加量不同，其硬度和咀嚼性会发生变化，从而指导生产出质地适宜的产品。

• 剪切模式：在面条硬度测试中，通过比较切割和压缩两种模式，发现切割模式更适合测定熟面条的硬度。从剪切曲线中提取初始硬度（F1）、材料硬度（K）和最终硬度（F2）等参数，可表征熟面条的硬度特性，且这些参数与感官评价匹配良好，能有效评估不同品牌或工艺制作的熟面条质地差异，助力面条生产企业提升产品品质。

生物医学领域

• 穿透模式：可用于模拟生物组织的受力情况，如在研究肠道相关问题时，通过质构仪的穿透测量来评估粪便的质地。开发的一种使用 TA.XTExpress 质构仪的方法，能通过圆柱形探头以特定速度和深度插入粪便表面，测量其受力，实现对粪便质地的机械量化。这种方法与传统的通过含水量或布里斯托大便形态量表（BSFS）等间接指标评估粪便一致性相比，具有更高的准确性，能更准确地反映肠道环境和功能，帮助医生更好地了解患者肠道健康状况。

• 拉伸模式：对于生物材料如人工血管、组织工程支架等的力学性能研究具有重要意义。通过拉伸模式测量这些材料的拉伸强度、弹性模量等参数，评估其在生理环境下承受应力的能力，为生物材料的设计和优化提供关键数据，确保其在实际应用中的安全性和有效性。

• 压缩模式：用于研究细胞、组织的力学响应。例如在研究肿瘤组织与正常组织的力学差异时，通过对样本进行压缩测量，分析其弹性、硬度等参数，有助于肿瘤的早期诊断和治疗监测。肿瘤组织通常比正常组织更硬，通过质构仪精确测量这种硬度差异，为医学诊断提供新的辅助手段。

化妆品领域

• 压缩模式：在化妆品乳液的研究中，使用质构仪压缩模式测量乳液的硬度、延展性等参数，能预测乳液的感官属性。通过对实验室制备的乳液和商业产品进行测试，并结合感官评价小组的评估，建立了一系列预测方程。例如，通过单一对应参数可预测乳液的涂抹性、硬度、取用难易程度、取用后的峰值和粘性等感官属性，除涂抹性的 R² 为 0.71 外，其他预测模型的 R² 均在 0.80 以上。这为化妆品研发提供了快速、有效的评估方法，减少了对大量感官评价的依赖，提高研发效率。

• 摩擦模式：模拟化妆品在皮肤上的摩擦过程，测量其摩擦系数等参数，评估化妆品的润滑性和肤感。良好的润滑性不仅能提升消费者使用化妆品时的舒适感，还能减少对皮肤的摩擦损伤。通过质构仪的摩擦模式测量，可优化化妆品配方，使其在皮肤上具有更理想的肤感和性能。

其他领域

• 材料科学领域：在研究新型高分子材料、复合材料等的力学性能时，质构仪的多种测量模式可发挥重要作用。如拉伸模式可测量材料的拉伸强度、断裂伸长率等，压缩模式可研究材料的抗压强度、弹性回复等，弯曲模式可评估材料的柔韧性和抗弯强度。通过这些测量，深入了解材料的力学性能，为材料的设计、选材和应用提供依据。例如在航空航天领域，对于用于制造飞机零部件的复合材料，通过质构仪精确测量其各项力学参数，确保材料在复杂的飞行环境下能可靠工作。

• 农业领域：除了水果质地分析，在农产品加工过程中，如谷物加工、蔬菜保鲜等方面，质构仪的不同测量模式也有应用。例如在谷物加工中，通过压缩模式测量谷物颗粒的硬度、弹性等，优化加工工艺，提高产品质量。在蔬菜保鲜研究中，使用穿透模式测量蔬菜组织的硬度变化，评估保鲜效果，为延长蔬菜货架期提供技术支持。