質構儀在食品、化妝品、制藥等多個行業中都發揮著至關重要的作用，其探頭設計與測試模式直接影響到測試結果的準確性和可靠性。日本太陽科學質構儀 CR - 100 在不同行業應用時，需要根據各行業特性對探頭設計與測試模式進行優化，并對優化效果進行科學評估。
一、食品行業
（一）探頭設計優化方向
針對不同食品質地：食品質地多樣，如蛋糕的柔軟、冬棗的脆爽、肉類的堅韌等。對于柔軟的食品，如香蕉蛋糕，可設計更柔軟、接觸面積較大的探頭，以均勻施加壓力，準確測量其硬度、彈性等參數。像研究香蕉蛋糕質構時，合適的探頭能更精準地反映蛋糕在不同配方及儲存條件下的質地變化。對于脆性食品，如冬棗，探頭應具備尖銳且堅固的頂端，以便在穿刺時能準確捕捉其脆斷瞬間的力值變化，優化 TPA 測定冬棗質構特性時，合適的探頭配合適宜的形變量等條件，可使質地評價結果更為客觀準確。
模擬口腔環境：考慮到食品最終是在口腔中被消費，可設計模擬口腔咀嚼動作的探頭，例如帶有一定弧度和紋理的探頭，更貼合口腔內牙齒、舌頭等對食物的作用方式。如利用裝有多個擠壓細胞探針的質地分析儀模擬口腔加工米飯，監測力和功的變化來評估大米食用品質，這種模擬口腔環境的探頭設計有助于深入了解食品在口腔中的加工過程。
（二）測試模式優化方向
多參數聯合測試：食品的質構往往由多個參數共同決定，如雞肉的嫩度不僅與硬度有關，還和咀嚼性、黏聚性、彈性等相關。可優化測試模式，實現一次測試獲取多個參數，并分析參數間的相關性，如研究雞湯品質時，通過質構儀在 TPA 模式下對高壓處理雞肉測定多個參數，并分析其與感官評定值的相關性，得知雞肉嫩度可通過硬度和咀嚼性兩個參數反映。
動態測試模式：食品在儲存、加工過程中質構會發生動態變化，設計動態測試模式，定期或實時監測食品質構變化。例如監測香蕉蛋糕在儲存過程中硬度、咀嚼總功的變化情況，通過動態測試可及時了解蛋糕品質變化，為優化儲存條件和保質期預測提供依據。
（三）效果評估
感官相關性評估：將質構儀測試結果與感官評價結果進行對比分析，計算兩者的相關性系數。若相關性系數高，說明優化后的探頭設計與測試模式能較好地反映食品真實口感，如質構儀穿透法測得的豬肉、牛肉的穿透參數與感官品評嫩度值相關性顯著，表明該方法可有效量化評定肉制品嫩度。
預測準確性評估：通過長期跟蹤食品在不同條件下的質構變化，并與優化后的測試模式所預測的結果對比。若預測結果與實際變化相符程度高，則說明優化效果良好，例如通過動態測試模式對香蕉蛋糕保質期內的質構變化預測準確，可為企業生產和銷售提供科學指導。
二、化妝品行業
（一）探頭設計優化方向
模擬皮膚接觸：化妝品主要作用于皮膚，探頭應模擬皮膚的柔軟度和彈性。可采用柔軟且具有一定彈性回復能力的材料制作探頭表面，使其在接觸化妝品時，能更真實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，優化后的探頭能更好地貼合皮膚特性，準確測量其與皮膚接觸相關的參數。
適應不同劑型：化妝品劑型多樣，如乳液、面霜、啫喱等。針對不同劑型，設計不同形狀和尺寸的探頭。對于乳液類產品，可設計扁平且光滑的探頭，利于均勻涂抹和測量其延展性；對于面霜類較濃稠產品，設計帶有一定凹陷或紋理的探頭，增強抓取能力，準確測量其硬度、黏附性等參數。
（二）測試模式優化方向
特定感官屬性測試：化妝品的感官屬性如涂抹性、緊實感、易取用性等對消費者選擇影響較大。優化測試模式，針對這些特定感官屬性設計專門的測試流程。如設計新方法測量化妝品乳液的易取用性、取用后峰值和黏性等感官屬性，通過簡單線性回歸建立預測模型，實現用質構儀預測化妝品感官屬性。
環境模擬測試：考慮到化妝品使用環境的多樣性，如不同溫度、濕度條件。優化測試模式，模擬不同環境條件下對化妝品進行測試。例如在不同溫度下測試乳液的質地變化，為產品穩定性研究提供數據支持。
（三）效果評估
感官預測評估：對比質構儀預測的化妝品感官屬性與實際消費者感官評價結果，評估預測的準確性。若預測值與實際評價相符程度高，說明優化后的探頭設計和測試模式能有效預測化妝品感官特性，為產品研發和質量控制提供有力工具，如通過質構儀建立的預測模型對化妝品乳液感官屬性預測的 R2 值大多在 0.80 以上，表明預測效果較好。
產品穩定性評估：通過環境模擬測試模式，觀察化妝品在不同條件下質地變化情況。若能準確反映產品在不同環境下的穩定性差異，說明優化后的測試模式有助于評估產品在實際使用中的穩定性，為產品配方優化和包裝設計提供參考。
三、制藥行業
（一）探頭設計優化方向
藥品劑型適配：藥品劑型有片劑、膠囊、軟膏等多種。對于片劑，設計具有一定平面度和硬度的探頭，用于測量片劑的硬度、脆碎度等參數，確保片劑在儲存和運輸過程中保持完整性。對于軟膏類藥品，設計類似涂抹棒的探頭，模擬藥物涂抹過程，測量其黏度、延展性等。
無菌與耐腐蝕：制藥行業對衛生要求高，探頭材料應選擇易于消毒、無菌且耐腐蝕的材質。例如采用特殊處理的不銹鋼或醫用級塑料，避免探頭在接觸藥品過程中對藥品造成污染，同時保證探頭在長期使用和消毒過程中性能穩定。
（二）測試模式優化方向
藥品質量標準測試：依據藥品質量標準，優化測試模式以準確測量相關參數。如在測量片劑硬度時，設定符合藥典規定的測試速度、壓力范圍等參數，確保測試結果能直接用于藥品質量判定。
穩定性測試：藥品在儲存過程中需要保持穩定的質量。設計加速穩定性測試模式，通過提高溫度、濕度等條件，在較短時間內模擬藥品長期儲存情況，快速評估藥品的穩定性，為藥品有效期確定提供依據。
（三）效果評估
質量標準符合性評估：將質構儀測試結果與藥品質量標準進行對比，評估測試結果是否符合標準要求。若測試結果準確且符合標準，說明優化后的探頭設計和測試模式能有效用于藥品質量控制，確保藥品質量符合規定。
穩定性預測評估：通過加速穩定性測試模式預測的藥品穩定性結果與實際長期儲存后的穩定性情況對比。若預測結果與實際情況相符，說明優化后的測試模式可準確預測藥品穩定性，為藥品研發和生產提供可靠的穩定性數據支持。
