在現(xiàn)代食品科學(xué)、化妝品研發(fā)和材料工程領(lǐng)域，質(zhì)構(gòu)儀已成為不可少的分析工具，它能夠客觀量化樣品的硬度、彈性、粘性等物性參數(shù)，避免人類(lèi)感官評(píng)價(jià)的主觀性和不穩(wěn)定性。本文將對(duì)市場(chǎng)上三大主流質(zhì)構(gòu)儀品牌——太陽(yáng)科學(xué)（Sun Scientific）、萊歐泰克（RheoTec）和竹友電氣（TAKETOMO ELECTRIC）的核心產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)比分析，從測(cè)程范圍、荷重能力、測(cè)定模式、應(yīng)用場(chǎng)景等多個(gè)維度深入剖析，幫助科研人員、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)和企業(yè)研發(fā)部門(mén)根據(jù)自身需求選擇最合適的質(zhì)構(gòu)測(cè)試解決方案。

質(zhì)構(gòu)儀的基本原理與核心參數(shù)

質(zhì)構(gòu)儀（Texture Analyzer）是一種通過(guò)模擬人類(lèi)咀嚼或觸摸動(dòng)作，對(duì)樣品施加可控的力學(xué)作用并記錄其響應(yīng)，從而量化材料物理特性的精密儀器。它的工作原理基于力學(xué)傳感器和精密位移控制系統(tǒng)的協(xié)同工作：探頭以設(shè)定的速度對(duì)樣品進(jìn)行壓縮、拉伸、剪切或穿刺，同時(shí)高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作用力與形變的關(guān)系，最終通過(guò)專(zhuān)業(yè)軟件分析得到硬度、脆性、彈性、粘性等物性參數(shù)。

在選擇質(zhì)構(gòu)儀時(shí)，幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)需要特別關(guān)注：

• 測(cè)程（移動(dòng)距離）：決定了儀器能夠測(cè)試的樣品高度或變形深度，通常以毫米（mm）為單位。較大的測(cè)程適合測(cè)試高厚度樣品或需要大變形的情況，如面包、海綿材料等；而較小的測(cè)程則適用于薄層樣品或微小變形測(cè)試，如薄膜、涂層等。

• 荷重（負(fù)載能力）：表示儀器能夠施加或測(cè)量的最大值，通常以千克（kg）或牛頓（N）表示。高荷重機(jī)型適合測(cè)試堅(jiān)硬材料（如某些工業(yè)材料、凍肉等），而低荷重機(jī)型則更適合柔軟樣品（如果凍、化妝品等）的高精度測(cè)量。

• 測(cè)定模式：現(xiàn)代質(zhì)構(gòu)儀通常具備多種測(cè)試模式，如TPA（質(zhì)地剖面分析）、壓縮、拉伸、彎曲、剪切等，不同的模式適用于不同的測(cè)試需求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

• 精度與分辨率：包括位移精度和力值精度，直接影響測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性和重復(fù)性。高精度儀器通常采用高精密稱(chēng)重傳感器和滾珠螺旋驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

• 應(yīng)用領(lǐng)域：不同行業(yè)的測(cè)試需求差異很大，食品行業(yè)關(guān)注硬度、咀嚼性等口感參數(shù)，化妝品行業(yè)則更注重延展性、粘彈性等性能，而工業(yè)材料可能更關(guān)心抗壓強(qiáng)度、屈服點(diǎn)等力學(xué)指標(biāo)。

了解這些核心參數(shù)及其相互關(guān)系，是進(jìn)行科學(xué)選型的基礎(chǔ)。接下來(lái)，我們將從這三個(gè)品牌的產(chǎn)品線特點(diǎn)出發(fā)，深入分析各自的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域和適用場(chǎng)景。

太陽(yáng)科學(xué)（Sun Scientific）質(zhì)構(gòu)儀產(chǎn)品線深度解析

作為日本名的物性測(cè)試儀器制造商，太陽(yáng)科學(xué)（Sun Scientific）憑借其精密機(jī)械工藝和多樣化產(chǎn)品線，在全球質(zhì)構(gòu)儀市場(chǎng)占據(jù)重要地位。該品牌質(zhì)構(gòu)儀以高精度、多功能和耐用性著稱(chēng)，廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥和工業(yè)材料等多個(gè)領(lǐng)域。太陽(yáng)科學(xué)的產(chǎn)品線覆蓋了從入門(mén)級(jí)到研究型的不同需求，其核心機(jī)型主要分為CR系列和SD系列兩大類(lèi)別，各自針對(duì)不同的測(cè)試場(chǎng)景進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

CR系列：多功能高性能的旗艦產(chǎn)品

CR系列是太陽(yáng)科學(xué)的旗艦產(chǎn)品線，代表了該品牌在物性測(cè)試領(lǐng)域的最高技術(shù)水平。其中CR-3000EX-L和CR-3000EX-S是這一系列的典型代表，兩款機(jī)型的主要區(qū)別在于測(cè)程范圍：CR-3000EX-L提供300mm的超長(zhǎng)測(cè)程，而CR-3000EX-S則為150mm，兩者均具備±20N和±200N（約2kg和20kg）的雙量程切換功能，可滿足從微小力值到高負(fù)荷的廣泛測(cè)試需求。

該系列的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在多個(gè)方面：

• 高精度測(cè)量系統(tǒng)：采用高精密稱(chēng)重傳感器和滾珠螺旋驅(qū)動(dòng)技術(shù)，位移精度高達(dá)≤0.0001mm，確保了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

• 豐富的測(cè)定模式：內(nèi)置九種操作模式，包括壓力測(cè)定、固定深度測(cè)定、樣品厚度自動(dòng)測(cè)定、破碎強(qiáng)度測(cè)定、蠕變測(cè)定等，幾乎涵蓋了所有常見(jiàn)的物性測(cè)試需求。

• 寬泛的速度調(diào)節(jié)范圍：移動(dòng)速度可在0.5mm/min到1200mm/min之間以1mm/min為單位精細(xì)調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和要求。

• 智能保護(hù)機(jī)制：配備自動(dòng)調(diào)零和過(guò)壓保護(hù)功能，通過(guò)檢測(cè)最大操作壓力對(duì)荷重傳感器提供雙重保護(hù)，延長(zhǎng)儀器使用壽命。

CR系列特別適合需要多功能和高精度的研究機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)實(shí)驗(yàn)室，其應(yīng)用案例包括：

• 食品行業(yè)：面包的彈性測(cè)試、奶酪的硬度分析、肉制品的韌性評(píng)估等。

• 化妝品領(lǐng)域：口紅的斷裂強(qiáng)度、凝膠類(lèi)產(chǎn)品的粘彈性、粉餅的壓實(shí)度等。

• 醫(yī)藥材料：藥片的抗壓強(qiáng)度、膠囊的破裂力、醫(yī)用凝膠的蠕變性能等。

• 工業(yè)材料：包裝材料的抗穿刺性、橡膠產(chǎn)品的回彈性、粘合劑的剝離強(qiáng)度等。

SD系列：專(zhuān)精壓縮測(cè)試的經(jīng)濟(jì)型選擇

SD系列是太陽(yáng)科學(xué)針對(duì)特定測(cè)試需求開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用機(jī)型，以SD-700ⅡDP為代表。與CR系列相比，SD系列在測(cè)程（70mm）和荷重（2kg）方面較為有限，但其專(zhuān)注于壓縮測(cè)試的設(shè)計(jì)使其在某些應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出更高的性?xún)r(jià)比。

SD-700ⅡDP的主要特點(diǎn)包括：

• 專(zhuān)業(yè)壓縮測(cè)試優(yōu)化：針對(duì)食品硬度、脆性等指標(biāo)進(jìn)行了算法優(yōu)化，特別適合米飯、果凍、豆腐等樣品的測(cè)試。

• 緊湊型設(shè)計(jì)：體積相對(duì)較小，適合空間有限的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

• 簡(jiǎn)化操作流程：減少了CR系列的一些高級(jí)功能，但保留了核心測(cè)試能力，降低了操作復(fù)雜度。

該機(jī)型的典型應(yīng)用包括：

• 食品質(zhì)檢：米制品的硬度與粘性、果凍的破裂強(qiáng)度、蛋糕的堅(jiān)實(shí)度等。

• 小型實(shí)驗(yàn)室：科研院所和高校中預(yù)算有限但需要可靠壓縮測(cè)試的課題組。

• 生產(chǎn)線快速檢測(cè)：食品加工企業(yè)用于原料和成品的快速物性篩查。

太陽(yáng)科學(xué)產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力

綜合分析太陽(yáng)科學(xué)的產(chǎn)品線，可以總結(jié)出該品牌的幾大優(yōu)勢(shì)：

1. 量程覆蓋廣泛：從CR-3000EX的20kg到SD-700ⅡDP的2kg，滿足不同硬度材料的測(cè)試需求。

2. 技術(shù)成熟穩(wěn)定：日本制造工藝確保了儀器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)可靠性。

3. 多功能性強(qiáng)：特別是CR系列，一臺(tái)儀器即可完成絕大部分物性測(cè)試，降低實(shí)驗(yàn)室設(shè)備投資。

4. 行業(yè)適配性高：針對(duì)食品、化妝品、醫(yī)藥等不同行業(yè)都有成功應(yīng)用案例。

太陽(yáng)科學(xué)質(zhì)構(gòu)儀特別適合那些測(cè)試需求多樣、對(duì)數(shù)據(jù)精度要求高且預(yù)算相對(duì)充足的用戶。對(duì)于那些只需要基礎(chǔ)壓縮測(cè)試功能的用戶，SD系列提供了更具性?xún)r(jià)比的選擇。

表：太陽(yáng)科學(xué)主要質(zhì)構(gòu)儀型號(hào)參數(shù)對(duì)比

萊歐泰克（RheoTec）質(zhì)構(gòu)儀產(chǎn)品特點(diǎn)與應(yīng)用分析

作為專(zhuān)注于低負(fù)荷精密測(cè)試領(lǐng)域的品牌，萊歐泰克（RheoTec）的質(zhì)構(gòu)儀在化妝品、制藥和生物材料等要求微小力值測(cè)量的行業(yè)中建立了良好的聲譽(yù)。與太陽(yáng)科學(xué)的廣泛覆蓋不同，萊歐泰克的產(chǎn)品線更加專(zhuān)注于柔軟材料和低強(qiáng)度測(cè)試的高精度需求，其典型代表型號(hào)RTC-3005D（5kg荷重）和RTC-3002D（2kg荷重）在凝膠類(lèi)產(chǎn)品、化妝品配方和醫(yī)藥軟膏等樣品的測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

低負(fù)荷測(cè)試的專(zhuān)業(yè)解決方案

萊歐泰克質(zhì)構(gòu)儀的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于其微小力值測(cè)量能力。RTC-3005D和RTC-3002D雖然測(cè)程均為115mm，不算特別突出，但其在低負(fù)荷范圍內(nèi)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性卻備受業(yè)界認(rèn)可。這種專(zhuān)業(yè)定位使萊歐泰克產(chǎn)品在以下場(chǎng)景中成為選擇：

• 化妝品行業(yè)：測(cè)試口紅斷裂強(qiáng)度、睫毛膏刷涂阻力、面霜延展性等，這些測(cè)試通常只需要2-5kg的負(fù)荷范圍，但對(duì)力值變化的靈敏度要求高。

• 醫(yī)藥領(lǐng)域：測(cè)量藥膏的粘附性、醫(yī)用凝膠的蠕變恢復(fù)性能、透皮貼劑的剝離力等，這些應(yīng)用往往需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的微小力值監(jiān)測(cè)。

• 食品科學(xué)研究：某些高食品研究如分子料理中的泡沫穩(wěn)定性、巧克力涂層的斷裂特性等，也需要高精度的低負(fù)荷測(cè)試。

萊歐泰克產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

• 高靈敏度傳感器：專(zhuān)門(mén)優(yōu)化了低負(fù)荷范圍內(nèi)的信號(hào)采集和處理算法，確保微小力值變化也能被準(zhǔn)確捕捉。

• 溫度穩(wěn)定性：通過(guò)精密溫度補(bǔ)償技術(shù)，減少環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)低負(fù)荷測(cè)試結(jié)果的影響。

• 專(zhuān)業(yè)測(cè)試附件：提供多種針對(duì)柔軟材料測(cè)試的特殊探頭和夾具，如圓柱形平頭探頭、錐形探頭等，適應(yīng)不同形態(tài)樣品的測(cè)試需求。

與太陽(yáng)科學(xué)產(chǎn)品的差異化定位

雖然萊歐泰克和太陽(yáng)科學(xué)都有荷重2kg的機(jī)型（如RTC-3002D和SD-700ⅡDP），但兩者的設(shè)計(jì)理念和優(yōu)化方向存在明顯差異：

• 測(cè)試范圍：太陽(yáng)科學(xué)SD-700ⅡDP雖然最大荷重也是2kg，但其設(shè)計(jì)更偏向于常規(guī)食品的壓縮測(cè)試；而萊歐泰克RTC-3002D則專(zhuān)門(mén)針對(duì)極低負(fù)荷（如0.1-2kg范圍）進(jìn)行了優(yōu)化，在微小力值段的精度更高。

• 應(yīng)用領(lǐng)域：SD-700ⅡDP在食品硬度測(cè)試（如果凍、米飯等）中表現(xiàn)優(yōu)異；RTC-3002D則在化妝品延展性、醫(yī)藥凝膠粘彈性等需要高靈敏度測(cè)試的場(chǎng)景中更具優(yōu)勢(shì)。

• 功能擴(kuò)展：太陽(yáng)科學(xué)CR系列提供更多樣化的測(cè)試模式；而萊歐泰克機(jī)型雖然在模式數(shù)量上不占優(yōu)，但在其專(zhuān)注的低負(fù)荷領(lǐng)域提供了更深入的測(cè)試解決方案。

這種差異化定位使得兩個(gè)品牌能夠在各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力，用戶可以根據(jù)自己的核心測(cè)試需求做出更精準(zhǔn)的選擇。對(duì)于同時(shí)需要高低負(fù)荷測(cè)試的用戶，可以考慮在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配置不同品牌的設(shè)備，或者選擇太陽(yáng)科學(xué)CR-3000EX系列這種覆蓋寬泛量程的機(jī)型。

萊歐泰克產(chǎn)品的典型應(yīng)用案例

萊歐泰克質(zhì)構(gòu)儀在多個(gè)行業(yè)中有的應(yīng)用價(jià)值，以下是幾個(gè)典型案例：

1. 化妝品配方開(kāi)發(fā)：

• 測(cè)試不同配方口紅的斷裂強(qiáng)度，優(yōu)化蠟基與油分的比例。

• 評(píng)估睫毛膏的刷涂性能，通過(guò)測(cè)量刷頭從凝膠中抽出時(shí)的阻力，量化配方改進(jìn)效果。

• 測(cè)量粉底液的觸變性能，分析其從靜止?fàn)顟B(tài)到涂抹時(shí)的粘度變化特性。

2. 醫(yī)藥產(chǎn)品測(cè)試：

• 醫(yī)用凝膠的蠕變恢復(fù)測(cè)試，模擬實(shí)際使用中的受壓和恢復(fù)過(guò)程。

• 透皮貼劑的粘附力測(cè)量，評(píng)估其與皮膚模擬材料的剝離強(qiáng)度。

• 軟膠囊的破裂力測(cè)試，確保其在包裝和運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)意外破損。

3. 食品科學(xué)研究：

• 分子料理中泡沫穩(wěn)定性的量化測(cè)試，通過(guò)微小力值變化評(píng)估泡沫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

• 巧克力涂層脆性分析，優(yōu)化調(diào)溫工藝和配方比例。

• 低脂涂抹醬的延展性評(píng)估，尋找最佳油脂替代方案。

萊歐泰克質(zhì)構(gòu)儀特別適合那些測(cè)試樣品柔軟、力值變化微小但對(duì)數(shù)據(jù)精度要求嚴(yán)格的用戶。在化妝品和醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，其專(zhuān)業(yè)性能往往能夠提供其他品牌難以替代的測(cè)試解決方案。

表：萊歐泰克主要質(zhì)構(gòu)儀型號(hào)參數(shù)與應(yīng)用

竹友電氣（TAKETOMO ELECTRIC）質(zhì)構(gòu)儀的特色與優(yōu)勢(shì)

竹友電氣（TAKETOMO ELECTRIC）作為日本專(zhuān)業(yè)的食品物性分析儀器制造商，在米制品和谷物食品的感官評(píng)價(jià)領(lǐng)域建立了的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。該品牌的TENSIPRESSER®系列質(zhì)構(gòu)儀，包括Lite和My Boy 2 System兩個(gè)主要型號(hào)，專(zhuān)門(mén)針對(duì)亞洲主食特別是米飯的物性測(cè)試進(jìn)行了深度優(yōu)化，被眾多糧食科研機(jī)構(gòu)、大米加工企業(yè)和食品質(zhì)檢部門(mén)采用。

專(zhuān)精食品感官分析的專(zhuān)業(yè)設(shè)備

竹友電氣質(zhì)構(gòu)儀的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于其食品感官相關(guān)性。與通用型質(zhì)構(gòu)儀不同，TENSIPRESSER®系列的設(shè)計(jì)理念是將物理測(cè)量結(jié)果與人類(lèi)感官評(píng)價(jià)高度關(guān)聯(lián)，其測(cè)試數(shù)據(jù)和算法直接對(duì)應(yīng)于食品科學(xué)家和感官評(píng)價(jià)專(zhuān)家關(guān)注的品質(zhì)指標(biāo)。這一特點(diǎn)通過(guò)以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：

• 專(zhuān)用測(cè)試模式：內(nèi)置米飯、面條等亞洲主食的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，可直接輸出硬度、粘性、彈性等與口感直接相關(guān)的參數(shù)。

• 感官關(guān)聯(lián)算法：通過(guò)大量感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)與物性測(cè)試數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，建立了的轉(zhuǎn)換算法，使儀器測(cè)量結(jié)果能夠預(yù)測(cè)實(shí)際品嘗感受。

• 直觀數(shù)據(jù)呈現(xiàn)：提供雷達(dá)圖、電波圖等多種可視化分析工具，便于快速比較不同樣品的感官特性差異。

TENSIPRESSER®系列的技術(shù)參數(shù)均衡實(shí)用：測(cè)程110mm，荷重10kg，這一配置非常適合大多數(shù)食品樣品的測(cè)試需求。其采用步進(jìn)脈沖馬達(dá)實(shí)現(xiàn)精確的垂直運(yùn)動(dòng)，模擬人類(lèi)咀嚼的物理方式，測(cè)量食物物理值與感官值之間的相關(guān)性。

米飯測(cè)試的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)解決方案

在米飯品質(zhì)分析領(lǐng)域，竹友電氣的TENSIPRESSER®系列幾乎成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工具。其針對(duì)米飯測(cè)試的特殊設(shè)計(jì)包括：

• 專(zhuān)用探頭和夾具：配備穿刺探頭、米飯淺底盤(pán)、淺底盤(pán)托盤(pán)和米飯成型夾具等專(zhuān)用附件，確保測(cè)試條件標(biāo)準(zhǔn)化。

• 全流程解決方案：從樣品制備（如米飯成型夾確保每次測(cè)試的樣品密度一致）、測(cè)試條件（如穿刺速度和深度）到數(shù)據(jù)分析（如粘性指數(shù)計(jì)算）提供完整的方法支持。

• 多參數(shù)綜合評(píng)價(jià)：可同時(shí)測(cè)量并分析硬度、彈性、黏度、附著四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，并通過(guò)雷達(dá)圖直觀展示整體品質(zhì)。

這種專(zhuān)業(yè)化設(shè)計(jì)使TENSIPRESSER®在以下應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)尤為突出：

• 大米品種選育：農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)通過(guò)量化不同品種米飯的物性差異，輔助育種決策。

• 加工工藝優(yōu)化：大米加工企業(yè)調(diào)整碾磨度、含水量等參數(shù)時(shí)，用客觀數(shù)據(jù)替代主觀品嘗。

• 品質(zhì)控制：速食米飯生產(chǎn)企業(yè)建立標(biāo)準(zhǔn)化品質(zhì)檢測(cè)流程，確保批次一致性。

• 烹飪方法研究：比較不同炊煮方式（電飯煲、壓力鍋、傳統(tǒng)蒸煮等）對(duì)米飯口感的影響。