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在消费品工业的精密化浪潮中，一种看似简单的产品形态——脆性胶囊，正成为多个行业共同关注的焦点。无论是食品饮料中的“爆爆珠"、日化产品中的精油颗粒，还是烟草制品中的增香爆珠，它们都具有相似的核壳结构：外层为具有一定机械强度的壁材，内层包裹液态风味物质或功能性成分。消费者在使用时通过外力挤压使外壳破裂，释放内容物，从而获得独特的感官体验。
然而，如何科学地评估这类产品的“脆性"，确保其在恰当的时刻以恰当的力度破裂，成为跨行业共同面临的质量控制难题。质构分析技术的引入，为这一难题提供了解决方案。
食品饮料行业是脆性胶囊应用活跃的领域之一。奶茶中的爆爆珠、果味爆珠、含馅糖果等产品，其口感直接决定了消费者的接受度。华南理工大学的研究表明，爆爆珠是一种具有核壳结构的球形胶囊，外壳为具有咀嚼性的水凝胶，内核为具有流动性的风味芯液。通过反向成球技术制备的爆爆珠，其破裂力、硬度、弹性和咀嚼性等指标直接影响消费者的食用体验。生产企业需要精确测定这些指标，确保爆爆珠在口腔咀嚼时能产生恰到好处的“爆浆感"，同时在奶茶搅拌、吸管吸取过程中不易破损。
制药行业对脆性胶囊的力学性能要求更为严格。软胶囊制剂作为一种常见的药物剂型，其质构特性测试至关重要。如果胶囊太大或太硬，可能会给患者带来吞咽困难或不适感，影响患者的服药体验和依从性；如果胶囊的壁太薄或太脆，可能会导致胶囊在运输或使用过程中容易破裂，从而影响药物的有效性和安全性。测量胶囊的弹性模量可以帮助了解胶囊在不同条件下的弹性特性，有助于优化药品包装设计、改善药物释放控制；测量胶囊的抗压力可以确保药品包装的安全性和稳定性。
RAHMAN等人用硬度计和质构仪考察热处理对索他洛尔聚氧乙烯骨架片内部结合强度的影响。硬度计显示热处理后该药片硬度超过测量上限（500N）仍未碎裂，无法对药片物理特性变化进行具体原因分析。而质构仪测量结果则能够精确捕捉断裂作用力、断裂应变及破碎功的变化，为处方优化提供了有效数据。
MEI等人以胶囊的弹性刚度、拉伸力和断裂伸长率3个参数来定量描述3种不同亲水性溶剂对硬胶囊力学性能影响，发现不同溶剂对胶囊硬度的影响机制各异。
烟草行业的爆珠应用已十分成熟。卷烟爆珠是嵌在香烟过滤嘴中的微型胶囊，直径约2.6~4.6mm，内含液态香精香料，吸烟过程中捏破爆珠可使口感更丰富。2020年，郑州烟草研究院主持完成的CORESTA（国际烟草科学研究合作中心）标准“烟用爆珠压破强度的测定——恒速加压法"正式发布。该标准适用于烟用爆珠压破强度、压破形变率和弹性指数的测定，弥补爆珠力学性能测量领域的技术空白。标准提出的3个测试参数既能考察消费者捏破爆珠的难易程度，又能考察爆珠生产加工过程的力学性能，国际共同实验结果也表明标准中规定的测试方法具有良好的重复性和再现性，能够满足爆珠力学性能的测试要求。
质构分析仪通过标准化测试方法，将模糊的感官体验转化为精准的工程数据。对于脆性胶囊类产品，主要关注以下核心指标：
硬度（Hardness）：使胶囊变形所需要的力，反映胶囊抵抗变形的能力。在单次下压测试中，探头以恒定速度压缩胶囊，记录最大力值作为硬度指标。
脆性（Fracturability）：胶囊在受压过程中力值骤降的点，量化产品“一咬即碎"的感官特征。对于饼干、薯片等食品，脆性是关键指标；对于爆珠类产品，脆性直接对应“爆浆感"的体验阈值。
弹性模量（Elastic Modulus）：描述材料在受到外部力作用时，其形变程度与所施加的应力之间的关系。弹性模量高的胶囊更能保持形状稳定，不易受到外部压力或变形的影响。在运输、存储和使用过程中，胶囊的外观和结构更加稳定，不容易变形或破裂。
挤压功（Work of Compression）：代表使样品产生形变所需要的能量，即力-位移曲线下的面积。高挤压功的胶囊能够更有效地保护内部的药物，减少药物在运输和存储过程中的破损和变质。
在技术实现上，现代质构仪普遍采用高精度力传感器，能够敏锐捕捉受力过程中极其微小的力变化，哪怕力的变化仅有毫牛级别，也能精准感知。其驱动系统可依据实验需求，精确调控探头的运动速度、位移以及时间等关键参数，速度控制精度可达0.01mm/s。搭配功能强大的数据采集和分析软件，能实时记录并深度处理测试数据，生成直观且蕴含丰富信息的力-位移曲线、应力-应变曲线等。
脆性胶囊卷烟爆珠强度测试仪的核心技术——高精度力值传感、恒速施压、位移精确测量——使其具备跨行业应用的潜力。这类设备通过更换不同规格的探头和夹具，调整测试参数，可以适用于食品爆珠、化妆品微粒、药品软胶囊、烟草爆珠等多种脆性胶囊类产品的力学测试。
在食品行业，可采用穿刺模式模拟牙齿咬入果冻的过程，通过直径为12.7mm的探头以特定速度刺入样品，精确记录穿刺力与穿刺深度等数据。在制药行业，可对软胶囊进行单次下压测试，测量弹性模量、最大力以及正面积等数据。在烟草行业，则严格遵循YC/T 608-2024和JJG(烟草)33-2024标准，采用恒速加压法测定爆珠的压破强度。
这种通用性为多品类产品生产的企业提供了便利，一台设备可满足不同产品的检测需求，降低了设备投入成本。同时，统一的测试原理和可比的测试数据，也为跨行业的配方研发和质量控制提供了技术基础。
随着脆性胶囊类产品在多个行业的广泛应用，相关检测标准体系逐步建立。在烟草行业，2024年1月29日发布的YC/T 608-2024《卷烟爆珠强度测试仪通用技术条件》和JJG(烟草)33-2024《卷烟爆珠强度测试仪检定规程》为行业提供了统一的技术规范。JJG(烟草)33-2024适用于测试仪的**次检定、后续检定和使用中检查，明确了施压速度最大允许误差、压力测定范围、位移测量最大允许误差等计量性能要求。
在食品行业，质构分析可参考ISO 11036、AACC 74-09等国际标准。在制药行业，胶囊的力学性能测试是药品质量控制的重要组成部分，相关测试方法已被广泛应用于研发和生产环节。
这些标准的出台，不仅为各行业的脆性胶囊测试提供了依据，其技术思路也为跨行业的应用拓展提供了参考。
问：脆性胶囊类产品的力学测试主要关注哪些指标？
答：主要关注硬度（使胶囊变形所需要的力）、脆性（力值骤降点，反映“爆浆感"）、弹性模量（评估胶囊形状稳定性）和挤压功（使样品产生形变所需能量）等指标。不同行业侧重点略有差异：食品行业更关注脆性和咀嚼性，制药行业更关注弹性模量和抗压强度，烟草行业则重点关注压破强度和形变率。
问：食品爆珠和烟用爆珠的测试方法有何异同？
答：两者都采用压缩测试的基本原理，但在具体参数设置上有所差异。烟用爆珠有明确的行业标准（YC/T 608-2024和JJG(烟草)33-2024），测试速度通常控制在15-25mm/min范围内，位移测量精度要求达到±0.02mm。食品爆珠的测试则更加灵活，可根据样品特性调整参数，如采用穿刺模式模拟牙齿咬入，或采用TPA双循环压缩全面评估硬度、弹性、咀嚼性等指标。
问：质构分析如何帮助优化脆性胶囊的配方工艺？
答：通过测试不同配方、不同工艺参数下样品的力学性能指标，可以建立配方-工艺-性能的定量关系。例如，研究人员可通过质构仪精确测定不同溶剂对胶囊硬度的影响，或通过调整明胶和海藻酸钠的比例及交联条件，有效调控水凝胶的压缩模量，使其达到理想状态。这种数据驱动的优化方法，能够显著缩短研发周期，提高产品开发的成功率。
问：脆性胶囊的力学测试设备是否可以通用？
答：脆性胶囊卷烟爆珠强度测试仪的核心技术使其具备跨行业应用的潜力。通过更换不同规格的探头和夹具，调整测试参数，这类设备可以适用于食品爆珠、化妆品微粒、药品软胶囊、烟草爆珠等多种产品的力学测试。这种通用性为多品类产品生产的企业提供了便利，一台设备可满足不同产品的检测需求。
问：脆性胶囊测试的最新标准有哪些？
答：在烟草行业，最新的标准是2024年发布的YC/T 608-2024《卷烟爆珠强度测试仪通用技术条件》和JJG(烟草)33-2024《卷烟爆珠强度测试仪检定规程》。在国际层面，郑州烟草研究院主持完成的CORESTA标准“烟用爆珠压破强度的测定——恒速加压法"已正式发布，适用于烟用爆珠压破强度、压破形变率和弹性指数的测定。食品和制药行业可参考ISO 11036、AACC 74-09等相关国际标准。
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