隨著(zhù)功能性食品市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，以益生菌、酵素等為代表的功能性食品軟膠囊，因其能有效保護活性成分、服用便捷而備受青睞。然而，與普通軟膠囊相比，這類(lèi)產(chǎn)品對囊殼的物理性能有著(zhù)更獨特和嚴苛的要求。過(guò)硬的囊殼影響服用體驗，過(guò)軟或韌性不足的囊殼則可能在生產(chǎn)和運輸中破損，導致價(jià)值不菲的活性成分失活。因此，如何科學(xué)設定并精準控制其力學(xué)指標，成為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提升消費體驗的關(guān)鍵環(huán)節。

功能性食品軟膠囊的獨特挑戰與性能要求

功能性食品軟膠囊的力學(xué)性能設定，必須兼顧產(chǎn)品全生命周期的多重需求。益生菌、酵素等核心成分通常對氧氣、濕氣或機械剪切力敏感，這就要求囊殼不僅需要良好的密封性，還必須具備適宜的硬度與韌性，以抵御包裝、運輸過(guò)程中的擠壓、震動(dòng)。

更重要的是，消費者在口服時(shí)，對“口感"有明確的期待。囊殼應能提供舒適的咬合感——即易于咬破，又不會(huì )在口中產(chǎn)生堅韌或粉砂感。這種體驗直接與囊殼的彈性和破裂力相關(guān)。研究表明，通過(guò)仿生咀嚼裝置模擬口腔加工過(guò)程，可以定量解析食品凝膠的力學(xué)行為與感官質(zhì)地的關(guān)聯(lián)，這為軟膠囊的質(zhì)構設計提供了科學(xué)依據。

因此，一套科學(xué)的力學(xué)指標，必須將生產(chǎn)可靠性、活性成分保護與終端服用體驗三者統一起來(lái)。

核心力學(xué)指標的科學(xué)設定方法

1. 硬度與彈性模量：塑造基礎口感與抗壓性

硬度反映了材料抵抗形變的能力。對于功能性軟膠囊，硬度指標需在一個(gè)“黃金區間"內尋找平衡。

• 設定依據：硬度過(guò)低，膠囊在泡罩或瓶裝中易因堆壓而變形、粘連；硬度過(guò)高，則導致口服時(shí)咬合費力，體驗不佳。建議通過(guò)專(zhuān)業(yè)儀器進(jìn)行壓縮測試，在模擬口腔壓力（通常較小且速率平緩）的條件下，測定使膠囊產(chǎn)生特定微小形變（如10%-20%）所需的力值，以此作為核心硬度參考值。同時(shí)，分析力-位移曲線(xiàn)的初始線(xiàn)性段斜率，可獲得彈性模量，更科學(xué)地描述材料的“剛度"。

2. 破裂力（穿刺強度）：確保密封完整性與易服用性的關(guān)鍵

破裂力是探頭刺穿囊殼所需的最大力值，它直接評估囊殼的局部強度和密封完整性。

• 設定依據：這是保護益生菌等活性成分不泄漏的關(guān)鍵指標。破裂力必須設定一個(gè)明確的下限，以確保其在物流和日常取放中不被意外刺穿。同時(shí)，也應設定上限，以保證消費者能輕松咬破。通過(guò)專(zhuān)業(yè)的穿刺測試，使用特定直徑（如模擬牙齒接觸面）的圓柱探頭進(jìn)行測試，可以精確獲得此數據。該指標與韌性密切相關(guān)，韌性好的材料在破裂前能吸收更多能量，避免脆性破裂。

3. 韌性（斷裂功）：抵御沖擊與振動(dòng)的能力

韌性是材料在破裂前吸收能量和發(fā)生塑性變形的能力。對于需要長(cháng)途運輸的產(chǎn)品尤為重要。

• 設定依據：在運輸測試中，包裝件會(huì )經(jīng)歷持續的振動(dòng)和偶然的沖擊。高韌性的囊殼能更好地緩沖這些動(dòng)態(tài)應力，防止內部微裂紋的產(chǎn)生和擴展。在儀器的測試曲線(xiàn)上，韌性通常由力-位移曲線(xiàn)下的總面積來(lái)量化。功能性軟膠囊，特別是內容物為混懸液或含有固體顆粒的，應設定較高的韌性要求，以應對復雜的內部應力。

通過(guò)CHT多功能軟膠囊綜合性能測試儀實(shí)現科學(xué)測量與關(guān)聯(lián)分析

科學(xué)指標的設定離不開(kāi)精準、可靠的測量。CHT多功能軟膠囊綜合性能測試儀為此提供了一體化解決方案。

1. 精準量化指標：該儀器集成了壓縮、穿刺、拉伸等多種測試模式，可在一臺設備上完成對硬度、彈性、破裂力、韌性等全部核心指標的精確測量。其高精度傳感器和閉環(huán)控制系統，確保能捕捉到功能性軟膠囊微小形變下的力學(xué)變化，數據重復性滿(mǎn)足嚴格的質(zhì)控要求。

2. 模擬真實(shí)場(chǎng)景：儀器可靈活設定測試速度和變形量。例如，通過(guò)設定極慢的測試速度來(lái)模擬口腔咬合，評估口感；通過(guò)設定循環(huán)加載來(lái)模擬運輸震動(dòng)，評估耐疲勞性。所有測試均在標準環(huán)境（如23±2°C，濕度50%±5%）平衡后進(jìn)行，確保數據可比性。

3. 數據驅動(dòng)決策：儀器生成的完整力-位移曲線(xiàn)是寶貴的分析資料。通過(guò)對不同配方、不同工藝批次產(chǎn)品曲線(xiàn)的疊加對比，企業(yè)可以直觀(guān)地看到工藝波動(dòng)對產(chǎn)品力學(xué)性能的具體影響。例如，可以明確地知道干燥溫度的變化，主要影響了彈性模量還是破裂力，從而實(shí)現從經(jīng)驗調整到數據驅動(dòng)的精準工藝優(yōu)化。

4. 建立感官關(guān)聯(lián)：借鑒食品科學(xué)的研究方法，企業(yè)可將儀器測試的客觀(guān)力學(xué)數據（如特定形變下的力值、破裂力）與專(zhuān)業(yè)感官評價(jià)小組的口感評分（如易咬性、Q彈感）進(jìn)行統計學(xué)關(guān)聯(lián)分析。通過(guò)建立回歸模型，最終能以客觀(guān)的儀器數據預測和把控主觀(guān)的消費體驗，實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)構的理性設計。

為益生菌、酵素等功能性食品軟膠囊設定合理的力學(xué)指標，是一個(gè)平衡科學(xué)、工藝與體驗的系統工程。它要求企業(yè)超越“軟硬適中"的模糊經(jīng)驗，轉向對硬度、彈性、破裂力、韌性等關(guān)鍵參數的量化管控。通過(guò)專(zhuān)業(yè)的綜合性能測試儀，企業(yè)不僅能建立科學(xué)的內控標準，更能深入理解產(chǎn)品力學(xué)行為背后的原理，從而持續提升產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化消費體驗，在競爭激烈的市場(chǎng)中建立堅實(shí)的技術(shù)壁壘。

本文內容僅供參考討論，基于有限的研究資料整理而成，如有疑問(wèn)或發(fā)現錯誤，歡迎與我們溝通指正。

常見(jiàn)問(wèn)題（FAQ）

問(wèn)：我們沒(méi)有現成的標準，如何開(kāi)始為新產(chǎn)品設定初步的力學(xué)指標范圍？

答：建議采取“對標-測試-優(yōu)化"三步法。首先，收集2-3款市場(chǎng)上表現優(yōu)秀的同類(lèi)競品。使用CHT多功能測試儀，對產(chǎn)品進(jìn)行系統的壓縮測試和穿刺測試，獲取其硬度、彈性、破裂力的基準數據范圍。然后，在您的產(chǎn)品研發(fā)中，以此為參考目標進(jìn)行測試，并結合小范圍的感官品嘗，確定一個(gè)初步的、兼顧性能與口感的指標區間。最后，在試生產(chǎn)中進(jìn)行驗證和微調。

問(wèn)：對于內容物是益生菌凍干粉的軟膠囊，力學(xué)測試需要特別注意什么？

答：需要重點(diǎn)關(guān)注測試結果的離散性（一致性）。凍干粉作為固體內容物，可能影響囊殼應力的均勻分布。在測試時(shí)，應顯著(zhù)增加單批次的取樣數量（例如不少于30粒），并計算關(guān)鍵指標（如破裂力）的平均值和標準偏差。標準偏差過(guò)大可能提示內容物填充不均或囊殼厚薄不均，需要從工藝上查找原因，確保產(chǎn)品性能均一穩定。

問(wèn)：儀器的測試數據如何幫助我們應對運輸過(guò)程中的破損問(wèn)題？

答：儀器的韌性（斷裂功）測試和循環(huán)壓縮疲勞測試對此至關(guān)重要。如果運輸破損率高，首先應檢查產(chǎn)品的韌性是否不足。其次，可以利用儀器的定制化功能，模擬運輸振動(dòng)頻率進(jìn)行長(cháng)時(shí)間、小幅度的循環(huán)壓力測試，觀(guān)察膠囊是否出現泄漏或形狀不可恢復的塑性變形。這些測試數據可以直接指導您優(yōu)化囊殼配方（如調整明膠與增塑劑比例），使其更能抵抗動(dòng)態(tài)應力，從而降低運輸損耗。