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電子舌在牙膏質(zhì)量控制和研發(fā)的應(yīng)用

來源:東南科儀   2025年06月23日 11:45  
電子舌在牙膏味道檢測方面是一個應(yīng)用性強且不斷發(fā)展的領(lǐng)域,尤其用于客觀量化牙膏的風(fēng)味特征(如甜度、清涼感、苦味、金屬感等),評估感官穩(wěn)定性(貨架期)、進行競品分析和優(yōu)化新配方。雖然專門的檢測標(biāo)準(zhǔn)可能不如物理化學(xué)指標(biāo)那么成熟和統(tǒng)一,但相關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)指南和行業(yè)實踐非常豐富。

從技術(shù)角度看,電子舌在牙膏檢測是個小眾但重要的應(yīng)用方向。牙膏的味道直接影響用戶體驗,但傳統(tǒng)感官評價主觀性強,電子舌正好能解決這個問題。

電子舌在牙膏檢測的意義和技術(shù)難點,如何做質(zhì)量控制和研發(fā)開發(fā)?還有未來的方向,我們一起來探討一下吧!




一、必要性:為何牙膏需要電子舌?







風(fēng)味是牙膏的核心體驗指標(biāo)
牙膏的甜度、清涼感(薄荷強度)、苦味、澀感等直接決定消費者接受度(尤其兒童牙膏和藥物牙膏)。傳統(tǒng)人工感官評價存在主觀性強、易疲勞、成本高等問題。


成分復(fù)雜導(dǎo)致風(fēng)味干擾
牙膏含摩擦劑(碳酸鈣/二氧化硅)、氟化物(NaF/SnF?)、表面活性劑(SLS)、防腐劑、香精等,這些成分可能:

  • 掩蓋有效成分的苦味(如藥物牙膏中的氯化鍶)

  • 產(chǎn)生金屬感或澀感(高濃度氟化物)

  • 因化學(xué)相互作用導(dǎo)致風(fēng)味不穩(wěn)定。


穩(wěn)定性與貨架期監(jiān)控需求
香精揮發(fā)、成分氧化(如某些植物提取物)會導(dǎo)致風(fēng)味衰減,需客觀量化儲存過程中的變化。


法規(guī)與消費者訴求升級
減糖趨勢下需替換甜味劑(如木糖醇替代蔗糖),而電子舌可快速驗證新配方的風(fēng)味等效性。




二、技術(shù)難點:電子舌檢測牙膏的挑戰(zhàn)







樣品前處理復(fù)雜

  • 高粘度干擾:牙膏需稀釋并均質(zhì)化,但稀釋比例、攪拌速度會影響風(fēng)味物質(zhì)釋放。

  • 泡沫問題:表面活性劑產(chǎn)生泡沫,干擾傳感器接觸。

  • 顆粒沉積:摩擦劑可能堵塞傳感器微孔(需離心或過濾,可能損失風(fēng)味成分)。


傳感器適應(yīng)性限制

  • 強刺激性成分:高濃度薄荷醇可能超出傳感器檢測范圍,需優(yōu)化濃度。

  • 交叉敏感性:傳感器對多種化合物響應(yīng)重疊(如甜味劑和香精),需高級算法解耦信號。


缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方法

國際尚無牙膏電子舌檢測標(biāo)準(zhǔn),各廠商方法差異大(如Alpha MOS、Insent的傳感器類型不同),數(shù)據(jù)難以橫向比較。


與人體感官的相關(guān)性驗證

電子舌輸出的是電化學(xué)信號,需建立與人類舌頭的神經(jīng)感知的映射模型(如清涼感是觸覺+溫度覺+味覺的綜合)。




三、核心意義:電子舌帶來的革命







1、對研發(fā)與生產(chǎn)的價值

領(lǐng)域

意義

配方開發(fā)

快速篩選上百種香精/甜味劑組合,縮短研發(fā)周期50%以上。

苦味掩蔽

量化藥物牙膏中活性成分(如氯化鍶)的苦味強度,精準(zhǔn)優(yōu)化掩蔽劑用量。

競品分析

客觀解析競品風(fēng)味輪廓,找出自身產(chǎn)品的差異化優(yōu)勢(如更持久的清涼感)。

穩(wěn)定性測試

預(yù)測3年貨架期內(nèi)的風(fēng)味衰減曲線,替代耗時的人工加速老化實驗。


2、對質(zhì)量控制的升級

  • 批次一致性監(jiān)控:檢測每批原料風(fēng)味波動(如不同產(chǎn)地薄荷油差異),確保成品口感穩(wěn)定。

  • 缺陷品篩查:識別因工藝異常導(dǎo)致的金屬味、氧化酸敗味等。


3.科學(xué)量化感官屬性,電子舌工作原理



將模糊的感官描述轉(zhuǎn)化為數(shù)字指標(biāo),實現(xiàn)風(fēng)味管理的標(biāo)準(zhǔn)化。


4、推動行業(yè)技術(shù)演進

  • 替代動物實驗:歐盟禁止化妝品動物測試后,電子舌成為評價刺激性的替代方案。

  • 個性化產(chǎn)品開發(fā):結(jié)合人群偏好數(shù)據(jù)(如亞洲人偏愛低涼感),定制區(qū)域化配方。




四、電子舌 vs. 傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢對比







維度

人工感官小組

電子舌

客觀性

受個體偏好、情緒影響

 客觀,無主觀偏差

效率

1次實驗≈5×3

1小時完成10個樣品平行檢測

成本

培訓(xùn)+勞務(wù)費高昂

設(shè)備折舊+耗材

數(shù)據(jù)維度

描述性語言(如中等清涼

多參數(shù)數(shù)字化輸出(如清涼指數(shù)=12.3

穩(wěn)定性

人員流動導(dǎo)致結(jié)果漂移

同一設(shè)備終身一致性>95%




五、未來突破方向







1多模態(tài)融合技術(shù)
結(jié)合電子鼻(香氣) + 電子舌(滋味) + 觸覺傳感器(膏體綿密感),全面模擬人體感官。


2、類生物傳感器開發(fā)
采用仿生味蕾芯片(如脂質(zhì)膜傳感器),提升對薄荷醇、糖苷類物質(zhì)的特異性響應(yīng)。


3、AI驅(qū)動風(fēng)味預(yù)測
通過深度學(xué)習(xí)模型,輸入配方成分直接預(yù)測風(fēng)味輪廓(如“0.2%薄荷醇+0.05%糖精鈉清涼值8.5”)。




總結(jié)

電子舌在牙膏檢測中的必要性源于風(fēng)味對產(chǎn)品成功的決定性影響;其難點在于樣品復(fù)雜性及感官映射的精度要求;而核心意義在于將傳統(tǒng)經(jīng)驗驅(qū)動的感官評價升級為數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)風(fēng)味工程。盡管存在標(biāo)準(zhǔn)化不足等技術(shù)挑戰(zhàn),它仍是口腔護理行業(yè)邁向智能化、高效化的關(guān)鍵工具。未來,電子舌將不僅是檢測設(shè)備,更會成為牙膏風(fēng)味設(shè)計的“AI顧問。



在牙膏檢測,推薦Alpha MOS ASTREE味覺傳感器電子舌

ASTREE技術(shù)性能

電子舌是基于化學(xué)液體傳感器和電導(dǎo)率測量技術(shù)來評價產(chǎn)品的口感。這一分析儀器具有 技術(shù)特點,在全球口味分析中取得了 性能,同時也為一些味道特性(咸、酸、鮮味):

● 味覺指紋評估:電子舌頭檢測到的所有有機和無機化合物都是基于液體的味道。通過使用基于多變量統(tǒng)計的特定數(shù)據(jù)處理軟件,該儀器可以像人類的舌頭一樣,評估整體的味覺輪廓

● 定量分析能力:使用電子舌頭傳感器,可以根據(jù)鹽、酸和鮮味的強度同時對相似的樣品進行排序

● 味覺分析測量的客觀性:電子舌這樣的儀器可用來評估受控和自動化條件下的味道,確??芍貜?fù)、可復(fù)制和 客觀的結(jié)果

● 快速和高通量分析:ASTREE電子舌自動采樣器允許自動分析一組樣品的分析序列,每3分鐘分析一次樣本

由于高可靠性的味覺測量,ASTREE電子舌可以代替品評員進行一些常規(guī)測試以來避免那些比較困難的,或可能引發(fā)一些安全問題的。




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