和“吞雲吐霧”說再見 口含煙可以這樣做

圖片來源：https://www.yanyue.cn/news/3103?tkfs=ep&loading=6kpnmvtcr0j6n2q4br5b2decf4

口含煙的基本屬性與應用定位

       口含煙是一種無需燃燒、直接置於口腔內使用的煙草製品，常見形態包括袋狀(見圖一)、片狀或粉末狀等。口含煙也被稱為唇煙，誕生於數百多年前的瑞典，最初是通過鼻子吸入煙草粉末，也就是鼻煙的形式，後來逐漸演化為現在的唇煙形式，其通過口腔黏膜吸收尼古丁等成分，為使用者提供類似傳統捲煙的生理感受，同時避免了燃燒產生的焦油等有害物質，在部分地區被視為傳統吸煙的替代選擇。
       依據《YC/T 186-2004 煙絲彈性的測定方法》，煙絲的柔韌性需通過精准調控切絲工藝、含水率與卷制張力等參數，維持在良好範圍，以確保卷裝後煙絲既不塌陷，也不反彈過度而撐破紙張。

市售口含煙

黏膜黏附對有效成分釋放的關鍵影響

       要實現尼古丁等物質的有效釋放，口含煙必須能穩定黏附在口腔黏膜表面。這是因為口腔記憶體在唾液的持續沖刷，若黏附力不足，產品易脫落或被稀釋，導致有效成分無法充分接觸黏膜並被吸收。因此，黏附性能成為口含煙配方設計的關鍵指標，直接影響其生物利用度和使用效果。

多功能物性分析儀搭配電子眼裝置即時同步力學變化與測試過程

多功能物性分析儀在黏附性能分析中的應用

        多功能物性分析儀在口含煙的黏附性能分析中發揮著重要作用，通過模擬口腔環境下的接觸與分離過程，可精確測定產品的粘性（即與黏膜表面的黏附強度）、抗剪切力（抵抗產品位移的能力）、粘性做功（分離過程中所需的能量，反映黏附的持久性）與其填充值(關連釋放風味的尼古丁遷移)。實驗過程可將口含煙加入定量的人工唾液，接著使用軟體內自帶的Avery的方案，這些資料為優化口含煙的配方組成與袋狀包材提供了科學依據，有助於提升產品的穩定性和有效性。

從煙絲填充密度到吸食體驗 可以這樣做

煙絲密度、彈性葉的協同效應

       煙絲填充密度、彈性與結構恢復性都是決定吸阻的核心因素，煙絲填充過密過疏，都會影響包裝運輸性能與吸食體驗，包含煙支燃燒的煙氣產生的濃度。
       依據《YC/T 186-2004 煙絲彈性的測定方法》，煙絲的柔韌性需通過精准調控切絲工藝、含水率與卷制張力等參數，維持在良好範圍，以確保卷裝後煙絲既不塌陷，也不反彈過度而撐破紙張。
       此外，影響填充效果的因素還包括：煙絲切割寬度、長度分佈、含水率、紙張透氣性以及卷制壓緊度等。這些因素共同作用，決定了最終的填充值是否處於理想區間。目前，生產線常採用《YC/T 152-2001 煙絲填充值的測定》來進行定量監控，以確保每支香煙的吸阻一致性與舒適性。
       在這個體系中，包含再制煙葉（Reconstituted Tobacco Leaf, RTL）的使用比例與物理特性，亦深刻影響填充行為與吸阻表現。再制煙葉是將煙葉梗、粉末與生產下腳料回收再加工成片狀物，再切絲後混入煙絲之中。它不僅具有物理填充功能，更在永續製造中扮演重要角色：

🌀 功能性與風味調節：

1. 提升結構均勻性：再制煙葉纖維結構規則，便於與天然煙絲均勻混合，有效填補孔隙，改善整體填充密度。
2. 調節吸阻與燃燒速率：可視為“結構性修正材料”，通過其較低彈性與含濕特性來微調吸阻，優化通氣速率。
3. 穩定成本與風味釋放：再制煙葉通常占總配比10%～30%，不僅有助於控制成本，還能作為香精香料的載體，提高煙氣一致性。

🌿 可持續與減碳貢獻：

1. 資源再利用：再制煙葉通過回收煙葉副產物與邊料，降低原料浪費，體現迴圈經濟思維。
2. 碳足跡降低：相比全面使用天然整葉，再制煙葉製造過程能源集中可控，能有效降低單位產品的碳排放量，尤其在全球推行ESG政策背景下成為重要加分項。
3. 助力綠色供應鏈：其標準化生產形態提升製造效率，有助於整體煙支生產線能耗降低，減少不必要的物料損耗。

煙絲填充值、彈性值測試

TDT模式優化煙絲檢測流程

        然而，由於傳統方法需準備兩倍量樣品以分別完成彈性與填充值兩個實驗，過程繁雜且耗時較長。現在可借助設備自帶的 TDT (兩次形變測試)模式，僅需一次實驗即可同步獲得煙絲的彈性值與填充值，並可額外測得煙絲的蓬鬆度與剛柔度等多項參數[CN 215218334 應用於質構儀的煙絲剛柔度輔助檢測裝置]，實現更高效率的檢測流程，見視頻一。多元化指標不僅大幅節省檢測時間，更能全面得到煙絲物理特性，為品質評估與工藝優化提供有力支援。

煙絲檢測從繁瑣到高效的智慧化升級方案

        綜上所述，煙絲填充密度作為影響香煙吸阻體驗的關鍵因素，需通過精確控制煙絲的物理性質與卷制工藝實現最優平衡。借助TDT測試模式，可在單次實驗中同步獲取包括彈性、填充值、蓬鬆度與柔韌性在內的多項關鍵參數，不僅顯著提升檢測效率，也為煙絲結構優化與產品一致性控制提供了更加科學的支援。

不只是吞雲吐霧的快樂體驗

       從天然煙絲的彈性控制、再制煙葉的永續價值，到卷制密度的精准調節，現代捲煙製造已不再只是“口感與風味”的遊戲，更是涵蓋品質、一致性與環保責任的系統工程。細節之處，體現出品牌對消費者體驗與地球資源的雙重尊重。

爆珠的手感力學到情感觸發，可以這樣做

圖片來源: aubeststore 

       從手指稍施壓力捏破濾嘴內的香珠後，釋放不同香味達到瞬間轉換風味的同時，似乎也同時釋放出壓力與暢快感，這種「主動參與」的互動設計，讓消費者在過程中感受到掌控感與儀式感，成功提升吸煙體驗，尤其受到年輕族群與新興市場青睞。

       根據 Euromonitor 與 Statista 等機構報告，爆珠香煙在亞太地區（尤其是日本、韓國、臺灣與泰國）及中東市場的市占率穩步上升，尤以 20 至 40 歲族群最為偏好。品牌亦積極推出多樣化口味，例如薄荷、水果、花香、咖啡、茶香、可樂等，透過「香味模組化」建立差異化，強化市場分眾策略，香味掩蓋煙味的同時也重構了風味記憶。

力學與聲學的多感官的沉浸式體驗

       爆珠設計需同時滿足三大目標：柔韌易捏、破裂清脆、香氣釋放順暢。手感，不僅是一種物理性質，更是一種情感符號，影響品牌印象與消費者忠誠度。透過多功能物性分析儀進行破裂強度、延展性、香氣釋放等多重指標量測，研發人員可精細調整配方與結構，創造具備「手感語言」的產品體驗，從功能性轉化為情感性載體。

       更微妙的是，當手指輕捏濾嘴時，那一聲“啪”的脆響，不僅標誌著風味的釋放，也成為爆珠香煙的獨特儀式感。聲音強化了“啟動”體驗，與隨後襲來的清涼或果香交織，形成味覺、觸覺與聽覺的多重刺激，讓吸煙過程更具個性化與滿足感。這種微小的聲響，正在成為品牌差異化的情緒觸點，為消費者帶來情境化的沉浸式感受，目前多功能物性分析儀能搭配音訊裝置，將聲音釋放的聲強與頻率(紅色曲線)同步記錄在力學曲線上(藍色曲線)，見視頻二。

YC/T 608-2024《捲煙爆珠強度測試儀通用技術條件》

       根據中國標準 YC/T 608-2024，爆珠需在吸食前具備足夠的穩定性，不易因運輸或擠壓而提前破裂，同時也不可過於柔韌導致難以捏破。理想破裂力約控制在 3～6 N 範圍內，需在產品耐用性與使用舒適性間取得平衡。

       不同口味與殼體材質的爆珠，物性差異明顯。多功能物性分析儀可模擬手指按壓過程，量化其破裂強度與延展性（見影片一），為配方優化與產品一致性提供重要依據，使每一次的「點破」都精准、令人滿足，成為品牌與使用者之間微妙卻穩定的連結。

風味體驗不能「黏」

圖片來源: aubeststore

       隨著 2015 年後「自填式爆珠」逐漸流行，消費者可選擇喜愛的香型手動導入普通香煙。對應需求而生的爆珠填充器，若遇到爆珠黏性過強或黏附容器內壁，會導致填充失准或卡珠。此時需特別關注膠囊表面的黏性（Tack）控制，避免黏滯現象，才能搭配精准導入的填充器順利運作。表面黏性與填充精准度成為研發優化的關鍵。

細胞~從腦損傷到失智

       創傷性腦損傷（TBI）不僅是全球公共衛生的重大負擔，更是癡呆症的重要環境風險因素。然而，原發性機械損傷如何引發神經退行性變、增加癡呆風險，一直是科學界亟待破解的謎題。今天為大家分享一項發表在《Biomedicines》的研究《Mechanical Stretching-Induced Traumatic Brain Injury Is Mediated by the Formation of GSK-3β-Tau Complex to Impair Insulin Signaling Transduction》，研究者以 SH-SY5Y 神經母細胞瘤細胞為模型，揭開了機械拉伸誘導 TBI 的關鍵分子機制，為 TBI 相關癡呆的預防與治療提供了全新思路。

在培養皿中複現“腦損傷現場”

    •細胞模型：選用保留多巴胺特性的 SH-SY5Y 神經母細胞瘤細胞(圖1 A)，接種於可伸縮的 PDMS 膜上，模擬神經元在體內的力學環境。

    •機械刺激：採用25% 、伸長率1Hz 頻率的週期性拉伸（持續 6 小時和 24 小時），相當於模擬中重度 TBI 後的持續性機械應力。

圖1機械損傷通過拉伸誘發神經元損傷。 

核心發現：

1. 線粒體與 DNA 的雙重打擊
    6小時拉伸後，線粒體膜電位顯著降低，綠色/紅色螢光比值升高（圖1 B），提示線粒體去極化，能量代謝紊亂。24小時拉伸後，8-OHdG 水準顯著升高（圖1 C），DNA氧化損傷加劇；與對照相比，多巴胺水準顯著降低（圖1D）。

2. 神經保護機制瓦解與毒性蛋白積累
    週期性拉伸降低了 SH-SY5Y 神經母細胞瘤細胞中的 BDNF 水準並增加了澱粉樣蛋白-β/p-Tau（圖 2A-C）。BDNF的降低表明神經元被壓力調用，其中 BDNF 充當神經保護因數。此外，它的降低伴隨著聚集的 p-Tau 的增加，這是神經元損傷的跡象（圖 2D）。

圖2 通過神經母細胞瘤細胞的機械拉伸成功建立神經元損傷模型。

3. 胰島素信號通路 “罷工”
    蛋白質印記顯示，6 小時拉伸後 p-GSK-3β和 p-Tau蛋白水準顯著升高，GSK-3β 激酶活性被異常啟動（圖3 A）。而p-AKT 和 p-ERK 蛋白表達顯著降低（圖3 B），提示胰島素/ IGF 信號通路核心分子失活，神經元生存與修復信號受阻。

圖3 拉伸引起的機械損傷上調p-Tau和GSK-3β蛋白含量，並降低胰島素途徑

4. 靶向干預：GSK-3β 抑制劑逆轉損傷

    TWS119的保護作用：使用GSK-3β抑制劑TWS119處理後，p-Tau 和Amyloid-β水準降低，BDNF表達回升，神經元損傷明顯改善（圖4A-C）。

圖4 P-GSK3β降低神經元損傷模型中的BDNF 水準並上調澱粉樣蛋白β/p-Tau 的表達

從實驗室走向臨床

    當機械力以 25% 的伸長率反復“撕扯”神經元時，GSK-3β與p-Tau 蛋白的異常結合如同打開了潘朵拉魔盒。破解這一分子機制，或許正是阻止 TBI 患者滑向癡呆深淵的關鍵鑰匙。

奶油花的美觀與持久-形狀決定

奶油花的塑形秘密

    奶油花能不能做得漂亮，跟奶油的質地密切相關。像是流動性、濃稠度、比重、甚至溫度和黏性等，都會直接影響裱花時的操作手感與最終成型的穩定度。一般來說，如果奶油打發到“硬性發泡”，質地扎實、結構緊密，就能支撐起清晰的褶皺和立體的花瓣，花型會特別挺、輪廓分明；而如果奶油質地偏軟，花型在擠出時容易下垂，做出來會像雲朵或波浪邊那樣柔和自然，雖然美感不同，但比較難維持原始形狀。

 

奶油花成敗的技術關鍵

    其中，奶油的稠度會影響擠出的難易度與整體操作性——太稀可能花型撐不住，太稠又不容易順利擠出；而黏聚性（cohesiveness）則決定奶油在擠出過程中能否保持整體結構不崩散，對花型的塑形與精緻度影響很大。流變特性（也就是奶油在受到剪切力時的流動與變形行為）再加上環境溫度的影響，也會決定奶油花完成之後能不能“站得久”。例如室溫偏高，或奶油本身黏度太低，都容易讓漂亮的花型慢慢塌陷、變形。

    總之，想做出美觀、穩定又好操作的奶油花，除了打發技巧，理解奶油的物理特性也是關鍵。只有掌握好這些幕後“物性指標”，才能把每一朵花都擠得又美又穩！

以上圖片來自超技儀器魚與熊掌烘焙實驗室

持久性的資料分析

    通過先進的SMS體積測定儀（Volscan）可以借助360度的鐳射掃描技術量化化奶油的外觀形狀指標。將剛擠出與在室溫放置30分鐘後的奶油花進行鐳射掃描，測試圖像及資料從測試結果我們可以看出奶油花的整體體積，重量，最大高度，最大寬度指標，奶油花剛擠出比較立體，高度高，寬度低，但是擺放於室溫30min後，由於其吸水和塌陷造成，開始塌陷，體積減小，重量增加，高度降低，寬度增加。這些都是奶油花不耐擺放所出現的外觀變化。

明膠的固液交織，可以這樣做

一場結構與溫度的律動

    在食品膠體的流變學研究中，明膠作為典型的熱可逆凝膠材料，其溫度回應特性始終是影響產品質構表現與結構穩定性的關鍵因素。尤其是從凝膠態（gel）向溶膠態（sol）轉變的臨界溫度區間，對食品加工參數的設定、藥品載體系統的控釋特性，以及化妝品質地調控等應用領域具有直接影響。

跟著超技 x SMS 一起探索明膠的相態轉變點

    為精准捕捉明膠在溫度變化過程中的相態行為，藉由SMS多功能物理指標分析儀的流變裝置（A/APR），結合正弦波動態測試（Sine Wave Test），追蹤其在升溫過程中的彈性（G'）與黏性（G''）變化，進而識別其固液轉變的關鍵溫度點，為熱穩定性設計與質構調控提供量化依據。

明膠的溫柔轉變被看見了

    實驗中使用 6.67% 明膠溶液，在水浴中自 25°C 起每隔 0.5°C 測試一次直至 31°C，以動態觀察明膠在該溫度區間結構變化的過程。結果顯示儲能模量（Storage Modulus, G'）在28.5°C時開始大幅下降，並於此溫度點與損耗模量（Loss Modulus, G''）發生交會，顯示出明膠在此溫度從以彈性為主的凝膠態轉變為以黏性為主的溶膠態。

    同時，相位角（Phase Angle）也在28.5°C附近出現跳躍式變化，從穩定的 0.71 陡升至 0.79，再持續上升至 1.24，進一步驗證了材料內部結構的顯著變化。

    瞭解明膠的關鍵相態轉變溫度，對於多個應用領域具有重要的指導意義。在食品工業中，有助於掌握果凍、慕斯與膠質糖果在室溫下的質構穩定性；在醫藥領域，該溫度可作為評估膠囊釋藥行為與體溫適應性的參考依據；而在化妝品開發中，則有助於精准調控凝膠型護膚品接觸肌膚後的質地轉變與使用膚感。

細胞 ~ 疏通心臟生命路

超過3.3億個心臟“警報”

    最新發佈的《中國心血管健康與疾病報告2024》敲響警鐘：全國罹患心血管疾病的人口超過3.3億，更別提現在的年輕人一邊熬夜爆肝，一邊大口吃肉喝奶茶，久坐不動、加班爆表、抽煙喝酒樣樣來，冠心病發病更是逐步年輕化。這種疾病因冠狀動脈被脂肪、膽固醇等堵塞，導致心臟供血不足，可引發胸痛、心肌梗死甚至猝死。

圖1 

臨床的“金標準”依然“水土不服”

    冠狀動脈搭橋術（CABG）如今已是治療冠心病的常規手術，臨床應用廣泛，被認為是“金標準”療法。然而，即使手術本身已相當成熟，術後仍面臨不少難題，例如血管狹窄、血栓形成等併發症。統計顯示，約有50%的靜脈移植物（VG）在術後10年內出現閉塞。

    造成這一問題的關鍵在於靜脈“水土不服”動脈環境：本來適應的是低壓（0-30 mmHg）和較低拉伸（約5%）的靜脈環境，卻突然被置於高壓（約150 mmHg）和劇烈搏動（約15%拉伸）的動脈系統中，遭遇劇烈的機械應力衝擊。

    動脈血壓引起的高幅度週期性拉伸是誘導血管平滑肌細胞（VSMC）行為改變的關鍵因素。這種機械刺激會導致VSMC從收縮表型向增殖/遷移表型轉換，進而促進內膜增厚。周菁課題組在前期研究《MFN2 ...》中發現，線粒體蛋白MFN2通過降解糖酵解關鍵酶PFK1，抑制機械力誘導的VSMC糖酵解和內膜增生。儘管有研究證明脂肪酸氧化（FAO）是 VSMC 能量代謝的關鍵途徑，但其在機械力回應中的作用尚不明確。

雙重視角：機械力如何影響細胞代謝？

    《MFN2 ...》通過構建小鼠動-靜脈移植模型（圖2 A），並利用 ATMS 系統對血管平滑肌細胞（VSMC）施加15%單軸迴圈拉伸模擬動脈機械力（圖3A-B），發現動脈機械力可通過ROCK/JNK/SP1 信號通路抑制線粒體融合蛋白MFN2（圖4L）。MFN2缺失會破壞其與糖酵解關鍵酶PFK1的C端結合，導致PFKP/M與TRIM21的相互作用減弱（圖5B-C），導致果糖6-磷酸向果糖1,6-二磷酸轉化增強，驅動糖酵解代謝重程式設計。

圖5

    另一項研究《Mechanical...》發現，當 ATMS 施加動脈級拉伸時（圖8A），核膜張力感測器 cPLA2 被啟動並催化產生花生四烯酸（ArAc）（圖6 J），導致轉錄因數 YY1 降解，進而抑制FAO關鍵酶 CPT1B 的表達（圖7G-I）。

    這種機制下，高強度迴圈拉伸（15% CS）阻礙了促進VSMC增殖遷移的 FAO過程（圖8B-C）。

圖8

未來：細胞力學的前瞻價值

    這兩項研究揭示了血管移植失敗的本質是“機械 - 代謝”信號軸的失衡。ATMS 系統作為連接宏觀力學與微觀代謝的橋樑，不僅解析了cPLA2/YY1/CPT1B與 MFN2-PFK1兩條關鍵通路，還可模擬不同患者的血流動力學特徵（如高血壓患者的高拉伸幅度），為個性化藥物篩選提供體外模型。未來，隨著 ATMS 技術與類器官模型的結合，或許能讓每段移植靜脈在術前就完成“機械適應訓練”，破解冠心病手術的長期療效難題。

細胞~揭開富貴病背後的硬化真相

    高鹽、高脂、久坐、熬夜……現代生活方式在悄悄改變我們的身體。越來越多的人年紀輕輕就背上了“富貴病”標籤——高血壓、動脈粥樣硬化、代謝綜合症，這些表面看似無害的慢性病，其實正在深層次地侵蝕我們的心血管系統。

圖片來源：雅虎新聞-健康2.0

    試想一下，一條柔韌與一條老化變脆硬的膠管，哪一個更能承受長時間、流體不斷衝擊的舒暢與收縮的壓力？答案顯而易見。血管亦然。當血管長期處於高壓狀態，血管壁會逐漸喪失彈性，變得增厚、硬化，最終可能導致心血管組織纖維化。這不僅讓心臟泵血變得更加費力（增加心力衰竭的風險），也會使血管調節壓力的能力下降（加劇高血壓），進而陷入一種惡性循環。在早期，這類病變往往被視為難以逆轉。但如今，隨著生物醫學技術的進展，科學家正透過細胞模型與精准類比系統，逐步揭示這場「血管硬化戰」的內在機制。今天要與大家分享的是。今天要跟大家分享的是Chi-Chen-Lai 等人發表於《International Journal of Molecular Sciences》中的研究：《Vitamin D Attenuates Loss of Endothelial Biomarker Expression in Cardio-Endothelial Cells》，研究團隊運用過ATMS全自動動態培養系統，對細胞施加週期性的機械拉伸（文中採用15%形變、1Hz頻率，拉伸6小時），模擬血流對血管壁的實際拉力，進一步建立出纖維化模型。這項技術為探究維生素D在心血管保護中的潛在作用提供了全新視角與研究路徑。

精准調控纖維化標誌物：從 “分子開關” 到 “細胞轉型”

    機械拉伸不僅能“施壓”，還能精准調控細胞內的纖維化相關分子表達。文獻中發現，在給定的機械應變下，HCMEC 的方向垂直于單軸力的方向（圖 2A、B）。免疫螢光測定顯示 6 h 拉伸增加了 α-SMA 和 α-tubulin（圖 2C-F）。機械拉伸可顯著降低 CD31 並增加 α-SMA 蛋白水準（圖 2G-J）。

    將維生素 D 施用于動態培養物以研究其對纖維化發生的影響。機械刺激降低了內皮標誌物 VE-Cad，維生素 D 沒有恢復其蛋白質表達（圖 3A、B）。然而，與對照相比，在維生素 D 存在下 TGF-β1 的釋放減少（圖 3C）。此外，與對照組相比，維生素 D 略微減輕了 VE-cad 的降低；在維生素 D 存在下纖連蛋白 （FN） 的增加可能是由於機械拉伸建立壓力時開始重塑（圖 3D）。這一系列變化與體內纖維化進程高度吻合，為研究纖維化的分子機制提供了理想模型。

藥物篩選與機制研究：維生素 D 的 “抗纖維化之旅”

    借助ATMS動態培養技術，研究者發現維生素 D 可緩解機械拉伸誘導的VE-cadherin 下降和 FN 升高，同時抑制 TGF-β1 的釋放。這一結果不僅驗證了維生素 D 的抗纖維化潛力，更展示了ATMS在藥物篩選和機制研究中的強大應用價值。

圖4

與其他模型對比：機械拉伸的 “不可替代性”

    兩種不同的心臟纖維化體外方法和體內實驗的結果相似。機械拉伸提供了一種更快且更具成本效益的方法來創建用於心臟研究的體外纖維化模型。

未來：從 “實驗室” 到 “臨床” 的橋樑

    機械拉伸不僅是一種實驗手段，更是連接體外研究與體內生理的“橋樑”。它讓我們在細胞水準上“看見”了機械應力如何一步步推動纖維化的發生，也為尋找對抗心血管疾病的“鑰匙”提供了新的方向。或許在不久的將來，基於ATMS動態培養機械拉伸模型的研究成果能為無數心血管疾病患者帶來福音。

水果的品質好壞，因為孔隙

    水果的口感、外觀與保鮮品質，是影響消費者喜好與市場價值的重要因素。除了傳統的糖度、酸度與硬度等指標外，“孔隙結構”作為微觀層面的內部特徵，正逐漸成為水果品質評估的重要依據。透過先進的C-Cell孔隙分析技術，我們得以揭開水果質構背後的奧秘。

脆度的來源：從石細胞到咬感

    在先前的的文章中，我們探討了水果脆度與孔隙結構之間的關聯，尤其在石細胞含量較高的梨子上表現尤為明顯。使用 C-Cell 孔隙分析儀，我們可以量化果肉組織中的孔隙比例、大小與分佈情況。研究顯示，孔隙越大，咬感就越粗糙；反之，孔隙細密則表現為更細緻的口感。這項技術讓質地評價從感官主觀走向可量化的客觀分析，提升了水果育種、分級與品質控管的科學基礎。

點擊觀看文章

不僅是口感，還有顏色的故事

  C-Cell 分析技術的應用不僅局限於結構層面。儀器也能掃描樣品的顏色變化，讓我們得以追蹤水果在空氣中放置後的氧化變色現象。顏色是消費者選購水果的首要直覺，過快的褐變可能影響感官印象，進而影響商品價值。透過定時掃描不同時間點的水果切片，我們可以評估不同品種、處理方式或保鮮包裝對抗氧化能力的差異，為采後處理與儲運策略提供科學依據。

 

延伸應用：從鮮果到醬料的品質追蹤

    C-Cell 分析的優勢也延伸到水果加工品中。例如在番茄醬、果泥等產品中，顏色均勻性、光澤度、組織細膩度是評估加工品質的關鍵指標。通過圖像化與色彩分析，C-Cell 可協助生產者掌握原料穩定性、加工條件一致性及最終產品的感官表現，使得水果產業從生鮮管理跨足加工品品控，構建更完整的品質追蹤鏈條。

    果肉的脆度，到顏色變化，再到醬料的外觀品質，C-cell為水果產業帶來多維度的品質視角。未來，隨著技術更普及、資料庫更完整，水果的“內部世界”將被看得更清、更准、更科學，為品質管理與消費者信賴提供堅實基礎。

掌握食品的關鍵加工溫度，可以這樣做

果膠加工的神秘數字：相態轉變點溫度

    在果醬、糖果與保健飲品等食品配方中，果膠不僅塑造口感，更扮演穩定質地與控制流變性的關鍵角色，其網路結構對溫度極為敏感，決定凝膠態與溶膠態臨界切換的相態轉變點溫度，一旦掌握，可在儲存運輸與加工過程中精准維持流變特性，避免結塊、吸濕或鬆散，並為噴霧乾燥、熱充填、功能性食品開發等工序提供科學化參數。通過 SMS 多功能物性分析儀的 Sine Wave Test 模式，施加微幅正弦波振動以類比外力影響，可動態觀察樣品表面波型反應，並計算儲能模量（G′，反映彈性結構）與損耗模量（G″，反映黏性行為），進而評估材料在不同溫度下的結構穩定性。當 G′ 與 G″ 發生交叉，即代表材料由凝膠態轉為溶膠態，該溫度即為其相態轉變點。

    以 0.4% 果膠為例，其力學回復與流變模量隨溫度上升呈顯著變化，50 °C時波形規律且振幅高，顯示材料仍具良好彈性與結構恢復能力；而溫度上升至60 °C時波形明顯衰減，振幅減小，顯示網路結構已遭破壞，且能看到震波相位角發生明顯改變。模量分析進一步證實 G′ 隨溫度快速下降，並于54.8 °C時與 G″交叉，明確指出果膠的相態轉變點溫度，為制程設計與品質控制提供關鍵依據。

“壓”出更多精華，可以這樣做

 壓力：解鎖果汁的關鍵金鑰

    一顆柳丁子的汁液含量，蘊含著複雜的物理奧秘。傳統榨汁憑藉經驗與力量，難以精准把握壓力對果汁提取效率的影響。而在科學的視角下，通過精確調控壓力參數，能夠深入探究橘子在不同壓力下的榨汁規律，這對於食品工業實現機械化高效榨取、減少果肉浪費意義非凡。

實驗裝備：精准測量的 “黃金搭檔”

  為了精准模擬真實榨汁場景並即時採集資料，實驗通過8刀片擠壓板（A/WBL）與動態天平（XT/DIB）的組合。首先，取半顆新鮮橘子，測量其包含果皮與果肉的總重量，以此作為基準值。接著，將樣品放置在A/WBL擠壓板上，利用面積大於橘子的方形探頭，進行 10Kg、20Kg、30Kg 的垂直下壓力，模擬水果榨汁過程。下方的承接盤放置在XT/DIB動態天平之上，進一步測得樣品分別受到10Kg、20Kg及30Kg 壓力後得到的榨汁率，為設備優化設計提供科學支撐。

    

資料揭示：壓力與榨汁率的獨特關聯

    實驗資料表明，橘子的榨汁率並非與壓力呈簡單的正相關關係。當施加 10Kg 壓力時，果汁緩慢滲出，榨汁率約為 14.82%；增加到 20Kg 壓力時，果肉纖維開始斷裂，榨汁率大幅提升至 29.23%；達到 30Kg 壓力時，果肉被徹底壓潰，榨汁率可達 39.64%。值得關注的是，當壓力超過臨界值後，榨汁效率的增幅逐漸變緩。這一現象提醒我們，在工業化生產過程中，需要在壓力和果汁品質之間找到平衡，而不是盲目追求高壓。

從實驗室的精准實驗到生產線的實際應用，對壓力的科學研究開啟了榨汁領域的新征程，讓我們在追求更高果汁提取效率的同時，也能更好地保障果汁的品質，實現從 “科學” 到 “甜蜜” 的完美轉化。

水果的聲波密碼 可以這樣做

🍏 從敲擊聲和破裂聲談起~球形壓力如何"聽見"新鮮度

    水果的聲音就像藏在果實裡的 “密碼本”，悄悄記錄著它們的生長狀態與健康秘密。輕輕敲擊西瓜，成熟的果實會發出低沉渾厚的聲響，而未成熟的則聲音清脆，仿佛在以獨特的 “音調” 訴說著成熟度的差異。新鮮的蘋果咬下去時，那聲乾脆的 “哢嚓” 不僅是口感的享受，更是果肉細胞緊密飽滿的證明 —— 越是新鮮的果實，細胞結構越緊實，咀嚼時發出的聲音也越清亮”，無需剖切，便能從成熟度、新鮮度到細微損傷，讀懂果實的內在語言，為品質檢測開啟溫柔又精准的新視角。

    其實，用聲音研究水果早有先例：敲一敲西瓜，成熟果實聲音渾厚、未成熟的更清脆，有研究通過聲音分析技術判斷成熟度，準確率超 83%；而聲波在西瓜內的傳播速度越快，糖度越高，判斷糖度超 9.5% 的準確率達 97.7%。這些發現啟發我們：聲音既能反映水果 “內在品質”，也能用於檢測損傷。於是我們創新結合質構儀的 “壓力測試” 與音訊裝置的 “聲音採集”，讓水果被壓時同步 “用力回饋” 和 “發聲表態”，雙重驗證下，再輕微的內傷也能無所遁形。

🔵球形探頭+聲學傳感~還原真實損傷場景

  在果實損傷檢測領域，傳統平面探頭受樣品表面平整度影響，易導致測試資料波動較大。而球形探頭憑藉點對點的曲面接觸特性，能有效規避這一問題，如手指按壓或運輸碰撞場景。搭配音訊裝置，不僅可通過聲響變化識別果實的顯性破裂損傷，還能捕捉到傳統力學測試難以察覺的隱性內部損傷，為果實品質檢測提供更全面、真實的評估依據。

    

📡從實驗室到生產線~聲學檢測的"靜默革命"

    從敲擊西瓜聽成熟度，到按壓蘋果辨損傷，聲音與壓力的 “無損解碼術”，正在為水果品質檢測掀開全新篇章。當球形探頭模擬真實碰撞場景，當聲學傳感捕捉細胞破裂的細微聲響，傳統檢測中 “看不見的內傷” 終於有了科學的判讀方式。這不僅是技術的突破，更是對每一顆果實的溫柔守護 —— 讓田間的新鮮無需 “犧牲” 就能被精准感知，讓運輸的顛簸不再成為品質的隱形殺手。未來，隨著聲 - 力協同檢測技術的普及，水果的 “聲音密碼” 將繼續破譯更多品質奧秘，讓從枝頭到舌尖的每一份甜，都充滿科技與自然共鳴的智慧。

細胞~ 24小時預測改善退化性關節炎模型

    

圖片來源：

A novel cell source for therapy of knee osteoarthritis using atelocollagen microsphere-adhered adipose-derived stem cells: Impact of synovial fluid exposure on cell activity

精准力學模擬，為「行難一族」搶回行動力

    膝關節健康關鍵在於軟骨細胞的正常結構。健康的軟骨細胞多為圓形或橢圓形，規則地分佈于由膠原與聚糖組成的基質網路中，協同維持關節的運動功能。而在退化性關節炎（OA）中，軟骨細胞出現形態異常、數量減少，基質代謝失衡，導致軟骨功能逐步喪失。

24小時內重現關節退化進程的革命性平臺

  傳統OA動物模型需要數百隻大鼠、長達4～6周的誘導與觀察期。ATMs的拉伸力學實驗以MPS（微生理系統）技術，透過模擬滑液流動與力學刺激（形變15%、頻率1Hz），可於24小時內精准重現軟骨退變過程，與傳統模型相符率達92%，大幅縮短時程與成本。 

傳統與創新模型比較一覽

精准醫學與動物替代的雙重突破

    此技術已於2025年發表於《細胞生理學雜誌》（Cell Physiology Journal），該期刊在領域排名中位居第31/285，影響因數達5.3。更重要的是，這項技術回應FDA推動的「非動物方法」（NAMs）戰略，不僅減少動物使用，也大幅提升研究效率，已獲得納入FDA認可的技術路徑，未來可作為藥物開發中合規的替代方式。

    ATMs動態培養平臺所模擬的體外機械病理環境，不僅加速細胞反應，更讓藥物開發與病理預測向「高通量、低成本、高精度」邁進，開啟關節退化研究與藥物篩選的新時代。

ATMs動態平臺的應用不僅限於骨科領域

    凡是與過度機械力刺激相關的疾病機轉研究，如肺纖維化、COPD、心臟纖維化、心衰竭、心肥大、膽管阻塞、蟹足腫、口腔纖維化、青光眼、毛髮再生障礙、肌少症、腸躁症、子宮過度收縮導致早產、性功能障礙、膀胱與腎臟疾病等，皆可透過此體外模型進行高效整合的藥物篩選與機制驗證。

    這項技術不僅是力學儀器的創新突破，更是推動跨領域疾病研究與精准醫療發展的關鍵工具。

    現在，就是與全球科研單位一同引領未來生醫研究的最佳時機。