參考消息網6月15日報道 據西班牙《趣味》月刊網站6月12日報道,英國《可持續食品技術》雜志的最新研究揭示,軟物質物理學正以前所未有的精度理解和設計食品結構,并控制其質地、穩定性和感官表現。人工智能和新興技術則徹底變革了食品設計與生產方式。
“軟物質”指凝膠、乳液、泡沫或膠體等材料,其特性介于固體與液體之間。它們易變形,對溫壓變化敏感,性質隨加工過程而變。食物中的蛋白質、脂質、多糖會自組裝成復雜結構(如牛奶中的酪蛋白膠束、肉制品中的膠原網絡)。納米級別的組織決定了產品是奶油狀還是具有顆粒感,以及穩定或易碎。
流變學是研究材料流動與變形的科學。在食品中,它定量測量黏度、彈性和稠度等屬性。理想的酸奶需足夠“堅固”不散架,又足夠“流動”便于匙取。流變學數據不僅能預測質地,還能預測消費者的感官感受,是大規模定制化食品設計的關鍵工具。
食品的最終結構不僅取決于其成分,還取決于分子間作用力、氫鍵、離子等的相互作用和疏水相互作用。每種力都發揮著特定的作用。
最新研究引人注目的理念之一是分子自組裝。這意味著,在特定條件下,分子會自發地聚集在一起,形成諸如膠束、纖維或囊泡之類的有序結構。
軟物質物理學已經在實驗室之外革新工業流程。最新研究回顧了一些技術,例如精準發酵、利用冷等離子體在不加熱食物的情況下改性表面,以及可以塑造植物纖維、模擬肉類結構的高濕度擠壓技術等。
研究重點關注人工智能與食品科學的融合。借助機器學習,現在可以根據食品的微觀結構、加工條件或成分數據來預測其特性。
這具有直接的應用:無需反復試驗即可設計新產品配方、優化酸奶發酵時間或調整3D打印食品的質地。被稱為物理信息神經網絡的模型將物理方程與實驗數據相結合,從而能夠更精準地預測現實條件下的食品特性。
此外,機器視覺系統現在能夠實時分析食品在烹飪或成型過程中的結構變化,助力自動化和質量控制。
以上這些不僅是食品工業的革命。研究指出,物理學、生物技術和數字化的融合正在改變我們對食物的設計、生產和消費方式。(編譯/韓超)
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