质地分析如何帮助拯救地球

       在这个已经意识到气候变化和其他环境问题的现实世界中，大量研究用于开发对日常物品和过程的生态友好方法。环境问题对消费者而言变得越来越重要，导致许多公司围绕着永续性原则设计产品。这可以减少制造过程中的能源消耗、提高可回收性、使用废品或用可生物降解的替代材料。质地分析在确保材料机械性能和食品质地等方面维持标准发挥着重要作用。这方面的大量研究是在学术背景下进行的。这篇文章包含一些研究质地分析的例子，例如，使用废品和工业副产品可以减少进入垃圾掩埋场的物质数量，并可以减少制造过程的总能消耗。

       西班牙农业化学和食品技术研究所(Institute of Agrochemistry and Food Technology, Spain, )的研究人员最近进行的一项研究中，对一种由水生废物制成的材料进行了研究，以作为清除漏油的一种新方法，它也已在食品包装中得到应用。他们一直在研究PLA涂料，以改善基于来自水生生物质(Biomass)的纤维素气凝胶的可再生吸附垫的性能。生产了轻便、永续的疏水垫。他们使用TA.XT plus 质地分析仪进行机械测量，并通过加入PLA使其抗压强度提高了10倍。这些材料作为漏油清洁和食品包装应用的吸附垫具有巨大的潜力。

       在波兰，华沙生命科学大学(Warsaw University of Life Sciences)的科学家们一直在研究工艺过程和碳足迹的计算方法，研究利用水胶体生产创新的冷冻干燥蔬菜零食。冷冻干燥的蔬菜零食以蔬菜棒的形式进行了分析，它是冷冻蔬菜生产中的残余废物。将水胶体棒冷冻干燥以产生多孔结构。分析了两种水胶体系统：藻酸钠与乳酸钙以及刺槐豆胶与黄原胶的混合物。他们使用TA.HD plus 质地分析仪来测量样品的物理性质。计算每个冷冻干燥蔬菜棒的碳足迹。结果表明，水胶体的类型对所研究零食的物理性质和碳足迹具有显着影响。

       需要解决的另一个环境问题是一次性塑料的广泛过度使用。消费者和包装制造商正在寻求环保替代品。在一项利用啤酒生产废料的研究中，里斯本大学(University ofLisbon)的研究人员一直在研究一种具有滿足于塑料杯性能的塑料。他们一直在使用3D食品打印机研究啤酒酿造的谷物和羧甲基纤维素制成的生物聚合物的产品开发。各种来源的回收、再利用和生物聚合物的组合使用可以成为减少塑料生产、使用和处理对环境影响的因素。啤酒厂的废谷物（ Brewers’ Spent Grain，BSG）是啤酒生产的副产品。在这种情况下，使用BSG生产生物材料可以替代从中小型生产商处运来的这些残留物。这项工作的主要目的是使用3D打印机开发由BSG和CMC表征材料的产品。开发了材料，确定了物理属性，然后进行了原型的3D打印。他们使用TA.XT 2质地分析仪对样品进行三点弯曲测量。结果表明，用BSG和CMC制备的材料具有较高的机械强度，并且耐水性足以用于一次性杯子。

       在印度，研究人员一直在研究可食用的、可生物降解的餐具，从而减少了一次性使用塑料的处理需求。Kongu工程學院(Kongu Engineering College)的科学家一直在研究使用響應曲面法（Response surface methodology，RSM）来优化食用餐具制备的成分。这项研究的目的是使用复合面粉（例如小麦粉、珍珠小米和穀倉小米粉）制备营养可食用的餐具，并根据在RSM评估各种温度下的吸水特性优化成分。变量如小麦粉、珍珠小米和穀倉小米粉的含量有所不同。他们使用TA.XT plus质地分析仪对原始和水浸样品进行了全质构分析(Textural Profile Analysis)。发现最佳组合为50.12％的小麦粉、26.18％的穀倉小米粉和0％的珍珠小米粉。优化后的样品的营养价值为碳水化合物含量为83.68 g / 100 g，总脂肪2.36 g / 100 g和蛋白质5.67 g / 100 g。发现它在5天内生物降解。

       任何行业的能源消耗减少都可以为制造商节省资金，同时也可以减少对环境的影响。在食品工业中，这可以帮助促进全球努力，实现更多的可持续的粮食生产。在西班牙，穆尔西亚大学(University of Murcia)的研究人员一直在研究人造光对莴苣植物的物理和营养品质的影响，目的是研究可持续条件下的食品生产。最近，由于与传统的荧光照明相比，这种人工照明具有经济和生理上的优势，LED在室内农业中被广泛用作辅助光源。在这项工作中，使用了两个具有重要商业意义的生菜品种来研究LED（白光和红蓝光）和荧光灯照明对其质量和健康特性的影响。他们使用了TA.XT plus质地分析仪和Kramer剪切刀组(HDP/KS5)来测量叶片的质构。他们得出结论为：尽管已经进行了几项园艺研究来确定LED在生菜生长中的有效性，但仍需要进行其他调查来确定使用LED促进生菜生产和有益成分积累的最佳条件，例如维生素、矿物质、纤维和抗氧化剂化合物。

       为了减少对非生态友好型化学品的使用，巴斯克地区大学(University of the Basque Country)的科学家一直在研究含有甲基丙烯酸异山梨酯单体混合物的可移动生物基水性压敏胶粘剂（PSAs）。日益增长的环境问题迫使人们对玻璃基材（尤其是瓶子）实施可持续的回收过程，在这种情况下，需要快速清洁并尽量减少溶剂的使用。在此过程中，通常通过添加刺激性试剂，碱性溶液或高温来去除标签和粘合剂，从而增加了经济成本并损害了环境。在这项研究中，已经开发出了高性能的生物基水性压敏胶粘剂，该胶粘剂使用了少量的异山梨醇（源自葡萄糖）基甲基丙烯酸酯单体，可在水中快速去除。他们使用TA.HD plus质地分析仪进行剥离、环状剥离和探头粘着性测试。包含丙烯酸2-辛酯和甲基丙烯酸异冰片酯以及少量（1 wt％）这些单体的配方，不仅可产生更强的粘合，而且比非异山梨醇酯类同类产品在水中的清除速度快6倍。这种包含PSA的水性异山梨醇代表了目前PSA配方的替代方案，可实现永续的玻璃回收和再利用过程。

       应对气候变化的挑战，需要制造商和消费者以及全球领导人和科学家的努力。质地分析在这场挑战中发挥了自己的作用，确保我们每天使用的产品在不影响质量的前提下对环境友好。