Ffactorau, damcaniaethau, modelau, a chymwysiadau geliau bwyd

Dydd Mawrth 2025

Cyhoeddodd Dr Jixin Yang a chydweithwyr adolygiad yn ddiweddar: 

Large deformation of food gels: Influencing factors, theories, models, and applications—A review

Anffurfio Gel a’i Gymwysiadau 

Mae geliau’n ddeunyddiau amlddefnydd a ddefnyddir mewn gwyddor bwyd, meddygaeth, ac amryw o ddiwydiannau oherwydd eu priodweddau strwythurol unigryw. Mae deall sut mae geliau’n anffurfio - boed yn ymestyn, cywasgu, neu fownsio - yn hanfodol i ddylunio cynhyrchion mewn meysydd fel bwyd, gofal iechyd, a roboteg. Mae’r adolygiad hwn yn amlygu’r prif ffactorau sy’n dylanwadu ar anffurfio gel, gan gynnwys crynodiad, pH, tymheredd, pwysedd, crisialu, a chyfryngau trawsgysylltu. 

Ffactorau sy’n Effeithio Ar Anffurfio Gel 

Crynodiad Gel

Mae crynodiad deunyddiau ffurfio gel fel gelatin, agarose, a startsh yn dylanwadu’n uniongyrchol ar briodweddau gel. Mae crynodiadau uwch yn arwain at eliau mwy cadarn, wrth i grynodiadau isel roi geliau mwy meddal ac ystwyth. Mae’r newidiadau hyn yn effeithio ar sut mae geliau’n anffurfio dan straen, gyda geliau mwy cryf â mwy o wytnwch i wrthsefyll anffurfio. Er enghraifft, mewn bwyd, mae gel mwy cadarn yn darparu gwead gwell i gynnyrch fel melysion gymi, wrth i gel mwy meddal fod yn addas i gynhyrchion fel pwdinau. 

pH a Thymheredd

Mae pH a thymheredd yn cael effaith sylweddol ar ffurfio gel ac ymddygiad gel. Mae tymheredd yn gallu effeithio ar sefydlogrwydd rhwydweithiau protein, fel y gwelir yng ngeliau cig, lle'r oedd rhagboethi ar 90°C yn gwella cryfder ac ystwythder (Mad-Ali et al., 2018). Yn debyg, mae pH yn dylanwadu ar eliau startsh a gelatin, gan newid eu strwythur a sefydlogrwydd. Er bod effeithiau pH a thymheredd ar briodweddau gel yn eu deall yn dda, nid yw eu heffeithiau cyfunol ar straen mecanyddol ac anffurfiadau mawr yn eu deall yn llawn. 

Prosesu Pwysedd Uchel (HPP)

Mae prosesu pwysedd uchel (HPP) yn ddull anthermol sy’n gwella sefydlogrwydd gel heb effeithio ar ansawdd bwyd. Trwy gymhwyso pwyseddau rhwng 100 i 1000 MPa, mae HPP yn gwella rhyngweithiadau protein-polysacarid ac fe all leihau tymereddau gelatineiddio, gan wella gwead ac ystwythder geliau. Er enghraifft, dangosa geliau cig cranc wedi eu trin gan HPP ystwythder cynyddol, wrth i silod mân Tai Lake arddangos cryfder uwch sylweddol (Velazquez et al., 2021). 

Cyfryngau Traws-gysylltu

Mae cyfryngau trawsgysylltu megis transglutaminase (TG) ac ocsidasau yn creu bondiau cofalent cryf rhwng moleciwlau, gan wella sefydlogrwydd gel. Gellir defnyddio’r cyfryngau hyn mewn cynhyrchu bwyd a chymwysiadau biofeddygol i greu geliau mwy gwydn. Er enghraifft, mae system sy’n defnyddio protein maidd a papäin (Liu et al., 2023) yn dangos potensial traws-gysylltu i addas priodweddau gel ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau. 

Priodweddau Gel a Chrisialau

Mae crisialu mewn geliau yn digwydd wrth iddynt fynd yn hŷn, gan arwain at newidiadau strwythurol. Er bod crisialau’n gallu gwella cryfder gel, mae crisialu gormodol yn gallu gwneud geliau’n frau. Gall ychwanegu deunyddiau fel nanogrisialau cellwlos wella cryfder a dargadwedd dŵr, fel y gwelir yng ngeliau protein maidd (Xiao et al., 2020). Mae rheoli crisialu’n allweddol i gynnal priodweddau dymunol geliau. 

Cymwysiadau mewn Bwyd ac Iechyd 

Gwead Bwyd

Mae gwead bwyd, neu “teimlad yn y geg”, yn hollbwysig mewn penderfynu ar ein barn ar fwyd, yn arbennig pan mae’n ymwneud â geliau. Mae’r ffordd mae geliau’n torri i lawr wrth inni gymryd brathiad ohonynt yn effeithio ar ein profiad bwyta. Mae geliau mwy meddal yn berffaith ar gyfer pwdinau, wrth i eliau mwy cadarn fod yn fwy addas ar gyfer gymis neu ddewisiadau amgen i gig. Gall offer fesur y grym sydd ei angen i dorri gel i lawr a faint mae’n ymestyn, dau beth sy’n dylanwadu ar wead (Franks et al., 2020). 

Argraffu Bwyd 3D

Mae argraffu bwyd 3D yn dechnoleg ddatblygedig sy’n galluogi bwydydd wedi’u cynllunio’n bwrpasol.  Mae rhaid i eliau a ddefnyddir mewn argraffu 3D allu gwrthsefyll y straen o fynd drwy ffroenell yr argraffydd a chynnal a chadw eu siâp ar ôl yr argraffu. Mae’r gallu hwn yn bwysig i greu cynhyrchion bwyd personoledig. Mae datblygiadau yn y maes hwn yn cynnwys datblygu geliau gyda hylifedd addasadwy i wella llwyddiant argraffu a gwerth maeth (Umeda et al., 2024). 

Bwydydd i Bobl â Dysffagia

Mae dysffagia, cyflwr sy’n ei gwneud hi’n anodd llyncu, yn ymofyn am fwydydd sy’n feddal ac yn hawdd eu llyncu.  Mae geliau’n addas iawn ar gyfer y diben hwn gan y gellir eu haddasu i gael ysigiad isel, sy’n eu gwneud nhw’n hawdd eu torri lawr wrth gnoi. Mae addasu priodweddau gel gydag ychwanegion yn sicrhau eu bod yn ddiogel ac yn gyfforddus i unigolion ag anawsterau llyncu (Štreimikytė et al., 2020). 

Bwydydd Bionig

Mae bwydydd bionig yn defnyddio geliau i greu'r un gwead a nodweddion â bwydydd naturiol fel cig. Mae’r dewisiadau amgen planhigion yn cynyddu yn eu poblogrwydd gan eu bod yn cynnig dewis mwy cynaliadwy i fwytawyr. Trwy addasu priodweddau anffurfio geliau, megis ystwythder a gwytnwch, gall bwydydd bionig ddynwared gwead ffeibrog cig (Du et al., 2023a). Mae’r arloesiad hwn yn helpu i fynd i’r afael ag anghenion dietegol a phryderon amgylcheddol. 

Deunyddiau Pecynnu Bwyd

Mae hydrogeliau hefyd yn cael eu defnyddio mewn deunyddiau pecynnu bwyd i reoli lefelau lleithder, sydd o gymorth i ymestyn oes silff bwyd. Gall y geliau hyn fod wedi eu gwneud o ddeunyddiau naturiol, gan gynnig datrysiad cynaliadwy ac effeithiol i ymestyn oes bwyd.  Mae angen iddynt fod yn ddigon cryf ar gyfer cael eu cario a’u symud ac yn ddigon hyblyg i ffurfio seliau tynn. Trwy addasu priodweddau hydrogeliau, gall weithgynhyrchwyr greu’r cyfuniad perffaith o gryfder, hyblygrwydd, a dargadwedd lleithder (Ahmed et al., 2013). 

Casgliadau

Mae geliau’n chwarae rhan hanfodol mewn gwyddor bwyd, ac yn gwella gwead, blas, a sefydlogrwydd. Trwy ddeall sut mae gwahanol ffactorau’n dylanwadau ar anffurfio gel, gallwn greu cynhyrchion gwell ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau. Fodd bynnag, mae heriau’n parhau, yn benodol mewn rhagweld sut mae geliau’n ymddwyn wrth gael eu bwyta, gan nad yw’r modelau presennol yn ystyried yn llawn y prosesau cymhleth sy’n rhan o gnoi a threulio. Dylai ymchwil y dyfodol anelu at gyfuno data o’r byd go iawn gyda modelau damcaniaethol i wella addasu a theilwra geliau, yn arbennig mewn technolegau datblygedig fel argraffu bwyd 3D a bwydydd i bobl ag anawsterau llyncu. Yn ychwanegol, bydd arloesiadau cynaliadwy mewn cynhyrchu geliau, fel traws-gysylltwyr bio-seiliedig, yn bwysig i greu datrysiadau ar sail geliau sy’n fwy ystyriol o’r amgylchedd ac y gellir eu haddasu. 

Darllenwch y papur llawn.