《Food Hydrocolloids for Health》：Beverage matrix and post-preparation time modulate IDDSI flow, back-extrusion, and shear rheology of xanthan- and guar-thickened beverages
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增稠饮料的实际分类通常仅依赖单一重力流动试验，尽管饮料组成和水合时间可能改变该终点无法表征的性质。本研究在0、30和60 min时，采用IDDSI注射器流动试验、勺观察、反挤压和拟合Herschel-Bulkley模型的控速剪切流变学，评估了水、全脂牛奶和橙汁
增稠饮料的实际分类通常仅依赖单一重力流动试验，尽管饮料组成和水合时间可能改变该终点无法表征的性质。本研究在0、30和60 min时，采用IDDSI注射器流动试验、勺观察、反挤压和拟合Herschel-Bulkley模型的控速剪切流变学，评估了水、全脂牛奶和橙汁中1.0 g/100 mL的黄原胶和瓜尔胶。每个条件分析三次独立制备样品。基质、时间及其交互作用影响两种胶的IDDSI残余体积。黄原胶增稠牛奶从0 min的2.533 ± 0.416 mL增至30 min的9.100 ± 0.100 mL。所有瓜尔胶体系在60 min均保持10.000 mL，但其压缩功仍存在差异：水中为19.779 ± 3.746 N·mm，牛奶中为12.514 ± 1.191 N·mm，橙汁中为10.273 ± 4.758 N·mm。60 min时，橙汁对黄原胶（915.315 ± 153.086 mPa·s）和瓜尔胶（924.797 ± 153.757 mPa·s）在50 s?1下产生最高表观黏度。勺观察亦将瓜尔胶连续、成丝的释放与黄原胶更强的勺保留区分开来。相同胶浓度或相似注射器残余体积并不意味着等效的压缩、脱离或剪切响应。因此，在预期持留时间下测试成品饮料对于配方和质量控制是必要的。这些体外测量描述了工艺行为，并不确立吞咽安全性。缩略语：GG瓜尔胶；XG黄原胶；IDDSI国际吞咽障碍饮食标准化倡议；K稠度指数；n流动行为指数；τ?表观屈服应力参数；η50和η300分别为50和300 s?1下的表观黏度。
**论文解读**
**研究背景** 口咽吞咽困难会损害液体从口腔向食管的安???、高效传输，其后果包括误吸、脱水、营养摄入不足和生活质量下降。增稠液体可减慢食团流动，为气道保护提供额外时间，但其性能取决于水胶体浓度之外的多种因素，包括聚合物结构、饮料组成、制备历史、温度、持留时间以及测试或吞咽过程中施加的形变。IDDSI框架为质地改良食品和增稠液体提供了共享术语和可及测试方法。在注射器流动试验中，10 s重力排空后的残余体积支持在制备现场进行快速分类。该终点具有临床实用性，但无法量化剪切变稀、压缩功、表面黏附、脱离、拉伸连续性或润滑等特性；因此具有相同IDDSI水平的流体在操作和口腔加工过程中可能出现不同响应。黄原胶和瓜尔胶通过不同分子组织增稠液体，前者为具有有序螺旋构象和显著剪切变稀行为的阴离子杂多糖，后者为中性半乳甘露聚糖，其水合、链伸展和缠结依赖于更柔性的无规卷曲结构。分散介质进一步改变水胶体水合：全脂牛奶含蛋白质、脂质、矿物质和添加微量营养素，橙汁含有机酸、可溶性固形物和悬浮果肉颗粒，这些成分改变水分可利用性、聚合物-溶剂相互作用、蛋白质-多糖相容性及颗粒相关阻力。静置时间可作为另一变异来源，因为制备后聚合物水合和基质重排仍在继续。因此不能假定水中测量可代表组成复杂的饮料。已有研究确立了剪切和拉伸流变学、摩擦学和质构分析在吞咽困难导向配方中的重要性。Kongjaroen等（2022）证明分散介质可改变黄原胶和瓜尔胶基增稠剂，但未在同一析因设计中整合持留时间和反挤压。对商业产品的仪器研究也比较了质地水平或调整至共同黏度或IDDSI类别的产品，而非在基质和时间上追踪相同胶浓度。因此，难以确定共同的注射器终点是否掩盖了同一配方集内压缩、撤回或控速剪切的差异。反挤压在此背景下有用，因为力-位移曲线的正向和负向部分分别描述压缩和撤回期间的阻力。本研究的新颖性在于对两种结构不同的胶在三种饮料和三个制备后时间上进行配对析因比较，并在同一配方集上采用四种互补评估。研究目的是确定饮料基质和制备后时间如何影响IDDSI残余体积、勺释放、反挤压和控速剪切流变学，并检验水能否代表全脂牛奶和橙汁。研究假设基质和时间将共同影响结构发育，且IDDSI残余体积不能预测压缩、脱离或剪切依赖行为。
**主要关键技术方法** 研究采用平衡析因设计，两种水胶体、三种液体基质、三个制备后时间，每个水胶体-基质-时间组合独立制备三份（n = 3）。基质为过滤饮用水、商业强化全脂牛奶（NINHO Integral Forti+，Nestlé Brasil Ltda.，批次610616）和巴氏杀菌100%橙汁（Xand?，批次L0226092）。黄原胶和瓜尔胶均以1.0 g/100 mL添加，手动搅拌均质60 s，样品于20 ± 2°C覆盖保存，测定前轻缓再均质20-30 s。主要方法包括：按IDDSI测试方法进行注射器流动试验并记录勺观察；采用CTX质构仪和P/36R圆柱盘探头进行反挤压质构分析；采用HAAKE MARS I流变仪和C35/2 Ti锥板几何在控速剪切下测量，并将流动曲线拟合Herschel-Bulkley模型；采用双因素方差分析和Tukey检验进行统计。
**研究结果**
**3.1. IDDSI流动与勺观察行为** 通过析因试验得出，基质、制备后时间及其交互作用影响两种水胶体的IDDSI残余体积。黄原胶响应在制备时强烈依赖基质：全脂牛奶中残余体积从0 min的2.533 ± 0.416 mL升至30 min的9.100 ± 0.100 mL；水从8.567 ± 0.379 mL开始并于60 min达到完全保留；橙汁从7.433 ± 0.252 mL增至9.567 ± 0.379 mL。瓜尔胶体系随时间趋于共同终点：水在30 min达到完全保留，牛奶和橙汁在60 min达到10.000 mL；显著交互作用表明到达该共同终点的路径取决于基质。勺观察识别出注射器残余体积未能分辨的差异：瓜尔胶增稠样品连续释放并形成可见丝状物，黄原胶体系在勺上保留更久且脱离更不完全，表明重力流动、拉伸连续性和表面释放是相关但非等效的性质。
**3.2. 反挤压形变与撤回响应** 通过反挤压将力学响应分为四个方面：最大正向力识别探头进入期间的最高阻力，正向面积测量位移范围内的压缩功，撤回期间最大负向力描述峰值黏附，负向面积描述释放所需功。黄原胶体系中时间影响最大正向力（p = 0.0216），而基质（p = 0.3642）和交互作用（p = 0.1818）不显著；全脂牛奶从0 min的0.274 ± 0.050 N增至60 min的153.825 ± 134.201 N，但后期测量高度离散。压缩功呈相同统计模式（时间为p = 0.0312，基质p = 0.9405，交互作用p = 0.9931）。黏附性和撤回功未显示显著效应。瓜尔胶响应更规律：基质和时间均影响最大正向力（均p < 0.0001），无显著交互作用（p = 0.5512）；60 min时水中最大力为0.705 ± 0.131 N，牛奶中0.483 ± 0.026 N，橙汁中0.531 ± 0.020 N。压缩功同样受基质和时间影响（均p < 0.0001，交互作用p = 0.3281），60 min时水为19.779 ± 3.746 N·mm，牛奶为12.514 ± 1.191 N·mm，橙汁为10.273 ± 4.758 N·mm。瓜尔胶黏附性显示基质（p = 0.0230）和时间（p = 0.0418）主效应，无交互作用（p = 0.1992）；撤回功则基质、时间及交互作用均显著（p = 0.0034、p < 0.0001、p = 0.0002），牛奶和橙汁分别从0.518 ± 0.209和0.366 ± 0.142 N·mm开始并于30 min急剧下降，而水保持较低。因此，峰值黏附和总脱离功描述了表面释放的不同方面，相同胶浓度和相似注射器残余体积并未产生等效的受限形变或表面释放行为。
**3.3. 旋转剪切流变学与Herschel-Bulkley参数** 通过控速剪切测量得出多数流动曲线为非牛顿和剪切变稀型，表观黏度随剪切速率增加而下降；少数0 min拟合的n值接近或略高于1，因此将完整曲线、K、n及规定剪切速率下表观黏度共同解释。基质和时间影响两种水胶体的η50和η300，无显著交互作用。60 min时橙汁对黄原胶产生最高η50（915.315 ± 153.086 mPa·s），对瓜尔胶亦最高（924.797 ± 153.757 mPa·s），差异在300 s
?1时缩小。橙汁响应可能包含可溶相和悬浮颗粒的贡献，但由于pH、可溶性固形物含量和粒径分布未独立变化，酸度不能单独作为因果因素。对黄原胶，基质、时间及交互作用影响K和n；60 min时橙汁具有最高K和最低n，表明静置后低剪切稠度更强且剪切变稀更明显。对瓜尔胶，基质和时间影响K而无交互作用，而三种效应均影响n。τ?参数较不稳定：时间影响黄原胶体系的τ?，而基质影响瓜尔胶体系的τ?，高离散度和一个负的瓜尔胶均值表明无约束拟合未能一致解析截距。
**3.4. 跨方法解释与实际意义** 通过跨方法比较得出四种评估测量了相关但非等效的响应：IDDSI量化重力驱动排空，勺观察记录保留和丝状物形成，反挤压区分压缩和撤回，旋转流变学量化控速剪切行为。方法间差异具有信息价值，因其识别差异出现在重力、受限、表面接触、撤回还是剪切条件下。30 min时黄原胶增稠牛奶和橙汁保留相似注射器体积（9.100和9.300 mL），但最大正向力分别为0.688和18.220 N，η50分别为310.749和532.313 mPa·s；瓜尔胶三种基质在60 min均保留10.000 mL，而压缩功范围为10.273至19.779 N·mm，η50范围为730.629至924.797 mPa·s。因此共同注射器终点掩盖了与配方、分装和口腔操作相关的差异，支持直接评估成品饮料而非从水溶液推断。
**3.5. 范围、局限性与验证重点** 本研究表征了受控体外条件下的口腔前工艺行为，未测量误吸、气道保护、咽部残留、通过时间或患者报告的进食体验，临床使用需患者特异性评估和多学科判断。每种复杂基质仅由一种商业产品代表，数值结果可能因其他品牌、营养补充剂、植物基饮料、咖啡、茶、碳酸饮料或不同果肉含量果汁而异。制备方案采用手动搅拌以反映实际使用点制备，但混合速度和能量未受仪器控制；未进行拉伸流变学、振荡黏弹性、摩擦学、人工唾液暴露、感官测试和吞咽测量。未来工作应优先考虑控速剪切制备、振荡和拉伸流变学、唾液模型摩擦学、感官评估、商业增稠剂基准测试和临床验证。每条件三次独立制备的重复支持估计大析因效应，但对小效应和高度离散响应的精度有限，非显著结果不应解释为等效性证明。
**讨论部分总结** 讨论指出，四种评估测量了相关但非等效的响应，方法间差异具有信息价值；相同IDDSI水平或黏度的商业增稠剂可在拉伸响应、摩擦、感官和吞咽相关行为上不同，本研究通过保持胶浓度恒定并在同一析因配方集内考察基质和时间扩展了该原则。全脂牛奶和橙汁为商业产品，因此发现支持直接评估成品饮料；研究未纳入商业增稠剂基准，结果不应视为对市售吞咽困难产品的性能排名。研究局限包括每种复杂基质仅一种商业产品、饮料组成未独立量化或操控、混合速度和能量未受仪器控制、未进行拉伸流变学、振荡黏弹性、摩擦学、人工唾液暴露、感官测试和吞咽测量，以及反挤压跨实验室复制的元数据缺失。这些局限界定了推断范围，但不改变在恒定方案下获得的组内比较。
**结论翻译** 饮料基质和制备后时间改变了黄原胶和瓜尔胶增稠饮料在重力流动、勺释放、反挤压和控速剪切方面的行为。反对将水作为通用参照的最强证据来自具有相同实际流动终点但不同力学响应的条件。60 min时，所有瓜尔胶体系在IDDSI注射器中保留10.000 mL，但压缩功范围为10.273 ± 4.758至19.779 ± 3.746 N·mm，η50范围为730.629至924.797 mPa·s。黄原胶增稠牛奶亦从制备时的2.533 ± 0.416 mL变为30 min后的9.100 ± 0.100 mL。这些结果通过表明水不能一致代表牛奶或橙汁，且IDDSI残余体积不能预测压缩、撤回或剪切响应，实现了研究目标。原创贡献是在同一析因配方集内对基质和时间依赖性差异的配对跨方法证明。因此，配方设计者应在预期温度和持留时间下评估成品饮料，并在压缩、释放或剪切响应重要时使用互补方法。临床吞咽安全性和进食体验仍有待生理学和感官研究确立。
