一种吞咽食品团的仿生制备方法与流程

本发明涉及食品研磨技术领域，具体为一种吞咽食品团的仿生制备方法。

背景技术：

吞咽食品团是食物被咀嚼成适于吞咽的食团。在食品科学、牙科以及营养领域，在对食物结构、食物配方、食物口腔感知、食物口腔加工和吞咽消化等方面进行研究时，吞咽食品团的性能评估对于各种研究具备重要意义，如：咀嚼的进度及其在食物破坏中的作用、食物化合物的口服释放、变化和生物可获得性、对营养的影响等。传统的吞咽食品团是通过人工咀嚼制备，但是传统方法存在很多问题，比如：

（1）口腔内形成吞咽食品团的过程难以观察；

（2）在最后吞咽收集食品团前约一半的食品团已因中间吞咽损失；

（3）无法确定唾液在食品团制备过程中所占比例；

（4）体内试验存在医学伦理上的问题，成本较高且可控性较差。

技术实现要素：

为了现有的吞咽食品团制备方法存在的过程、结果都不可控、成本较高的问题，本发明提供一种吞咽食品团的仿生制备方法，其可以在制备过程中对吞咽食品团形成过程进行监控，成型过程自动完成，吞咽食品团的粉碎程度可控，最终可以获得完整的成型后吞咽食品团用以后续研究使用。

本发明的技术方案是这样的：一种吞咽食品团的仿生制备方法，其包括以下步骤：

s1：获取需要制作的待处理食品；

其特征在于，其还包括以下步骤：

s2：制作咀嚼胶囊；

s3：将所述待处理食品放入所述咀嚼胶囊中，按照预设的量，向所述咀嚼胶囊中注入人工唾液；

s4：对所述咀嚼胶囊进行密封；

s5：将密封后的所述咀嚼胶囊放到咀嚼机器人的口腔内；设置所述咀嚼机器人的咀嚼运动参数；

s6：等待所述咀嚼机器人的咀嚼操作完成后，获取所述咀嚼胶囊；

s7：去除去除所述咀嚼胶囊，获得咀嚼成型的吞咽食品团。

其进一步特征在于：

所述咀嚼胶囊包括食物注入口和胶囊本体，所述胶囊本体上开设所述食物注入口；所述待处理食品经所述食物注入口放入所述咀嚼胶囊后，对所述食物注入口进行密封；

所述咀嚼胶囊成份为乳胶，所述咀嚼胶囊通过胶囊模具一体成型制作而成，其制作过程为：

a1：制作所述胶囊模具；

所述胶囊模具包括上模具、下模具；所述上模具和所述下模具配合形成的模腔；所述上模具顶端开设灌胶口，所述灌胶口连通所述模腔；

a2：将乳胶液经所述灌胶口注入到所述模腔中；

a3：在室温中固化成型；

a4：分开所述上模具后，取出固化成型的所述咀嚼胶囊；

步骤a2中，所述乳胶液使用有机硅橡胶；

步骤s6实施之前，需要等待所述待处理食品、所述人工唾液进行混合，混合时间为20s~600s；

所述人工唾液的主要成分包括：氯化钠、氯化钾、氯化钙、磷酸二氢钠、硫化钠、尿素；

所述人工唾液使用人工唾液xh-005，ph6.8；

所述咀嚼机器人包括：支架、磨牙上牙齿、磨牙下牙齿、口腔；所述磨牙下牙齿设置在所述口腔的中心位置；所述口腔设置在动平台上端面；基于所述支架在所述动平台上方，设置与所述动平台同心的静平台；在所述静平台的下端面上，设置与所述磨牙下牙齿同心的磨牙上牙齿；

步骤s5中，密封食物后的所述咀嚼胶囊放到所述口腔内，通过驱动装置驱动所述动平台上下活动，实现所述磨牙上牙齿、所述磨牙下牙齿对所述咀嚼胶囊进行研磨；

所述咀嚼运动参数包括：咀嚼速度、咀嚼形变、咀嚼次数。

本发明提供的一种吞咽食品团的仿生制备方法，其可以通过对咀嚼运动参数的设置，控制吞咽食品团的制作过程，以及控制吞咽食品团中食物、唾液的混合程度；其通过咀嚼胶囊避免唾液和食物的损失，确保最终形成的吞咽食品团中食物、唾液的配比；通过咀嚼机器人进行咀嚼操作完，完成咀嚼胶囊不但成本可控，且可以确保制作效率，同时确保制作过程的安全性，降低了吞咽食品团制作的成本。

附图说明

图1为胶囊模具的立体的结构示意图；

图2为胶囊模具的剖视的结构示意图；

图3为咀嚼胶囊的剖视的结构示意图；

图4为咀嚼机器人的立体的结构示意图；

图5为a处放大的结构示意图。

具体实施方式

如图3所示为本发明技术方案中使用的咀嚼胶囊，咀嚼胶囊包括食物注入口5-1和胶囊本体5，胶囊本体5上开设食物注入口5-1，待处理食品经食物注入口5-1放入咀嚼胶囊后，对食物注入口5-1进行密封；本实施例中，胶囊本体5为钟型中空的囊状物，食物注入口5-1开设在胶囊本体5的一端，另一端为封闭半圆形；一端开口的设置，方便待处理食品的注入，以及方便密封。

一种吞咽食品团的仿生制备方法，其包括以下步骤：

s1：获取需要制作的待处理食品；

s2：制作咀嚼胶囊；

s3：将待处理食品放入咀嚼胶囊中，按照预设的量，向咀嚼胶囊中注入人工唾液；

人工唾液的主要成分包括：氯化钠、氯化钾、氯化钙、磷酸二氢钠、硫化钠、尿素；本实施例中，人工唾液使用人工唾液xh-005，ph6.8；

s4：对咀嚼胶囊进行密封；本实施例中，通过胶粘密封的方式对咀嚼胶囊进行封闭；

s5：将密封后的咀嚼胶囊放到咀嚼机器人口腔内；设置咀嚼机器人的咀嚼运动参数；

s6：等待咀嚼机器人的咀嚼操作完成后，获取咀嚼胶囊；

需要等待待处理食品、人工唾液进行混合，本实施例中，混合时间为20s~600s；

s7：去除去除咀嚼胶囊，获得咀嚼成型的吞咽食品团。

本发明的技术方案中，可以技术人员可以灵活的控制吞咽食品团中人工唾液、待处理食品的配比成分，基于本发明技术方案制作的吞咽食品团，在制作过程中，人工唾液、待处理食品不会发生损失，过程可控，结果可控，不但提高了吞咽食品团的制备效率、而且降低了吞咽食品团的制备成本。

咀嚼胶囊成份为乳胶，通过胶囊模具一体成型制作而成；其制作过程为：

a1：制作胶囊模具；

如图1、图2所示，胶囊模具包括上模具1、下模具2；上模具1和下模具2配合形成的模腔4；本实施例中，模腔4为钟型薄壁腔；上模具1顶端开设灌胶口3，灌胶口3连通模腔4；

a2：将乳胶液经灌胶口3注入到模腔4中；

a3：在室温中固化成型；

a4：分开上模具1后，取出固化成型的咀嚼胶囊；

通过胶囊模具一体成型的制作方式，简化了咀嚼胶囊的制作过程，同时采用室温中可固化成型的乳胶，进一步简化了咀嚼胶囊的制作过程，使本发明的技术方案更灵活的适用于各种实验环境。

本实施例中，乳胶液使用食品级的有机硅橡胶，如：采用加成型模具有机硅橡胶hy-e605制作，其具有高抗拉、抗撕裂力、低收缩率、食品级、无毒无味的特点，确保胶囊内的待处理食物在研磨过程中不会受到胶囊的污染，并且咀嚼胶囊本身不会被研磨过程破坏，导致制作失败。

如图4、图5所示，本实施例中，咀嚼机器人包括：磨牙上牙齿10、磨牙下牙齿6、机器人脸部肌肉8、机器人脸颊9、口腔7；机器人脸部肌肉8设置在碗状的机器人脸颊9的空腔内部，形成口腔7，磨牙下牙齿6设置在口腔7的中心位置；口腔7设置在动平台11上端面；在磨牙下牙齿6上方相对位置，通过支架14，设置与动平台11同心的静平台15，静平台15的下端面上设置与磨牙下牙齿6同心的磨牙上牙齿10；咀嚼胶囊放在磨牙下牙齿6的上端面；

动平台11下方设置驱动装置，驱动装置包括推杆13、电机16；推杆13共有6根，两两为一组120°间隔分布，每一个推杆13分别对应一个电机16；推杆13的顶端设置为球面副与动平台11相连，推杆13的底端用球面副与螺母滑块相连，螺母滑块由丝杠带动，丝杠与电机16的输出轴通过联轴器相连；电机16、推杆13通过电机架12设置于固定在底座17上。

研磨操作开始前，咀嚼运动参数包括：咀嚼速度、咀嚼形变、咀嚼次数；本实施例中，待处理食物采用2.5g的明胶软糖，放入咀嚼胶囊后，加入8ml唾液，进行胶粘密封；设置咀嚼机器人的咀嚼次数为12次，咀嚼速度为80mm/min，咀嚼形变为80%，其中，咀嚼形变为下牙的移动距离，形变越大上下牙之间的距离越小。

研磨开始时，电机16启动，通过推杆13带动动平台11向上运动，磨牙下牙齿6和磨牙上牙齿10一起对放置在磨牙下牙齿6的上端面的咀嚼胶囊进行研磨；设置咀嚼运动参数时，还需要根据具体的需求，设置每一个电机16的转速，从而从而控制丝杠的转角、控制螺母滑块的位移，即：控制动平台11运动的运动轨迹，本发明技术方案中，通过分别控制6个电机16的转速，来实现动平台11不同的运动轨迹，进而实现复杂的咀嚼运动。

本发明技术方案中的咀嚼操作，是通过咀嚼机器人实现，通过对咀嚼运动参数的设置，控制磨牙上牙齿10、磨牙下牙齿6对咀嚼胶囊实现不同方式的研磨操作，使食物的研磨过程可控，同时可以不间断的进行研磨操作，提高了制备效率。