基于淀粉原料的食品3D打印研究进展

三维(three dimensional,3D)打印又称增材制造,是一种通过数字化控制实现对产品的个性化设计和精准造型的新兴制造技术。近年来,基于其在定制化食品生产中的优势,3D打印技术在食品加工行业,尤其是个性化定制食品加工领域,引起越来越多的关注。淀粉是人类饮食尤其是以植物性饮食为主的东方饮食结构的重要组成部分。淀粉特殊的理化性质包括流变特性、水合特性和凝胶性质等,使其在流出喷嘴和打印成型方面具备天然优势,进而在食品3D打印中具有巨大的应用潜力。本文从淀粉3D打印中常用的打印设备类型、常见淀粉原料的打印工艺、淀粉材料理化性质与其打印性能的关联、淀粉改性对其3D打印产品的品质改善、淀粉3D打印产品的后处理以及打印对淀粉结构的影响等方面,综述了基于淀粉原料的食品3D打印研究进展,并展望了相关领域的发展前景和趋势。

营养型抗老化荞麦碗托的研发

在传统碗托制备工艺基础上,添加抗老化剂(燕麦β-葡聚糖、中链脂肪酸和谷朊粉)制备营养型抗老化荞麦碗托。在单因素试验基础上,通过正交试验优化得到荞麦碗托基础制备工艺为食盐添加量0.35%(以荞麦粉质量计)、蒸制时间25 min、料液比1∶2(g/mL);在单一抗老化剂最佳添加量的基础上,通过响应面试验确定复合抗老化剂的最佳配方,即以荞麦粉质量为基准,燕麦β-葡聚糖添加量2.1%、中链脂肪酸添加量0.38%、谷朊粉添加量4.1%。质构分析结果表明,添加复合抗老化剂的荞麦碗托硬度下降12.2%,弹性上升68.9%,老化48 h后仍显示良好的口感,抗老化效果明显。

青稞非淀粉多糖-植物乳杆菌共微胶囊化对益生菌存活率的影响

从青稞麸皮中分别提取纯化戊聚糖(AX)和β-葡聚糖(BG),这2种非淀粉多糖均能被植物乳杆菌有效利用并代谢产生短链脂肪酸,具有潜在的肠益生功效。将植物乳杆菌GIM1.191分别与AX(M-AX)和BG(M-BG)共微胶囊化,评价其对微胶囊包埋率、胃肠耐受性和储藏性的影响。结果表明:与未添加青稞多糖组(M-S)相比,M-AX和M-BG的包埋率分别提高了1.4倍和1.6倍。模拟胃肠道消化结束后,M-S组中未检测到植物乳杆菌活性,M-AX和M-BG组中测得活菌数分别为5.70 lg(CFU/g)和6.3 lg(CFU/g)。4℃时AX和BG将微胶囊储藏期【活菌数>6 lg(CFU/g)】从21 d延至35 d,26℃时微胶囊在储藏期(14 d)的活菌数显著提高(P<0.05)。本研究结果为青稞麸皮的高值化利用提供技术支持。

内部结构设计对3D打印全麦曲奇饼干品质的影响

采用3D打印技术,以全麦粉为主要原料,设计3种不同内部结构(4孔、9孔和16孔)的3D打印全麦曲奇饼干,考查内部结构设计对物料打印特性及产品感官品质、质构特性和消化特性的影响。结果表明:4孔结构全麦曲奇饼干面糊的打印流畅性最好;16孔结构3D打印全麦曲奇饼干坯的内部和表观结构打印精度及烘焙后的表观结构稳定性均最高;9孔结构3D打印全麦曲奇饼干的综合感官评分((90.00±1.25)分)显著高于4孔((73.00±2.63)分)和16孔((72.00±1.70)分)结构3D打印全麦曲奇饼干(P<0.05);16孔结构3D打印全麦曲奇饼干的硬度((1355.90±197.74)g)和脆度((1152.50±49.67)g)均较低(P<0.05),淀粉体外消化率(57.61%)和糊化度((35.11±1.83)%)均最低。综上,当内部结构设计为16孔时,有利于生产打印精度较高、稳定性较好、感官品质较佳、消化率较低且适合糖尿病患者食用的3D打印全麦曲奇饼干。