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。

基于淀粉原料的3D打印技术及其应用

食品3D打印技术利用新兴的数字化加工技术进行制造,具有广阔的应用前景。该技术不仅可以制造出满足各种人群营养和口感需求的创新食品,还可以根据个人需求进行个性化定制食品。近年来,在食品领域,3D打印技术得到了显著发展。淀粉作为人类饮食中最丰富的碳水化合物之一,具有价格低廉、来源丰富、易获得和易改性等优势,因此被广大研究人员认为是食品级墨水的重要原料之一。该文介绍了常用的挤出型3D食品打印技术,探讨了淀粉原料在3D打印技术中的应用,影响淀粉基食品打印的关键因素及改进方法,最后针对淀粉基3D食品打印技术在未来发展中的机遇与挑战进行展望,旨在为淀粉基食品3D、4D打印技术的应用和研究提供理论依据和新的思路。

双波长法测定常用淀粉原料中直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量

建立了双波长法测定常用淀粉原料中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量的方法。按照双波长测定的等吸收点作图法确定2种淀粉的测定波长和参比波长，直链淀粉的测定波长分别为630、480nm，支链淀粉的测定波长分别为550、735nm。结果表明．直链淀粉浓度在0-36μg／mL、支链淀粉浓度在40～100μg／mL范围内线性关系良好，符合比耳定律，具有较高的精确度和准确度。常用淀粉原料的总淀粉含量在66．51％～83．65％，其中绿豆淀粉和豌豆淀粉的直链淀粉含量比明显高于其他淀粉原料；糯米粉中的支链淀粉含量最高．其直链淀粉含量过低，导致吸光值太小而检测不出。

淀粉原料焙炒对酱油制曲的影响

本研究以小麦、面粉为淀粉原料,采用焙炒技术,在最佳焙炒时间下分别比较经焙炒处理的小麦、面粉与未经处理的小麦、面粉对酱油成曲的蛋白酶活、氨肽酶活、淀粉酶活、纤维素酶活和氮溶指数(NSI)等理化指标的影响。同时,通过测定酱油大曲酶解液的总糖转化率和蛋白回收率,筛选最佳焙炒时间。实验表明,小麦、面粉的最佳焙炒时间均为20 min,在此条件下,焙炒处理对酱油成曲酶系及理化指标的影响较大。经焙炒的小麦所制成曲较生小麦成曲在中性蛋白酶活、氨肽酶活、纤维素酶活、孢子数和NSI分别提高了13.06%、12.58%、9.92%、37.04%和10.46%;经焙炒的面粉所制成曲较生面粉成曲在中性蛋白酶活、氨肽酶、纤维素酶活、孢子数和NSI分别提高了32.88%、28.17%、18.07%、13.04%和10.79%;但小麦、面粉焙炒后,酱油成曲淀粉酶活略有降低。综上,小麦和面粉的焙炒处理均对成曲的酶系增强及理化指标的提高有一定的促进作用。

不同淀粉原料对鲊海椒发酵过程中滋味品质的影响

采用粳米、玉米和芋头-玉米3种不同淀粉配料制备鲊海椒进行自然乳酸发酵,研究鲊海椒在发酵过程中主要滋味品质成分的变化。结果发现3种不同淀粉配料制备的鲊海椒总酸、游离氨基酸含量随发酵时间延长极显著增加（P〈0.01）,盐含量略增;总酸含量在发酵15 d后上升趋缓;游离氨基酸含量在发酵30 d后上升趋缓,其中粳米鲊海椒游离氨基酸含量在发酵过程中增加迅速,发酵60~90 d时游离氨基酸含量明显高于另外两种鲊海椒（P〈0.01）;3种不同淀粉配料制备的鲊海椒辣椒素及二氢辣椒素发酵15~45 d保留较多,在发酵60 d后相对较低。3种不同淀粉配料制备的鲊海椒可溶性总糖含量都逐渐下降,粳米和玉米鲊海椒发酵60 d后相对较低,而芋头-玉米鲊海椒发酵15 d后可溶性总糖已降至较低水平。表明不同淀粉配料会影响鲊海椒发酵滋味品质的形成。综合鲊海椒酸辣咸鲜和微甜的滋味品质特点,以发酵30 d左右为宜,延长发酵时间可降低鲊海椒制品的辣度及微甜的滋味品质。

不同淀粉原料对淀粉-壳聚糖复合膜性能的影响

目的研究不同淀粉原料对复合膜性能的影响,为淀粉基膜的原料选择提供参考。方法选取土豆淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉等6种常见的市售淀粉为原料,将30 g/L的淀粉溶液和20 g/L的壳聚糖溶液以1∶1的体积比混合,再添加一定量甘油为增塑剂,浇铸成膜,测定膜的力学性能和渗透性能。通过X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜和接触角等仪器对复合膜的性能和结构进行表征分析。结果不同淀粉基复合膜间的性能存在较大差异。当土豆淀粉直链质量分数为14%时,复合膜的断裂伸长率和透气性相对最好,断裂伸长率可达55.65%,氧气透过系数为75.52 cm^(3)/(m^(2)∙24 h∙0.1 MPa);当小麦淀粉支链质量分数为27%时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能相对最好,抗拉强度可达14.04 MPa,氧气透过系数为3.31 cm^(3)/(m^(2)∙24 h∙0.1 MPa),水蒸气透过系数为24.51 g/(m^(2)∙24 h)。复合膜均为亲水性材料,且各成膜物质之间具有良好的相容性。结论当淀粉直链质量分数较高时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能较好;当淀粉支链质量分数较高时,复合膜的断裂伸长率较好,阻隔性能较差。淀粉原料不同,复合膜材料的特性也不同,可满足产品对包装材料性能的不同需求。

由含淀粉原料制取果葡糖浆

1811年俄国化学家基尔赫哥夫首先指出了淀粉经酸处理制取糖类物质的可能性。在以后的150年中,以淀粉质原料制糖的工艺发展缓慢。直到1940年,以工业规模生产能够水解淀粉生成葡萄糖的酶制剂才成为现实。到1960年可大量生产结晶葡萄糖。掌握葡萄糖酶法异构化为果糖的技术要晚得多。1950年发现了一株适于工业利用的葡萄糖异构酶生产菌株。第一批工业生产的果葡糖浆(ΓФС)是美国Clinton Corn Processmg Co.于1967年生产的,在该批产品的组成中果糖只占15％。从1968年起开始生产含果糖42％的果葡糖浆(ΓФС-42)。到1972年。

湿式淀粉原料粉碎机初探

目前在我国薯类淀粉生产中,原科破碎大部分都采用锤式粉碎机,这主要是由于锤式粉碎机具有度电产量较高,粉碎物料粗细均匀,适应性强等优点。但是有相当一部分淀粉生产厂家把在干粉碎条件下的饲料粉碎机直接用于淀粉生产。

淀粉原料酒精糟液回流重用的新技术

1988年我国酒精产量在百万吨以上,其中以淀粉原料生产的近80％,酒糟度液近千万吨,以甘薯干为原料的糟液含固形物近5％,残余总糖0.6～0.8％,糟液含有机物4.5左右,其中蛋白质约占10％,PH值4.5左右。其化学耗氧值及生化耗氧值分别高达5万及2.5万毫克/升左右。

淀粉质原料在普鲁兰多糖生物合成中的作用及生理机制

为了考察不同淀粉质原料对出芽短梗霉生物合成普鲁兰多糖的影响,本文分别选用来源于木薯、玉米、马铃薯、红薯和小麦等作物的淀粉作为碳源发酵生产普鲁兰多糖。结果发现,木薯淀粉有利于普鲁兰多糖的生物合成,最高产量达到23.96 g/L;红薯淀粉则不利于普鲁兰多糖的合成,显著(P<0.05)降低了普鲁兰多糖的产量和分子量。进一步地,对普鲁兰多糖分批发酵动力学参数和生理学指标进行分析比较,发现木薯淀粉提高了普鲁兰多糖合成关键酶活性和胞内前体物质尿苷二磷酸葡萄糖的含量,进而提高了普鲁兰多糖的合成能力和产量;而红薯淀粉则提高了普鲁兰多糖降解酶活性,显著(P<0.05)降低了普鲁兰多糖的分子量。对普鲁兰多糖分批发酵碳源成本进行估算,发现利用木薯淀粉合成普鲁兰多糖的碳源成本只有葡萄糖对照组的56.6%。该研究结果为普鲁兰多糖的廉价高效生产提供了可行的技术参考。

不同淀粉原料对鲊海椒发酵过程中香气形成的影响

以三种不同配料经自然发酵制备的鲊海椒为研究对象,采用SDE-GC/MS对发酵不同时段鲊海椒挥发性成分进行分离鉴定,比较不同食品配料和发酵时间对鲊海椒挥发性成分的影响,并对香气物质进行主成分分析。结果发现,玉米、芋头-玉米鲊海椒发酵45d挥发性成分种类最高,分别检出90种和87种,玉米鲊海椒主要成分为酯类、烷类和酸类,芋头-玉米鲊海椒主要成分为酯类、烷类和醇类;粳米鲊海椒发酵90 d检出香气种类最高为82种,主要成分为酯类、烷类和烯类。三种淀粉配料制备鲊海椒均以酯类相对含量最高,玉米、芋头-玉米和粳米鲊海椒发酵45-90 d时酯类相对含量分别为40.69%-47.25%、64.41%-74.35%和60.29%-67.29%。综合考虑挥发性物质相对含量和种类在发酵过程中的变化以及鲊海椒发酵后的主成分得分,芋头-玉米和玉米鲊海椒以发酵45 d左右为好,粳米鲊海椒则以发酵45-90 d为好,表明不同淀粉原料在发酵过程中可影响鲊海椒风味的形成。

草浆厂细杂纤维与淀粉质原料共发酵生产酒精

７０年代末，出现石油危机以来，世界各国纷纷成立各种领导、研究机构，深入开展纤维类再生资源转化酒精等产品的研究工作。美国能源部成立了生物能源局，投资进行生物质能源生产酒精的研究；美国农业部则在中、西部设立了４个试验工厂，亦以纤维素废料试制酒精。日本通产...

提高液态深层发酵酿醋工艺原料淀粉利用率的几个要点

从原料预处理、原料处理、酒精发酵、醋酸发酵、原料后处理几个方面分析总结出提高原料淀粉利用率的几个要点 :磨浆时粉浆粒度达 4 0目 ;原料处理糖化前调pH值为 4 6～ 4 8;酒精发酵温度控制不高于 36℃ ;醋酸发酵采用分罐发酵方式 ;后处理洗渣法回收醋泥中的残酸 ;淀粉利用率可达 70 %以上。

淀粉质原料糖化得率的计算

国内糖化DZ值及糖化得率的计算,一向采用蔗糖的有关数据,而非葡萄糖的数据,其中有偏差。 1 葡萄糖BX°(锤度)

以淀粉为原料的葡萄糖制造工艺

葡萄糖是具有结晶性的粉状 物质,易溶于水,它是医药中的重要药品之一,由于它具有较高的甜度,因而也广泛用于糖果工业上,市场需求量大,生产前景看好。现就淀粉为原料的酶法葡萄糖制造作一简单介绍。 1.主要工艺流程:淀粉→淀粉乳→糖化→精制→蒸发→冷却结晶→分蜜→干燥→成品。 2.淀粉乳的配制与糖化:利用淀粉原料加清水配制成淀粉乳,淀粉乳加糖化酶进行糖化。糖化是要把淀粉水解成葡萄糖的单个分子,即使淀粉乳变成葡萄糖浆。

用活性多酶糖化菌发酵淀粉质原料喂猪好

活性多酶糖化菌就是在畜、禽、鱼未采食饲料前，依靠多种酶的催化作用使淀粉分解产生麦芽糖，又在麦芽糖作用下使麦芽糖转化成为葡萄糖，供畜、禽、鱼直接消化利用饲料的营养成分。如玉米面经多种酶糖化菌发酵后，不仅使玉米面糖化增加甜香度，而且还可使玉米角质软化，提高营养成分和适口性。在发酵过程中产生的氨基酸、乳酸菌、醋酸菌等，不仅能抑制畜禽鱼的消化道疾病，还增加了健胃、

利用酵母发酵廉价淀粉质原料生产细胞蛋白

介绍我国淀粉质作物生产及加工现状 。

淀粉原料将引领植物胶囊潮流

利用动物来源的明胶制作胶囊至少已有近200年的历史。由于明胶可掩盖许多药物的不良口感、气味或对胃的刺激性，因此，明胶胶囊很快被推广应用于各种固体制剂的生产中。过去100年来，以明胶为原料的各种胶囊曾长期畅销国际医药市场。至2007年，全球各种胶囊总产量在3．5万亿粒左右。