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刘韫滔副教授发表《研究海藻酸钠和大米品种对大米糊理化特性和3D打印可行性的影响》

 【发布日期:2020-04-05】  点击量: 【字号: 】 【关闭此页【来源:科学私享 】

 

LWT:四川农大刘韫滔研究海藻酸钠和大米品种对大米糊理化特性和3D打印可行性的影响

  

导 读

2020年4月5日,四川农业大学刘韫滔*等在LWT-Food Science and Technology(1区,IF:3.714)发表了题为“Effects of sodium alginate and rice variety on the physicochemical characteristics and 3D printing feasibility of rice paste”的研究文章。

该文将海藻酸钠(SA)在大米食品的3D打印中用作结构改性剂。糯米,粳米和籼米糊均在0.50%SA下达到最佳印适性。由于支链淀粉含量高,蒸制后的3D糯米产品已肿胀。


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研究背景

目前,基于挤压的打印技术是食品加工中使用最广泛的3D打印方法。此外,必须监控食品材料本身的特性和组成,这有助于预测特定食品的3D打印特性并组装复杂的形状和多层结构。


众所周知,蛋白质和面筋都有利于内聚网络结构的形成,并具有足够的粘弹性和稳定性。稻米由于其蛋白质和麸质含量低,是自然界中代表性的不可打印的传统食品材料。为了将食品材料加工成适用于3D打印的油墨材料并提高印刷产品的质量,已经积极地采用·结构改性剂,例如食品胶,淀粉或水解胶体,已在许多食品配方中得到广泛使用。


海藻酸钠是一种从海洋褐藻(Phaeophyceae)中提取的水溶性多糖,广泛应用于许多加工食品中,成为天然的水状胶体,以赋予所需的品质。由于缺乏牢固的弹性结构,大米糊状材料的粘弹性对频率的依赖性很大。水胶体增加了粘弹性模量和粘弹性对频率的依赖性。

 


研究思路

基于上述,基于大米的配方是3D打印中很有希望的食品材料,到目前为止,尚无关于添加SA对3D打印米产品的影响的报道。因此,为了评估SA用于3D打印的可行性,将SA掺入三种类型的米粉(糯米,粳米和籼米)中以制备用于3D打印的米糊,并对其理化效果进行了表征。随后,评估所有已打印米制品的可适印性,并进一步评估这些产品在蒸煮后的形状保真度。这项研究的结果为3D打印大米食品中使用的海藻酸钠等结构修饰剂提供了更多见识。



研究结论

在这项研究中,使用掺有不同浓度的SA和不同类型的米粉的米糊来打印几何图形,并评估了它们在3D打印中的可行性。所有米糊均表现出剪切稀化行为,因此可以适用于3D打印。随着添加SA的增加,米糊的粘度,水分布,水合性能,热性能和机械强度得到改善。结果表明,需要具有适当理化特性水平的米糊,例如相对较高的可挤出性,即合适的τ0和G',相对较低的K和n,较强的机械强度,适当的Tg和焓ΔH,以获得更好的3D结构并保持印刷形状蒸后。当SA浓度为0.50%时,3DJP3表现出最佳的印刷结构,最高的精度和最紧凑的微观结构,其次是3DWP3和3DIP3。令人高兴的是,3DJP3在蒸煮后仍保持最佳的结构和精度,3DIP3也是如此。但是,由于糯米中支链淀粉含量最高,蒸煮后3DWP3会溶胀,并且形状保真度最差。


综上所述,SA是保持3D米产品打印后甚至蒸煮后结构和稳定性的合适添加剂,在0.50%的SA浓度下,粳米和籼米糊均具有出色的3D打印可行性。此外,粳米和籼米糊的成功为3D食品印刷中的其他大米和淀粉类食品提供了一些参考。


刘韫滔

刘韫滔,1982年出生,博士,四川农业大学食品加工与安全研究所,副教授,中国食品科学技术学会青年工作委员会委员,四川农业大学引进人才,四川农业大学双支计划第五层次-突出人才。


主要研究方向:①食用菌的营养评价及其提取物的降血糖、抗氧化等生物活性;②天然产物来源的多糖、多酚、萜类等化合物的分离纯化和结构鉴定;③食用菌多糖的合成代谢;④以食用菌和芒果为代表的果蔬深加工技术(食品3D打印技术)。


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