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酪蛋白增强木薯淀粉凝胶3D打印适用性研究

发布时间: 2022-11-21

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术许可
成果类型: 著作权
行业领域:
农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动
成果介绍
淀粉广泛分布于自然界,是人类饮食中最重要的碳水化合物之一,经常被用作各种食品配方中的胶凝剂和增稠剂。鉴于淀粉的剪切稀化假塑性行为,它作为典型的凝胶和粘弹性物料应用于3D打印已经被广泛报道。本研究从淀粉的多尺度结构(精细结构、短程有序结构)和凝胶性质(流变性、水分分布和亚微观性质)角度去解释酪蛋白的加入提升木薯淀粉凝胶打印精度的机制,从而明确结构、性质和打印精度的之间的关系。结果发现酪蛋白的加入提高了木薯淀粉的平均分子量,使淀粉的膨胀势降低,导致3D打印产品的线宽降低和中心层高度增加,从而最终提升了3D打印产品的打印表现。此外,酪蛋白的增加导致木薯淀粉的短程有序结构减少,使凝胶体系的弛豫时间降低和游离水含量增高,进一步提升凝胶体系弹性模量,从而最终提升3D打印产品的打印精度。这项研究为淀粉-蛋白质复合物在3D打印中的应用提供了有价值的信息。
成果亮点
本研究首次发现酪蛋白可以用来提升淀粉类凝胶物料的打印精度,并从淀粉的多尺度结构和凝胶性质角度系统阐明结构、性质和打印精度之间的关系。高浓度的酪蛋白降低了凝胶体系的粘度,从而有利于物料在3D打印过程中的顺畅挤出。酪蛋白的加入增加了凝胶体系的屈服应力(τy),从而提升3D打印产品的机械性能。酪蛋白的加入提升了淀粉的分子量,减小了淀粉的膨胀势,从而降低打印线宽,最终提升产品打印精度。
团队介绍
团队主要开展食物营养与人类健康的研究,包括食物功效因子的资源开发、功效机理、稳态化与递送系统研究;食用农产品品质评价与高值利用;复杂食品体系成分分子变化机理研究;食品安全脆弱性评估等工作。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”吕梁功能性食品产业科技服务团 (中国食品科学技术学会) 评价时间:2022-11-22

张国华

山西大学

教授

综合评价

本成果具有较好的创新性和市场应用前景, 建议推广。
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