華南理工陳玲團隊：硬脂酸對大米淀粉微觀結構、流變性及3D打印特性的影響

來源： 食研私享

2021年8月26日，華南理工大學•食品科學與工程學院：Zipeng Liu（1作）......、陳玲*（通訊）、Bo Zheng*（共通訊）等在高分子科學1區(qū)TOP期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF：6.953）在線發(fā)表了題為“Effect of stearic acid on the microstructural, rheological and 3D printing characteristics of rice starch”的研究文章。

熱擠壓3D打�。℉E-3DP）與其他食品3D打印技術相比，其應用范圍相對較為廣泛。對于HE-3DP，其設備加熱部件和剪切噴嘴滿足促進淀粉與脂類相互作用的充分條件。然而，在HE-3DP環(huán)境中，脂質的添加如何影響淀粉的流變特性，這對其印刷性能至關重要，目前還沒有相關研究報道。

該文通過研究硬脂酸（SA）在HE-3DP過程中對大米淀粉糊的結構演變、流變性能和印刷適性的影響，并揭示其與印刷適性的關系，以期為脂質在HE-3DP制備淀粉基食品中的應用提供有效信息。

圖文摘要

成果介紹
該文中，研究人員利用一臺可控溫的食品3D打印機研究了在熱擠壓3D打�。℉E-3DP）過程中添加硬脂酸（SA）（2.5-10.0%）對大米淀粉糊微觀結構、流變行為和印刷適性的影響，并建立了可能的運動模型。

在3D打印過程中，硬脂酸（SA）的加入可以誘導結晶結構的形成，改變淀粉的分子運動行為，從而構成新的海島結構。當脂質添加量小于7.5%時，淀粉-硬脂酸糊（SSAP）可形成更高剛性和儲能模量（G′）的有序網絡結構，提高了機械強度和打印層數。但當SA添加量達到10%時，打印層數隨著網絡結構變弱，黏度降低而減少。隨著粘度的降低，大量的SSAP墨水從噴嘴中流出，線寬變粗，從而影響了打印精度。因此，在剛度和粘度之間找到合適的平衡至關重要。

總體而言，這項研究為脂質在利用熱擠壓3D打印（HE-3DP）制造淀粉基食品中的應用提供了重要信息。

圖1. 淀粉-硬脂酸糊的流變特性曲線。（a，穩(wěn)定剪切曲線；b，應變掃描曲線；c，頻率掃描曲線；d，交替應變掃描曲線。）

圖2. 熱擠壓3D打印（HE-3DP）下運動模型的示意圖。

專 家 簡 介

陳玲
陳玲，博士，教授，碩導，博導，現為華南理工大學“淀粉與植物蛋白教育部工程研究中心”副主任、廣東省“天然產物綠色加工與產品安全重點實驗室”副主任、廣東省教育廳“農產品資源綠色加工廣東普通高校重點實驗室”副主任、教育部直屬輕化所副所長、中國糧油學會玉米深加工分會副會長和廣東省生物物理學會常務理事，同時兼任廣東省僑聯(lián)委員。長期致力于淀粉功能化修飾及營養(yǎng)調控領域的科研工作，重點圍繞淀粉功能化修飾與營養(yǎng)功能調控、淀粉基靶向控制釋放載體材料的設計、功能因子靶向控釋傳輸系統(tǒng)的構建、淀粉分子多層次結構與營養(yǎng)功能的關系及影響機制等方面開展前沿性探索研究。近五年來，始終緊跟淀粉科學技術的國際前沿、瞄準國家在農產品加工行業(yè)的重大需求，先后主持了包括國家自然科學基金-廣東省聯(lián)合基金重點項目、國家自然科學基金項目、國家“863”科技計劃課題、廣東省自然科學基金團隊項目、廣東省“揚帆計劃”引進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊項目等10多項國家及�。ú浚┘壙萍柬椖俊Ｏ嚓P研究成果發(fā)表SCI收錄論文80余篇、EI收錄60余篇，參與出版專著2部。獲得國家發(fā)明專利34項，實用新型專利6項；2項科技成果通過教育部鑒定；這些科研成果得到了國內外同行的普遍認可，先后獲得了中國食品科學技術學會科技創(chuàng)新—技術進步獎二等獎（2016）、中國輕工聯(lián)合會科技進步三等獎（2015）、中國商業(yè)聯(lián)合會科技進步二等獎（2015）、世界知識產權組織第38屆日內瓦國際發(fā)明展金獎、第十一屆中國專利優(yōu)秀獎、廣東省專利優(yōu)秀獎、中國僑界貢獻獎和廣東省僑聯(lián)科技創(chuàng)新貢獻獎等。