3D打印功能性雞肉基零食的開(kāi)發(fā)與表征：工藝參數(shù)和明膠水平的優(yōu)化

來(lái)源：食研私享  

2021年11月3日，土耳其安卡拉大學(xué)：Elvan Gökçen Bulut（1作）......、Kezban Candoğan*（通訊）等在農(nóng)林科學(xué)1區(qū)TOP期刊LWT-Food Science and Technology （IF：4.952）在線發(fā)表了題為“Development and characterization of a 3D printed functional chicken meat based snack: Optimization of process parameters and gelatin level”的研究文章。

近年來(lái)，關(guān)于3D打印食品配方的開(kāi)發(fā)研究日益引起人們的關(guān)注，這就需要人們?nèi)ヌ剿髟O(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)定制食品的新方法。這種加工食品的新方法面臨的挑戰(zhàn)之一是開(kāi)發(fā)在不改變其品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)屬性的情況下兼具“可打印”的油墨配方。

肉類(lèi)產(chǎn)品的3D打印具有一定的挑戰(zhàn)性，因肉類(lèi)產(chǎn)品具有的纖維結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致3D打印時(shí)出現(xiàn)堵頭嚴(yán)重，無(wú)法印刷，為此需要將肉類(lèi)均質(zhì)處理調(diào)成添加或不添加流動(dòng)增強(qiáng)劑的糊狀物，以制作適合擠出的食品油墨。雖然目前有一些關(guān)于開(kāi)發(fā)含有少數(shù)組分的食品配方和優(yōu)化3D打印的親水膠體濃度的研究，但對(duì)開(kāi)發(fā)多組分功能性復(fù)合食品配方的研究卻很有限。

因此，該研究旨在1）開(kāi)發(fā)一種營(yíng)養(yǎng)健康的食品油墨，用于制造具有特定形式、風(fēng)味、形狀和尺寸的且含有各種功能成分的3D打印雞肉基產(chǎn)品；2）通過(guò)優(yōu)化油墨配方中的親水膠體（明膠）濃度、絲材流量、進(jìn)料量、噴嘴高度等參數(shù)來(lái)提高油墨的印刷適性；3）評(píng)價(jià)最佳明膠濃度和后處理烘焙對(duì)所選產(chǎn)品品質(zhì)特性的影響。

圖1. 從原料到最終3D打印雞肉基產(chǎn)品的加工步驟。

亮點(diǎn)介紹
[1] 實(shí)現(xiàn)了一種雞肉基多組分零食配方的3D打印。
[2] 當(dāng)明膠含量為1.79%時(shí)，產(chǎn)品具有更好的印刷適性和更高的品質(zhì)。
[3] 優(yōu)化了絲材流量、進(jìn)料量和噴嘴高度等3D打印工藝參數(shù)。
[4] 表征了適用于3D打印機(jī)加工的新型復(fù)合食品油墨。
[5] 明膠增強(qiáng)了3D打印功能性雞肉產(chǎn)品的后處理烘焙產(chǎn)品品質(zhì)。

成果介紹
改變食品配方可以顯著影響產(chǎn)品的印刷適性，進(jìn)而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。為此，優(yōu)化3D打印參數(shù)和認(rèn)真研究要打印的食品組成或配方至關(guān)重要。該文中，研究人員采用響應(yīng)面法（RSM）優(yōu)化3D打印參數(shù)和親水性膠體濃度（明膠），開(kāi)發(fā)了一種富含生物活性化合物的雞肉基零食配方。并且評(píng)價(jià)了明膠添加量和烘焙工藝對(duì)3D打印產(chǎn)品品質(zhì)的影響。研究人員通過(guò)響應(yīng)面法（RSM）來(lái)確定明膠濃度，樣品采用垂直直徑（DY）為30mm、高度為10mm的空心圓柱模型，其他獨(dú)立參數(shù)為絲材流量、進(jìn)料量和噴嘴高度。

結(jié)果表明，匹配3D打印圓柱形零食產(chǎn)品的最佳工藝條件為：絲材流量110%，進(jìn)料量90%，噴嘴高度0.5mm，明膠濃度1.79%。優(yōu)化后，研究人員對(duì)3D打印產(chǎn)品烘焙前后的產(chǎn)品特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。添加1.79%的明膠提高了儲(chǔ)能模量和損耗模量（G′和G″值）以及復(fù)數(shù)粘度，降低了tanδ值（p<0.05），使微觀結(jié)構(gòu)更加均勻和致密。此外，添加明膠的產(chǎn)品感官得分均高于對(duì)照組(p < 0.05)。這項(xiàng)研究的結(jié)果為如何定制復(fù)雜的3D打印功能性肉類(lèi)食品配方以滿足生產(chǎn)需求提供了見(jiàn)解。

圖2. （a）空心圓柱形產(chǎn)品的CAD設(shè)計(jì)（Dᵢₙ=內(nèi)徑，Dₒᵤₜ=外徑）。（b）空心圓柱形產(chǎn)品優(yōu)化過(guò)程中的測(cè)量參數(shù)（H=高度，DY=垂直直徑，DX=水平直徑）。

圖3. 基于9點(diǎn)享樂(lè)量表的3D打印功能性產(chǎn)品的感官評(píng)分（1：極不喜歡，9：極喜歡）。a、b：不同字母的條形圖之間差異顯著（p<0.05）。

原文鏈接https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112768