浙江大學(xué)陸柏益教授：淀粉分子結(jié)構(gòu)對(duì)3D打印產(chǎn)品精度和質(zhì)構(gòu)特性的影響

來源：食研私享  

2021年11月24日，浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院 ：季圣陽（1作）......、陸柏益*（通訊）等在農(nóng)林科學(xué)1區(qū)TOP期刊Food Hydrocolloids（IF：9.147）在線發(fā)表了題為“Effect of starch molecular structure on precision and texture properties of 3D printed products”的研究文章。

目前，淀粉類材料的3D打印研究仍處于起步階段。雖然有研究人員已經(jīng)研究了淀粉濃度、淀粉類型和打印溫度對(duì)物料的流變特性和產(chǎn)品3D打印精度的影響。然而，這些研究主要集中在淀粉的流變性能、可打印性和打印產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系上，缺乏從淀粉分子結(jié)構(gòu)到其3D打印精度和質(zhì)構(gòu)特性的更深層次的理解。因此，從材料本身的分子結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，就有可能闡明影響3D打印產(chǎn)品性質(zhì)的根本因素。

因此，該研究以市場(chǎng)上常用且具有代表性的木薯、小麥、玉米、甘薯、馬鈴薯和蕎麥淀粉為研究對(duì)象，從淀粉分子結(jié)構(gòu)的角度揭示了天然淀粉與3D打印產(chǎn)品打印精度和質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)系。該研究首先對(duì)天然淀粉的分子結(jié)構(gòu)、淀粉凝膠的流變性能和水分分布、印刷性能、3D打印產(chǎn)品的微觀形態(tài)和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行了分析，然后應(yīng)用相關(guān)性分析建立淀粉分子結(jié)構(gòu)與3D打印產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。

圖1. 圖文摘要

亮點(diǎn)介紹
[1] 揭示了淀粉分子結(jié)構(gòu)與其3D打印產(chǎn)品之間的關(guān)系。
[2] 淀粉的平均分子量與產(chǎn)品中心高度呈負(fù)相關(guān)。
[3] 聚合度為100 [4] 直鏈淀粉分子鏈的最大峰值聚合度（XAM）和聚合度為5000 [5] 該項(xiàng)研究為3D打印淀粉類食品提供了有價(jià)值的參考信息。

成果介紹
該文中，研究人員評(píng)價(jià)了淀粉分子結(jié)構(gòu)對(duì)3D打印產(chǎn)品精度和質(zhì)構(gòu)特性的影響。結(jié)果表明，淀粉含有更高的聚合度為13
該研究為淀粉的分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)印刷產(chǎn)品的精度和質(zhì)地品質(zhì)提供了更深入的見解，并為3D打印技術(shù)在淀粉基食品生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了有用的信息。

圖2. 由木薯（a）、小麥（b）、玉米（c）、甘薯（d）、土豆（e）和蕎麥淀粉（f）打印的樣品。

圖3. 淀粉分子結(jié)構(gòu)、淀粉凝膠特性和3D打印產(chǎn)品特性之間相關(guān)系數(shù)分布的熱圖。

專 家 簡(jiǎn) 介

陸柏益
陸柏益博士、教授、博士生導(dǎo)師、首批求是青年學(xué)者，擔(dān)任浙江大學(xué)生工食品學(xué)院院長(zhǎng)助理、食物營(yíng)養(yǎng)功能評(píng)價(jià)研究中心主任，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)與營(yíng)養(yǎng)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（杭州）常務(wù)副主任。

主持和完成國(guó)家自然科學(xué)基金4項(xiàng)（面上3項(xiàng)、青年1項(xiàng)）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家、浙江省自然科學(xué)杰出青年基金、國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全財(cái)政重大專項(xiàng)以及橫向課題20余項(xiàng)。以第一或通訊作者在J Hazard Mater、Med Res Rev、Trends Food Sci Technol等SCI期刊發(fā)表論文100余篇。授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利32項(xiàng)、國(guó)際PCT專利5項(xiàng)，立項(xiàng)/制定國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，主編/參編專著、教材6本等。獲得浙江省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、梁希林業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)食品科技學(xué)會(huì)科技創(chuàng)新杰出青年獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)8次，入選浙江省杰青、浙江省151人才第二層次、錢江特聘教授等。擔(dān)任International association of dietetic nutrition and safety 副理事長(zhǎng)、國(guó)際食品法典中國(guó)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)崗位專家、Food Frontiers創(chuàng)刊科學(xué)主編、Food material research副主編、E-food 副主編、Frontiers in nutrition、International Journal of Molecular Sciences和Food Chemistry等�？�客座主編、中國(guó)食品科技學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)副秘書長(zhǎng)、浙江省食品學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼青年工作委員會(huì)主任委員、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工標(biāo)委會(huì)委員、浙江省食品安全專家委員會(huì)委員等學(xué)術(shù)兼職。

季圣陽
季圣陽，江蘇南通人，浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院在讀博士，研究方向食品3D打印，在Food Chemistry 、Food Hydrocolloids、Food Bioscience、Ultrasonics Sonochemistry、Trends in Food Science & Technology等期刊發(fā)表論文9篇（一作四篇）。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107387