江南大學(xué)張慜團(tuán)隊(duì)研究“干燥方法對(duì)3D打印玫瑰-山藥泥后處理穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響”

來源：食研私享

3D打印又稱快速制造技術(shù)，其原理是按照設(shè)計(jì)的打印路徑逐層堆疊材料，形成3D模型。3D食品打印以食品材料作為油墨，通過分層沉積形成精美的營(yíng)養(yǎng)食品。3D食品打印不僅可以根據(jù)個(gè)人喜好滿足個(gè)性化需求，而且為實(shí)現(xiàn)健康食品個(gè)性化定制提供了新的途徑。

熱風(fēng)干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 、冷凍干燥( FD) 是目前市場(chǎng)上常用的脫水后處理方法。近年來，不同的后處理技術(shù)被應(yīng)用在濃縮果汁淀粉凝膠，面團(tuán)，肉制品等3D打印樣品中。這些研究主要集中在3D打印樣品的形狀穩(wěn)定性方面，然而，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)，尤其是對(duì)熱敏性生物活性化合物，卻沒有給予足夠的重視。

為了尋找一種具有高形狀穩(wěn)定性和高水平營(yíng)養(yǎng)健康食品的3D打印產(chǎn)品的后處理方法，江南大學(xué)張慜教授團(tuán)隊(duì)研究了不同后處理方法 (HD、MVD和FD) 對(duì)3D打印玫瑰山藥泥產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性的影響，以期篩選出一種具有較高形狀穩(wěn)定性和保持較好營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的3D產(chǎn)品后處理方法。相關(guān)研究成果以“Effect of drying method on post-processing stability and quality of 3D printed rose-yam paste”為題發(fā)表在國(guó)際期刊Drying Technology (IF：4.452；Q1/3區(qū)) 上。Chunyan Feng為1作，張慜為通訊。

▲玫瑰山藥泥

成果介紹
該研究將可食用玫瑰花粉添加到山藥糊劑中，制成細(xì)膩均勻的玫瑰-山藥泥材料，然后以玫瑰-山藥泥為原料進(jìn)行3D打印，通過比較后處理形狀和色澤穩(wěn)定性、生物活性物質(zhì)含量和硬度，探討了熱風(fēng)干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 和冷凍干燥 (FD) 對(duì)打印樣品穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，F(xiàn)D產(chǎn)品的后處理穩(wěn)定性最好，而HD產(chǎn)品的后處理穩(wěn)定性最差。FD產(chǎn)品花青素保留率較高，為72.45%，總酚含量較高，為31.33mg/100g。但FD產(chǎn)品的硬度最低。

雖然MVD產(chǎn)品在外觀和色澤上的感官評(píng)分低于FD產(chǎn)品，但其風(fēng)味評(píng)分高于FD產(chǎn)品，且MVD產(chǎn)品的總感官評(píng)分與FD產(chǎn)品相當(dāng)。MVD干燥效率最高，與FD相比，干燥時(shí)間縮短了84%。因此，將MVD與3D打印相結(jié)合，可以獲得品質(zhì)最好的產(chǎn)品。該研究將為后加工高附加值3D打印產(chǎn)品，特別是生物活性物質(zhì)的開發(fā)提供有益的信息。

圖3. 利用ImageJ軟件測(cè)定樣品孔隙度的過程。(A) 8-bit 灰度圖像，( B )閾值調(diào)整。

圖4. 目標(biāo)模型，以及不同干燥方式下新鮮3D打印樣品和干燥樣品的圖片。HD：熱風(fēng)干燥，MVD：微波真空干燥，F(xiàn)D：冷凍干燥。填充水平是指物體內(nèi)部填充材料的比例。

專 家 簡(jiǎn) 介

張  慜
張慜教授是浙江平湖人，曾完成兩站博士后研究，現(xiàn)為江南大學(xué)二級(jí)教授，食品學(xué)院責(zé)任教授、博士生導(dǎo)師,兼任食品資源開發(fā)與綜合利用方向負(fù)責(zé)人。主要從事生鮮食品資源加工、貯藏保鮮機(jī)理和工程研究。1998年起他招收碩士生，培養(yǎng)碩士生121名【已畢業(yè)104名】；2000年起招收博士生，培養(yǎng)博士生46名【已畢業(yè)32名】；2004年起招收博士后和高訪學(xué)者，培養(yǎng)博士后7名、高訪學(xué)者2名。2000年入選江蘇省“青藍(lán)工程”和江蘇省“333工程”。2004年入選首批“新世紀(jì)百千萬人才工程”國(guó)家級(jí)人選，2006年享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼, 2005年起擔(dān)任瑞典國(guó)際科學(xué)基金委（IFS）食品學(xué)科科學(xué)顧問；2007年起先后擔(dān)任3個(gè)SCI學(xué)術(shù)刊物（Journal of Food Engineering；Drying Technology; International Agrophysics）以及《食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)》、《食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)》、《干燥技術(shù)與設(shè)備》等國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)刊物的編委。2013年8月起，被澳大利亞昆士蘭大學(xué)授予食品科學(xué)領(lǐng)域的榮譽(yù)教授。他已在國(guó)家級(jí)出版社出版專、譯著26部，其中與多家龍頭企業(yè)出版聯(lián)合專著8部；國(guó)家十二五重點(diǎn)圖書1部，主編英文版國(guó)際系列會(huì)議論文集1本，應(yīng)邀出版BOOK CHAPTER10個(gè)，共同主編英文專著2本；以責(zé)任作者在SCI國(guó)際刊物上發(fā)表了252篇論文，其中影響因子3.0以上的論文28篇，影響因子2.0-3.0的論文74篇；被引總數(shù)3765次，他引2820篇次，h-index數(shù)為33。申報(bào)了194項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利（156項(xiàng)已獲授權(quán)）和18項(xiàng)國(guó)際專利（德國(guó)、日本、法國(guó)、韓國(guó)、瑞士、澳大利亞、美國(guó)、比利時(shí)、盧森堡等國(guó)專利，以及3項(xiàng)PCT專利），榮獲“江蘇省第五屆十大杰出專利發(fā)明人”稱號(hào)。主持的項(xiàng)目獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，江蘇省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，中國(guó)商業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)2項(xiàng)、一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，中國(guó)食品工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
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https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1851708