沈陽師范大學：不同膠體對馬鈴薯淀粉基材料3D打印特性的影響

作者：董茗洋，陳革，楊慶余
來源：食品科學技術學報

為了探討添加不同食品膠體對馬鈴薯淀粉凝膠3D打印特性的影響規(guī)律，沈陽師范大學糧食學院董茗洋，陳革，楊慶余研究了3種膠體的馬鈴薯淀粉凝膠體系結構和打印特性。以馬鈴薯淀粉和大豆分離蛋白的糖基化產(chǎn)物作為基礎原料，添加明膠、結冷膠和可得然膠作為結構改良劑，采用掃描電鏡觀察、紅外光譜分析、流變儀檢測等方法系統(tǒng)分析了不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠的流變特性、穩(wěn)定性和質(zhì)構特性等的影響。研究結果表明：與馬鈴薯淀粉凝膠相比，馬鈴薯-明膠、馬鈴薯-結冷膠和馬鈴薯-可得然膠復合凝膠硬度分別比馬鈴薯淀粉凝膠升高了390%、233%、469%，說明膠體的添加可有效提高馬鈴薯淀粉凝膠的機械強度；3種膠體中，馬鈴薯-明膠復合凝膠體的儲能模量、損耗模量降低最為明顯；添加膠體后，3D打印樣品的打印直徑和高度與貯藏后的直徑和高度較為接近，說明膠體的加入顯著提升了樣品的打印穩(wěn)定性。通過對比3種不同膠體的添加對馬鈴薯淀粉凝膠打印特性的影響，發(fā)現(xiàn)結冷膠對馬鈴薯淀粉凝膠的打印特性影響顯著，在室溫下可長時間存放并保持形狀的穩(wěn)定。研究結果旨在為馬鈴薯淀粉基材料3D打印的穩(wěn)定性和精確性的提高，為數(shù)字化的食品營養(yǎng)精準設計和調(diào)控奠定理論基礎。

食品3D打印技術也叫增材制造技術，是通過逐層打印、堆積成型等方式打印出預先設計好結構的食品加工技術[1]。將3D打印技術應用于食品加工中可開發(fā)出具有個性化形狀和紋理的食物，而且能夠根據(jù)不同人群的飲食需求對食物進行營養(yǎng)優(yōu)化，便捷地制造健康食品[2-3]。近年來，3D 打印食品憑借其豐富的膳食營養(yǎng)和多樣化的定制方法成為食品行業(yè)關注的熱點。按照材料形態(tài)和成型技術原理，食品3D打印技術主要分為3類：選擇性激光燒結(selective laser sintering，SLS)、噴墨打印(inkjet printing，IJP)、熔融沉積制造(fused deposition modeling，F(xiàn)DM)[4]。食品材料的特性是食品3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，受食品安全對食品原料的限制，適用于3D食品打印技術的材料十分有限，嚴重影響了食品3D打印技術的發(fā)展，適合于3D打印食品基原料的開發(fā)是推動食品3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。復雜的食品體系的原料性質(zhì)對3D打印效果有較大影響，然而關于食品材料和3D打印臨界變量之間的關系還缺乏足夠研究。馬鈴薯淀粉是一種支鏈淀粉比例較高的淀粉[5]，具有糊化溫度低、易吸水膨脹、保水性強等優(yōu)點[6]，可作為食品3D打印技術領域重要的材料之一，但馬鈴薯淀粉黏度大、易老化回生，在打印過程中容易出現(xiàn)斷絲、產(chǎn)品沉積塌陷等問題。食品膠體具有良好的功能特性，如乳化性、膠凝性、溶解性等[7]，在與其他增稠劑復配后可通過次級鍵結合的方式產(chǎn)生協(xié)同作用，有利于改善膠體的凝膠結構[8]。段松岐等[9]以庫拉索蘆薈凝膠和馬鈴薯淀粉為原料，研究了不同食品膠體對庫拉索蘆薈凝膠- 馬鈴薯淀粉凝膠基質(zhì)的可打印性、打印效果的影響；王浩等[3]探討了魔芋膠對凝膠體系3D打印的影響，發(fā)現(xiàn)魔芋膠可改善凝膠體系的打印效果，打印的樣品還原度較高。

目前，關于明膠、結冷膠和可得然膠在食品3D打印領域的應用鮮有報道，本研究以馬鈴薯淀粉為基礎研究對象，擬采用糖接枝產(chǎn)物聯(lián)合膠體復配技術，利用明膠、結冷膠和可得然膠分別構建適宜打印的凝膠體系，開發(fā)適宜食品3D打印的馬鈴薯淀粉基材料，揭示食品膠體對馬鈴薯淀粉基凝膠體系的3D打印特性的影響規(guī)律，以期為食品3D打印材料的開發(fā)和應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法
1.1 材料與試劑
馬鈴薯淀粉，上海風味實業(yè)有限公司；明膠，商水縣富源明膠有限公司；可得然膠，江蘇省一鳴生物股份有限公司；結冷膠，河南萬邦實業(yè)有限公司；海藻酸鈉，山東齊魯生物科技有限公司；綠豆粉，亳州市華之堂生物科技有限公司；麥芽糖漿，醇源食品有限公司。實驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備
MODEL J- E型多用途高效離心機，貝克曼庫爾特商貿(mào)(中國)有限公司；FW80 型粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；HH- 6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海皓莊儀器有限公司；BSA224S- CW型電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司；HH- 6A型數(shù)顯恒溫磁力攪拌水浴鍋，上海汗諾儀器有限公司；GFL- 125型熱風干燥機，天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司；CT3- 4500型質(zhì)構儀，美國博勒飛公司；SL- SFO2A型快速黏度儀，瑞典波通儀器公司；TENSOR 型傅立葉變換紅外光譜儀，德國布魯克公司；S- 4800型掃描電鏡，日本日立公司；Ultima IV 型X-射線衍射儀，日本理學公司；DSC- Q20型差式量熱掃描儀，美國TA儀器公司；MARS40 型流變儀，德國哈克公司；ZE- 6000型色差儀，日本電色公司；3D食品打印機，廣州網(wǎng)能產(chǎn)品設計有限公司。

1.3 實驗方法
1.3.1 糖接枝產(chǎn)物的制備
稱取一定量的大豆分離蛋白(SPI)，溶于磷酸鹽緩沖液中，磁力攪拌1 h，按一定比例加入麥芽糖，磁力攪拌30 min。調(diào)節(jié)pH值至9.0后置于磁力攪拌水浴鍋中加熱3 h，離心15 min后過濾除去沉淀物，取上清液透析48 h。將混合液冷凍干燥，凍干粉碎后保存?zhèn)溆谩?br />
1.3.2 3D打印材料的制備
準確稱取一定量的麥芽糖漿，溶于蒸餾水中，用磁力攪拌使其充分溶解并混合均勻。分別稱取馬鈴薯淀粉、糖接枝產(chǎn)物、熟綠豆粉，三者質(zhì)量比為7∶2∶1(樣品總質(zhì)量為干基總質(zhì)量)。準確稱取質(zhì)量分數(shù)為0.1%的海藻酸鈉(占干基質(zhì)量)，再分別準確稱取質(zhì)量分數(shù)為1.5%的明膠、結冷膠和可得然膠(占干基總質(zhì)量)。將膠體和海藻酸鈉分別加入干基中混合均勻，配置成質(zhì)量分數(shù)為30%的溶液，升溫至90 ℃，反應30 min，制得的馬鈴薯淀粉基材料待3D打印使用。馬鈴薯淀粉凝膠、馬鈴薯- 明膠復合凝膠、馬鈴薯- 結冷膠復合凝膠和馬鈴薯- 可得然復合凝膠分別表示為PS、PS- PG、PS- PGG和PS- PC。

1.3.3 樣品的3D打印
打印模型為40 mm×20 mm的圓柱體，打印參數(shù)為噴嘴高度1.2 mm、噴嘴直徑0.4 mm、打印速度30 mm/s、打印層高0.2 mm。分別對4種馬鈴薯淀粉膠體進行3D打印。

1.3.4 分子結構的檢測
準確稱取2.00 mg馬鈴薯淀粉膠體凍干粉末樣品，對其進行紅外光譜檢測，用壓片機將樣品壓片，壓力保持15 kPa，測試范圍為400～4 000 cm-1，掃描累計32次，分辨率為4 cm-1。

1.3.5 微觀結構的觀察
準確稱取3D打印樣品，采用掃描電鏡對其進行微觀結構觀察。將樣品用導電膠固定在樣品盤上，放入離子濺射鍍膜儀中，對樣品進行噴金處理，觀察樣品橫斷面的微觀結構并拍照。

1.3.6 結晶結構的測試
采用X射線衍射儀對樣品的結晶結構進行測試，靶型：Cu，檢測波長為15 nm，掃描范圍為5°～50°，掃描速度為10°/min。采用Mdi Jade 9.0軟件對樣品的結晶度進行分析。相對結晶度的計算方式如式(1)。

Xc=[Ac/(Ac+An)]×100% 。  (1)

式(1)中：Ac和An分別為結晶區(qū)域和無定型區(qū)域，Xc為相對結晶度。

1.3.7 流變特性的測定
流變特性的測定參照Liu等[10]的方法略作改進。取馬鈴薯淀粉凝膠于流變儀上，選用直徑為60 mm的平板，將凝膠置于底板，除去多余樣品，設置測試平板間隙為1 000 μm，測試溫度為25 ℃。振蕩頻率：掃描應變?yōu)?%，掃描頻率1～100 rad/s，測量馬鈴薯淀粉膠體儲能模量(G′)、損耗模量(G″)和損耗角正切值(tanδ)隨振蕩頻率增加的變化情況。剪切應力：應變范圍0.1%～10.0%，頻率1 Hz，測量馬鈴薯淀粉膠體儲能模量(G′)、損耗模量(G″)隨剪切應力增加的變化情況[11]，獲得動態(tài)流變特性曲線。損耗角正切值的計算方式如式(2)。

tanδ=(G′/G″) 。  (2)

1.3.8 質(zhì)構特性的測定
采用質(zhì)構儀對馬鈴薯淀粉膠體的質(zhì)構特性進行測定。選擇TP10圓柱形探頭，測定參數(shù)設置：測前速度、測試速度、測后速度均為2.0 mm/s，壓縮比50%，起點感應力5 g，兩次壓縮時間間隔為5 s。

1.3.9 色澤的測定
稱取3D打印樣品，將其置于樣品盤上，采用色差儀對樣品的色度進行測定。L*、a*、b*表示樣品色度，其中L*值為亮度值，a*值為紅色或者綠色值，b*值為黃色或藍色值。

1.3.10 黏度的測定
采用快速黏度分析儀對所有馬鈴薯淀粉膠體的黏度特性進行測定。稱取3.0 g混合粉置于RVA樣品鋁罐中，并加入25 g蒸餾水。在50 ℃下保溫1 min，然后以12 ℃/min升溫到95 ℃，攪拌速率160 r/min。

1.3.11 熱特性的測定
準確稱取馬鈴薯淀粉打印樣品3 mg置于鋁鍋樣品皿中，加入6 μL蒸餾水。放入樣品測試坩堝，測試溫度從20 ℃升溫至120 ℃，升溫速率為10 ℃/min。重復實驗3次取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理
所有實驗重復3次，數(shù)據(jù)取平均值。采用SPSS 26.0和Origin 9.5軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結果與分析
2.1 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠分子結構的影響

圖1為不同膠體對馬鈴薯淀粉膠體紅外光譜影響的分析結果。由圖1可知，3 200～3 500 cm-1處的吸收峰為O—H的伸縮振動，2 924～2 936 cm-1處峰的變化歸因于CH2中的C—H伸縮振動，2 100 cm-1處的吸收峰歸因于自由水[12]，990～996 cm-1處可歸因于淀粉分子中非結晶區(qū)水分子[13]，803～819 cm-1處的峰是由于CH2中C—H彎曲振動[14]，符合馬鈴薯淀粉紅外吸收峰特征。3 000～3 700 cm-1處峰寬變大，PS- PG、PS- PGG、PS- PC中羥基峰高略高于PS，這可能是馬鈴薯復合凝膠體系中羥基數(shù)量變化所致。2 800～3 000 cm-1處為C—N和N—H吸收峰的變化，可能是由于蛋白質(zhì)和麥芽糖分子發(fā)生了糖基化反應[15]。1 600～1 700 cm-1處的峰為蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ區(qū)CO鍵的拉伸振動，顯示出蛋白質(zhì)二級結構的變化 [16]，馬鈴薯淀粉凝膠體系存在該化學鍵，證明分離蛋白糖基化產(chǎn)物存在于馬鈴薯凝膠體系中。本研究發(fā)現(xiàn)，添加膠體后樣品無新吸收峰出現(xiàn)，說明膠體與馬鈴薯淀粉未發(fā)生化學反應，同時3D打印過程中未產(chǎn)生新的官能團和化學鍵。

圖1 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠紅外特性的影響

2.2 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠微觀結構的影響

圖2為馬鈴薯淀粉凝膠掃描電鏡分析結果。由圖2可知，不同膠體對凝膠體系微觀結構影響顯著，馬鈴薯淀粉凝膠體系較好地保持了馬鈴薯淀粉的微觀結構，而復合凝膠體系在不同程度上失去馬鈴薯淀粉原有的顆粒結構，凝膠表面粗糙，顆粒表面有裂痕產(chǎn)生。PS凝膠相對完整，顆粒均一度較好；與PS相比，PS- PG凝膠顆粒間隙變大，PS- PGG和PS- PC復合凝膠顆粒表面出現(xiàn)裂痕，失去了馬鈴薯淀粉顆粒的原有形態(tài)，這可能與淀粉- 親水膠體混合體系的“損耗絮凝”有關[17]。由圖2右上角成品圖可看出，馬鈴薯淀粉復合凝膠3D打印樣品的組織結構比馬鈴薯淀粉凝膠組織結構疏松，這可能是食品膠體與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用，改變了復合凝膠結構的空間網(wǎng)絡[11]。不同膠體的添加使得水分子、膠體分子與淀粉分子之間作用方式不同，從而導致凝膠網(wǎng)絡在空間結構上的差異。

上排圖片放大倍數(shù)均為500倍，下排圖片放大倍數(shù)均為2 000倍。上排圖中右上角為成品圖。

圖2 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠微觀結構的影響

2.3 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠結晶結構的影響

圖3為不同膠體制成的馬鈴薯淀粉復合凝膠結晶圖譜分析結果。淀粉的結晶度是衡量淀粉晶體特性的一個重要指標，淀粉顆粒的結晶度是由淀粉分子中支鏈淀粉的雙螺旋結構排列方式?jīng)Q定的[18]。由式(1)計算可知，PS、PS- PG、PS- PGG、PS- PC結晶度分別為11.88%、10.32%、9.12%、8.65%，馬鈴薯淀粉復合凝膠結晶度降低，這可能是膠體分子的加入阻礙了淀粉分子之間的纏繞和重新排列，從而影響了馬鈴薯淀粉的重結晶過程。圖3中馬鈴薯淀粉在22.82°處有弱衍射峰，這可能是由于膠體分子的加入，使馬鈴薯淀粉結晶結構受到破壞，結晶區(qū)域減少，無定型區(qū)域增加，結晶度降低。馬鈴薯淀粉在此過程中未完全糊化，仍保留部分淀粉結晶特性，不同膠體之間破壞程度不顯著。

圖3 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠結晶結構的影響

2.4 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠流變學特性的影響

圖4為不同膠體對馬鈴薯淀粉膠體流變特性影響的分析結果。由圖4可知，隨著振蕩頻率的增加，膠體的儲能模量(G′)均呈現(xiàn)升高趨勢。4種膠體均呈現(xiàn)假塑流體性質(zhì)并呈現(xiàn)剪切稀化行為，這與Wang等[11]關于膠體流變特性的研究結果一致。與PS相比，3種膠體中，PS- PG膠體的儲能模量(G′)、損耗模量(G″)降低最為明顯， PS- PG的流動性降低比PS- PGG和PS- PC更為顯著，可能是由于馬鈴薯淀粉在加熱過程中雙螺旋解旋，明膠分子增強其凝膠特性，使得馬鈴薯淀粉膠體機械強度得到強化[9]。這種變化有利于保持食品3D打印的成型穩(wěn)定性，避免流動性過大引起打印樣品的塌陷。整個掃描過程中，凝膠體系的G′遠大于G″，tanδ均大于1，這表明膠體具有較好的固相性能，整個馬鈴薯淀粉的3D打印體系處于彈性優(yōu)勢狀態(tài)。

圖4 不同振蕩頻率對馬鈴薯淀粉凝膠流變性的影響

圖5 不同剪切應力對馬鈴薯淀粉凝膠流變性的影響

圖5為不同凝膠體系剪切應力的分析結果。剪切應力表明不同膠體受到外界壓力固液轉(zhuǎn)化的趨勢。由圖5可知，PS、PS- PG、PS- PGG、PS- PC由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)的臨界應力為2.03%、0.41%、1.10%、2.66%。在臨界點后，G″均大于G′，膠體均呈現(xiàn)為流體特性。這可能是由于凝膠的黏彈性與直鏈淀粉含量密切相關，膠體分子阻礙了淀粉顆粒的吸水膨脹[19]，從而抑制淀粉分子重新排列形成的連續(xù)凝膠網(wǎng)絡結構。

2.5 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠質(zhì)構特性的影響
表1為不同膠體制成的馬鈴薯淀粉凝膠質(zhì)構特征分析結果。由表1中可知，不同膠體打印樣品的硬度、黏性和內(nèi)聚性差異顯著(P<0.05)。硬度反映3D打印后材料的形狀保持和擠出特性，PS- PG、PS- PGG和PS- PC硬度分別比PS升高了390%，233%，469%。PS樣品的硬度為6.83 N，馬鈴薯淀粉復合凝膠體系硬度顯著高于PS的硬度，可能是因為淀粉分子螺旋結構與膠體分子發(fā)生交聯(lián)反應引起了脫水縮合和重結晶。明膠對馬鈴薯淀粉的彈性影響差異不顯著，PS- PGG和PS- PC的彈性為1.76和1.55，分別比對照樣高出22%和8%。淀粉凝膠體系中大分子相互交聯(lián)和纏繞，有利于淀粉和膠體的吸水膨脹，促進體系形成結構穩(wěn)定的凝膠，對于3D打印產(chǎn)品的成型穩(wěn)定性有正向效應。與PS相比，PS- PGG的內(nèi)聚性差異最為顯著，這可能是由于結冷膠含有的乙酰基促使聚合物鏈螺旋形成凝膠[20]，提高了膠體斷裂應變力[21]，形成了更密集的三維網(wǎng)絡結構，這為3D打印樣品的成型穩(wěn)定性提供了保障。

表1 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠質(zhì)構特性的影響

不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

2.6 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠色澤的影響

表2為不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠色澤影響的分析結果。由表2可知，添加不同膠體的馬鈴薯淀粉L*值均呈升高趨勢，即明亮度增加，其中結冷膠對凝膠體系亮度(L*值)影響最大，其亮度值為89.10，顯著高于明膠和可得然膠(P<0.05)。亮度值通常與淀粉糊化有關，膠體可有效抑制馬鈴薯淀粉糊化[22]，特別是結冷膠的水合作用能夠促進淀粉重新結晶，使樣品亮度顯著提高。不同膠體打印樣品的a*值差異顯著(P<0.05)，PS- PC的3D打印凝膠體系趨向于紅色，PS- PG凝膠體系趨向于綠色，這可能是由于不同膠體與馬鈴薯淀粉和糖接枝產(chǎn)物在3D打印過程中的熱效應和非酶褐變所致。PS- PG、PS- PGG、PS- PC凝膠的b*值降低，黃色趨勢減弱，可能由于3D打印過程中發(fā)生了美拉德褐變和焦糖化反應[23]。本研究表明，不同膠體對馬鈴薯淀粉3D打印凝膠的色澤影響顯著，結冷膠影響最為明顯，PS- PGG樣品的亮度值升高，樣品偏紅黃色。不同膠體加入后樣品色澤的變化，可為3D打印食品的個性化色澤提供新的思路。

表2 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠色澤的影響

不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

2.7 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠黏度的影響

表3為不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠質(zhì)構特性影響的分析結果。由表3可知，不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠的黏度影響顯著，結冷膠對馬鈴薯淀粉膠體的影響最為顯著，PS- PGG的峰值黏度為914 mPa·s。這可能是因為結冷膠與馬鈴薯淀粉帶同種電荷，電荷間的相互排斥作用，使結冷膠分子抑制了淀粉顆粒的重新排列，從而達到抑制淀粉糊化的作用[24]。3種膠體與馬鈴薯淀粉形成凝膠的回生值均為負值且升高，在降溫過程中親水膠體分子鏈伸展，更易與淀粉可溶性組分間以氫鍵相互靠近[25]，從而使分子間聚集作用增強，引起回生值的增加。不同膠體形成的凝膠體系的崩解值均呈下降趨勢，其中PS- PGG最為明顯，這可能是因為結冷膠與淀粉膠體形成的空間網(wǎng)絡結構[26]，增強了淀粉分子間的空間位阻，提高了馬鈴薯淀粉凝膠體系的穩(wěn)定性。凝膠體系穩(wěn)定性的提升為3D打印樣品的成型和貯藏穩(wěn)定性提供了保

表3 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠黏度影響

2.8 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠熱特性的影響

表4為不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠體系熱力學性質(zhì)影響的分析結果。由表4可知，PS、PS- PG、PS- PGG、PS- PC凝膠體系的最終糊化溫度分別為79.75、79.94、81.03、83.59 ℃。添加膠體后，凝膠體系最終糊化溫度呈升高趨勢，可能是由于膠體的加入增加了淀粉分子鏈的密度，分子鏈的交聯(lián)和纏繞作用增強，凝膠體系形成更多的交聯(lián)區(qū)域，凝膠體系的穩(wěn)定性提高[27]�？傻萌荒z的最終糊化溫度最高，可能是可得然膠多糖鏈起到了穩(wěn)定空間結構的作用。PS、PS- PG、PS- PGG、PS- PC凝膠體系的焓值分別為12.13、10.30、10.75、11.61 J/g。與馬鈴薯淀粉凝膠相比，馬鈴薯淀粉復合凝膠體系焓值均呈降低的趨勢，可能是因為膠體分子降低了凝膠體系的水分活度，淀粉顆粒結晶區(qū)部分糊化，焓值降低。馬鈴薯淀粉復合凝膠體系焓值的降低有利于馬鈴薯淀粉分子受熱解旋，改善了馬鈴薯淀粉復合材料溫敏特性，可提高馬鈴薯淀粉基食品材料3D打印的加工適宜性。

表4 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠熱力學性質(zhì)的影響

2.9 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠3D打印穩(wěn)定性的影響

表5為不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠體系3D打印穩(wěn)定性分析結果。由表3可知，添加膠體后，樣品的冷藏儲存直徑和高度與打印結果更為接近，說明打印后樣品的回縮性降低，膠體的加入顯著提升了樣品的3D打印穩(wěn)定性，這與本研究質(zhì)構特性中硬度增加的結果相符。與打印樣品相比，馬鈴薯淀粉膠體冷藏后直徑和高度分別降低12.7%、4.9%，而PS- PGG冷藏后直徑和高度僅降低了0.6%、0.4%，表明PS- PGG穩(wěn)定性最好，結冷膠能較好地保持樣品儲存后形狀的穩(wěn)定性，這可能是因為結冷膠膠體具有合適的硬度，呈現(xiàn)較好的支撐特性。本研究表明，馬鈴薯淀粉凝膠體系具有良好的凝膠強度，可較好地保持打印產(chǎn)品的形狀和結構。
表5 不同膠體對馬鈴薯淀粉凝膠體系3D打印穩(wěn)定性的影響

不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

3 結 論

本研究以馬鈴薯淀粉和分離蛋白糖接枝產(chǎn)物作為基礎原料，研究了添加不同膠體對馬鈴薯淀粉基材料3D打印特性的影響。采用糖基化產(chǎn)物聯(lián)合膠體復配技術優(yōu)化了馬鈴薯淀粉3D打印材料的打印性和穩(wěn)定性，提高了馬鈴薯淀粉3D打印產(chǎn)品的成型效果和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，3種食品膠體均顯著提高了馬鈴薯淀粉基食品材料的3D打印特性，明膠增強了馬鈴薯淀粉凝膠體系的膠凝性和機械強度，改善了馬鈴薯淀粉基材料的溫敏性；結冷膠能夠使樣品呈現(xiàn)較好的凝膠色澤，形成了穩(wěn)定的網(wǎng)絡結構，提升了凝膠體系的3D打印穩(wěn)定性，使得凝膠能夠順利打印且保持較好的形狀；可得然膠提升了馬鈴薯淀粉的硬度，使結構穩(wěn)定，避免了打印塌陷。3種膠體的添加均改善了馬鈴薯淀粉凝膠體系的3D打印效果，并且能夠在室溫下較長時間存放，較好地保持了產(chǎn)品形狀的穩(wěn)定性。

參考文獻：（略）