FRI：降脂油包水乳液的制備及其在3D打印中的應用

來源：來源于國家肉品中心

江南大學Wang 來源于國家肉品中心等在Food Research International期刊上發(fā)表了《Fabrication of fat-reduced water-in-oil emulsion and the application in 3D printing》（通訊作者：Li Jinwei）。

3D食品打印是食品工業(yè)中的一種新興制造技術，由計算機通過食品油墨的層層沉積來實現(xiàn)�？紤]到74%油體積分數的水包油高內部乳液的脂肪含量太高同時會引發(fā)慢性疾病，如肥胖、糖尿病、冠心病和高血壓等，因此減脂是目前的研究熱點。最近，植物蠟作為油性凝膠劑，由于其天然、可負擔和可生物降解的優(yōu)點而受到歡迎。其中向日葵蠟(SW)是液體油的優(yōu)良油凝膠因子，僅使用0.3-0.5 wt%就能很好地連接油滴形成致密的油凝膠網絡，在低油相中使用具有很大潛力。此外，卵磷脂作為一種天然表面活性劑，已被證實是一種輔助油凝膠因子，可以加強水果蠟基油凝膠的結構。同時，卵磷脂有可能在不損害油凝膠特性的情況下降低蠟的濃度。并且卵磷脂也被證明在控制W/O乳液的流變性能方面有很大潛力。因此，在本研究中，提出了新型SW和大豆磷脂酰乙醇胺(SP)用于制備3D打印的減脂W/O乳液。

油包水（W/O）乳液有望設計出用于3D打印的降脂食品。在本研究中，用向日葵蠟(SW，1.0 wt%)和大豆磷脂酰乙醇胺(SP，0.5 wt%)制備了含水65%的油凝膠基W/O乳液，其穩(wěn)定性超過30天。除了降低界面張力之外，從X-射線衍射和流變結果來看，SP被認為是輔助油凝膠因子，以改變SW的結晶習性，增強SW基油凝膠的外部結構。強大的外部油凝膠結構不僅有利于減少液滴運動以提高物理穩(wěn)定性，而且有利于乳液凝膠在3D打印中的成型和支撐能力�；�于流變測量，乳液凝膠顯示出隨著SP增加而改善的印刷性能:擠出(剪切變稀行為)、回復(優(yōu)異的觸變性)和自支撐(足夠的儲能模量和變形阻力)。在3D打印中，具有增長的SP的乳液凝膠顯示出更好的形狀保持性，并且允許打印具有更精致和生動特征的設計。這項研究為W/O乳液的形成提供了新的見解，使用天然成分進行3D打印，以創(chuàng)建減脂食品。

研究成果

SP濃度對SW基油凝膠的影響。(A)視覺外觀；(B)離心穩(wěn)定性；(C)測量油凝膠薄膜上水的接觸角；(D) XRD分析。

(A)流動掃描；(B)頻率掃描；(C)應變掃描；(D)具有不同SP濃度(0.5-3.0 wt%)的基于SW的油凝膠的FTIR分析。

不含在不同ф下制備的W/O乳液。(A)視覺外觀；(B)通過光學顯微鏡(上)和CLSM(下)顯示的微觀結構；(C)流動掃描；(D)頻率掃描；(E)應變掃描。

(A)流動清掃；(B)觸變性測試；(C)頻率掃描；(D)應變掃描；(E)質地分析；(F)感官分析；(G)具有不同SP濃度(0.5-3.0 wt%)的W/O乳液凝膠的3D打印。

結論
為了開發(fā)用于3D打印的低熱量/脂肪食品，使用水代替脂肪體積以減少脂肪攝入量是一種很有前景的策略，通常采用W/O乳液的形式。在本研究中，使用0.5 wt%的SP和1.0 wt%的SW制備了Φ=0.65的減脂W/O乳液用于3D打印。SP有利于降低界面張力和增強油凝膠網絡，從而減少W/O乳液中液滴的移動。隨著SP添加量的增加，乳液凝膠的打印性能得到改善，表觀粘度、恢復性和自支撐能力（足夠的儲存模量和抗變形能力）均得到提高。印制的中空圖案更加細膩，無塌陷現(xiàn)象。該W/O乳液由天然成分形成，實現(xiàn)了對合成表面活性劑的完全替代，具有優(yōu)異的印刷性能。該W/O乳液具有減少脂肪攝入的優(yōu)點，滿足了消費者對天然成分的需求，拓寬了健康食品在3D打印中的應用。展望未來，增加W/O乳液的水量是有意義的。未來的研究應更多地集中在使用天然成分形成W/O高內相乳液（W/O-HIPE）上，這不僅有利于打印性能，還能進一步降低脂肪攝入量。此外，由于SP的成本較高，有必要在不影響印刷性能的前提下減少SP的用量。

原文鏈接：
Wang Meng, Zhang Jiaxiang, Fan Liuping, Li Jinwei. (2023) Fabrication of fat-reduced water-in-oil emulsion and the application in 3D printing, Food Research International, 172:113118.