科创中国
酪蛋白增强木薯淀粉凝胶3D打印适用性研究
发布时间: 2022-11-21
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
著作权
行业领域：
农、林、牧、渔业,农、林、牧、渔专业及辅助性活动
成果介绍
淀粉广泛分布于自然界，是人类饮食中最重要的碳水化合物之一，经常被用作各种食品配方中的胶凝剂和增稠剂。鉴于淀粉的剪切稀化假塑性行为，它作为典型的凝胶和粘弹性物料应用于3D打印已经被广泛报道。本研究从淀粉的多尺度结构（精细结构、短程有序结构）和凝胶性质（流变性、水分分布和亚微观性质）角度去解释酪蛋白的加入提升木薯淀粉凝胶打印精度的机制，从而明确结构、性质和打印精度的之间的关系。结果发现酪蛋白的加入提高了木薯淀粉的平均分子量，使淀粉的膨胀势降低，导致3D打印产品的线宽降低和中心层高度增加，从而最终提升了3D打印产品的打印表现。此外，酪蛋白的增加导致木薯淀粉的短程有序结构减少，使凝胶体系的弛豫时间降低和游离水含量增高，进一步提升凝胶体系弹性模量，从而最终提升3D打印产品的打印精度。这项研究为淀粉-蛋白质复合物在3D打印中的应用提供了有价值的信息。
成果亮点
本研究首次发现酪蛋白可以用来提升淀粉类凝胶物料的打印精度，并从淀粉的多尺度结构和凝胶性质角度系统阐明结构、性质和打印精度之间的关系。高浓度的酪蛋白降低了凝胶体系的粘度，从而有利于物料在3D打印过程中的顺畅挤出。酪蛋白的加入增加了凝胶体系的屈服应力（τy），从而提升3D打印产品的机械性能。酪蛋白的加入提升了淀粉的分子量，减小了淀粉的膨胀势，从而降低打印线宽，最终提升产品打印精度。
团队介绍
团队主要开展食物营养与人类健康的研究，包括食物功效因子的资源开发、功效机理、稳态化与递送系统研究；食用农产品品质评价与高值利用；复杂食品体系成分分子变化机理研究；食品安全脆弱性评估等工作。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”吕梁功能性食品产业科技服务团 (中国食品科学技术学会) 评价时间：2022-11-22
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