浙江大学陆柏益教授：淀粉分子结构对3D打印产品精度和质构特性的影响

来源：食研私享  

2021年11月24日，浙江大学生物系统工程与食品科学学院 ：季圣阳（1作）......、陆柏益*（通讯）等在农林科学1区TOP期刊Food Hydrocolloids（IF：9.147）在线发表了题为“Effect of starch molecular structure on precision and texture properties of 3D printed products”的研究文章。

目前，淀粉类材料的3D打印研究仍处于起步阶段。虽然有研究人员已经研究了淀粉浓度、淀粉类型和打印温度对物料的流变特性和产品3D打印精度的影响。然而，这些研究主要集中在淀粉的流变性能、可打印性和打印产品结构之间的关系上，缺乏从淀粉分子结构到其3D打印精度和质构特性的更深层次的理解。因此，从材料本身的分子结构的角度出发，就有可能阐明影响3D打印产品性质的根本因素。

因此，该研究以市场上常用且具有代表性的木薯、小麦、玉米、甘薯、马铃薯和荞麦淀粉为研究对象，从淀粉分子结构的角度揭示了天然淀粉与3D打印产品打印精度和质构特性的关系。该研究首先对天然淀粉的分子结构、淀粉凝胶的流变性能和水分分布、印刷性能、3D打印产品的微观形态和质构进行了分析，然后应用相关性分析建立淀粉分子结构与3D打印产品性能之间的关系。

图1. 图文摘要

亮点介绍
[1] 揭示了淀粉分子结构与其3D打印产品之间的关系。
[2] 淀粉的平均分子量与产品中心高度呈负相关。
[3] 聚合度为100 [4] 直链淀粉分子链的最大峰值聚合度（XAM）和聚合度为5000 [5] 该项研究为3D打印淀粉类食品提供了有价值的参考信息。

成果介绍
该文中，研究人员评价了淀粉分子结构对3D打印产品精度和质构特性的影响。结果表明，淀粉含有更高的聚合度为13
该研究为淀粉的分子结构预测印刷产品的精度和质地品质提供了更深入的见解，并为3D打印技术在淀粉基食品生产中的应用提供了有用的信息。

图2. 由木薯（a）、小麦（b）、玉米（c）、甘薯（d）、土豆（e）和荞麦淀粉（f）打印的样品。

图3. 淀粉分子结构、淀粉凝胶特性和3D打印产品特性之间相关系数分布的热图。

专 家 简 介

陆柏益
陆柏益博士、教授、博士生导师、首批求是青年学者，担任浙江大学生工食品学院院长助理、食物营养功能评价研究中心主任，农业农村部农产品品质评价与营养健康风险评估实验室（杭州）常务副主任。

主持和完成国家自然科学基金4项（面上3项、青年1项）、国家重点研发计划课题、国家现代农业产业技术体系岗位科学家、浙江省自然科学杰出青年基金、国家农产品质量安全财政重大专项以及横向课题20余项。以第一或通讯作者在J Hazard Mater、Med Res Rev、Trends Food Sci Technol等SCI期刊发表论文100余篇。授权国家发明专利32项、国际PCT专利5项，立项/制定国家、行业标准8项，主编/参编专著、教材6本等。获得浙江省科技进步一等奖、梁希林业科技进步二等奖、中国食品科技学会科技创新杰出青年奖等奖励8次，入选浙江省杰青、浙江省151人才第二层次、钱江特聘教授等。担任International association of dietetic nutrition and safety 副理事长、国际食品法典中国联络点岗位专家、Food Frontiers创刊科学主编、Food material research副主编、E-food 副主编、Frontiers in nutrition、International Journal of Molecular Sciences和Food Chemistry等专刊客座主编、中国食品科技学会青年工作委员会副秘书长、浙江省食品学会常务理事兼青年工作委员会主任委员、农业农村部农产品加工标委会委员、浙江省食品安全专家委员会委员等学术兼职。

季圣阳
季圣阳，江苏南通人，浙江大学生物系统工程与食品科学学院在读博士，研究方向食品3D打印，在Food Chemistry 、Food Hydrocolloids、Food Bioscience、Ultrasonics Sonochemistry、Trends in Food Science & Technology等期刊发表论文9篇（一作四篇）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107387