材料组成和3D打印温度对油凝胶热熔挤出的影响

来源：食研私享

2022年3月14日，印度国家食品技术研究所的研究人员在食品专业领域Top期刊Journal of Food Engineering(中科院一区；IF：5.354)上在线发表了题为“Effect of material composition and 3D printing temperature on hot-melt extrusion of ethyl cellulose based medium chain triglyceride oil oleogel(材料组成和3D打印温度对乙基纤维素基中链甘油三酯油凝胶热熔挤出的影响)”的研究性论文。

食品3D打印作为一种新兴的营养个性化开发技术，在食品领域受到了广泛的关注。目前，实现复杂材料的可打印性仍然是一个挑战。油凝胶，也被称为未来脂肪，可以利用植物性油源制备，并可以取代各种食品中不健康的反式脂肪。然而，关于油凝胶的可打印性的研究报道还很有限。

因此，该文研究了表面活性剂聚乙二醇单硬脂酸酯(PEG40S)(1%、3%、5% w/w)对11%乙基纤维素(EC)基中链甘油三酯(MCT)油凝胶热挤出3D打印性能的影响。研究人员使用了各种分析对EC油凝胶进行了表征，其中包括油的结合能力、微观结构分析、流变分析、力学性能和熔点曲线。随着表面活性剂的加入，聚合物网络中形成的额外晶体结构改变了EC油凝胶的力学性能。并且研究人员通过改变了打印温度(25、45、65、85和95℃)来评价随温度变化的可打印性；结果显示，5%w/w的表面活性剂在45℃下进行打印，有利于实现最佳的挤出打印效果。总的来说，这项研究为热挤出3D打印油凝胶系统提供了见解，表明了将这种系统应用于营养/营养递送以及新型食品的发展前景，特别是那些专注于脂肪替代的食品。

图1. 该研究中使用的内部开发的热挤出3D打印机MultiCARKᵀᴹ。

图2. EC油凝胶(OG)-对照、ECP1、ECP3、ECP5在不同打印温度下的3D打印结构。（对照组-仅EC油凝胶，ECP1、ECP3、ECP5代表分别添加1%、3%和5%(w/w)的表面活性剂）

图3. (A)为3D打印研究选择的花的几何形状，(B)在45℃打印温度下获得的ECP5油胶的3D打印结构。

论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111055