江南大学张慜团队研究“干燥方法对3D打印玫瑰-山药泥后处理稳定性和品质的影响”

3D打印资讯
2022
01/13
09:31
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来源:食研私享

3D打印又称快速制造技术,其原理是按照设计的打印路径逐层堆叠材料,形成3D模型。3D食品打印以食品材料作为油墨,通过分层沉积形成精美的营养食品。3D食品打印不仅可以根据个人喜好满足个性化需求,而且为实现健康食品个性化定制提供了新的途径。

热风干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 、冷冻干燥( FD) 是目前市场上常用的脱水后处理方法。近年来,不同的后处理技术被应用在浓缩果汁淀粉凝胶,面团,肉制品等3D打印样品中。这些研究主要集中在3D打印样品的形状稳定性方面,然而,对产品品质,尤其是对热敏性生物活性化合物,却没有给予足够的重视。

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为了寻找一种具有高形状稳定性和高水平营养健康食品的3D打印产品的后处理方法,江南大学张慜教授团队研究了不同后处理方法 (HD、MVD和FD) 对3D打印玫瑰山药泥产品品质和稳定性的影响,以期筛选出一种具有较高形状稳定性和保持较好营养价值的3D产品后处理方法。相关研究成果以“Effect of drying method on post-processing stability and quality of 3D printed rose-yam paste”为题发表在国际期刊Drying Technology (IF:4.452;Q1/3区) 上。Chunyan Feng为1作,张慜为通讯。


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▲玫瑰山药泥

成果介绍
该研究将可食用玫瑰花粉添加到山药糊剂中,制成细腻均匀的玫瑰-山药泥材料,然后以玫瑰-山药泥为原料进行3D打印,通过比较后处理形状和色泽稳定性、生物活性物质含量和硬度,探讨了热风干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 和冷冻干燥 (FD) 对打印样品稳定性和品质的影响。结果显示,FD产品的后处理稳定性最好,而HD产品的后处理稳定性最差。FD产品花青素保留率较高,为72.45%,总酚含量较高,为31.33mg/100g。但FD产品的硬度最低。

虽然MVD产品在外观和色泽上的感官评分低于FD产品,但其风味评分高于FD产品,且MVD产品的总感官评分与FD产品相当。MVD干燥效率最高,与FD相比,干燥时间缩短了84%。因此,将MVD与3D打印相结合,可以获得品质最好的产品。该研究将为后加工高附加值3D打印产品,特别是生物活性物质的开发提供有益的信息。
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图3. 利用ImageJ软件测定样品孔隙度的过程。(A) 8-bit 灰度图像,( B )阈值调整。

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图4. 目标模型,以及不同干燥方式下新鲜3D打印样品和干燥样品的图片。HD:热风干燥,MVD:微波真空干燥,FD:冷冻干燥。填充水平是指物体内部填充材料的比例。
专 家 简 介
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张  慜
张慜教授是浙江平湖人,曾完成两站博士后研究,现为江南大学二级教授,食品学院责任教授、博士生导师,兼任食品资源开发与综合利用方向负责人。主要从事生鲜食品资源加工、贮藏保鲜机理和工程研究。1998年起他招收硕士生,培养硕士生121名【已毕业104名】;2000年起招收博士生,培养博士生46名【已毕业32名】;2004年起招收博士后和高访学者,培养博士后7名、高访学者2名。2000年入选江苏省“青蓝工程”和江苏省“333工程”。2004年入选首批“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2006年享受国务院政府特殊津贴, 2005年起担任瑞典国际科学基金委(IFS)食品学科科学顾问;2007年起先后担任3个SCI学术刊物(Journal of Food Engineering;Drying Technology; International Agrophysics)以及《食品与生物技术学报》、《食品安全质量检测学报》、《干燥技术与设备》等国内学术刊物的编委。2013年8月起,被澳大利亚昆士兰大学授予食品科学领域的荣誉教授。他已在国家级出版社出版专、译著26部,其中与多家龙头企业出版联合专著8部;国家十二五重点图书1部,主编英文版国际系列会议论文集1本,应邀出版BOOK CHAPTER10个,共同主编英文专著2本;以责任作者在SCI国际刊物上发表了252篇论文,其中影响因子3.0以上的论文28篇,影响因子2.0-3.0的论文74篇;被引总数3765次,他引2820篇次,h-index数为33。申报了194项国家发明专利(156项已获授权)和18项国际专利(德国、日本、法国、韩国、瑞士、澳大利亚、美国、比利时、卢森堡等国专利,以及3项PCT专利),荣获“江苏省第五届十大杰出专利发明人”称号。主持的项目获国家科技进步二等奖1项,江苏省科技进步一等奖1项、二等奖1项,中国轻工业联合会科技进步一等奖1项、二等奖3项,中国商业联合会科技进步特等奖2项、一等奖3项,教育部科技进步二等奖2项,中国食品工业协会科技进步一等奖1项、二等奖2项。
原文链接
https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1851708


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