研究人员3D打印个性化可可基蜂蜜配方，可作为维生素D3营养输送载体

2025年1月16日，南极熊获悉，英国女王大学（Queen’s University Belfast）最近发布的一项研究采用 3D 打印技术制作了以可可为基础的配方，其中注入了希腊生蜂蜜和维生素 D3(VitD3)。研究人员旨在通过解决口味和生物利用度问题来改善补充剂的输送。他们的方法是将有机可可与不同浓度的蜂蜜混合并加入 VitD3，使用专门的 3D 打印技术形成精确、稳定的“打印件”。

相关研究以题为“3D printed cacao-based formulationsas nutrient carriers for immune system enhancement”的论文被发表在《Current Research in Food Science》期刊上

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.crfs.2024.100949

三种蜂蜜（圣洁莓蜂蜜、薰衣草蜂蜜和耶路撒冷鼠尾草蜂蜜）在 37°C 下融化，并加入 100% 有机可可液中。研究团队准备了两种浓度，分别为 5% 和 10%（重量比），以确定不同的蜂蜜比例对最终混合物的影响。物理化学测试表明，巧克力蜂蜜配方在环境条件下保持液态，在高达 38°C 的温度下保持稳定。流变学分析表明，添加蜂蜜会增加粘度，从而增强 3D 打印形状的结构稳定性。

论文图形摘要。图片来自 Science Direct。

浓度为 10% 的薰衣草蜂蜜在粘度和与维生素 D3 的兼容性方面成为一种平衡选择。热评估证实，维生素 D3 均匀分散在巧克力基质中，呈无定形，有利于持续给药。研究人员发现，蜂蜜含量越高，崩解时间越长，这增加了在口腔环境中更可控地释放维生素 D3 的可能性。

CHOC EDGE的 ChocCreator V2.0 Plus 是一款专业的巧克力 3D 打印机，用于构建精确的调温可可层。打印设备通过半固态挤出 (SSE) 操作，逐层沉积低温凝胶状材料。SSE 技术可保留热敏成分（例如蜂蜜的生物活性化合物和维生素 D3），同时保持复杂巧克力设计所需的粘度。

在约 80 °C 的温度下将蜂蜜和维生素 D3 混入可可中，然后将配方冷却至约 32.5 °C，并装入温控铝制注射器中。然后让打印的形状（20 毫米 x 20 毫米的正方形，厚度为 1 毫米）在室温下冷却。每种配方的尺寸评估都显示出一致的几何形状，但蜂蜜的加入会影响最终重量。

△图解：(A)TinkerCAD 的 3D 设计 (B) 使用 Choc Print™ 软件的 3D 切片设计和 (C) 3D 打印的可可基配方。图片来自 Science Direct。

评估适口性、结构完整性和抗菌性

这项研究的一个目标是解决适口性问题，这些问题通常会限制患者坚持服用补充剂。蜂蜜广为接受的感官品质可以掩盖任何来自活性药物成分的苦味。质地分析表明，不同的蜂蜜浓度会影响机械强度。一些蜂蜜含量较高的打印件硬度增加，而其他打印件在所选参数下没有显著差异。

研究人员还评估了打印前后生蜂蜜的抗菌性能。尽管生薰衣草蜂蜜在特定浓度下可抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等细菌菌株，但最终打印产品在纸片扩散试验中未显示可测量的抑制区。该研究将此结果归因于几个因素，包括打印过程中抗菌化合物的潜在稀释以及需要更高的蜂蜜浓度才能形成可见的抑制区。

研究提出的下一步措施包括进行感官评估、探索更大规模的打印以及评估其他活性成分或营养素组合。作者认为，3D 打印的巧克力蜂蜜补充剂可以为更加个性化、按需的医疗保健解决方案铺平道路，尤其是在精确剂量和患者友好型形式至关重要的情况下。

△热分析图描绘了不同蜂蜜品种（LH、VH 和 JH）在三种储存条件下的物理特性（表面形态和颜色）：（A）环境温度（20.0 °C ± 0.5 °C）、（B）冷藏温度（5.0 °C ± 0.5 °C）和（C）冷冻温度（−20.0 °C ± 0.5 °C）。图片来自Science Direct。