浙江大學陸柏益教授：淀粉分子結構對3D打印產(chǎn)品精度和質構特性的影響

來源：食研私享  

2021年11月24日，浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院 ：季圣陽（1作）......、陸柏益*（通訊）等在農(nóng)林科學1區(qū)TOP期刊Food Hydrocolloids（IF：9.147）在線發(fā)表了題為“Effect of starch molecular structure on precision and texture properties of 3D printed products”的研究文章。

目前，淀粉類材料的3D打印研究仍處于起步階段。雖然有研究人員已經(jīng)研究了淀粉濃度、淀粉類型和打印溫度對物料的流變特性和產(chǎn)品3D打印精度的影響。然而，這些研究主要集中在淀粉的流變性能、可打印性和打印產(chǎn)品結構之間的關系上，缺乏從淀粉分子結構到其3D打印精度和質構特性的更深層次的理解。因此，從材料本身的分子結構的角度出發(fā)，就有可能闡明影響3D打印產(chǎn)品性質的根本因素。

因此，該研究以市場上常用且具有代表性的木薯、小麥、玉米、甘薯、馬鈴薯和蕎麥淀粉為研究對象，從淀粉分子結構的角度揭示了天然淀粉與3D打印產(chǎn)品打印精度和質構特性的關系。該研究首先對天然淀粉的分子結構、淀粉凝膠的流變性能和水分分布、印刷性能、3D打印產(chǎn)品的微觀形態(tài)和質構進行了分析，然后應用相關性分析建立淀粉分子結構與3D打印產(chǎn)品性能之間的關系。

圖1. 圖文摘要

亮點介紹
[1] 揭示了淀粉分子結構與其3D打印產(chǎn)品之間的關系。
[2] 淀粉的平均分子量與產(chǎn)品中心高度呈負相關。
[3] 聚合度為100 [4] 直鏈淀粉分子鏈的最大峰值聚合度（XAM）和聚合度為5000 [5] 該項研究為3D打印淀粉類食品提供了有價值的參考信息。

成果介紹
該文中，研究人員評價了淀粉分子結構對3D打印產(chǎn)品精度和質構特性的影響。結果表明，淀粉含有更高的聚合度為13
該研究為淀粉的分子結構預測印刷產(chǎn)品的精度和質地品質提供了更深入的見解，并為3D打印技術在淀粉基食品生產(chǎn)中的應用提供了有用的信息。

圖2. 由木薯（a）、小麥（b）、玉米（c）、甘薯（d）、土豆（e）和蕎麥淀粉（f）打印的樣品。

圖3. 淀粉分子結構、淀粉凝膠特性和3D打印產(chǎn)品特性之間相關系數(shù)分布的熱圖。

專 家 簡 介

陸柏益
陸柏益博士、教授、博士生導師、首批求是青年學者，擔任浙江大學生工食品學院院長助理、食物營養(yǎng)功能評價研究中心主任，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品品質評價與營養(yǎng)健康風險評估實驗室（杭州）常務副主任。

主持和完成國家自然科學基金4項（面上3項、青年1項）、國家重點研發(fā)計劃課題、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系崗位科學家、浙江省自然科學杰出青年基金、國家農(nóng)產(chǎn)品質量安全財政重大專項以及橫向課題20余項。以第一或通訊作者在J Hazard Mater、Med Res Rev、Trends Food Sci Technol等SCI期刊發(fā)表論文100余篇。授權國家發(fā)明專利32項、國際PCT專利5項，立項/制定國家、行業(yè)標準8項，主編/參編專著、教材6本等。獲得浙江省科技進步一等獎、梁希林業(yè)科技進步二等獎、中國食品科技學會科技創(chuàng)新杰出青年獎等獎勵8次，入選浙江省杰青、浙江省151人才第二層次、錢江特聘教授等。擔任International association of dietetic nutrition and safety 副理事長、國際食品法典中國聯(lián)絡點崗位專家、Food Frontiers創(chuàng)刊科學主編、Food material research副主編、E-food 副主編、Frontiers in nutrition、International Journal of Molecular Sciences和Food Chemistry等�？�客座主編、中國食品科技學會青年工作委員會副秘書長、浙江省食品學會常務理事兼青年工作委員會主任委員、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工標委會委員、浙江省食品安全專家委員會委員等學術兼職。

季圣陽
季圣陽，江蘇南通人，浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院在讀博士，研究方向食品3D打印，在Food Chemistry 、Food Hydrocolloids、Food Bioscience、Ultrasonics Sonochemistry、Trends in Food Science & Technology等期刊發(fā)表論文9篇（一作四篇）。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107387