材料組成和3D打印溫度對油凝膠熱熔擠出的影響

來源：食研私享

2022年3月14日，印度國家食品技術(shù)研究所的研究人員在食品專業(yè)領(lǐng)域Top期刊Journal of Food Engineering(中科院一區(qū)；IF：5.354)上在線發(fā)表了題為“Effect of material composition and 3D printing temperature on hot-melt extrusion of ethyl cellulose based medium chain triglyceride oil oleogel(材料組成和3D打印溫度對乙基纖維素基中鏈甘油三酯油凝膠熱熔擠出的影響)”的研究性論文。

食品3D打印作為一種新興的營養(yǎng)個性化開發(fā)技術(shù)，在食品領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。目前，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜材料的可打印性仍然是一個挑戰(zhàn)。油凝膠，也被稱為未來脂肪，可以利用植物性油源制備，并可以取代各種食品中不健康的反式脂肪。然而，關(guān)于油凝膠的可打印性的研究報(bào)道還很有限。

因此，該文研究了表面活性劑聚乙二醇單硬脂酸酯(PEG40S)(1%、3%、5% w/w)對11%乙基纖維素(EC)基中鏈甘油三酯(MCT)油凝膠熱擠出3D打印性能的影響。研究人員使用了各種分析對EC油凝膠進(jìn)行了表征，其中包括油的結(jié)合能力、微觀結(jié)構(gòu)分析、流變分析、力學(xué)性能和熔點(diǎn)曲線。隨著表面活性劑的加入，聚合物網(wǎng)絡(luò)中形成的額外晶體結(jié)構(gòu)改變了EC油凝膠的力學(xué)性能。并且研究人員通過改變了打印溫度(25、45、65、85和95℃)來評價隨溫度變化的可打印性；結(jié)果顯示，5%w/w的表面活性劑在45℃下進(jìn)行打印，有利于實(shí)現(xiàn)最佳的擠出打印效果�？偟膩碚f，這項(xiàng)研究為熱擠出3D打印油凝膠系統(tǒng)提供了見解，表明了將這種系統(tǒng)應(yīng)用于營養(yǎng)/營養(yǎng)遞送以及新型食品的發(fā)展前景，特別是那些專注于脂肪替代的食品。

圖1. 該研究中使用的內(nèi)部開發(fā)的熱擠出3D打印機(jī)MultiCARKᵀᴹ。

圖2. EC油凝膠(OG)-對照、ECP1、ECP3、ECP5在不同打印溫度下的3D打印結(jié)構(gòu)。（對照組-僅EC油凝膠，ECP1、ECP3、ECP5代表分別添加1%、3%和5%(w/w)的表面活性劑）

圖3. (A)為3D打印研究選擇的花的幾何形狀，(B)在45℃打印溫度下獲得的ECP5油膠的3D打印結(jié)構(gòu)。

論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2022.111055