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大连工大徐献兵:风味油高内向乳液(HIPEs)用于开发3D打印食品新材料

 食研私享 2021-11-12

酪蛋白/果胶混合颗粒用于制备风味油高内相乳液:3D打印性能

导  读

2021年10月7日,大连工业大学-食品科学与技术学院-国家海洋食品工程技术研究中心:An-Qi Bi(1作)......、徐献兵*(通讯)等在农林科学1区TOP期刊Food Chemistry(IF:7.514)在线发表了题为“Fabrication of flavour oil high internal phase emulsions by casein/pectin hybrid particles: 3D printing performance”的研究文章。

风味油(Flavour oils),如芝麻油和橄榄油等,作为调味品应用历史悠久,可增加食物的风味。然而,由于其可塑性差、粘度低,直接添加到3D打印食品中用于风味改良难以实现。尽管高内向乳液(HIPEs)提供了将液体油转化为具有3D打印应用的固体凝胶状乳液的有效途径,但到目前为止,应用于可打印高内向乳液(HIPEs)的食品级颗粒仍然有限,因此食品3D打印的发展仍然具有挑战性。

蛋白质基颗粒因其安全、环保和高效的乳化性能被认为是优秀的食品级皮克林高内向乳液(Pickering HIPEs)稳定剂。以玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白和花生蛋白为基础的蛋白质颗粒已被用于制备Pickering HIPEs。然而,这些Pickering HIPEs无法用于3D打印。迄今为止,用于制备Pickering HIPEs的蛋白质基颗粒有限,此类颗粒的开发一直是重大的挑战。

因此,该研究旨在开发酪蛋白/果胶混合颗粒稳定的3D打印风味油皮克林高内向乳液(Pickering HIPEs),并且考察了果胶浓度对Pickering HIPEs形貌、流变性能和粘度的影响,以确定Pickering HIPEs的形成机制和3D打印性能。

左下方「阅读原文」获取摘要

DOI:10.1016/j.foodchem.2021.131349

全文共2257字,预计阅读时间6分钟

亮点介绍

[1] 开发了风味油高内向乳液(HIPEs)作为3D食品新材料。
[2] 果胶的加入提高了HIPEs的粘度和刚度。
[3] 应用果胶后,HIPEs表现出优异的3D打印性能。

成果介绍

在这项研究中,研究人员使用酪蛋白(3% w/v)/果胶(1-5% w/v)混合颗粒与风味油制备了3D可打印的水包油(O/W)高内相乳液(HIPEs)(内相分数=75%)。通过激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)和冷冻扫描电子显微镜(cryo-SEM)显示的HIPEs的形貌表明,酪蛋白/果胶混合颗粒主要分布在油滴的界面上。此外,流变学和凝胶强度测量结果表明,随着果胶浓度的增加,Pickering HIPEs的粘度、机械强度和凝胶强度均增加。将开发的HIPEs应用于3D打印,由此3D打印的物体能够充分保持设计的形状和结构。

综上所述,该研究开发了一种具有3D打印性能的皮克林高内向乳液(Pickering HIPEs)的新型可打印材料,可促进3D打印加工的发展。这种3D打印的Pickering HIPEs在食品、医药和化妆品行业有巨大的应用潜力。

图1. (A)酪蛋白/果胶混合颗粒的粒径分布(在选定的果胶浓度值为 0% w/v、1% w/v、2% w/v、3% w/v、4% w/v 和 5 % w/v);(B-1~B-6)酪蛋白/果胶混合颗粒的冷冻扫描电子显微镜(Cryo-SEM)图像(选定的果胶浓度值为 0% w/v、1% w/v、2% w/v、3% w/v、4% w /v 和 5% w/v);(C)果胶、酪蛋白和酪蛋白/果胶混合颗粒的傅里叶变换红外光谱(在选定的果胶浓度值为5% w/v时)。


图2. 不同果胶含量下HIPEs制备的印刷品图片。

图3. 不同果胶含量下HIPEs的凝胶强度。

图4. (A)不同果胶含量的HIPEs的低场核磁共振谱(LF-NMR)和(B)不同果胶含量的HIPEs的Ts。


专 家 简 介‍‍‍

徐献兵

徐献兵,大连工业大学,食品学院,国家海洋食品工程技术研究中心,副教授(骨干)。研究方向:1.食品风味化学;2.食品胶体与界面化学;3.分析化学与感知科学。2017年以第五完成人完成的项目《中餐贝类调理食品加工关键技术开发及产业化》获得大连市科技进步一等奖;2018年以第五完成人的项目《特色贝类食品精深加工关键技术创新及产业化应用》获中国轻工业联合会科技三等奖。承担国家重点研发计划项目1项,国家自然科学基金面上项目1项,国家自然科学青年基金项目1项。发表SCI论文40余篇,其中以第一作者或通讯作者发表SCI收录论文20篇,内容涵盖食品风味研究的数学,材料,生命,化学,工程等理论和技术问题。以第一发明人申请国家专利11项。

原文链接

https:///10.1016/j.foodchem.2021.131349

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