使用3D打印機(jī)生產(chǎn)食品已經(jīng)成為可能，有可能交付滿足消費(fèi)者在口味，質(zhì)地，成本，便利性和營(yíng)養(yǎng)方面的偏愛(ài)的產(chǎn)品。在不久的將來(lái)，將有可能生產(chǎn)出具有個(gè)性化形狀，質(zhì)地，風(fēng)味和顏色的食品，例如對(duì)兒童和老人來(lái)說(shuō)有吸引力且健康的食品。

巴西圣保羅大學(xué)路易斯·奎羅斯大學(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)院(ESALQ-USP)的一組研究人員與法國(guó)南特大西洋獸醫(yī)學(xué)院，食品科學(xué)與工程學(xué)院(Oniris)和國(guó)家研究所的法國(guó)研究人員合作農(nóng)業(yè)，食品和環(huán)境(INRAE)的研究已經(jīng)朝著實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)邁出了一大步。他們正在開(kāi)發(fā)基于改性淀粉的水凝膠，用作食品的3D打印中的“墨水”。

在FAPESP(圣保羅研究基金會(huì))的支持下，該項(xiàng)目的最新成果發(fā)表在《國(guó)際食品研究》雜志上。ESALQ-USP教授兼校長(zhǎng)Pedro Esteves Duarte Augusto說(shuō)：“在過(guò)去的幾年中，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種技術(shù)來(lái)改性淀粉并獲得具有理想特性的凝膠，以用作通過(guò)3D打印生產(chǎn)食品的'墨水' 。”該項(xiàng)目的調(diào)查人員告訴AgênciaFAPESP。

研究人員生產(chǎn)的第一批凝膠是基于木薯淀粉的。他們自己也開(kāi)發(fā)了一種方法，該方法在同樣由FAPESP支持的先前項(xiàng)目中用臭氧改變了淀粉的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

他們通過(guò)對(duì)氧氣施加放電來(lái)產(chǎn)生臭氧，然后將懸浮有水和木薯淀粉的混合物的氣體鼓入容器中，并通過(guò)除去水來(lái)干燥混合物。結(jié)果是改性淀粉。

通過(guò)改變過(guò)程的各個(gè)方面(例如臭氧濃度，溫度和時(shí)間)，他們能夠獲得用于3D打印的正確稠度方面具有不同特性的凝膠。

奧古斯托說(shuō)：“條件的控制使我們能夠獲得用于其他應(yīng)用的較弱的凝膠，以及對(duì)3-D打印非常理想的較硬的凝膠，因?yàn)樗鼈兛梢员３执蛴〗Y(jié)構(gòu)的形狀而不會(huì)流動(dòng)或失去水分，”奧古斯托說(shuō)。

在過(guò)去的兩年中，研究人員開(kāi)發(fā)了另一種淀粉改性方法。這涉及到木薯和小麥淀粉在烤箱中的干燥加熱，同時(shí)控制溫度和時(shí)間。

使用這種新方法，他們還能夠獲得基于淀粉的凝膠，該凝膠顯示出最佳的可印刷性，定義為通過(guò)增材制造(逐層沉積)制造3-D物體并在印刷后保持其結(jié)構(gòu)的能力。干熱處理還擴(kuò)展了基于小麥淀粉水凝膠的印刷樣品的質(zhì)地可能性。

奧古斯托說(shuō)：“我們用這兩種方法都取得了良好的結(jié)果。它們簡(jiǎn)單，便宜并且易于在工業(yè)規(guī)模上實(shí)施。”

基于木薯和小麥淀粉的凝膠樣品是在法國(guó)的Oniris和INRAE進(jìn)行的，該項(xiàng)目是由盧瓦爾河地區(qū)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)資助的一項(xiàng)開(kāi)發(fā)功能性淀粉基凝膠的3D打印項(xiàng)目，該項(xiàng)目名為“食品4明天”。

通過(guò)與法國(guó)科學(xué)家的合作，ESALQ-USP研究人員Bianca Chieregato Maniglia在Oniris和INRAE進(jìn)行了博士后研究，應(yīng)用臭氧和干熱技術(shù)生產(chǎn)了基于改性木薯和小麥淀粉的凝膠，用于食品的3D打印。

該技術(shù)是與ESALQ-USP過(guò)程工程研究小組(Ge²P)的其他研究人員合作開(kāi)發(fā)的。

Maniglia說(shuō)：“參與該項(xiàng)目的所有研究人員的綜合經(jīng)驗(yàn)使我們能夠獲得具有更好印刷適性的凝膠，從而使食品具有更好的形狀，清晰度和質(zhì)地，而這對(duì)于提高產(chǎn)品的可接受性是必不可少的參數(shù)。”

新型成分

ESALQ-USP小組現(xiàn)在計(jì)劃研究生產(chǎn)3-D食品印刷凝膠的其他修飾方法和來(lái)源。ESALQ-USP最近購(gòu)買了3-D打印機(jī)，他們將用它來(lái)生產(chǎn)用新凝膠開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)。

基于改性木薯和小麥淀粉的凝膠可用于印刷食品以外的其他東西，例如生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品(包括藥物膠囊和營(yíng)養(yǎng)保健品)，這些食品不僅可以營(yíng)養(yǎng)而且還可以帶來(lái)健康益處。

奧古斯托說(shuō)：“我們已經(jīng)通過(guò)3D打印和量身定制的食材制造證明了食品生產(chǎn)的可行性?，F(xiàn)在，我們計(jì)劃擴(kuò)大應(yīng)用范圍并測(cè)試其他原材料。”

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