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XianJi China (China)

重要一步!研究人员基于改性淀粉的水凝胶用作食品的3D打印中的墨水

Publicado em 07 dezembro 2020

[Researchers create ingredients to produce food by 3D printing]

使用3D打印机生产食品已经成为可能,有可能交付满足消费者在口味,质地,成本,便利性和营养方面偏好的产品。在不久的将来,将有可能生产出具有个性化形状,质地,风味和颜色的食品,例如对儿童和老人来说有吸引力且健康的食品。

巴西圣保罗大学路易斯·奎罗斯大学农业学院(ESALQ-USP)的一组研究人员与法国南特大西洋兽医学院,食品科学与工程学院(Oniris)和国家研究所的法国研究人员合作农业,食品和环境(INRAE)的研究已经朝着实现这一目标迈出了一大步。他们正在开发基于改性淀粉的水凝胶,用作食品的3D打印中的“墨水”。

该项目由支持最近的研究结果FAPESP(圣保罗研究基金会),被刊登在杂志食品研究国际。ESALQ-USP的教授和首席研究者Pedro Esteves Duarte Augusto说: “在过去的几年中,我们已经开发了不同的技术来改性淀粉和获得具有理想特性的凝胶,以用作通过3D打印生产食品的'油墨' 。该项目告诉AgênciaFAPESP

研究人员生产的第一批凝胶是基于木薯淀粉的。他们自己也开发了一种方法,该方法在同样由FAPESP支持的先前项目中用臭氧改变了淀粉的结构和性质。

他们通过对氧气施加放电来产生臭氧,然后将悬浮有水和木薯淀粉的混合物的气体鼓入容器中,并通过除去水来干燥混合物。结果是改性淀粉。

通过改变过程的各个方面,例如臭氧浓度,温度和时间,他们能够获得在3D打印中使用的正确一致性方面具有不同特性的凝胶。

奥古斯托说:“对条件的控制使我们能够获得用于其他应用的较弱的凝胶,以及更坚固的凝胶,是3D打印的理想之选,因为它们保留了打印结构的形状而不会流动或失去水分,”奥古斯托说。

在过去的两年中,研究人员开发了另一种淀粉改性方法。这包括在烤箱中同时加热木薯和小麦淀粉,同时控制温度和时间。

使用新方法,他们还能够获得基于变性淀粉的凝胶,该凝胶显示出最佳的可印刷性,定义为通过增材制造(逐层沉积)制造3D对象并在印刷后保持其结构的能力。干热处理还扩展了基于小麦淀粉水凝胶的印刷样品的质地可能性。

奥古斯托说:“两种方法我们都取得了良好的结果。它们简单,便宜且易于在工业规模上实施。”

由木薯和小麦淀粉制成的凝胶样品在法国的Oniris和INRAE进行了印刷,该项目是由卢瓦尔河地区创新机构资助的一项开发功能性淀粉基凝胶用于3D打印的,该项目名为“明天的Food 4”。

通过与法国科学家的合作,ESALQ-USP研究人员Bianca Chieregato Maniglia在Oniris和INRAE进行了博士后研究,应用臭氧和干法加热技术生产了基于改性木薯和小麦淀粉的凝胶,用于食品的3D打印。

该技术是与ESALQ-USP过程工程研究小组(Ge²P)的其他研究人员合作开发的。

Maniglia说:“参与该项目的所有研究人员的综合经验使我们能够获得具有更好印刷适性的凝胶,从而使食品具有更好的形状,清晰度和质地,而这对于提高产品的可接受性至关重要。”

新颖成分

ESALQ-USP小组现在计划研究生产3D食品印刷凝胶的其他修饰方法和来源。ESALQ-USP最近购买了3D打印机,他们将用它来生产用新凝胶开发的结构。

基于改性木薯和小麦淀粉的凝胶可用于印刷食品以外的其他东西,例如生物医学产品(包括药物胶囊和营养保健品),这些食品不仅可以营养而且还可以带来健康益处。

奥古斯托说:“我们已经通过3D打印和量身定制的食材制造证明了食品生产的可行性。现在,我们计划扩展应用范围并测试其他原材料。”

关于圣保罗研究基金会(FAPESP)

圣保罗研究基金会(FAPESP)是一家公共机构,其任务是向与巴西圣保罗州高等教育机构和研究机构有联系的研究人员颁发奖学金,研究金和助学金,以支持所有知识领域的科学研究。FAPESP知道,只有与国际上最好的研究人员合作,才能进行最好的研究。因此,它与其他以研究质量着称的资助机构,高等教育,私人公司和研究组织建立了合作伙伴关系,并一直鼓励由其赠款资助的科学家进一步开展国际合作。

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