華南理工陳玲團隊：硬脂酸對大米淀粉微觀結(jié)構(gòu)、流變性及3D打印特性的影響

來源： 食研私享

2021年8月26日，華南理工大學(xué)•食品科學(xué)與工程學(xué)院：Zipeng Liu（1作）......、陳玲*（通訊）、Bo Zheng*（共通訊）等在高分子科學(xué)1區(qū)TOP期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF：6.953）在線發(fā)表了題為“Effect of stearic acid on the microstructural, rheological and 3D printing characteristics of rice starch”的研究文章。

熱擠壓3D打?。℉E-3DP）與其他食品3D打印技術(shù)相比，其應(yīng)用范圍相對較為廣泛。對于HE-3DP，其設(shè)備加熱部件和剪切噴嘴滿足促進(jìn)淀粉與脂類相互作用的充分條件。然而，在HE-3DP環(huán)境中，脂質(zhì)的添加如何影響淀粉的流變特性，這對其印刷性能至關(guān)重要，目前還沒有相關(guān)研究報道。

該文通過研究硬脂酸（SA）在HE-3DP過程中對大米淀粉糊的結(jié)構(gòu)演變、流變性能和印刷適性的影響，并揭示其與印刷適性的關(guān)系，以期為脂質(zhì)在HE-3DP制備淀粉基食品中的應(yīng)用提供有效信息。

圖文摘要

成果介紹
該文中，研究人員利用一臺可控溫的食品3D打印機研究了在熱擠壓3D打印（HE-3DP）過程中添加硬脂酸（SA）（2.5-10.0%）對大米淀粉糊微觀結(jié)構(gòu)、流變行為和印刷適性的影響，并建立了可能的運動模型。

在3D打印過程中，硬脂酸（SA）的加入可以誘導(dǎo)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成，改變淀粉的分子運動行為，從而構(gòu)成新的海島結(jié)構(gòu)。當(dāng)脂質(zhì)添加量小于7.5%時，淀粉-硬脂酸糊（SSAP）可形成更高剛性和儲能模量（G′）的有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了機械強度和打印層數(shù)。但當(dāng)SA添加量達(dá)到10%時，打印層數(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變?nèi)酰ざ冉档投鴾p少。隨著粘度的降低，大量的SSAP墨水從噴嘴中流出，線寬變粗，從而影響了打印精度。因此，在剛度和粘度之間找到合適的平衡至關(guān)重要。

總體而言，這項研究為脂質(zhì)在利用熱擠壓3D打?。℉E-3DP）制造淀粉基食品中的應(yīng)用提供了重要信息。

圖1. 淀粉-硬脂酸糊的流變特性曲線。（a，穩(wěn)定剪切曲線；b，應(yīng)變掃描曲線；c，頻率掃描曲線；d，交替應(yīng)變掃描曲線。）

圖2. 熱擠壓3D打?。℉E-3DP）下運動模型的示意圖。

專 家 簡 介

陳玲
陳玲，博士，教授，碩導(dǎo)，博導(dǎo)，現(xiàn)為華南理工大學(xué)“淀粉與植物蛋白教育部工程研究中心”副主任、廣東省“天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點實驗室”副主任、廣東省教育廳“農(nóng)產(chǎn)品資源綠色加工廣東普通高校重點實驗室”副主任、教育部直屬輕化所副所長、中國糧油學(xué)會玉米深加工分會副會長和廣東省生物物理學(xué)會常務(wù)理事，同時兼任廣東省僑聯(lián)委員。長期致力于淀粉功能化修飾及營養(yǎng)調(diào)控領(lǐng)域的科研工作，重點圍繞淀粉功能化修飾與營養(yǎng)功能調(diào)控、淀粉基靶向控制釋放載體材料的設(shè)計、功能因子靶向控釋傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建、淀粉分子多層次結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)功能的關(guān)系及影響機制等方面開展前沿性探索研究。近五年來，始終緊跟淀粉科學(xué)技術(shù)的國際前沿、瞄準(zhǔn)國家在農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)的重大需求，先后主持了包括國家自然科學(xué)基金-廣東省聯(lián)合基金重點項目、國家自然科學(xué)基金項目、國家“863”科技計劃課題、廣東省自然科學(xué)基金團隊項目、廣東省“揚帆計劃”引進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊項目等10多項國家及省（部）級科技項目。相關(guān)研究成果發(fā)表SCI收錄論文80余篇、EI收錄60余篇，參與出版專著2部。獲得國家發(fā)明專利34項，實用新型專利6項；2項科技成果通過教育部鑒定；這些科研成果得到了國內(nèi)外同行的普遍認(rèn)可，先后獲得了中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會科技創(chuàng)新—技術(shù)進(jìn)步獎二等獎（2016）、中國輕工聯(lián)合會科技進(jìn)步三等獎（2015）、中國商業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎（2015）、世界知識產(chǎn)權(quán)組織第38屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎、第十一屆中國專利優(yōu)秀獎、廣東省專利優(yōu)秀獎、中國僑界貢獻(xiàn)獎和廣東省僑聯(lián)科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎等。