江南大學張慜團隊研究“干燥方法對3D打印玫瑰-山藥泥后處理穩(wěn)定性和品質的影響”

來源：食研私享

3D打印又稱快速制造技術，其原理是按照設計的打印路徑逐層堆疊材料，形成3D模型。3D食品打印以食品材料作為油墨，通過分層沉積形成精美的營養(yǎng)食品。3D食品打印不僅可以根據個人喜好滿足個性化需求，而且為實現(xiàn)健康食品個性化定制提供了新的途徑。

熱風干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 、冷凍干燥( FD) 是目前市場上常用的脫水后處理方法。近年來，不同的后處理技術被應用在濃縮果汁淀粉凝膠，面團，肉制品等3D打印樣品中。這些研究主要集中在3D打印樣品的形狀穩(wěn)定性方面，然而，對產品品質，尤其是對熱敏性生物活性化合物，卻沒有給予足夠的重視。

為了尋找一種具有高形狀穩(wěn)定性和高水平營養(yǎng)健康食品的3D打印產品的后處理方法，江南大學張慜教授團隊研究了不同后處理方法 (HD、MVD和FD) 對3D打印玫瑰山藥泥產品品質和穩(wěn)定性的影響，以期篩選出一種具有較高形狀穩(wěn)定性和保持較好營養(yǎng)價值的3D產品后處理方法。相關研究成果以“Effect of drying method on post-processing stability and quality of 3D printed rose-yam paste”為題發(fā)表在國際期刊Drying Technology (IF：4.452；Q1/3區(qū)) 上。Chunyan Feng為1作，張慜為通訊。

▲玫瑰山藥泥

成果介紹
該研究將可食用玫瑰花粉添加到山藥糊劑中，制成細膩均勻的玫瑰-山藥泥材料，然后以玫瑰-山藥泥為原料進行3D打印，通過比較后處理形狀和色澤穩(wěn)定性、生物活性物質含量和硬度，探討了熱風干燥 (HD) 、微波真空干燥 (MVD) 和冷凍干燥 (FD) 對打印樣品穩(wěn)定性和品質的影響。結果顯示，F(xiàn)D產品的后處理穩(wěn)定性最好，而HD產品的后處理穩(wěn)定性最差。FD產品花青素保留率較高，為72.45%，總酚含量較高，為31.33mg/100g。但FD產品的硬度最低。

雖然MVD產品在外觀和色澤上的感官評分低于FD產品，但其風味評分高于FD產品，且MVD產品的總感官評分與FD產品相當。MVD干燥效率最高，與FD相比，干燥時間縮短了84%。因此，將MVD與3D打印相結合，可以獲得品質最好的產品。該研究將為后加工高附加值3D打印產品，特別是生物活性物質的開發(fā)提供有益的信息。

圖3. 利用ImageJ軟件測定樣品孔隙度的過程。(A) 8-bit 灰度圖像，( B )閾值調整。

圖4. 目標模型，以及不同干燥方式下新鮮3D打印樣品和干燥樣品的圖片。HD：熱風干燥，MVD：微波真空干燥，F(xiàn)D：冷凍干燥。填充水平是指物體內部填充材料的比例。

專 家 簡 介

張  慜
張慜教授是浙江平湖人，曾完成兩站博士后研究，現(xiàn)為江南大學二級教授，食品學院責任教授、博士生導師,兼任食品資源開發(fā)與綜合利用方向負責人。主要從事生鮮食品資源加工、貯藏保鮮機理和工程研究。1998年起他招收碩士生，培養(yǎng)碩士生121名【已畢業(yè)104名】；2000年起招收博士生，培養(yǎng)博士生46名【已畢業(yè)32名】；2004年起招收博士后和高訪學者，培養(yǎng)博士后7名、高訪學者2名。2000年入選江蘇省“青藍工程”和江蘇省“333工程”。2004年入選首批“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，2006年享受國務院政府特殊津貼, 2005年起擔任瑞典國際科學基金委（IFS）食品學科科學顧問；2007年起先后擔任3個SCI學術刊物（Journal of Food Engineering；Drying Technology; International Agrophysics）以及《食品與生物技術學報》、《食品安全質量檢測學報》、《干燥技術與設備》等國內學術刊物的編委。2013年8月起，被澳大利亞昆士蘭大學授予食品科學領域的榮譽教授。他已在國家級出版社出版專、譯著26部，其中與多家龍頭企業(yè)出版聯(lián)合專著8部；國家十二五重點圖書1部，主編英文版國際系列會議論文集1本，應邀出版BOOK CHAPTER10個，共同主編英文專著2本；以責任作者在SCI國際刊物上發(fā)表了252篇論文，其中影響因子3.0以上的論文28篇，影響因子2.0-3.0的論文74篇；被引總數3765次，他引2820篇次，h-index數為33。申報了194項國家發(fā)明專利（156項已獲授權）和18項國際專利（德國、日本、法國、韓國、瑞士、澳大利亞、美國、比利時、盧森堡等國專利，以及3項PCT專利），榮獲“江蘇省第五屆十大杰出專利發(fā)明人”稱號。主持的項目獲國家科技進步二等獎1項，江蘇省科技進步一等獎1項、二等獎1項，中國輕工業(yè)聯(lián)合會科技進步一等獎1項、二等獎3項，中國商業(yè)聯(lián)合會科技進步特等獎2項、一等獎3項，教育部科技進步二等獎2項，中國食品工業(yè)協(xié)會科技進步一等獎1項、二等獎2項。
原文鏈接
https://doi.org/10.1080/07373937.2020.1851708