南京農(nóng)大用響應(yīng)面法和遺傳算法優(yōu)化雞肉的3D打�,。�3D打印雞肉產(chǎn)品的可行性研究

來源：食研私享

2021年10月23日,，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)肉品加工與質(zhì)量控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：Genghan Yang（1作）......,、徐幸蓮*（通訊）等在農(nóng)林科學(xué)1區(qū)TOP期刊LWT-Food Science and Technology （IF：4.952）在線發(fā)表了題為“Optimizing 3D printing of chicken meat by response surface methodology and genetic algorithm: Feasibility study of 3D printed chicken product”的研究文章,。
為了實(shí)現(xiàn)雞肉的3D打印,，該研究采用響應(yīng)面法-遺傳算法（RSM-GA）模擬了復(fù)雜因素（噴嘴直徑、擠絲直徑,、噴嘴溫度和NaCl添加量）對(duì)3D打印成型精度的影響。然后在RSM-GA優(yōu)化的最佳條件下制備了3D打印雞肉產(chǎn)品并研究了其烹飪可行性,，以考察其商業(yè)應(yīng)用價(jià)值,。肉類3D打印已有大量文獻(xiàn)報(bào)道，然而尚沒有人研究過3D打印雞肉產(chǎn)品和模具成型（MS）雞肉產(chǎn)品的區(qū)別,。因此,，該研究從蒸煮性能,、質(zhì)構(gòu)特性、水分狀態(tài)及分布,、微觀結(jié)構(gòu)等方面比較了3D打印產(chǎn)品和MS產(chǎn)品的差異,。

亮點(diǎn)介紹
[1] 用雞肉作食品3D打印的原料。
[2] 采用RSM-GA對(duì)雞肉3D打印參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,。
[3] 優(yōu)化后的配方實(shí)現(xiàn)了擠出和支撐之間的平衡,。
[4] 3D打印成型和模具成型的產(chǎn)品在烹飪后具有類似的質(zhì)地。

成果介紹
研究人員采用響應(yīng)曲面法（RSM）和遺傳算法（GA）對(duì)雞肉3D打印的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,，印刷結(jié)果表明,，在1.3mm噴嘴直徑、9.8mm擠絲直徑,、28.0℃噴嘴溫度和2.5%NaCl添加量下,，3D打印成型精度最佳。

流變學(xué)和凝膠強(qiáng)度結(jié)果表明,，NaCl處理的雞肉糜具有剪切變稀行為和足夠的凝膠強(qiáng)度（>99.85 g·mm）,，表明雞肉糜從噴嘴順暢擠出與沉積后支撐結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡。另一方面,，通過與模具成型（MS）產(chǎn)品的對(duì)比,，探究了3D打印產(chǎn)品的蒸煮可行性。在優(yōu)化條件下,，熟化的3D打印樣品與MS樣品具有相似的質(zhì)構(gòu)特性,，但蒸煮損失嚴(yán)重。

核磁共振（NMR）和掃描電子顯微鏡（SEM）結(jié)果表明,，由于3D打印的剪切作用,，雞肉凝膠中的水分逐漸轉(zhuǎn)化為自由水而流失，導(dǎo)致蛋白質(zhì)相對(duì)濃度升高,。因此,，蒸煮后形成了較為致密、均勻的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。

綜上所述,，利用最佳3D打印工藝條件得到的產(chǎn)品具有良好的幾何形狀和一定的蒸煮可行性。填補(bǔ)了3D打印在雞肉制品中應(yīng)用的空白,，為今后新型食品制造提供理論依據(jù),。

△烹飪前后的3D打印樣品展示。

專 家 簡(jiǎn) 介

徐幸蓮

徐幸蓮,，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授,，博士生導(dǎo)師，食品科技學(xué)院院長(zhǎng),，國家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心副主任,。長(zhǎng)期從事肉品加工與質(zhì)量控制領(lǐng)域的教學(xué),、科研及服務(wù)社會(huì)工作。先后主持國家自然科學(xué)基金,、國家科技部“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng)目,、十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題 、“863”高技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目,、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng),、江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等國家級(jí)、部省級(jí)課題 20 多項(xiàng),，獲國家,、省部級(jí)及行業(yè)科技成果獎(jiǎng) 10 多項(xiàng)，其中“冷卻肉品質(zhì)控制關(guān)鍵技術(shù)及裝備創(chuàng)新與應(yīng)用”獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（排名第 3）,，獲國家發(fā)明專利 10 項(xiàng),，發(fā)表論文 250 余篇，其中 SCI 收錄 136 篇,，主編或副主編《食品原料學(xué)》,、《肉品學(xué)》、《冷卻禽肉加工技術(shù)》等教材與專著 6部,。2009 年入選國家肉雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家并擔(dān)任加工研究室主任,，2011 年獲江蘇省“333 高層次人才培養(yǎng)工程”第二層次培養(yǎng)對(duì)象，2016 獲江蘇省有突出貢獻(xiàn)的中青年專家等榮譽(yù)稱號(hào),。兼任中國畜產(chǎn)品加工研究會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng),。
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112693