浙江大學陸柏益教授：淀粉分子結(jié)構(gòu)對3D打印產(chǎn)品精度和質(zhì)構(gòu)特性的影響

來源：食研私享  

2021年11月24日,，浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院 ：季圣陽（1作）......,、陸柏益*（通訊）等在農(nóng)林科學1區(qū)TOP期刊Food Hydrocolloids（IF：9.147）在線發(fā)表了題為“Effect of starch molecular structure on precision and texture properties of 3D printed products”的研究文章,。

目前，淀粉類材料的3D打印研究仍處于起步階段,。雖然有研究人員已經(jīng)研究了淀粉濃度,、淀粉類型和打印溫度對物料的流變特性和產(chǎn)品3D打印精度的影響,。然而，這些研究主要集中在淀粉的流變性能,、可打印性和打印產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系上,，缺乏從淀粉分子結(jié)構(gòu)到其3D打印精度和質(zhì)構(gòu)特性的更深層次的理解。因此,，從材料本身的分子結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),，就有可能闡明影響3D打印產(chǎn)品性質(zhì)的根本因素。

因此,，該研究以市場上常用且具有代表性的木薯,、小麥、玉米,、甘薯,、馬鈴薯和蕎麥淀粉為研究對象，從淀粉分子結(jié)構(gòu)的角度揭示了天然淀粉與3D打印產(chǎn)品打印精度和質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)系,。該研究首先對天然淀粉的分子結(jié)構(gòu),、淀粉凝膠的流變性能和水分分布、印刷性能,、3D打印產(chǎn)品的微觀形態(tài)和質(zhì)構(gòu)進行了分析,，然后應用相關(guān)性分析建立淀粉分子結(jié)構(gòu)與3D打印產(chǎn)品性能之間的關(guān)系。

圖1. 圖文摘要

亮點介紹
[1] 揭示了淀粉分子結(jié)構(gòu)與其3D打印產(chǎn)品之間的關(guān)系,。
[2] 淀粉的平均分子量與產(chǎn)品中心高度呈負相關(guān),。
[3] 聚合度為100 [4] 直鏈淀粉分子鏈的最大峰值聚合度（XAM）和聚合度為5000 [5] 該項研究為3D打印淀粉類食品提供了有價值的參考信息,。

成果介紹
該文中，研究人員評價了淀粉分子結(jié)構(gòu)對3D打印產(chǎn)品精度和質(zhì)構(gòu)特性的影響,。結(jié)果表明,，淀粉含有更高的聚合度為13
該研究為淀粉的分子結(jié)構(gòu)預測印刷產(chǎn)品的精度和質(zhì)地品質(zhì)提供了更深入的見解，并為3D打印技術(shù)在淀粉基食品生產(chǎn)中的應用提供了有用的信息,。

圖2. 由木薯（a）,、小麥（b）、玉米（c）、甘薯（d）,、土豆（e）和蕎麥淀粉（f）打印的樣品,。

圖3. 淀粉分子結(jié)構(gòu)、淀粉凝膠特性和3D打印產(chǎn)品特性之間相關(guān)系數(shù)分布的熱圖,。

專 家 簡 介

陸柏益
陸柏益博士,、教授、博士生導師,、首批求是青年學者,，擔任浙江大學生工食品學院院長助理、食物營養(yǎng)功能評價研究中心主任,，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評價與營養(yǎng)健康風險評估實驗室（杭州）常務副主任,。

主持和完成國家自然科學基金4項（面上3項、青年1項）,、國家重點研發(fā)計劃課題,、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學家、浙江省自然科學杰出青年基金,、國家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全財政重大專項以及橫向課題20余項。以第一或通訊作者在J Hazard Mater,、Med Res Rev,、Trends Food Sci Technol等SCI期刊發(fā)表論文100余篇。授權(quán)國家發(fā)明專利32項,、國際PCT專利5項,，立項/制定國家、行業(yè)標準8項,，主編/參編專著,、教材6本等。獲得浙江省科技進步一等獎,、梁希林業(yè)科技進步二等獎,、中國食品科技學會科技創(chuàng)新杰出青年獎等獎勵8次，入選浙江省杰青,、浙江省151人才第二層次,、錢江特聘教授等。擔任International association of dietetic nutrition and safety 副理事長,、國際食品法典中國聯(lián)絡(luò)點崗位專家,、Food Frontiers創(chuàng)刊科學主編、Food material research副主編,、E-food 副主編,、Frontiers in nutrition、International Journal of Molecular Sciences和Food Chemistry等專刊客座主編,、中國食品科技學會青年工作委員會副秘書長,、浙江省食品學會常務理事兼青年工作委員會主任委員、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工標委會委員,、浙江省食品安全專家委員會委員等學術(shù)兼職,。

季圣陽
季圣陽，江蘇南通人,，浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院在讀博士,，研究方向食品3D打印，在Food Chemistry ,、Food Hydrocolloids,、Food Bioscience、Ultrasonics Sonochemistry,、Trends in Food Science & Technology等期刊發(fā)表論文9篇（一作四篇）,。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107387