FRI：降脂油包水乳液的制備及其在3D打印中的應(yīng)用

來源：來源于國(guó)家肉品中心

江南大學(xué)Wang 來源于國(guó)家肉品中心等在Food Research International期刊上發(fā)表了《Fabrication of fat-reduced water-in-oil emulsion and the application in 3D printing》（通訊作者：Li Jinwei）。

3D食品打印是食品工業(yè)中的一種新興制造技術(shù),，由計(jì)算機(jī)通過食品油墨的層層沉積來實(shí)現(xiàn),�,？紤]到74%油體積分?jǐn)?shù)的水包油高內(nèi)部乳液的脂肪含量太高同時(shí)會(huì)引發(fā)慢性疾病,，如肥胖、糖尿病,、冠心病和高血壓等,，因此減脂是目前的研究熱點(diǎn)。最近,，植物蠟作為油性凝膠劑,，由于其天然、可負(fù)擔(dān)和可生物降解的優(yōu)點(diǎn)而受到歡迎,。其中向日葵蠟(SW)是液體油的優(yōu)良油凝膠因子,，僅使用0.3-0.5 wt%就能很好地連接油滴形成致密的油凝膠網(wǎng)絡(luò)，在低油相中使用具有很大潛力,。此外,，卵磷脂作為一種天然表面活性劑，已被證實(shí)是一種輔助油凝膠因子,，可以加強(qiáng)水果蠟基油凝膠的結(jié)構(gòu),。同時(shí)，卵磷脂有可能在不損害油凝膠特性的情況下降低蠟的濃度,。并且卵磷脂也被證明在控制W/O乳液的流變性能方面有很大潛力,。因此，在本研究中,，提出了新型SW和大豆磷脂酰乙醇胺(SP)用于制備3D打印的減脂W/O乳液,。

油包水（W/O）乳液有望設(shè)計(jì)出用于3D打印的降脂食品。在本研究中,，用向日葵蠟(SW,，1.0 wt%)和大豆磷脂酰乙醇胺(SP，0.5 wt%)制備了含水65%的油凝膠基W/O乳液,，其穩(wěn)定性超過30天,。除了降低界面張力之外，從X-射線衍射和流變結(jié)果來看,，SP被認(rèn)為是輔助油凝膠因子,，以改變SW的結(jié)晶習(xí)性,，增強(qiáng)SW基油凝膠的外部結(jié)構(gòu)。強(qiáng)大的外部油凝膠結(jié)構(gòu)不僅有利于減少液滴運(yùn)動(dòng)以提高物理穩(wěn)定性,，而且有利于乳液凝膠在3D打印中的成型和支撐能力,。基于流變測(cè)量,，乳液凝膠顯示出隨著SP增加而改善的印刷性能:擠出(剪切變稀行為),、回復(fù)(優(yōu)異的觸變性)和自支撐(足夠的儲(chǔ)能模量和變形阻力),。在3D打印中,，具有增長(zhǎng)的SP的乳液凝膠顯示出更好的形狀保持性，并且允許打印具有更精致和生動(dòng)特征的設(shè)計(jì),。這項(xiàng)研究為W/O乳液的形成提供了新的見解,，使用天然成分進(jìn)行3D打印，以創(chuàng)建減脂食品,。

研究成果

SP濃度對(duì)SW基油凝膠的影響,。(A)視覺外觀；(B)離心穩(wěn)定性,；(C)測(cè)量油凝膠薄膜上水的接觸角,；(D) XRD分析。

(A)流動(dòng)掃描,；(B)頻率掃描,；(C)應(yīng)變掃描；(D)具有不同SP濃度(0.5-3.0 wt%)的基于SW的油凝膠的FTIR分析,。

不含在不同ф下制備的W/O乳液,。(A)視覺外觀；(B)通過光學(xué)顯微鏡(上)和CLSM(下)顯示的微觀結(jié)構(gòu),；(C)流動(dòng)掃描,；(D)頻率掃描；(E)應(yīng)變掃描,。

(A)流動(dòng)清掃,；(B)觸變性測(cè)試；(C)頻率掃描,；(D)應(yīng)變掃描,；(E)質(zhì)地分析；(F)感官分析,；(G)具有不同SP濃度(0.5-3.0 wt%)的W/O乳液凝膠的3D打印,。

結(jié)論
為了開發(fā)用于3D打印的低熱量/脂肪食品，使用水代替脂肪體積以減少脂肪攝入量是一種很有前景的策略,，通常采用W/O乳液的形式,。在本研究中,，使用0.5 wt%的SP和1.0 wt%的SW制備了Φ=0.65的減脂W/O乳液用于3D打印。SP有利于降低界面張力和增強(qiáng)油凝膠網(wǎng)絡(luò),，從而減少W/O乳液中液滴的移動(dòng),。隨著SP添加量的增加，乳液凝膠的打印性能得到改善,，表觀粘度,、恢復(fù)性和自支撐能力（足夠的儲(chǔ)存模量和抗變形能力）均得到提高。印制的中空?qǐng)D案更加細(xì)膩,，無塌陷現(xiàn)象,。該W/O乳液由天然成分形成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)合成表面活性劑的完全替代,，具有優(yōu)異的印刷性能,。該W/O乳液具有減少脂肪攝入的優(yōu)點(diǎn)，滿足了消費(fèi)者對(duì)天然成分的需求,，拓寬了健康食品在3D打印中的應(yīng)用,。展望未來，增加W/O乳液的水量是有意義的,。未來的研究應(yīng)更多地集中在使用天然成分形成W/O高內(nèi)相乳液（W/O-HIPE）上,，這不僅有利于打印性能，還能進(jìn)一步降低脂肪攝入量,。此外,，由于SP的成本較高，有必要在不影響印刷性能的前提下減少SP的用量,。

原文鏈接：
Wang Meng, Zhang Jiaxiang, Fan Liuping, Li Jinwei. (2023) Fabrication of fat-reduced water-in-oil emulsion and the application in 3D printing, Food Research International, 172:113118.