FRI：降脂油包水乳液的制備及其在3D打印中的應用
時間：2023-08-08 09:39 來源：來源于國家肉品中心 作者：admin 閱讀：次
江南大學Wang 來源于國家肉品中心等在Food Research International期刊上發表了《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中的一種新興制造技術，由計算機通過食品油墨的層層沉積來實現。考慮到74%油體積分數的水包油高內部乳液的脂肪含量太高同時會引發慢性疾病，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。最近，植物蠟作為油性凝膠劑，由于其天然、可負擔和可生物降解的優點而受到歡迎。其中向日葵蠟(SW)是液體油的優良油凝膠因子，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絡，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，已被證實是一種輔助油凝膠因子，可以加強水果蠟基油凝膠的結構。同時，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）乳液有望設計出用于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-射線衍射和流變結果來看，SP被認為是輔助油凝膠因子，以改變SW的結晶習性，增強SW基油凝膠的外部結構。強大的外部油凝膠結構不僅有利于減少液滴運動以提高物理穩定性，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(優異的觸變性)和自支撐(足夠的儲能模量和變形阻力)。在3D打印中，具有增長的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特征的設計。這項研究為W/O乳液的形成提供了新的見解，使用天然成分進行3D打印，以創建減脂食品。
研究成果
結論
為了開發用于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油凝膠網絡，從而減少W/O乳液中液滴的移動。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、恢復性和自支撐能力（足夠的儲存模量和抗變形能力）均得到提高。印制的中空圖案更加細膩，無塌陷現象。該W/O乳液由天然成分形成，實現了對合成表面活性劑的完全替代，具有優異的印刷性能。該W/O乳液具有減少脂肪攝入的優點，滿足了消費者對天然成分的需求，拓寬了健康食品在3D打印中的應用。展望未來，增加W/O乳液的水量是有意義的。未來的研究應更多地集中在使用天然成分形成W/O高內相乳液（W/O-HIPE）上，這不僅有利于打印性能，還能進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.
3D食品打印是食品工業中的一種新興制造技術，由計算機通過食品油墨的層層沉積來實現。考慮到74%油體積分數的水包油高內部乳液的脂肪含量太高同時會引發慢性疾病，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。最近，植物蠟作為油性凝膠劑，由于其天然、可負擔和可生物降解的優點而受到歡迎。其中向日葵蠟(SW)是液體油的優良油凝膠因子，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絡，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，已被證實是一種輔助油凝膠因子，可以加強水果蠟基油凝膠的結構。同時，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）乳液有望設計出用于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-射線衍射和流變結果來看，SP被認為是輔助油凝膠因子，以改變SW的結晶習性，增強SW基油凝膠的外部結構。強大的外部油凝膠結構不僅有利于減少液滴運動以提高物理穩定性，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(優異的觸變性)和自支撐(足夠的儲能模量和變形阻力)。在3D打印中，具有增長的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特征的設計。這項研究為W/O乳液的形成提供了新的見解，使用天然成分進行3D打印，以創建減脂食品。
研究成果
SP濃度對SW基油凝膠的影響。(A)視覺外觀；(B)離心穩定性；(C)測量油凝膠薄膜上水的接觸角；(D) XRD分析。
(A)流動掃描；(B)頻率掃描；(C)應變掃描；(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)通過光學顯微鏡(上)和CLSM(下)顯示的微觀結構；(C)流動掃描；(D)頻率掃描；(E)應變掃描。
(A)流動清掃；(B)觸變性測試；(C)頻率掃描；(D)應變掃描；(E)質地分析；(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。
結論
為了開發用于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油凝膠網絡，從而減少W/O乳液中液滴的移動。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、恢復性和自支撐能力（足夠的儲存模量和抗變形能力）均得到提高。印制的中空圖案更加細膩，無塌陷現象。該W/O乳液由天然成分形成，實現了對合成表面活性劑的完全替代，具有優異的印刷性能。該W/O乳液具有減少脂肪攝入的優點，滿足了消費者對天然成分的需求，拓寬了健康食品在3D打印中的應用。展望未來，增加W/O乳液的水量是有意義的。未來的研究應更多地集中在使用天然成分形成W/O高內相乳液（W/O-HIPE）上，這不僅有利于打印性能，還能進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.
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