華南理工陳玲團隊：硬脂酸對大米淀粉微觀結構、流變性及3D打印特性的影響
時間：2021-09-17 08:10 來源：食研私享 作者：admin 閱讀：次
2021年8月26日，華南理工大學•食品科學與工程學院：Zipeng
Liu（1作）......、陳玲*（通訊）、Bo Zheng*（共通訊）等在高分子科學1區TOP期刊International Journal
of Biological Macromolecules（IF：6.953）在線發表了題為“Effect of stearic acid on
the microstructural, rheological and 3D printing characteristics of
rice starch”的研究文章。
熱擠壓3D打印（HE-3DP）與其他食品3D打印技術相比，其應用范圍相對較為廣泛。對于HE-3DP，其設備加熱部件和剪切噴嘴滿足促進淀粉與脂類相互作用的充分條件。然而，在HE-3DP環境中，脂質的添加如何影響淀粉的流變特性，這對其印刷性能至關重要，目前還沒有相關研究報道。
該文通過研究硬脂酸（SA）在HE-3DP過程中對大米淀粉糊的結構演變、流變性能和印刷適性的影響，并揭示其與印刷適性的關系，以期為脂質在HE-3DP制備淀粉基食品中的應用提供有效信息。
成果介紹
該文中，研究人員利用一臺可控溫的食品3D打印機研究了在熱擠壓3D打印（HE-3DP）過程中添加硬脂酸（SA）（2.5-10.0%）對大米淀粉糊微觀結構、流變行為和印刷適性的影響，并建立了可能的運動模型。
在3D打印過程中，硬脂酸（SA）的加入可以誘導結晶結構的形成，改變淀粉的分子運動行為，從而構成新的海島結構。當脂質添加量小于7.5%時，淀粉-硬脂酸糊（SSAP）可形成更高剛性和儲能模量（G′）的有序網絡結構，提高了機械強度和打印層數。但當SA添加量達到10%時，打印層數隨著網絡結構變弱，黏度降低而減少。隨著粘度的降低，大量的SSAP墨水從噴嘴中流出，線寬變粗，從而影響了打印精度。因此，在剛度和粘度之間找到合適的平衡至關重要。
總體而言，這項研究為脂質在利用熱擠壓3D打印（HE-3DP）制造淀粉基食品中的應用提供了重要信息。
專 家 簡 介
陳玲
陳玲，博士，教授，碩導，博導，現為華南理工大學“淀粉與植物蛋白教育部工程研究中心”副主任、廣東省“天然產物綠色加工與產品安全重點實驗室”副主任、廣東省教育廳“農產品資源綠色加工廣東普通高校重點實驗室”副主任、教育部直屬輕化所副所長、中國糧油學會玉米深加工分會副會長和廣東省生物物理學會常務理事，同時兼任廣東省僑聯委員。長期致力于淀粉功能化修飾及營養調控領域的科研工作，重點圍繞淀粉功能化修飾與營養功能調控、淀粉基靶向控制釋放載體材料的設計、功能因子靶向控釋傳輸系統的構建、淀粉分子多層次結構與營養功能的關系及影響機制等方面開展前沿性探索研究。近五年來，始終緊跟淀粉科學技術的國際前沿、瞄準國家在農產品加工行業的重大需求，先后主持了包括國家自然科學基金-廣東省聯合基金重點項目、國家自然科學基金項目、國家“863”科技計劃課題、廣東省自然科學基金團隊項目、廣東省“揚帆計劃”引進創新創業團隊項目等10多項國家及省（部）級科技項目。相關研究成果發表SCI收錄論文80余篇、EI收錄60余篇，參與出版專著2部。獲得國家發明專利34項，實用新型專利6項；2項科技成果通過教育部鑒定；這些科研成果得到了國內外同行的普遍認可，先后獲得了中國食品科學技術學會科技創新—技術進步獎二等獎（2016）、中國輕工聯合會科技進步三等獎（2015）、中國商業聯合會科技進步二等獎（2015）、世界知識產權組織第38屆日內瓦國際發明展金獎、第十一屆中國專利優秀獎、廣東省專利優秀獎、中國僑界貢獻獎和廣東省僑聯科技創新貢獻獎等。
熱擠壓3D打印（HE-3DP）與其他食品3D打印技術相比，其應用范圍相對較為廣泛。對于HE-3DP，其設備加熱部件和剪切噴嘴滿足促進淀粉與脂類相互作用的充分條件。然而，在HE-3DP環境中，脂質的添加如何影響淀粉的流變特性，這對其印刷性能至關重要，目前還沒有相關研究報道。
該文通過研究硬脂酸（SA）在HE-3DP過程中對大米淀粉糊的結構演變、流變性能和印刷適性的影響，并揭示其與印刷適性的關系，以期為脂質在HE-3DP制備淀粉基食品中的應用提供有效信息。
圖文摘要
成果介紹
該文中，研究人員利用一臺可控溫的食品3D打印機研究了在熱擠壓3D打印（HE-3DP）過程中添加硬脂酸（SA）（2.5-10.0%）對大米淀粉糊微觀結構、流變行為和印刷適性的影響，并建立了可能的運動模型。
在3D打印過程中，硬脂酸（SA）的加入可以誘導結晶結構的形成，改變淀粉的分子運動行為，從而構成新的海島結構。當脂質添加量小于7.5%時，淀粉-硬脂酸糊（SSAP）可形成更高剛性和儲能模量（G′）的有序網絡結構，提高了機械強度和打印層數。但當SA添加量達到10%時，打印層數隨著網絡結構變弱，黏度降低而減少。隨著粘度的降低，大量的SSAP墨水從噴嘴中流出，線寬變粗，從而影響了打印精度。因此，在剛度和粘度之間找到合適的平衡至關重要。
總體而言，這項研究為脂質在利用熱擠壓3D打印（HE-3DP）制造淀粉基食品中的應用提供了重要信息。
圖1. 淀粉-硬脂酸糊的流變特性曲線。（a，穩定剪切曲線；b，應變掃描曲線；c，頻率掃描曲線；d，交替應變掃描曲線。）
圖2. 熱擠壓3D打印（HE-3DP）下運動模型的示意圖。
專 家 簡 介
陳玲，博士，教授，碩導，博導，現為華南理工大學“淀粉與植物蛋白教育部工程研究中心”副主任、廣東省“天然產物綠色加工與產品安全重點實驗室”副主任、廣東省教育廳“農產品資源綠色加工廣東普通高校重點實驗室”副主任、教育部直屬輕化所副所長、中國糧油學會玉米深加工分會副會長和廣東省生物物理學會常務理事，同時兼任廣東省僑聯委員。長期致力于淀粉功能化修飾及營養調控領域的科研工作，重點圍繞淀粉功能化修飾與營養功能調控、淀粉基靶向控制釋放載體材料的設計、功能因子靶向控釋傳輸系統的構建、淀粉分子多層次結構與營養功能的關系及影響機制等方面開展前沿性探索研究。近五年來，始終緊跟淀粉科學技術的國際前沿、瞄準國家在農產品加工行業的重大需求，先后主持了包括國家自然科學基金-廣東省聯合基金重點項目、國家自然科學基金項目、國家“863”科技計劃課題、廣東省自然科學基金團隊項目、廣東省“揚帆計劃”引進創新創業團隊項目等10多項國家及省（部）級科技項目。相關研究成果發表SCI收錄論文80余篇、EI收錄60余篇，參與出版專著2部。獲得國家發明專利34項，實用新型專利6項；2項科技成果通過教育部鑒定；這些科研成果得到了國內外同行的普遍認可，先后獲得了中國食品科學技術學會科技創新—技術進步獎二等獎（2016）、中國輕工聯合會科技進步三等獎（2015）、中國商業聯合會科技進步二等獎（2015）、世界知識產權組織第38屆日內瓦國際發明展金獎、第十一屆中國專利優秀獎、廣東省專利優秀獎、中國僑界貢獻獎和廣東省僑聯科技創新貢獻獎等。
(責任編輯：admin)
逐夢生物3D打印人造組織器
16歲高中生“手搓”折疊屏
3D Systems 創始人Chuck H
吳鑫華院士領銜建設蘇州大
武漢三維陶瓷總經理馬濤：
李方正：中國增材制造產業最新內容
中科院林鑫團隊To
專訪清鋒創始人姚
浙江大學賀永教授
吳逸飛：區塊鏈技
黃維院士團隊：3D
孫陸逸教授：高分熱點內容
