研究人員通過冷擠壓技術實現3D打印牛奶食品

魔猴君  行業資訊   1655天前

對于3D打印食品，我真的需要停止思考，“好，現在我已經看到了一切！”每次這樣做，我都會被證明是錯誤的。最新的創新來自新加坡科技設計大學（SUTD）的一組研究人員，他們成功地進行了3D打印牛奶，是的，您沒有看錯。我并不是說您應該去拿些餅干，然后將玻璃杯放在擠出機下。該團隊確定了如何將奶粉變成牛奶食品。 該大學的最近在RSC Advances上發表了一項研究，研究他們改變材料流變特性的方法，以便通過使用直接墨水在室溫下3D打印牛奶產品。

這可食用的小沙發是用奶粉3D打印的。

摘要指出：“食品的3D打印已通過不同的方法進行了演示，例如選擇性激光燒結（SLS）和熱熔擠出。但是，需要高溫的方法不適用于創建由對溫度敏感的養分組成的3D模型。牛奶就是這類食物的示例，這些食物富含對溫度敏感的鈣和蛋白質等營養素。冷擠壓是3D打印的另一種方法，但它需要添加流變改性劑并優化多種組分。為了解決這一局限性，我們演示了用牛奶油墨的簡單配方通過冷擠壓進行牛奶的DIW 3D打印。我們的方法僅依賴一種牛奶產品（粉狀牛奶）。”

用于直接墨水書寫（DIW）3D打印以進行冷擠壓的設置。 （A）實驗中使用的DIW打印機的照片。

 （B）用乳油墨在玻璃基板上的網狀結構的DIW示意圖。

研究人員希望避免必須添加大多數冷3D打印過程所需的穩定劑，以及不需要高溫的印刷牛奶。在這種情況下，諸如熱熔擠出和SLS之類的增材制造方法將行不通，因為它們通常與牛奶等多種食品中對溫度敏感的營養物質（如蛋白質和鈣）不兼容。

該研究的首席研究員橋本助理教授解釋說：“冷擠壓不會損害熱敏營養素，但在3D打印中可滿足個人需求，在美觀，營養控制的食品方面具有巨大潛力。”

冷擠壓可能有效，但是需要添加添加劑或流變改性劑來增加印刷結構的穩定性，這可能很難實現。此外，用于DIW 3D打印的油墨需要表現出剪切稀化行為，并具有在擠出后保持形狀的能力。

因此，研究人員研究了奶粉濃度如何影響其牛奶油墨的流變性能，然后相應地調整性能，以找出最佳解決方案。他們完成了乳汁配方的“廣泛表征”，以分析其流變性。

DIW 3D打印的牛奶模型的光學圖像。從印刷模型中可以明顯看出牛奶濃度對印刷油墨散布的影響。用M10，M60和M65油墨印刷的網狀結構散布并填充了間隙。用M70和M75（比例尺：5毫米）打印后，保持打印的網狀結構。

他們在論文中寫道：“配方牛奶油墨基于一種控制其自身油墨流變特性的基于牛奶的成分。通過調整奶粉的濃度可以改變牛奶油墨的流變特性，并對其特性進行表征并評估其可印刷性。使用包含70-75 w / w％奶粉的油墨，我們成功地打印了復雜的3D結構。”據中國3D打印網了解，他們的配方僅包含奶粉，將奶粉與水混合，以便使用DIW和冷擠壓方法獲得3D打印牛奶模型的正確一致性。實際上，水是控制墨水流變性的因素，這使解決方案足夠簡單，以至于有可能很快在某天的現實世界場景中成功使用，例如在養老院或醫院，而不僅僅是實驗室環境。

該研究的主要作者李說：“這種新穎而簡單的方法可以用來配制各種營養食品，包括那些為醫院的患者提供特殊飲食需求的食品。”為了確定最佳的可印刷性，研究人員通過3D打印三葉草葉，圓錐形，要塞，輪子和小巧可愛的沙發，測試了他們的方法和材料，此外還制作了其他一些形狀。他們還通過將牛奶油墨與由巧克力糖漿和可可粉制成的巧克力相結合，印刷了兩種色調的多材料版本沙發，并測試了如何用奶油，椰子和楓糖漿等材料填充印刷品。

SUTD團隊用3D牛奶印刷了各種形狀。 A – D：沙發，堡壘，車輪和立體式葉子的3D打印牛奶結構。 E：包含液體巧克力糖漿作為內部填充物的3D打印錐體。 F：3D打印的立方體，具有四個隔室，其中包含液體藍莓糖漿，液體巧克力糖漿，乳脂和楓糖漿作為內部填充物。

點評：“這種方法提供了一種簡便的途徑來配制其他沒有添加劑的食用油墨，并在不進行溫度控制的情況下制造出視覺上吸引人的膳食。這種方法在配制對營養和材料特性有各種需求的食品中具有潛在的應用價值，其中食品墨水可以在室溫下擠出而不會損害在高溫下會降解的營養素。”

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39645.html