本發(fā)明涉及一種3d打印食品原料，特別是涉及多酚-小麥淀粉凝膠及其制備方法與在3d打印中的應(yīng)用，屬于食品加工。
背景技術(shù)：
1、近年來(lái)，與飲食相關(guān)的慢性代謝疾病發(fā)病率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。在現(xiàn)代食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域中，營(yíng)養(yǎng)健康膳食的需求愈發(fā)顯著。研究表明，食用抗性淀粉可有效調(diào)控人體血糖血脂代謝，降低腸道ph值，增加腸道有益菌的數(shù)量與豐度，對(duì)肥胖、糖尿病、心血管疾病以及代謝綜合癥等營(yíng)養(yǎng)失衡引發(fā)的疾病起到預(yù)防作用。其中，淀粉與其他食品組分相互作用形成的復(fù)合物是一種新型抗性淀粉，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。
2、抗性淀粉主要分為4類，分別是物理包埋淀粉(rs1)、抗性淀粉顆粒(rs2)、回生淀粉(rs3)和改性淀粉(rs4)。在天然谷物和豆類等食物中的物理包埋淀粉或抗性淀粉顆粒含量一般占總淀粉量的1％-10％左右，在原淀粉如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯淀粉與大米淀粉等中的抗性淀粉含量一般小于5％，因此僅從天然淀粉中提取、分離抗性淀粉難以滿足應(yīng)用要求?；厣矸酆透男缘矸凼钱?dāng)前提高淀粉中抗性淀粉含量的主要途徑。
3、抗性淀粉的制備方法根據(jù)處理手段的不同被分為化學(xué)改性法、物理處理法和酶處理法。但化學(xué)改性法雖能改變淀粉性質(zhì)以提高抗性，但存在安全性隱患，如化學(xué)試劑殘留威脅人體健康，同時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染，而且反應(yīng)條件難以精準(zhǔn)把控致使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；物理處理法能耗過(guò)高，不符合節(jié)能環(huán)保趨勢(shì)，且處理效果有限，所獲抗性淀粉含量不高且穩(wěn)定性差，易受時(shí)間和儲(chǔ)存條件影響；酶處理法中酶的生產(chǎn)成本高昂，限制了大規(guī)模應(yīng)用，且酶的穩(wěn)定性差，其活性易受溫度、ph值、金屬離子等因素干擾，保存也有難度，反應(yīng)過(guò)程中需嚴(yán)格控制條件，增加了工藝復(fù)雜性。這些問(wèn)題都在一定程度上制約了抗性淀粉的高效制備與廣泛應(yīng)用。
4、3d打印技術(shù)被認(rèn)為是一種創(chuàng)新的食品生產(chǎn)模式，它消除了對(duì)獨(dú)特形狀模具的需求，可能會(huì)開(kāi)辟更多的設(shè)計(jì)選擇。然而，近年來(lái)3d打印技術(shù)在食品方面的應(yīng)用還較少，可能在于食品原料性質(zhì)較難滿足3d打印所需的機(jī)械性能。食品原料大多存在機(jī)械強(qiáng)度較低、含水量高、口感差以及加工后產(chǎn)品保存困難等不足。小麥淀粉是一種具有潛力的3d打印墨水原料，但小麥淀粉基墨水存在擠出困難、成型性差的問(wèn)題，并且3d打印后的產(chǎn)品精度低、穩(wěn)定性差，抗性淀粉含量低，這些缺陷在一定程度上限制了小麥淀粉在3d打印中的應(yīng)用。如何改良小麥淀粉或者添加其他成分，以取得較好的產(chǎn)品感官性質(zhì)和機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)推動(dòng)食品3d打印產(chǎn)業(yè)具有重大意義。
5、cn202410668960.9一種可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜3d打印食品造型的低血糖指數(shù)淀粉質(zhì)食品加工方法。該技術(shù)先將高直鏈淀粉制備成預(yù)糊化高直鏈淀粉，然后將其與玉米淀粉配置成淀粉懸浮液，再往所得淀粉懸浮液中加入蛋白將其制成復(fù)合凝膠，最后通過(guò)3d打印機(jī)將復(fù)合凝膠按設(shè)計(jì)圖案進(jìn)行打印，得到具有復(fù)雜食品造型的低血糖指數(shù)的淀粉質(zhì)食品。但該技術(shù)所需要的高直鏈玉米淀粉(直鏈淀粉含量≥50％，優(yōu)選70％)原料獲取成本高且商業(yè)供應(yīng)有限，使用的高濃度氯化鈣可能會(huì)在離心后殘留存在食品安全隱患，乙醇沉淀步驟增加了工藝復(fù)雜性及生產(chǎn)成本，加入的大豆/豌豆蛋白容易引入豆腥味并且高濃度的蛋白可能會(huì)過(guò)度粘彈影響產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)，而且高溫打印(≥80℃)可能導(dǎo)致部分熱敏性蛋白變形失活。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種成本相對(duì)較低，無(wú)需加入蛋白影響產(chǎn)品品質(zhì)，打印溫度相對(duì)較低，產(chǎn)品抗性淀粉含量高，具有較好機(jī)械強(qiáng)度，擠出性、成型穩(wěn)定性較好的多酚-小麥淀粉凝膠及其制備方法。
2、本發(fā)明另一目的在于提供所述多酚-小麥淀粉凝膠在3d打印中的應(yīng)用。
3、上述發(fā)明目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
4、一種多酚-小麥淀粉凝膠，由淀粉-多酚懸浮液在溫度為55-70℃下保溫糊化所得；所述的淀粉-多酚懸浮液由糊化多酚淀粉懸浮液與按(9：1)～(6：4)的質(zhì)量比混合的小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉攪拌均勻所得；所述的糊化多酚淀粉懸浮液由混合淀粉懸浮液與多酚混合，加熱至50-65℃攪拌均勻，冷卻至室溫所得；所述的混合淀粉懸浮液由小麥淀粉與蠟質(zhì)小麥淀粉按(9：1)～(6：4)的質(zhì)量比混合后室溫加水?dāng)嚢杈鶆虻玫?，控制小麥淀粉與蠟質(zhì)小麥淀粉的質(zhì)量濃度為3-6％。
5、為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述多酚為阿魏酸、咖啡酸、沒(méi)食子酸或原兒茶酸。
6、優(yōu)選地，所述小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉質(zhì)量比為(5：1)～(1：1)。
7、優(yōu)選地，所述糊化多酚淀粉懸浮液中，多酚的質(zhì)量濃度為1.25-5％。
8、優(yōu)選地，所述加熱至50-65℃攪拌的時(shí)間為30-45min，轉(zhuǎn)速為250-600rpm。
9、優(yōu)選地，所述混合淀粉懸浮液中，小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉的質(zhì)量濃度為20-25％。
10、優(yōu)選地，所述淀粉-多酚懸浮液在溫度為55-70℃下保溫糊化是將淀粉-多酚懸浮液加入打印機(jī)裝料筒中，設(shè)置3d打印溫度為55-70℃，等待3d打印機(jī)溫度升高到設(shè)置的打印溫度保溫糊化。
11、優(yōu)選地，所述的保溫時(shí)間為10-15min。
12、所述的多酚-小麥淀粉凝膠的制備方法，包括如下步驟：
13、1)將小麥淀粉與蠟質(zhì)小麥淀粉按(9：1)～(6：4)的質(zhì)量比混合后，室溫加水?dāng)嚢杈鶆虻玫劫|(zhì)量濃度3-6％的混合淀粉懸浮液；
14、2)將混合淀粉懸浮液與多酚混合，加熱至50-65℃攪拌均勻，冷卻至室溫，得糊化多酚淀粉懸浮液；
15、3)將糊化多酚淀粉懸浮液與按(9：1)～(6：4)的質(zhì)量比混合的小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉攪拌均勻，得淀粉-多酚懸浮液；
16、4)將淀粉-多酚懸浮液在溫度為55-70℃下保溫糊化得多酚-小麥淀粉凝膠。
17、述的多酚-小麥淀粉凝膠在3d打印中的應(yīng)用，將多酚-小麥淀粉凝膠選擇3d模型打印，所述的3d模型的噴嘴直徑為0.6-1.0mm，打印速度控制為25-45mm/s。
18、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
19、1)本發(fā)明選用天然小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉作為原料，安全無(wú)毒，被廣泛應(yīng)用于食品加工生產(chǎn)，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低；且天然小麥淀粉和蠟質(zhì)小麥淀粉復(fù)配方法綠色高效，可操作性強(qiáng)，復(fù)配后可顯著改善淀粉凝膠特性。
20、2)本發(fā)明通過(guò)小麥淀粉與蠟質(zhì)小麥淀粉復(fù)配，利用蠟質(zhì)小麥淀粉高度分支化的支鏈淀粉賦予材料優(yōu)異的剪切稀化特性確保材料均勻擠出并減少堵塞，同時(shí)通過(guò)蠟質(zhì)小麥淀粉的強(qiáng)持水性延緩水分流失抑制老化，利用小麥淀粉的剛性支撐作用有效防止打印結(jié)構(gòu)塌陷，兩者協(xié)同顯著提升打印精度，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品精確打印制備。
21、3)本發(fā)明小麥淀粉的高溫穩(wěn)定性與蠟質(zhì)小麥淀粉的低溫快速凝膠化特性互補(bǔ)，增強(qiáng)了材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，減少打印過(guò)程中的收縮與變形，最終達(dá)到了3d打印產(chǎn)品穩(wěn)定性的效果，能夠打印復(fù)雜的食品結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了3d打印個(gè)性化定制食品，拓寬了食品3d打印的應(yīng)用范圍。
22、4)本發(fā)明通過(guò)小麥淀粉凝膠負(fù)載多酚極大程度地增加了抗性淀粉含量，對(duì)延緩代謝綜合癥、糖尿病和心血管疾病的發(fā)生均有益處，有利于制備個(gè)性化3d打印功能食品。
23、5)相對(duì)于中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)cn202410668960.9，不需要高價(jià)格的高直鏈玉米淀粉，不需要使用的高濃度氯化鈣造成食品安全隱患，也不會(huì)因?yàn)榧尤氲拇蠖?豌豆蛋白容易影響產(chǎn)品品質(zhì)，而且打印溫度明顯降低，本發(fā)明3d打印產(chǎn)品成本相對(duì)較低，無(wú)需加入蛋白影響產(chǎn)品品質(zhì)，打印溫度相對(duì)較低。