本發(fā)明涉及3d打印領(lǐng)域，具體地涉及一種確定非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的方法和黃芪多糖復(fù)合凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、3d打印，又被稱為增材制造，是一項(xiàng)在20世紀(jì)80年代后期逐步興起并發(fā)展起來的新型加工制造技術(shù)。它突破了傳統(tǒng)制造工藝的諸多限制，開創(chuàng)了一種全新的制造模式。其工作原理是，3d打印系統(tǒng)依據(jù)cad軟件設(shè)計(jì)的模型，通過x、y、z軸的精確移動(dòng)，將材料層層堆積，最終塑造出與設(shè)計(jì)模型一致的實(shí)體物品。
2、在眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，3d打印技術(shù)在食品加工方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的潛力和價(jià)值。目前，在基于3d打印技術(shù)的食品加工類型里，擠出成型的應(yīng)用最為廣泛。然而，在常規(guī)的機(jī)械加工過程中，樣品的形狀和研究設(shè)計(jì)在很大程度上受限于設(shè)備和工具，例如，一些復(fù)雜的形狀和特殊的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)機(jī)械加工很難實(shí)現(xiàn)，或者需要耗費(fèi)大量的成本和時(shí)間，而3d打印增材制造技術(shù)具有更高程度的設(shè)計(jì)自由，它幾乎不受形狀和結(jié)構(gòu)的限制，能夠輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的設(shè)計(jì)，因此其為制造復(fù)雜的形狀和特殊的結(jié)構(gòu)的食品提供了一種易于實(shí)現(xiàn)且成本交底的方式。但目前非淀粉多糖在淀粉基食品中存在3d打印存在成型困難的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的非淀粉多糖在淀粉基食品中存在3d打印成型困難的問題，提供一種確定非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的方法和黃芪多糖復(fù)合凝膠及其制備方法。該方法可以快速找到非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的最佳范圍，基于該方法確定的黃芪多糖復(fù)合凝膠的制備方法，可以克服黃芪多糖本身強(qiáng)度不足的問題，使得采用3d打印技術(shù)制備黃芪多糖類食品時(shí)更易于實(shí)現(xiàn)食品內(nèi)部的精細(xì)化，提升成型樣品的精度。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種確定非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的方法，其中，所述方法包括：準(zhǔn)備3d打印用凝膠材料，所述凝膠材料的制備原料包括非淀粉類多糖和淀粉，將所述凝膠材料送入3d打印機(jī)內(nèi)進(jìn)行打印，并通過單因素試驗(yàn)研究不同打印速度、填充率和噴嘴直徑對(duì)成型樣品品質(zhì)的影響，基于綜合打印精度p(％)和質(zhì)量指數(shù)q(％)評(píng)價(jià)成型樣品品質(zhì)，并確定打印速度、填充率和噴嘴直徑的最優(yōu)取值；
3、wi為第i個(gè)成型樣品的克重(g)，wp為所有成型樣品克重的平均值(g)，n為參與評(píng)定的成型樣品數(shù)量；
4、pi為第i個(gè)成型樣品的打印精度，其中，pl為長度的打印精度、pw為寬度的打印精度，ph為高度的打印精度，計(jì)算公式如下：
5、其中，ml為成型樣品長度尺寸實(shí)際值，sl為成型樣品長度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值；
6、其中，mw為成型樣品寬度尺寸實(shí)際值，sw為成型樣品寬度尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值；
7、其中，mh為成型樣品高度尺寸實(shí)際值，sh為成型樣品高度的標(biāo)準(zhǔn)值。
8、采用上述方法，可以快速而準(zhǔn)確地獲得非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印的最佳參數(shù)，依據(jù)該最佳參數(shù)進(jìn)行3d打印，獲得的產(chǎn)品成型效果非常好。
9、本發(fā)明第二方面提供一種黃芪多糖復(fù)合凝膠的制備方法，其中，所述制備方法包括：
10、將包括有黃芪多糖、小麥淀粉和水的原料進(jìn)行混勻并糊化，獲得凝膠材料；
11、將所述凝膠材料送入3d打印機(jī)內(nèi)進(jìn)行打印，獲得黃芪多糖復(fù)合凝膠；其中，所述3d打印的最佳參數(shù)采用本發(fā)明第一方面所述的方法確定，打印速度為700-800mm/min，填充率為75-85％，噴嘴直徑為0.6-0.8mm。
12、黃芪多糖是一種水溶性雜多糖，是由干燥的黃芪根片經(jīng)破碎摧毀、提取、濃縮、提純而來，具有抗病毒、抗腫瘤和抗氧化等功能，在營養(yǎng)配方食品的3d打印中有巨大的應(yīng)用潛力。
13、小麥淀粉是一種重要的天然生物大分子聚合物，具有價(jià)格低廉、易獲得等優(yōu)勢(shì)，不僅在人們?nèi)粘ｏ嬍持邪缪葜匾哪芰縼碓唇巧?，還被廣泛應(yīng)用于食品加工中，可以用作增稠劑、穩(wěn)定劑等。
14、本發(fā)明以黃芪多糖和小麥淀粉作為原料，不僅可以提高食品的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，更重要的是將二者搭配，輔以適宜的3d打印條件，可以有效提高凝膠材料的強(qiáng)度，提升成型產(chǎn)品的打印精度，有效解決了凝膠材料內(nèi)部精細(xì)化難得問題，且制備方法簡單，成本低，耗時(shí)短。本發(fā)明提供的黃芪多糖復(fù)合凝膠3d打印成型的打印參數(shù)組合，具有較高的商業(yè)價(jià)值和應(yīng)用前景。
15、本發(fā)明第三方面提供一種根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的制備方法制得的黃芪多糖復(fù)合凝膠。
16、本發(fā)明提供的方法，與傳統(tǒng)加工方法相比優(yōu)點(diǎn)在于：
17、(1)提供了一種快速確定非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的方法；
18、(2)基于上述3d打印參數(shù)的快速確定方法制備了一種黃芪多糖復(fù)合凝膠，該產(chǎn)品原料來源廣泛，加工簡單，可個(gè)性化定制；
19、(3)制備的黃芪多糖復(fù)合凝膠將小麥淀粉和黃芪多糖復(fù)合得到兩者的營養(yǎng)，提升的產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值；
20、(4)改善了凝膠材料的打印精度和凝膠強(qiáng)度，具有良好的質(zhì)感和口感；
21、(5)可縮短生產(chǎn)周期、降低原料損耗，提升生產(chǎn)效率并削減成本。
1.一種確定非淀粉類多糖在淀粉基食品中3d打印參數(shù)的方法，其特征在于，所述方法包括：準(zhǔn)備3d打印用凝膠材料，所述凝膠材料的制備原料包括非淀粉類多糖和淀粉，將所述凝膠材料送入3d打印機(jī)內(nèi)進(jìn)行打印，并通過單因素試驗(yàn)研究不同打印速度、填充率和噴嘴直徑對(duì)成型樣品品質(zhì)的影響，基于綜合打印精度p(％)和質(zhì)量指數(shù)q(％)評(píng)價(jià)成型樣品品質(zhì)，并確定打印速度、填充率和噴嘴直徑的最優(yōu)取值；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述凝膠材料的制備方法包括：將所述淀粉和水混合制備成淀粉溶液，再將所述非淀粉類多糖加入所述淀粉溶液中，并進(jìn)行加熱，獲得所述凝膠材料。
3.一種黃芪多糖復(fù)合凝膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，所述打印速度為700mm/min，填充率為80％，噴嘴直徑為0.8mm；
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其中，所述混勻的過程包括：將所述小麥淀粉和水混合后獲得小麥淀粉溶液，再將所述黃芪多糖加入所述小麥淀粉溶液中并混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其中，所述黃芪多糖與所述小麥淀粉溶液的質(zhì)量比為1:35-45，優(yōu)選為1:40。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4或6所述的制備方法，其中，所述糊化的過程包括：將所述混勻后的原料在85-95℃下攪拌35-45min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，所述打印時(shí)，所述凝膠材料的溫度為20-30℃，優(yōu)選為25℃。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求3-8中任意一項(xiàng)所述的制備方法制得的黃芪多糖復(fù)合凝膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的黃芪多糖復(fù)合凝膠，所述黃芪多糖復(fù)合凝膠的長和寬分別為21mm，高度為10mm。