科学家开发出“墨水”以通过3D打印生产食物

生产改性淀粉或用于3D食品打印的“油墨”的新方法可以使该过程大规模实现。一组研究人员认为，他们已经向3D打印食品的大规模工业化迈进了一步。

巴西圣保罗大学路易斯·奎洛兹农业学院（ESALQ-USP）的研究小组与法国南特大西洋兽医学院，食品科学与工程学院（Oniris）和美国国家科学研究所的法国同事合作农业，食品和环境（INRAE）已开发出充当“墨水”的水凝胶。

由FAPESP（圣保罗研究基金会）支持的该项目的最新成果已发表在《国际食品研究》杂志上。“在过去的几年中，我们开发了多种技术来改性淀粉并获得具有理想特性的凝胶，以用作通过3D打印生产食品的'油墨'，” ESALQ-USP教授兼Pedro Esteves Duarte Augusto该项目告诉FAPESP。

研究人员生产的第一批凝胶以木薯淀粉为基础，研究小组还开发了用于变性淀粉的方法。

根据该小组的说法，臭氧是通过对氧气施加放电而产生的，然后将气体鼓入装有水和木薯淀粉悬浮液的容器中，然后干燥（除去水）。结果是改性淀粉。

巴西和法国的食品工程师开发了基于变性淀粉的凝胶，用作通过3D打印制作食品的“油墨”。通过改变过程的各个方面（例如臭氧浓度，温度和时间），研究人员能够获得具有不同特性的凝胶，以找到用于3D打印的正确稠度。

奥古斯托说：“条件的控制使我们能够获得用于其他应用的较弱的凝胶，以及更坚固的凝胶，是3D打印的理想之选，因为它们可以保持打印结构的形状而不会流失或失去水分，”奥古斯托说。

在过去的两年中，研究人员除了使用臭氧外，还开发了另一种淀粉改性方法。这包括在烤箱中对木薯和小麦淀粉进行干加热，同时控制温度和时间。

使用新方法，他们还能够获得基于变性淀粉的凝胶，该凝胶显示出最佳的可印刷性，即能够产生3D对象的凝胶，一旦打印，该对象将保持其结构。研究小组表示，干热处理还扩展了基于小麦淀粉水凝胶的印刷样品的质地可能性。

“我们通过两种方法均取得了良好的结果。它们简单，便宜且易于在工业规模上实施。”

通过与法国科学家的合作，ESALQ-USP研究人员Bianca Chieregato Maniglia在Oniris和INRAE进行了研究，应用了巴西开发的臭氧和干法加热技术生产了基于改性木薯和小麦淀粉的凝胶，用于3D打印食品。

Maniglia说：“参与该项目的所有研究人员的综合经验使我们能够获得具有更好印刷适性的凝胶，从而使食品具有更好的形状，清晰度和质地，而这对于提高产品的可接受性至关重要。”

ESALQ-USP小组表示，现在计划研究生产3D食品印刷凝胶的其他修饰方法和来源。该学院最近购买了3D打印机，将其用于生产使用新凝胶开发的结构。研究小组补充说，改性木薯和小麦淀粉凝胶也可以用于印刷其他东西，例如包括药物胶囊和营养保健品在内的生物医学产品。“我们已经证明了通过3D打印和量身定制的食材制造食品的可行性。现在，我们计划扩展应用范围并测试其他原材料。”